Basit bir ifadeyle – servo sürücü motora ne yapacağını, ne zaman yapacağını ve nasıl yapacağını kesin ayrıntılarla söyler.

Bir servo sürücü, aynı zamanda bir servo motor, kontrolör ve geri besleme elemanı içeren bir hareket kontrol sisteminin temel bir elemanıdır. Servo sürücüler konum, hız veya akım için bir komut sinyali alır ve servo motora uygulanan voltajı ve akımı kapalı döngü geri beslemesine göre ayarlar.

Servo sürücülere bazen amplifikatörler de dendiğini unutmayın, çünkü bunlar denetleyiciden kontrol sinyalini alır ve motora belirli bir miktarda voltaj ve akım iletmek için onu yükseltir.


Servo Sistemler dört ana bileşenden oluşur; bir motor, bir sürücü, bir kontrolör ve bir geri besleme cihazı. Kontrolör, motorun ne yapması gerektiğini belirler ve ardından, motora uygun şekilde hareket etmesi için talimatları veya gerekli elektrik enerjisini göndermesi için sürücüyü tetikler.

Kontrolör, gerekli yolu veya yörüngeyi hesaplamaktan sorumludur ve komut sinyallerini sürücüye gönderir.

Sürücü daha sonra gerekli hareketi elde etmek için gerekli voltajı ve akımı motora gönderir.

Servo sürücüler torku, hızı veya konumu kontrol edebilir. ESI Motion'ın Grafiksel Kullanıcı Arayüzü (GUI) & HiDS yazılımı ile kullanıcı gerekli parametreleri kendisi ayarlayabilir ve gerektiğinde ayarlamalar yapabilir.

Yaygın bir varyasyon, tork modu yükselticisidir. Bunlar, kontrolörden gelen komut sinyalini motora giden belirli bir akım miktarına dönüştürür. Akım torkla doğru orantılı olduğundan, sürücü motorun ürettiği tork miktarını kontrol eder.

Doğrusal bir sürücü (akımın kuvvetle orantılı olduğu), motorun kuvvet çıkışının doğrudan kontrolü vardır.

Servo motor torku doğrudan akımla ilgilidir:

T = KT x I
T = Tork
KT = Motor Sabiti
I = Akım

Sistemin beyni olarak kontrolörün görevi, geri besleme cihazından bilgi almak ve uygun voltaj sinyallerini sürücüye göndermektir.

Sürücü, sinir sistemi görevi görür ve gerekli miktarda akımı motora gönderir. Geri beslemeyi okuma ve yanıtlama işlemi, bir servo sistemin tanımlayıcı özelliği olan sistemi kapalı döngü haline getirir.

Bir servo motoru boyutlandırmak için en önemli araçlardan biri, tork-hız eğrisidir, ancak genellikle tork-hız eğrisi belirli bir motor-sürücü kombinasyonuna özgüdür.

Motorun sürekli ve tepe tork kapasitesi, hem motorun hem de sürücünün termal özelliklerinden etkilenir. Motorda herhangi bir verimsizlik varsa, rulmanın yağlanmasını ve sargıların etrafındaki yalıtımı bozabilecek şekilde ürün ısısına neden olur.

Tipik olarak bir motorun maksimum torkunun üzerinde çalıştırılmasından kaynaklanan aşırı ısı, motorun mıknatıslarını demanyetize edebilir.

Sürücünün kendisinde hareketli parça olmamasına rağmen, ısı yine de güç transistörlerine zarar verebilir.

Bir servo motorun tork-hız eğrisi genellikle belirli bir motor-sürücü kombinasyonuna dayanır.

Sürekli tork için motorun süresiz olarak üretebileceği tork miktarı olduğunu unutmayın. Tepe veya aralıklı tork, motorun üretebileceği maksimum tork miktarıdır, ancak en yüksek tork, aşırı ısınma meydana gelmeden önce yalnızca kısa bir süre için sürdürülebilir.

 

 

Bir İnsan-Makine Arayüzü (HMI), insanların makinelerle etkileşim kurmasını ve etkileşimde bulunmasını sağlayan belirli bir cihazın veya yazılım uygulamasının bir özelliği veya bileşeni olarak tanımlanır. Günlük hayatımızda karşılaştığımız yaygın İnsan Makine Arayüzü cihazlarına bazı örnekler arasında dokunmatik ekranlar ve klavyeler bulunur.

