Otomasyon Panosu Nedir? Hangi Parçalardan Oluşur?

Otomasyon Panosu Nedir? Hangi Parçalardan Oluşur?

Endüstriyel tesislerde cihazlar birbiriyle haberleşebilir, üretim süreçleri stabil bir şekilde işleyebilir. Bu süreçlerin arkasındaki asıl yapı, tesisin yönetiminden ve güvenliğinden sorumlu otomasyon panolarıdır. Peki, otomasyon panosu nedir, hangi bileşenlerden oluşur ve nasıl çalışır? Bu yazıda, bu sorulara detaylı cevap verirken otomasyon panosunun çalışma prensibine de değineceğiz.

Otomasyon Panosu Nedir?

Otomasyon panoları, operasyonel süreçlerin merkezi bir noktadan otomatik olarak yönetilmesini sağlayan kontrol sistemleridir. Çoğunlukla endüstriyel tesisler ve akıllı binalarda kullanımı yaygındır ama otomasyonun olduğu diğer alanlarda da kullanımı görülmektedir. Elektrik devlerinin beslenmesi ve güç dağılımı gibi noktalarda kritik bir göreve sahiptir. Ayrıca çeşitli elektrik bileşenleri arasındaki iletişiminde yönetilmesinde aktif rol oynar.

Otomasyon Panolarının Temel Bileşenleri

Otomasyon panoları bileşenleri, bir nevi insana benzetilebilir. Duyu organlarımız, beynimiz ve kaslarımız otomasyon sistemini oluşturan bileşenlerin çalışma mantığıyla örtüşmektedir. Bu bileşenler sayesinde endüstriyel süreçler başarılı bir şekilde yönetilmektedir.

Kontrol Cihazları

Kontrol cihazları, sistemin beyni olarak tabir edebileceğimiz bileşenlerdir. Sistemin otomatikleştirilmesi ve süreçlerin kontrol edilmesini sağlar.

Programlanabilir Mantıksal Denetleyiciler (PLC)

Sensörlerden gelen verileri işleyerek çıktıları kontrol eden bir bileşendir. Önceden programlanmış talimatları izleyerek kararlar alır ve ekipmanların hareketlerini kontrol eder. Gerçek zamanlı kontrol etme yeteneğine sahiptir. Mikroişlemci tabanlıdır, dijital ve analog girdilerle çalışabilir. Modbus, Profibus, Ethernet/IP gibi çeşitli endüstriyel haberleşme protokollerini desteklerler.

Röleli kumanda sistemlerine göre toz, nem ve manyetik alanlardan daha az etkilenirler ve pano içerisindeki kablo karışıklığını en aza indirirler. PLC panolar, karmaşık fabrika otomasyonları, konveyörler, motor hızı kontrolü ve enerji izleme sistemleri gibi birçok uygulamada etkin bir şekilde kullanılır.

Uzak Terminal Üniteleri (RTU)

Otomasyonda uzak cihazların izlenmesi için tercih edilen bir bileşendir. Elektrik sinyallerini uzak cihazlara taşımak için kullanılır. Karmaşık sistemlerden ziyade daha çok veri güvenliği ve güvenirliğinin öne çıktığı durumlarda kullanılmaktadır. Ayrıca konfigürasyon olarak daha esnek bir yapıya sahiptir.

İnsan-Makine Arayüzleri (HMI)

HMI (Human-Machine Interface), otomasyon sistemlerinin insanlara yönelik olan bölümüdür. Arayüzler sayesinde otomasyon sisteminin izlenmesi ve kontrol edilmesi sağlanır. Mümkün oldukça teknik süreçlerden arındırılmış olarak kullanıcı dostu bir arayüz ile insanlara sunulur.

HMI, insanların veri girişi yapmasına, sistemi izlemesine ve karar verilmesi gereken durumlarda ise komut vermesine olanak tanımaktadır. Bu sebeple yetkili ve yetkin kişilerce kullanılır. Sensörlerden gelen veriler gerçek zamanlı olarak grafiksel veya daha sade haliyle gösterilir. Ayrıca bu verilere göre uyarı ve alarmlar da bu arayüz aracılığıyla izlenir ve yönetilir.

