Endüstriyel Kontrol Deneylerinin Tasarımı ve Gerçeklenmesi

Abstract

Üniversitelerin lisans ve lisansüstü eğitim seviyelerinde, kontrol sistemlerinin eğitimi büyük bir öneme sahiptir. Eğitim teorik olmasının yanında, yeterli derecede de uygulamaya dayalı olmalıdır. Nitekim, mühendislik eğitimindeki amaçlardan birisi de öğrencilere teori ve pratiğin olabildiğince beraber verilmesidir. Günümüzde teori odaklı mühendislik eğitimi bunun önüne geçebilmektedir. Bu sorunun çözülmesi ile birlikte, mühendislik fakültelerinden sanayinin ihtiyaç duyduğu nitelikli mühendisler yetiştirmek kolaylaşacaktır. Bu duruma paralel olarak lisans ve lisansüstü eğitim seviyesinde kontrol sistemlerinin öğretilmesine yardımcı olmak amacı ile deney seti ve deney tasarımlarının yapılması önemli bir ihtiyaç olarak karşımıza çıkmaktadır. Eğitim amacı ile tasarlanan ve kullanılacak olan deney setlerinin endüstride kullanılan gerçek sistemlere benzerliği sistemlerin anlaşılabilirliği açısından önemlidir. Bu tez çalışmasının birinci bölümünde kaynak taraması, tezin amacı ve içeriği verilmiştir. İkinci bölümde kontrol laboratuvarında kullanılacak Aç-Kapa kontrol ve PID kontrol yöntemleri anlatılmıştır. PID kontrol algoritmasının modifikasyonu ve sayısallaştırılarak mikroişlemciye gömülmesi detaylı olarak örneklerle anlatılmıştır. Otomatik Katsayı ayarı (OKA) yöntemleri kullanılarak optimum PID parametreleri bulunmuştur. Üçüncü bölümde kontrol laboratuvarında kullanılmak üzere tasarlanan PID kontrol ve OKA yazılımı tanıtılmıştır. Dördüncü Bölümde kontol laboratuvarı için tasarlanan ve gerçeklenen düşük maliyetli eğitim setleri detaylı olarak anlatılmış ve deneysel sonuçlar gösterilmiştir. Bu deney setleri ile, artan öğrenci sayısı ve değişen piyasa gereksinimlerine uygun Endüstriyel Kontrol ve Otomasyon Laboratuvarı oluşturulması sağlanacaktır. Böylece nitelikli, güncel endüstriyel uygulamalardan haberdar ve kendilerine güvenen öğrencilerin yetiştirilmesi ve mezun edilmesi hedeflenmiştir. Tezin son bölümünde ise elde edilen tüm sonuçlar irdelenerek değerlendirilmiş ve önerilere yer verilmiştir.The education of control systems is of great importance at the undergraduate and graduate education levels of universities. Education should be sufficiently practical in addition to being theoretical. Indeed, one of the aims of engineering education is to give students the theory and practice together as well. Nowadays, theory-oriented engineering education can prevent this. With the resolution of this problem, it will be possible to train qualified engineers from engineering faculties. Therefore, It is an important need to make experimental setups and experiment designs in order to help teaching control systems at undergraduate and graduate level. Experimental sets used for control education shoud be comparable with real industrial systems to increase the effectiveness of education. In the first part of this thesis, the literature review, the purpose and the content of the thesis are given. In the second section, On-Off control and PID control methods, those are used in control laboratory are discussed. The modification and digitization of PID control algorithm are explained indetail with practical examples. Optimum PID parameters were determined with autotuning methods. In the third part, PID Control and Autotuner Software that designed for control laboratory are presented. The low cost experimental set-ups that designed and realized for control laboratory are explained in detail and experimental results are given in the fourth part of the thesis. Industrial Control and Automation Laboratory will be established in accordance with changing industry needs and increasing number of students with the help of these experimental setups. Thus, it is aimed to educate and graduate students who are confident, qualified and aware of actual industrial practices.