(j.Jlzj vWj'VECRSj'I'psijl:N1(}l (]{ll/rDCJ(l(jrtCE

3a UlUSLARARASI ilERi TEKNOLOJiLER SEMPOZYUMUJrd INTERNATIONAL ADVANCED TECHNOLOGIES SYMPOSIUM

GUSTOS/AUGUST18-20,2003

KAT •BELGESII

CBu6eCgeSayzn.J:(Q(ll.M"ro:i..UH~18-20/liJustos 2003 tarihlerinde (jazi r{lniversitesfnde gerrekfe.)tiri[en

·3. llLllSLYL2lYL2l.9lS1 j£CEqij rr'P/K;NO£OJj£CE(j(S'Ec;v{pozeyllc;v{ll )nakgtzfimzndan do[ayz veri[mi.)tir.

/Prof 'Dr.

I

\~

·ellJ

The Latent Semantic Analysis And IndexingAkifShamil Oglu Suleymanov .

The Exam ination of The Depreciation of The Gauges UseBearing SurfacasR.R. Zeynalov, ES. Huseyn .

Kafesl i S istmelerde Ya$am Kabi Iiyyeti Strukturlann 111b~MeseleleriEA. Baltyev, HT. Qurbanov, EB. Imameliyev .

A Mathematical Model For Monitoring Pollutants LevelsMajed Alhazmy. Oguz Borat .

Condition Monitoring Through Data MiningGiillekin c;eliner, Oguz Borell .

Paylanml$ Sistemlerde Optimal Xidmet Olunma Emelliy)i$lenmesiEA. Baltyev, c;c. Abidov, H. T Qurbanov, A.E Eliyeva .

Sertliyi Az Olan i<,:iBO$ Flrlanma Sethli Detallarlll imaIJ .HatalanVE Nerimanov .

Vidalarll1 Tala$IJ imalatll1da Olu$an ISlnll1 YLizey SlcakIJ~E Fetullayev, c; Karata.}·,F Kafkas, HK. AkyzldlZ .

VidaIJ Birle$tirmelerin Yorulma Hesabll1da Artlk GerilnSaglayan KO$ullarlll Ara$tlnlmaslE Fetullayev. R. Kzllk. K Akyzldlz, F. Kafkas .

A Fuzzy Parametric Programming Model for the DesiSystemsFeyzan Arzkan, Zuhal Giingor .

Developing an Expert System for Logical TrubleshootingHacl Saglam, Siileyman Yaldlz .

Measuring Drag Coefficents of a Cylinder Model in thWire AnemometerMustafcl Almaca, tsmail Ekmek(:i, Talat inan, Hojin Ahn

An Analysis of Orthogonal Cutting Under Different RakeMethod

The Effect of Face Milling on Surface Integrity of Wasp<Using Uncoated and CVD Coated Carbide TollsSaklp KdksaL. Ramazan KaYlkr;1 .

A Finite Element Model for Load Transfer from Matrix t<Ezgi Giinay, Zeki Ece .

Hiclrolik Sistemlercle Ariza Tespitinde Bir Uzman SistemR. Yenilepe. B AkICI. :) Aykul .

Konvensiyonel Taklm Tezgahlarlllcla Tasarlm: Vargel TeErol Tiirkq, Ramazan Kdse, Naci Za[er .

Pnomatik Komparator Yard limy la Ger<;:ekZamanlJ i~ ParizlemeHaCI Saglam. Muciz Ozcan .

Klasik TOrlM Tezgahlarlnda Kullanilan Yeni Tip BiTasarlllli ve imalatlErion Evin, Cihan Ozel .

imalat Planlamasl Pratigi i<;:inlDEFO ModellemesiOzdogan Karar;alt. MustaIC' Kurt .

$erit Testere i Ie Kesmede, Kesmey i Etki leyen Parametrel[-[aCiSaglam. A.Oniivar, AS Ersoyoglu .

Comparison Between Various Types of 5 Axis CNC MMachine Kinematics.Bident Kayo. Fehmi Erzincanll, .

Kaynaklanml~ Martenzitik Paslanmaz <;::eligin MukavemAglarl Metodu ile BelirlenmesiAdnan (allk, A. ,)encan. A Kema! Yakul .

Akl~kan YataklJ Kazan Tasarlml ve imalatlA. T Inan. M Onal. Ill! Z Gid. A Onal .