Algılayıcılar (Sensörler)

Sensörler, endüstriyel süreçlere yönelik verilerin sağlanmasında görev almaktadır. Hızlı, güvenilir ve hassas verilerin sunulması noktasında önemli ve kritik bir yere sahiplerdir. Sürekli olarak çevresel değişkenleri (ısı, basınç, akım, voltaj gibi) izler ve verileri kontrol sistemlerine aktarır.

Enerji analizörleri de bu noktada veri sağlayan bir elemandır. Panonun tükettiği enerjiyi ölçerek detaylı bir veri sunar.

Eyleyiciler (Aktüatörler)

Sensörler tarafından sağlanan verilerin kontrol sistemleri tarafından işlenmesi sonrası oluşan çıktıya göre fiziksel eylemi gerçekleştiren bileşenlerdir. Yönetimi, kontrol sistemleri tarafından yapılmaktadır. 

Otomasyon Panosunda Güç Kaynağı ve Dağıtım Elemanları

Otomasyon panosunun çalışması için gerekli olan gücün sağlanmasından görevli bileşendir. Enerji kaynağından gelen elektrik gücünü işleyerek sistemi beslemektedir.

Sigorta ve devre kesiciler ise güç kaynağından gelen güce yönelik tedbir amaçlı bileşenlerdir. Otomatik sigorta ve devre kesiciler sayesinde aşırı akım ve kısa devre gibi durumlara karşı önlem alınmış olur. 

Elektrik panosundaki akım ve voltajın düşük olan cihazlar röle modülü ile kontrol edilir. Termik röle, elektrik panolarında sıklıkla tercih edilen bir röle türüdür. Yüksek akım ve yüksek voltaj içinse kontaktör bileşeni kullanılmaktadır. Motor korumasının temel bileşenidir.

Bağlantı ve Kablolama Elemanları

Otomasyon panosunu oluşturan elemanlar arasındaki bağlantıyı sağlayan kablolardır. Güç kaynağından başlayan süreç, cihazlara ve cihazlardan da varsa başka otomasyonlara kadar uzanır.

Otomasyon panoları, kablolamanın düzenini de sağlamaktadır. Bunun için kablo kanalları kullanılmaktadır ve kabloların düzenli ve güvenli bir şekilde saklanmasını da sağlar. 

Diğer Bileşenler

Otomasyon panoları, belirttiğimiz bileşenler dışında küçük ölçekli ve daha basit işlemleri yerine getiren başka bileşenlere de sahiptir.

Düğmeler veya diğer adıyla butonlar, sistemin açılıp kapanmasına ek olarak bazı fonksiyonların da açılıp kapatılması işlemini yerine getirmek için kullanılır. Ayrıca sistemdeki bilgilerin gösterimi için göstergeler ve sinyal lambaları da kullanılmaktadır.

Sistemin güvenli çalışması için topraklama, fanlar ve filtreler de kullanılmaktadır. Bu bileşenler; sistemin temiz kalması ve aşırı ısınmadan korunması için önemlidir. 

Otomasyon Panolarının Otomasyon Projelerindeki Önemi

Otomasyon projeleri, panoların kullanımı ile beraber daha güvenli, verimli ve uygun bir şekle bürünmektedir. Çünkü otomasyon panosu ile beraber sadece enerji dağıtımı otomatize edilmiş olmaz. Buna ek olarak enerji verimliliği, iş güvenliği ve süreçlerin daha hassas bir şekilde yönetilmesi de sağlanır.