Endüstriyel bağlamda kullanılan HMI'lar çoğunlukla kullanıcıları makinelere, sistemlere veya cihazlara bağlayan ekranlar veya dokunmatik ekranlardır. Fabrika operatörleri, makineleri ve üretim hatlarını kontrol etmek ve otomatikleştirmek için HMI'ları kullanır. HMI'lar, fabrikada makinelere monte edilmiş basit ekran görüntüleri, gelişmiş dokunmatik ekranlar, çoklu dokunmatik özellikli kontrol panelleri, basmalı düğmeler, klavyeli bilgisayarlar, mobil cihazlar veya bir tablet olabilir.

 

İnsan-Makine Arayüzlerinin Evrimi

Toplu İşleme Kullanan Makinelerle Etkileşim

1950'lerde toplu işleme, girdi girişi açısından makinelerle etkileşim kurmanın sık kullanılan bir yoluydu..

Toplu işleme, kullanıcının genellikle bir delikli kart kullanarak bir görevin tüm ayrıntılarını ve sıralarını belirtmesini gerektiriyordu. Bu delikli kart makineye eklendi. Makine delikli kartı değerlendirdi ve sonuçları verdi. Toplu işleme, teknik açıdan yüksek bir hata riski barındırdığından, verimli bir insan-makine etkileşimi türü değildi.

Komut Satırı Arayüzlerini Kullanan Makinelerle İlişki Kurma

Komut satırı arabirimlerinin geliştirilmesi, toplu işlemeyi takip etti. Komut satırı işleme, kullanıcıların makinelerle etkileşim kurması için daha etkileşimli bir yoldur ve kullanıcının makineye doğrudan komutlar vermesini sağlar. Bu, metni kabul eden bir program kullanılarak ardışık metin satırları girilerek yapılır. Bu, 1960'larda makinelerle ilişki kurmanın baskın moduydu.

Grafik Kullanıcı Arayüzlerini Kullanan Makinelerle İlişki Kurma

Grafiksel Kullanıcı Arayüzleri (GUI'ler), insan-makine etkileşiminin bir sonraki aşamasını oluşturdu. Bu arayüzler, son kullanıcıların pencereler, düğmeler ve simgeler gibi zengin grafik öğeleri kullanarak makinelerle etkileşim kurmasına olanak tanımaktadır. Bu, WIMP modeli (pencere, simge, menüler ve işaretçi) olarak adlandırılır. Etkileşim için kullanılan gerçek aygıtlar, klavye ve fare gibi aygıtları içeriyordu.

WIMP Sonrası Aşama

Modern toplumda bilgisayar ve teknolojinin kullanımı arttıkça, daha karmaşık insan-makine etkileşimi seviyelerine ihtiyaç duyuldu. Bu , kullanıcıların fiziksel bir tutamaç kullanarak sanal nesnelerle etkileşim kurmasına olanak tanıyan dokunmatik ekranların ve kavranabilir kullanıcı arayüzlerinin geliştirilmesine yol açar .

  

HMI'lar ve İmalat Sanayi

SCADA Sistemlerinde İnsan-Makine Arayüzlerinin Rolü

Çoğu SCADA (Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama) sistemi, verimli çalışması için gömülü HMI bileşenlerine güvenir. SCADA sistemi, bir fabrika veya tesiste gerçekleşen tüm karmaşık işlemlerin düzenlenmesinden sorumlu ana, genel kontrol sistemidir.

Geleneksel olarak, bir üretim hattını bir HMI ile entegre etmek için, HMI'nın bir Programlama Mantık Denetleyicisine (PLC) bağlanması gerekiyordu ve HMI, PLC'den alınan verileri görüntüledi ve PLC girişini kullanıcılardan verdi. Bu grafik görüntüler çok basit olma eğilimindeydi.

Temel HMI, operatörün veya tesis yöneticisinin makine(ler)in sıcaklığı, işleme sayıları, makine(ler)in durumu ve malzeme sayıları gibi tipik parametreleri kontrol etmesine olanak tanır.

 

HMI ve SCADA'nın Pratik Bir Örneği

Bir HMI içeren standart bir senaryo, birçok su ve kanalizasyon arıtma tesisinde gerçekleşir. Su arıtımı, eleme, pompalama ve çeşitli zararlı mikroorganizmaların ve kalıntıların uzaklaştırılması gibi çok sayıda aşamayı içerdiğinden, bu tesisler genellikle zorluklarla karşılaşmaktadır. Ayrıca, tedavinin her aşaması birbirinden kilometrelerce uzaktaki alanlarda gerçekleşebilir, bu da ekipman ve süreçlerin izlenmesinin zor olduğu anlamına gelir.