Malzeme ihtiya<;:Planlamasl ve Huglu Av TUfekleri KoorHayrettin Diizciikoglu. Ulvi :)eker. Zafer Tekiner .

imalat EndUstrisinde internet Destekli Kural Tabanll Bir ISistemi Uygulamasl (WATP/CTP)Niliifer Yur/ay. Yiikse! furlay, Serap (akar .

ZF-7B 1301'Ala~lInll <;::elik Malzemenin DLizlem YiGeometrisi ve i lerlemenin YUzey PLiriizlLiliigiine EtkisiS Giilmez, Ill! Giirler. Y. Eoz/oprak .

Taklm Tezgahlarlnda Dinamik DengelemeErol Tiirkq·. Nazi Zajer. Ramazan Kdse .

ZF-7B Bor Ala~lInll <;::elik Malzemenin OUzlem YiiParametrelerinin i~lenebilirlige EtkisiServel Giilmez, Al/uslaIC'Giirler, Yalr;l/1Bozloprak .

Elektro Erezyon i Ie i$leme Performansll1l11 i$leme Parametreleri iIe Degi$imiAli 6zgedik. Can (ogun 308

CNC Freze Tezgahlannda Yuzey Puruzli.ilugune Etki Eden FaktOrierin BelirlenmesiMustafa Ay, Osman Eldogan, Mustafa Kurt 317

Kemigin Mekanik DaVranl$lI1a Hareketsizligin Etkisi Ozerine Deneysel Bir <::alI$maM. Re!jit UysaL. E. Faruk Mumcu, Remzi Varo!. Ufuk GiiLsoy 330

Kink Kemik Tedavilerinde Kullanllan DI$ Fiksator Aletin Test CihaZi Tasarul1l veimalatlBilgen Mutlu, Mustafa Kurt 345

Sistematik Tasanmda ~artname A$amaslMustafa Bozdemir, Faruk Mendi. Cengiz Eidem '" 355

imalat Hucreleri Olu$turma Probleminin Buland<. <::ok Amayll Programlall1a Yak la$1111Ii Ie Modellenll1es iFeyzan Ankan, Zuhal Giingor , 368

Geometrik Modellerin Bilgisayar Destekli Tasanll1 ile Parametrik Ayll1l1l1lanHudayim Ba,s'ak, Cengiz Eidem 382

Kavral1lsal Tasanll1da Karar Venl1eMustafa Bozdemir. Faruk Mendi. Cengiz Eidem 392

88. Metal Kesme i$lemlerinde Kesici Taklm ve i$ Paryasl Araslllda Olu$an SicaklikDaglllmll1 Saylsal <::ozumleme Metodu ile BelirlenmesiH.Mehmet Sahin, Adem ACl/' .405

89. Isd i$lem Atolyelerinin Otomasyonu iyin Pic Kontrolli.i indi.iksiyon Ocagl Tasanl1llHalil Murat Onver 4/6

90. Appl ication of Phase Change Materials To Pre-Heating of Internal Combustion EnginesM. Giimii!j, E.Ktll9arslan, Ahmet Korhan Binark 425

91. Experimental Optimization ofa Gasoline HCCI Engine Using Double Injection andIntake Air TemperatureMustafa Canak9l 437

92. Dizel Motorlarlllda Kullanllan Kontrol SistemleriYakup kingiir. Hasan Yal11lk 449

93. Otomotivde Mekatronik Bir Uygulama: Cep Telefonlu Oto GLivenlik SistemiVolkan Ydmaz, Ahmet Korhan Binark 459

94. Otomotiv i$letmelerinde ileri Bilgi Teknolojilerinin Toplam Kalite Yonetil1liUygulamalanndaki RoluSiiLeyman Semiz, SenolOkay, Yakup Sekmen, Can (mar .468

95. Motor Emisyon Parametreleri iyin Bir Bulanlk Uzman Sistem TasanmlM. Ciniviz, I Santa!j. S. Salman. N Allahverdi .480

96. Otomobil Anza Tespiti iyin Bir UZll1an Sistem TasanmlSakir Ta.)·demir ismail Sanla.)', Murat Ciniviz, A. A/paslan Altun, Novruz Allahverdi.....................................................................490