Otomasyon çözümleri için farklı türlerde otomasyon panosu kullanımı olabilmektedir. Bu panolar sayesinde kesintisiz elektrik sağlanması de desteklenir. Buna ek olarak trafo merkezleri gibi oldukça riskli ve kritik durumdaki noktalarda da hem iş güvenliği hem de enerji verimliliği en üst seviyeye çıkarılmış olur. Ekipmanların daha düzenli olması sağlanır ve bileşenlerin ömrünün uzamasına da destek olur. Ayrıca uzun vadede maliyetlerin düşmesini sağlarken zaman ve üretim kaybını da engeller.

Otomasyon Panosu Türleri

Otomasyon panosu, ihtiyaca ve kullanım alanına göre farklı türlere sahiptir. Sistemlerin daha verimli ve stabil çalışması için bu türler arasında doğru tercih yapmak önemlidir. Endüstriyel otomasyon noktasında ortam koşulları ve endüstriyel süreçler göz önüne alınmaktadır.

Programlanabilir Mantıksal Denetleyici (PLC) Otomasyon Panosu

PLC içeren otomasyon panoları, bu kategoride yer almaktadır. Endüstriyel tesislerdeki üretim ve işleyişin otomatikleştirilmesinde rol oynarlar. PLC panoları; karmaşık fabrika otomasyonu, konveyörler, motor hızı kontrolü ve enerji dağıtım sistemleri gibi uygulamalara yönelik çözüm üretir. Pek çok sektörde etkin olarak kullanılıyor olsa da çoğunlukla petrol, gaz, enerji, su, arıtma, taşımacılık, gıda ve içecek gibi sektörlerde daha yaygındır.

Uzak Terminal Ünitesi (RTU) Otomasyon Panosu

RTU otomasyon panosu, uzak cihazların izlenmesine ve kontrol edilmesine yönelik çözümler için tasarlanmıştır. Elektriksel sinyallerini SCADA ve otomasyon sistemlerine taşımak için tasarlanmıştır. PLC otomasyon panolarına benzer şekilde petrol, gaz, enerji, su, arıtma, taşımacılık, gıda ve içecek gibi sektörlerde yaygın olarak kullanılır.

PLC ve RTU Kullanım Farkı

PLC'ler genellikle bir tesisin yerel kontrolünü ele alırken, RTU'lar uzak saha cihazları ile iletişim kurmak için tasarlanmıştır.

Motor Kontrol Merkezi (MCC) Panosu

MCC (Motor Control Center) panoları; motor, pompa ve fan gibi ekipmanların manuel ya da otomatik biçimde, uzaktan ya da yerinden kontrol edilmesini sağlayan sistem panolarıdır. Özellikle birden fazla motorun aynı tesiste kontrol edilmesi gereken uygulamalarda tercih edilirler. Genellikle 3 fazlı AC motorların 200V ile 600V arasındaki gerilim seviyelerinde çalıştırılması için tasarlanırlar.

Her bir motor devresi için, temel olarak kontaktör, motor koruma şalteri, sigortalar ve yük ayırıcı şalter gibi koruma ve kontrol elemanları bulunur. Ayrıca, bu panolar PLC, SCADA ve merkezi otomasyon sistemleriyle entegre çalışabilecek haberleşme donanımına sahiptir. Sahadaki motorlar ve diğer elektrikli cihazlar, MCC panosu üzerinden gerilim dalgalanmalarına karşı otomatik biçimde korunur; böylece ekipmanların zarar görmesi önlenmiş olur.

Otomasyon Panosu Çalışma Prensibi

Otomasyon panoları, bir dizi bileşenden meydana gelerek otomasyon sistemleri için destekleyici olmaktadır. Endüstriyel otomasyon noktasında endüstriyel süreçlerin izlenmesini, analiz edilmesini ve kontrol edilmesini sağlamaktadır. Temel anlamda sensörlerin veri toplaması, kontrol cihazlarında bu verilerin işlenmesi ve aktüatörler yardımıyla da fiziksel eyleme dönüşmesi döngüsünden oluşan bir süreçtir.