Programl KlIliandarak Belirlenmesi ve Deneysel Verilerle Kar$da$tJrllmaslH. Oguz. i. Santa~·. H. Ogiit. N ALlahverdi 499

98. EGR ve Motor Performansl iyin BlIlanlk Uzman Sistem Tasanmli. Santa;;, Ai Ciniviz, C. Ha~·imoglu. Y. kingii. N Allahverdi 510

99. BlIlanlk Mantlk KlIllandarak Mar$ Motorlarlllda Hata Te$hisiOmer Faruk Bay. Raif Bayzr 520

100. Motorlll Ta$ltlarda Fren KlIvvetlerinin Olyumu ve Fren KlIvveti Olyll1e CihazlanAi Diizgiin, D. Altlparmak, H. Bayrak(:eken 535

101. Frenleme KlIvveti ve Geli$tirilen Bir Fren Test CihazlIlda Frenlell1e KlIvvetininOlyulll1esiHuseyin Bayrak(:eken, Duran Altlparmak 546

102. Toplall1 Kalite Yonetill1i ve Degi$ill1 Muhendisligi Yonetill1 Teknikleri ArasllldakiFarkllilklarlll Degerlendiri 11l1esiSuleyman Semiz. Enver Aydogan 561

103 Alternatif iyten Yanmall MotoriaI'Nadir Aksoy. Yakup i(:ingiir 571

Istl i~lem AtOlyelerinin Otomasyonu h;in PLC Kontrolliiindiiksiyon Ocagl Tasanml

:(.Ktrtkkale Oniversitesi, Miihendislik Fakiiltesi, 318 357 2456, unver({~kku.edu.tr

Guniimuzde, PLC (Programmable Logic Controller) sayesinde, <;:e~itlisektOrlerde, iiretim bantlanna kolayldda otomasyon uygulanabilmektedir. Ancak, Isdi~lem iiretim bantlannda kullandan induksiyon ocaklannlll tasanml hala ozgiinelektronik devreler halinde olu~turllldllgllndan otomasyon yakla~1Il1l1la lIygunluksaglayamadlgl gozlenmektedir.

Bu <;:all~mada, 60 Kw gucunde bir induksiyonlu <;:elik tav ocagl tasarlanml~ve kontrolu PLC ile ger<;:ekle~tirilmi~tir. Boylelikle, induksiyon ocaklan, uzerinde,a<;:ma/kapama, basll1<;:, IS I, hareket kontrolU gibi i~lerin ger<;:ekle~tirilmesiyle birlikte,uretim bandll1da olu~turulacak otomasyon yaplsll1da sistemin diger birimleriylebirlikte e~ zamanll 9alt~ma yetenegine sahip olmu~tur. Aynca klasik kontrol dl~lIldabulal1lk mantlk, adaptif kontrol, yapay zeka gibi yeni kontrol yontemlerininuygulanmasl i<;:inalt yapl elde edilmi~tir.

Anahtar Kelimeler: induksiyon Ocaklan, otomasyon, PLC

A PLC Contl"olled Induction Heating Furnace Design forAutomation of Heating Process Units

AbstractNowadays, \-vith the help of PLC (Programmable Logic Controller), automation

can easily be adapted to production bands in various sectors. Yet, because the designof induction heating furnaces which are used in heating process production bands arestill formed as electronic circuits, it is observed that they are not suitable forautomation approach.

In this study, an induction heating furnace which has 60 k'vV power is designedand controlled with PLC. Therefore, the induction heating furnaces have had theability to work synchronized with other units of the system in automation structure.On the other hand a substructure is maintained in order to use new control methodslike artificial intelligence, adaptive control and fuzzy logic as alternatives to classicalcontrol.

1. Giri~induksiyonla ISltma, ilk tezgahlann iiretiminin ba~ladlgl glinden bu yana ge<;:en

yakla$lk 50 yJl i<;:inde kullal1lm kolayltgl ve i$lem goren malzeme kalitesinin <;:okyliksek olmasl nedeniyle yogun ilgi gormektedir. Sanayi toplumunun olu$tuguslralarda bu konuya egilen firmalar giiniimiizde bu alanda ciddi ~ekilde piyasaya

hakim olmu~lardlr. Ciddi bir bilgi birikimi ve sermaye gerektiren indliksiyon ocaklanliretimi, bu firmalann hakimiyetinden otlirti geni~ bir liretici yelpazesiolu~turamaml~tlr. Olkemizde ancak 1980'li ydlann sonlannda indliksiyon ocaklannlllsadece iki tipinin liretimine ba~lanabilmi~tir.

indliksiyon ocaklan tiretimini elinde tutan bu bliyi.ik firmalann, otl1rmu~ liretimtekniginin dl~lIla <;Ikmama egilimi gostermesi nedeniyle indliksiyon ocaklan, geli~enotomasyon sistemlerine uyum saglayamaml~tlr. Ozellikle, gli<; linitesinin kumanda vekontrollinde, firmalann, kendi tasanmlan olan elektronik kartlardan vazge<;memi~olmalart, her ge<;en glin geli~en kontrol ve otomasyon tekniklerinin Isd i~lemil1lalathanelerine uygulanmasllla imkan vermemektedir. Hatta bu konuda yapdanakademik <;all~malarda bu dogrultuda oll1lu~, indliksiyon ocaklart, <;evreyle etkile~imi<;inde blllunmayan kapall bir <;evrim halinde kalml~tlr [1-14]. Hali hazlrdaocakLannda PLC kullanan firl1lalar da PLC'yi genellikle ayma-kapama, saYllll, slireylii~ler organizasyonu, zal1lanlal1la ve hareket kUl1landasl saglal1lak amaclylakullanml~lardlr. Bu yakla~lIn, her ne kadar ocaga modern bir gortinlim vermekteysede otomasyon aylsll1dan hi<;bir i~e yaramamaktadlr.

indiiksiyon ocagl kullandan Isd i~lem birimlerinde genellikle kar~da~dan sOrLInlara~agldaki gibi ozetlenebilir.

Isd i~lem oncesi tezgahlann, sabit parametrelerle <;all~an indliksiyon tavocaklan oniine malzeme YlglLl1lakta ve bu tezgahlar malzemeninkullalllLmaslll1 beklemek dUrLIl1lunda kalmaktadlr.

Periyodik olarak ISltdml~ tirtin <;lkl~1 veren indliksiyon tav ocaklannda,belirli zaman araLddannda ISltdml~ malzeme otomatik olarak<;I1<artlmaktadlr. Isd i~lem somasl tezgahlarda, ye~itli nedenLeriemeydana gelen gecikmeLer siraslllcla ylkan ISltdml~ malzel1leler, tavsicakllgllli kaybetmesi necleniyle kllllanllamamaktadir.

Isd i~Lem oncesi ve Isd i~lem somasl tezgahlar, otol1lasyon aLt yapdannasahip olsalar da Isd i~Lem tezgahlannlll otol1lasyon alt yaplsll1a sahipoLmal1lasl nedeniyle bu li<; biril1l kencli aralannda etkile~imkuramal1laktadlr.

Isd i~lel1l tezgahLannlll otol1lasyona katdamal1lasl gerek Isd i$lel1latolyesi i<;indeki gerekse bu aWlyenini cliger liretil1l birimleriyle olanveri iLeti~il1l agllll cia anLamslz kdmaktacllr.

Bu sorunlann, ancak inclliksiyon tav ocaklanllln gli<; linitelerinin PLC ile denetil1lve kontrolliniin ger<;ekle~tirilerek yoztilebilecegi a<;11<olarak gortill1lektedir. Bir Isdi~lem aWlyesinin otomasyon yapdanmasllla ili$kin blok diyagram $ekil I. 'deverilmi$tir. indliksiyon tav ocaklannlll PLC ile denetil1l ve kontrolliniinger<;ekle$tirill1lesinden beklenen faydalar $unlarcllr;

L- indliksiyon tav ocagllllll gliy linitesi clelletim altlllcla tutulacaktlr. Ozellikle<;elik tavlllda ortaya <;lkan manyetik ge<;irgenligin (~l) degi$il1line bagll frekans veslcakllkla meydana gelen ozdiren<; (p) artl$lIla bag II gli<; degi$imLerinin istenmeyen

etkileri ortaclan kalclmlabilecektir. Bu sayecle halen kullanl1makta olan inclliksiyon tavfmnlan i<;:in ozel olarak tasarlanan elektronik kartlara olan baglmltltk ortaclankalkacaktlr.