Sensörlerden Veri Toplanması ve İşlenmesi

Otomasyonlu kontrol panosu, farklı özelliklere sahip birçok verinin sensörler aracılığıyla toplanmasını sağlar. Sensörler aracılığıyla toplanan verilerinin anlamlandırılması için kontrol sistemleri (PLC veya RTU) kullanılır. Kontrol sistemleri sensörlerden gelen veriyi düzenli olarak işleyerek karar alma mekanizmalarına sürekli olarak anlamlı veri iletir.

Sensörler aracılığıyla çevresel değişken niteliğinde olan sıcaklık, basınç, akım, herhangi bir değerin seviyesi ve voltaj gibi değerler takip edilir. Örneğin; sistemdeki akım değeri sürekli olarak sensörler aracılığıyla takip edilerek kontrol sistemiyle paylaşılır. Kontrol sistemleri ise hem bu değerleri gerçek zamanlı sistemin izlenmesinde hem de karar verilmesinde kullanır.

Kontrol Cihazlarının Karar Alması

Kontrol cihazları, sensörler tarafından iletilen verilerin yorumlanarak sürecin otomatikleştirilmesini sağlayan kısımdır. Kontrol cihazları verilerin işlenmesi sırasında bir dizi talimatı takip etmektedir. Bu talimatlar programlanmıştır ve sırayla işletilerek karar verilmesini sağlamaktadır. İhtiyaca ve gereksinime göre yeniden programlanarak karar verme süreci değiştirilebilmektedir.

PLC ve RTU Karar Alma Sürecindeki Farkı

Kontrol sistemleri, yukarıda da bahsettiğimiz gibi PLC ve RTU olabilir. PLC olanlar talimatları bir dizi halinde işleyerek döngü şeklinde devam etmektedir. Bu da döngünün henüz bitmediği durumlardaki sistemdeki değişimlerin kaçmasına sebebiyet verebilmektedir. RTU ise verilerin kronolojik olarak kaydedilmesi sayesinde sensörlerden gelen verilerde kaybı engeller ve daha hızlı tepki verilmesini sağlar. Bu da örneğin elektrik kesilmesi gibi durumlarda yedek güç kaynağının devreye alınacağı kararında kayıp olmamasını sağlar.

Eyleyiciler ile Ekipmanların Kontrol Edilmesi

Eyleyiciler, ekipmanların kontrol edilmesini sağlayarak sensörlerden ve kontrol cihazlarından gelen duruma göre aksiyon alınması sağlar. Bir nevi sistemin çıktısı olarak düşünülebilir çünkü verilerin işlenmesi sonucu ortaya çıkan karara göre fiziksel bir eylem yapmaktadır. Örneğin; üstte belirttiğimiz örnekteki yedek güç kaynağının devreye alınması işlemi, eyleyiciler tarafından yerine getirilir.

Eyleyiciler, bazı kurallarında işlenmesinde önemli bir yere sahiptir. Örneğin; sensörlerden gelen veriye göre kontrol cihazları elektrik panosunun kapağının açık olduğu bilgisi eyleyicilere iletebilir. Bu durumda eyleyiciler elektrik dağıtımına izin vermeyebilir ve sirenleri çalıştırabilir.

HMI ile Sistemin İzlenmesi

HMI, sistemin yetkili kişilerce izlenmesini ve yönetimini sağlayan kullanıcı dostu bir arayüzdür. Bu noktada HMI tarafının kullanıcı dostu olması sistemin daha sağlıklı izlenmesini ve yönetimini kolaylaştırmaktadır.

HMI, sistemin verimli bir şekilde kullanılmasında oldukça önemlidir. Çünkü HMI aracılığıyla verilerin izlenmesi sağlanırken; veri girişi ve kontrol komutları da verilebilir. HMI, sistemin bakımı için de kullanılan bir arayüzdür. Yetkili servis tarafından bu arayüz kullanılarak gerekli kontroller ve bakım işlemleri yürütülür. Bakım moduna geçiş için çoğunlukla yetkili servis kullanıcılarında yer alan manyetik kartların okutulması gerekir.