2- incltiksiyon tav ocaklannclaki, a~m aklm, a~m gerilim, losa clevre, slcaklIk,basm<;: korumalan ile a<;:ma-kapama, sayml, stire<;:li i~ler organizasyonu, zaman lama,konul1l kontrolti ve gerekli ikazlan sesli, 1~lklI veya yazdI yapdabilecektir. istenirseincltiksiyon tav ocagma ili~kin parametrelerin eIle yapdan giri~leri kullalllmi clahakolay ve gorsel bir yaplcla PC tizerinclen ger<;:ekle~tirilebilecektir.

3- inclliksiyon tav ocaklannclaki, elle girilebilen parametre saYlslllln ciaartmll1lasllla imkan verecektir. Dolaylslyla tav ocagl, sabit bir frekansta <;:alI~makclurumuncla kalmayacaktlr. ~alI~ma frekansl istenilcligi gibi clegi~tirilebileceginclen,buna bagll olan cia i~leme clerinligi cle arzu eclilcligi gibi ayarlanabilecektir.

4- Isl1 i~lem biril1linin anltk clurumu hakklllcia bilgi (Isltdan malzeme aclecli,<;:alt~ma stiresi, anza clurumu vb.) veri ileti~im agl lizerincle her noktaclanallllabilecektir. Bu bilgi, cliger liretim birimleri taraflllcian kullanJlabilecegi gibii~letme yonetimi taraflllcian cia kullandabilecektir.

5- lsd i~lem oncesi tezgahlar, uygun zamanlama ile malzeme hazlrlayacaklar,gereksiz yogunluk veya bo~ kalma stire<;:leri ya~anmayacaktlr.

6- lsd i~lem somasl birimlerincle meyclana gelecek bekleme ve gecikmeler Isdi~lem birimi taraflllcian clegerlenclirilebilecek ve hazlr oluncluguncla ISltIlml~ malzeme<;:lkl~1allllabilecektir. Boylelikle ISltdan malzemelerin kullandamaclan sogumaslllciankaynaklanan kaylplar onlenecektir.

7- Son yJllarcia bliyiik geli~imler gosteren bulallIk mantlk, aclaptif kontrol veyapay zeka gibi moclern kontrol yontemlerinin, hem Isd i~lem atolyelerincle hem clebuna baglI cliger liretim birimlerinde kolaylIkla uygulanabilecegi bir alt yaplolu~turulacaktlr.

2. YontemTasarlanan sistel1l, Sekil 2.' de gorlildtigli lizere, bir AC/DCI AC clonli~tiirlicti gti<;:

linitesi, yLiksek frekans transformatOrli, ISltma grubu, kontrol grubundan olu~l1laktadlr.Sistem ile 7 sn 'cle ladet, 25 ml1l~ x 35 mm boyutlannda <;:elik par<;:alann tavlanmasl

ama<;:lanmaktadtr. lsd i~lem ktsml11da bultl11an indliktorlin onlinde ve arkasl11da olmaklizere iki adet pnomatik silindir bulunmaktadtL Arka tarafta yUkleme magazinindekii~ par<;:alan silindir tarafl11dan i<;:eri all11makta, bobin agzl11daki hazlr olmayan i~par<;:alannl ise on taraftaki silindir tekrar i<;:eriye almaktadlr.

AC/OC/ACD6nustllruciJ ISII !$lem

PI frekilnskontroluniti!si

Plgu..;;kontrolunitesi

Sistemin olu~turulmasl11daki en onemli noktalardan birisi PLC se<;:imidir. Yapdanincelemelerden soma Siemens'in S7-200/ CPU 214 modeli uygun goti.ilmli~ti.ir.Burada kriter olarak, PLC'nin bir induksiyon ocagl11l11 gU<;: linitesini surecekfonksiyonlara sahip olmasl11l11 yanl11da maliyet a<;:lsl11danda uygun olmasl belirleyiciolmu~tur.

14 giri~/IO <;:d(l~11bu PLC'de P\VM ve PTO jeneratorleri bulunmaktadlr. Bujeneratorler QO. I ve QO.2 <;:1I<1~lannayonlendirilebilmektedir. Aynca indliksiyonocaktaki i~ alllla-<;:I!<arma, slcakllk, bas 111<;:,konum kontrolli gibi sistemin hareketi vekorunmasllla ili~kin gorevleri yerine getirebilecek kapasiteye sahiptir. Aynca a~tr1aklm, a~tr1 gerilim, klsa devre korullla gibi elektriksel koruma tepkilerine cevapverecek ~ekilde duzenlemeler yapdml~tlr

PLC i<;:in haztrlanan program PWM jeneratOti.il1, a<;:llla ve kapalllas 111Iger<;:eklqtiren 2 alt program ve yine PWM jeneratOrUn frekans ve doluluk Oranl11layarlayan 4 kesllle (interrupt) blogundan olu~lllaktadlr. Bunun dl~ltlda ocagltl <;:qitlikoruma ve hareketlerine ili~kin klslmlar da alt prograllllar halinde olu~ttlrulmu~tur.$ekil 3. 'de prograllla ili~kin algoritllla verilmi~tir.

Se<;:ilen PLC'de, ro.O ve ro.l giri~leri interrupt giri~i olarak kullandabilecek~ekilde liretilmi~tir. Bu giri~lerin durumlanna baglt olarak M bellek bolgesinde 4bitlik bolge tannnlamasl yapdml~ttr. Bu tanlmlama ile PWM darbe <;:I!(I~1Il1llperiyotytikseltme ve al<;:altma emirleri ile doluluk oranl yUkseltme ve al<;:altma emirlerinin

PLC'ye aktanimasl amaylanml$tlr. PLC'de sadece iki interrupt giri$i olmaslnedeniyle, doluluk oranl yada periyot'tan hangisi iizerinde i$lem yaptlacagmlbelirtmek uzere aynca lO.3 giri$i kullantlml$tlr. lO.3' e giri$ saglayan elektronikanahtar yardlmlyla PWM jeneratoliiniin periyot ve doluluk oral1l ayan seyimiyaptlmaktadlr. Tasarlanan elektronik devre, onceligi rezonans frekans ayannatanlmak iizere PI kontrol iinitelerinin lirettigi i$aretlere baglt olarak lO.3' e giri$uygulayan elektronik anahtannm konumunu belirlemektedir.

P\VIVIjcnatol'ua<;:nlablogu

P\VIV[jcnan,tol'ukapattna blogu

P\VIVI pCI'yotyi.ikscltlne blogu

P\V.lV[pel'yotdi.i~unne blogu

P\VIVI dolulukon"l1 )'i.ikseltnu·

blogu

p\''lvr doluluko•.•..•nl cHi~unne

blogu

indiiksiyon ocaglkontl'ol ve Inllnanda

pl'og"'Ulll

I-Ial'ckct, kOl'unlaronsiyon Ian

alt pl'ognunlan

Program, PI frekans kontrol linitesi, PI gliy kontrol linitesi tarafmdan gonderilengeri besleme i$aretlerine bagll olarak, dogru periyot ve doluluk oranml otomatikolarak belirleyebilmekte, aynca manuel yalt$maya da imkan vermektedir.

PWM jeneratOruniin ylkl$1 QO.O lizerinden, PWM/slirlicli dagltlcl birimineuygulanmaktadlr. Bu birimin yl!o$mda ise IGBT siirliciileri iyin uygun ve kararll birgerilim elde edilmektedir. Semikron firmasll1m SKHI 23/12 rumuzlu IGBT

silrilctiLeri, evirici I<lsmlllda bulllllan Semikron firmaslIllll 200 A'lik SKM 200 G8123 rumuzlu IG8T yan kopru modtil1erini silrmektedir. Klsa devre koruma Onitesibu1unan bu siirucii i1e IGBT'leri 0 - 10.000 Hz arahglllda istenen bir frekanstasOrmek mlimklin olmaktadlr. Sistemin dogrultucu klsmlllda Semikron firmaslllaSKKD 100 rumuz1u diyot modOlleri kullanllml~ olup, denetimsizdir.

3. BulgularYapiian hesap1arda; endtiktansll1, ma1zeme soguk ha1deki degeri 84.82 ~lH iken

ma1zeme tSll1dll<tan sonraki sOrekli 9alL~ma ha1indeki degeri 81.20 ~lH'ye kadardO~mekte R direnci ise O.OIQ'dan 27 Q'a kadar Ytkmaktadtr. 3 kHz civanndaka1abi1mek iyin 28.82 ~lF gtiy kondansatOrO bag1anmt~tlr. 8u ha1de slirek1i 9a11~marezonans frekansl;

fa = I = -_-_-_-_-_-1======== = 3290 Hz. 21[-J L.C 21[~81,20.1O-6.28,82.1O-6

olarak e1de edilmektedir (Ma1zeme tam ISllldtglllda tse rezonans frekanst 3290Hzolmaktadtr).