Sistemlerin Entegrasyonu ve Uzaktan İzleme

Otomasyon panoları, endüstriyel tesislerde sistem entegrasyonu için kritik bir göreve sahiptir. PLC ve SCADA sistemleriyle entegre çalışarak sürecin izlenmesini ve uzaktan kontrolünü mümkün kılar.

Endüstri 4.0’ın temel bileşenlerinden olan IoT, yapay zekâ ve büyük veri analitiği gibi teknolojilerin sahaya entegre edilmesi, bu panolar aracılığıyla gerçekleştirilir. IoT cihazları arasında kurulan haberleşme ağı sayesinde veriler toplanır, analiz edilir ve sistem performansı optimize edilir. Panolar, bu iletişim trafiğini düzenleyerek cihazların güvenli ve senkronize çalışmasını sağlar.

Sistemin işleyişi, kapalı döngü kontrol prensibine dayanır. Sensörlerden alınan veriler, kontrol ünitesi tarafından değerlendirilir ve gerekli çıkışlar aktüatörler üzerinden uygulanır. Bu sürekli geri besleme mekanizması, minimum insan müdahalesiyle maksimum kararlılık sağlar.

Gerçek zamanlı veri işleme ve sinyal bütünlüğü, özellikle hızlı tepki gerektiren proseslerde kritik öneme sahiptir. RTU’ların doğru zamanlamayla çalışması, sistemin güvenilirliğini doğrudan etkiler ve olası arızaların önüne geçer.

Veri iletimi için kullanılan endüstriyel haberleşme protokolleri (RS-485, Ethernet TCP/IP, HART vb.), farklı cihazların ortak bir dilde iletişim kurmasını mümkün kılar. Son nesil kablosuz teknolojiler (örneğin Wi-Fi 6), bu altyapıya yüksek bant genişliği ve düşük gecikme gibi avantajlar ekler. Böylece sistemler daha ölçeklenebilir, daha esnek ve daha akıllı hale gelir.

Otomasyon Panolarının Üretimi ve Kurulumu

Otomasyon panoları, sistemlerin stabil ve güvenli işlemesini sağlamak için güvenli ve yönergelere uygun şekilde kurulmalıdır. Bu da üretimden montaja kadar tüm süreçlerin standartlara uygun olarak işletilmesi demektir.

Üretim Süreci

Üretim süreci, öncelikle ihtiyaca yönelik olarak otomasyon panosunun tasarlanması ile başlar. Panonun çalışmasından bakımına kadar tüm süreç doğru ve özenli bir şekilde tasarlanmalıdır.

Üretim sürecinde bu tarz ufak detaylara dikkat edilmesi pano montajı, çalışma ve bakım aşamasında büyük kolaylıklar sağlamaktadır. Hata bulma, hızlı müdahale ve kablolara ait renk kodlaması yapılması bu anlamda oldukça önemlidir.

Kurulum ve Montaj

Otomasyon panosunun montajı, tüm cihazlarla bağlantı kurularak yapılmaktadır. Ayrıca yetkili olacak kişilerin yetkilendirmesi ve eğitimi de bu aşamada ele alınmaktadır. Pano teslimi sırasında kullanım kılavuzu, devre şeması ve klemens bağlantı uç girişleri bilgisiyle birlikte teslim edilir.

Sonuç

Otomasyon panoları, modern endüstriyel tesislerin ve akıllı binaların vazgeçilmez unsurlarıdır. Endüstriyel süreçlerin otomatik olarak kontrol edilmesini sağlayarak, enerji dağıtımını düzenler, sistemin korunmasını temin eder ve operasyonel verimliliği artırır. Bu panolar, enerji verimliliği, maliyet tasarrufu, iş güvenliği, üretim sürekliliği ve kalitesi gibi çok yönlü faydalar sunarak işletmelerin rekabet gücünü önemli ölçüde artırır. Otomasyon sistemlerinizi daha güvenli ve verimli hale getirmek için bize ulaşın. Uygulama özelinde ihtiyacınıza uygun panoları birlikte planlayalım.