Sistem 9ah~tIrt1ml~ ve e1ektrikse1 egriler $ekil4.'deki gibi e1de edilmi~tir. Evirici91kl~ gerilimi, denklelll I 'de hesaplandlgl gibi 3290 Hz'e oturlllu~tur. Sistellle ili~kinCos ~=0.96'dlr.

$eki1 4.a. 'da transformatoriin sekonder taraftna yani tavlama k1smtna uygu1anangerilim gOlii1mektedir. 8urada gerilimin etkin degeri U= 997 Y, aklllltn etkin degeriise 1= 45.53 A'dir. Pens ampermetre, glivenlik nedeniy1e x 10 dara1tmasly1akullaIll1ml~tlr. 8uradaki aktif gUy;

olarak elde edilmi~tir. $eki1 4.b. 'de evirici 9"<I~lna ili~kin egri gorOlmektedir. Buradageri1imin tepe degeri YIll=~545 Y, etkin degeri Y=353.8 Y, yeki1en aklm ise 1=142.4A'dir. Anahtarlamallln kapandlgl anda meydana gelen kuyruk gerilimleri de ~ekildegortilmektedir. Evirici tarafllldaki gUy;

hesap1anml~tlr. Denklem 2 ile denklem 3 'te hesaplanan degerler arastndaki 2.8kW'hk fark ise transformatOr kaytp1andlr. $ekil 4.c. 'de sistemin ~ebeke taraftndakigerilil1l ve akll1ltn etkin deger degi~im1eri gOliilmektedir. $ebeke gerilimi U~=398.3 Y,~ebeke akll1ll 1~=131.2 A'dir. 8uradan ~ebeke taraftndaki gOy;

Pc =U.l.Cos¢=398.3xI31.2xO.96=50166.68~50.2 KIll (4)

olarak ytkl1laktadtr ki, denklem 3'de e1de edilen degerle aradaki 1.9 kW'hk fark gUylinitesinde l1leydana ge1en kaytp1an vermektedir. $eki1 4.c. ince1endiginde

ama<;:landlgl gibi almn ve gerilimlerin kabul edilebilir bir arall1<:ta (±%4) degi~tigigorlilmli~tur.

UOL TS I AMPS I HERTZ <J:

BACI< j H SCREEH ." H

SAGS & SWELLS HOLD C3398.3 MAX398.3 u"398.3 MIH

131.8 MAX131.2 A:::

130.6 MI"

120.OA

L ·O.OA

BACK j H SCREEH 1m H

4.80nu<;la.-Tasarlanan sistem ile 7 sn'de ladet, 25 mm~ x 35 mm boyutlannda <;:elik

par<;:alann tavlanmasl ger<;:eklqtirilmi~tir. $ekil 5. 'te sistemin <;:alr~ma anll1dakigorlinti.isu yer almaktadlr. Yaplian denemelerde PLC, hem tav ocagll1ll1 hareket vekoruma fonksiyonlannl ger<;:ekle~tirirken hem de gu<;:linitesinin rezonans frekansl vegli<;:degi$imini denetim altll1da tutabilmi~, kararll bir <;:all~maelde edilebilmi~tjr.

Elde edilen birikimle, ISl! i~lem atOlyelerinde tam otomasyona ge<;:ilebilecek biralt yapl saglanml~tlr. [sl! i~lem atOlyelerinde bullll1an tOm tezgahlar birbirlerineotomasyon agl lizerinden baglanabilecek, dolaylslyla, buyi.ik oranda enetji ve zamantasarrufu saglanabilecektir. Aynca adaptif kontrol, bulanl1<: mantlk, yapay zekamodern kontrol tekniklerinin uyguianmasl kolayllkla ger<;:ekle$tirilebilecektir.

l. Tzou Y. and lung S., "Adaptive Repetitive Control of PWM Inverters for Very LowTHO AC-Voltage Regulation with Unknown Loads", IEEE Transactions on PowerElectronics, 14(5), Sep 1999

2. Chickamenahalli, S.A.; Lin, 1.; Nallaperumal, V.; Barker, e.M.; "A DSP controlledvariable-frequency resonant-commutated converter " Circuits and Systems, 1998.ISCAS '98. Proceedings of the 1998 IEEE International Symposium on , Volume: 3 ,3 L May-3 lun L 998 Page(s): 427 -430 vol.3

3. Khan, I.; Tapson, l.; De Vries, Automatic frequency control of an induction furnacel.; AFRICaN, 1999 IEEE, Volume: 2 , 1999 Page(s): 913 -9 L6 vol.2

4. Espi, 1.M.; Navarro, A.E.; Maicas, 1.; Ejea, l.; Casans, S.;"Control circuit design ofthe L-LC resonant inverter for induction heating" Power Electronics SpecialistsConference, 2000. PESC 00. 2000 IEEE 3lst Annual, Volume: 3 , 2000 Page(s):l430 -l435 vol.3

5. Grajales, L.; Sabate, l.A.; Wang, K.R.; Tabisz, W.A.; Lee, F.e.; "Design of a lO k\V,500 kHz phase-shift controlled series-resonant inverter for induction heating",Industry Applications Society Annual Meeting, 1993., Conference Record of the 1993IEEE, 2-8 Oct 1993 Page(s): 843 -849 vol.2

6. Young-Sup Kwon; Sang-Bong Yoo; Dong-Seok Hyun; "Half-bridge series resonantinverter for induction heating applications with load-adaptive PFM control strategyApplied Power Electronics Conference and Exposition", 1999. APEC '99. Fourteenth

7. Okudaira, S.; Matsuse, K.; "Power control of an adjustable frequency quasi-resonantinverter for dual frequency induction heating", Power Electronics and Motion ControlConference, 2000. Proceedings. PIEMC 2000. The Third International, Volume: 2 ,2000 Page(s): 968 -973 vol.2

8. Ho, J.M.; Juang, F.e.; "A practical PWM inverter control circuitry for inductionheating and studying of the performances under load variations", IndustrialElectronics, 1998. Proceedings. ISlE '98. IEEE International Symposium on ,Volume: I , 7-10 Jul 1998 Page(s): 294 -299 vol. I

9. Hirota I, H. Omori and M Nakaoka, "Practical Evaluations Of A ZVS-PFM QuasiLoad-Resonant High Frequency inverter Using A New Generation IGBT For Aninduction-Heated Cooking Appliance", Int. 1. Electronics, 80(2), sf 239-340, 1996,

10. Uchihori, Y.; Kawamura, Y.; Tokiwa, M.; Kim, Y.J.; Nakaoka, M.; "New inductionheated fluid energy conversion processing appliance incorporating auto-tuning PIOcontrol-based PWM resonant IGBT inverter with sensorless power factor correction",Power Electronics Specialists Conference, 1995. PESC '95 Record., 26th AnnualIEEE, Volume: 2 , 18-22 Jun 1995 Page(s): 1191 -1197 vol.2

II. Komatsu, W.; Po, W.; "A method for control and protection of series resonantinduction furnaces", Industry Applications Conference, 1997. Thirty-Second IASAnnual Meeting, IAS '97., Conference Record of the 1997 IEEE, Volume: 2,5-9 Oct1997 Page(s): 1661 -1666 vol.2

12. Agu, M. U.; "A microprocessor-based control method for a voltage-fed inverter with atank load", Industry Applications Society Annual Meeting, 1988., Conference Recordof the 1988 IEEE, 2-7 Oct 1988 Page(s): 1018 -1022 vol. I

13. Terai, H.; Miyauchi, T.; Hirota, I.; Omori, 1-1.;AI, M.A.; Nakaoka, M.; "A novel timeratio controlled high frequency soft switching inverter using 4th generation IGBTs",Power Electronics Specialists Conference, 200 I. PESC. 200 I IEEE 32nd Annual,Volume: 4 , 200 I Page(s): 1868 -1873 vol. 4

14. Bayindir, N.S.; Kukrer, 0.; Yakup, M.; "OSP-based PLL-controlled 50-100 kHz 20kW high-frequency induction heating system for surface hardening and weldingapplications ", Electric Power Applications, lEE Proceedings- , Volume: 150 Issue:3, May 2003,Page(s): 365 -371