SCADA sistemine entegre olan HMI ekranı genellikle PLC'ye bağlanır ve operatör daha sonra su seviyesini, pH'ı, su pompasını, çözünmüş katı madde seviyesini veya belirli bir toksik kimyasalı uzaktan izleyebilir.

Su pompası, İnsan-Makine Arayüzü kullanılarak tank seviyelerine göre açılıp kapatılabilir. Ayrıca, pH belirli bir seviyenin altındaysa HMI genellikle uyarılar görüntüler ve bu, dokunmatik ekran kullanılarak ayarlanabilir. Bu şekilde HMI, operatörün su arıtma proseslerini ve aşamalarını izlemesini ve kontrol etmesini sağlar.

Akıllı fabrika ortamı için geliştirilmekte olan birçok modern endüstriyel HMI, multimedya açısından zengindir. Kullanıcıların makinelerin durumu hakkında entegre SMS uyarıları, e-posta uyarıları almalarına ve ayrıca fabrika katındaki süreçlerin entegre videolarını izlemelerine olanak tanır. Daha sofistike HMI'ler, birden fazla makinenin ve birden fazla sahadaki operasyonun uzaktan kontrolüne ve ayrıca fabrika operasyonlarının analizine izin verir. HMI'lar ayrıca üretim ve tesisle ilgili KPI'ları içeren panoları görüntüleyebilir.

Dolayısıyla, yeni teknolojiler sürekli olarak entegre edildiğinden HMI'nın rolü hızla gelişmektedir.

 

Bir Fabrika için Gelişmiş HMI'ye Yatırım Yapmanın Temel Faydaları

Şu anda piyasada fabrika makinelerinin izlenmesine ve kontrolüne izin veren birçok ileri düzey HMI bulunmaktadır. Makineleri uzaktan izleme ve KPI'lar ile gösterge tabloları çıktısı alma gibi birden çok yeteneğe sahip ileri düzey bir İnsan Makine Arayüzü yatırımı açısından ana fayda, fabrika süreçlerinin ve operasyonlarının basitleştirilmesidir.

Diğer ana fayda, önemli, gerçek zamanlı verileri parmaklarınızın ucunda görme yeteneğidir. Modern, ileri düzey HMI'nın bu özellikleri, fabrika ortamının karmaşıklığının azaltılmasına büyük ölçüde katkıda bulunur.

Ayrıca fabrika sahipleri, İnsan-Makine Arayüzünü kullanarak değişen veya zorlu koşullara hızla yanıt verebilir. Sonuç olarak, aksama süresi azaldığından verimlilik artar. Bu, fabrika sahibinin maliyeti ve israfı azaltan ve nihayetinde süreçleri ve karlılığı iyileştiren akıllı sistemlere sahip olmasını sağlar.

Uçta veya makine düzeyinde ileriye dönük HMI'lar her zamankinden daha güçlü hale gelecek ve gerçek zamanlı olarak rekabet etme fırsatına sahip olacak.

 

HMI Yapmalı mıyım yoksa Satın Almalı mıyım?

Fabrika sahiplerinin sıklıkla karşılaştığı soru, “HMI yapmalı mıyım yoksa satın almalı mıyım?”. Bu çok geniş bir sorudur ve dikkate alınması gereken birçok değişken olduğundan basit bir cevabı yoktur. Sorulacak bazı sorular şunlardır:

  • HMI'nın fabrikada hangi süreçleri ve operasyonları kontrol etmesi gerekiyor?
  • Fabrikada hangi makineler ve parametreler izlenmelidir?
  • HMI'nın ne kadar karmaşık olması gerekiyor?
  • İşletmenin kurum içi uzmanlığı ve bilgisi var mı?
  • Fabrika sahibinin HMI'nın tasarımı, geliştirilmesi ve test edilmesi için zamanı var mı?
  • Pazar, hızlı ürün yenilemeyi ve bunun şirket içinde mümkün olup olmadığının değerlendirilmesini zorunlu kılar.
  • Piyasa aynı zamanda hızlı teknolojik gelişmeyi de empoze ediyor, dolayısıyla aynı düşünce
  • Mevcut dahili geliştirme ekiplerine dış teknolojiyidahil etmek mümkün mü?
  • Mevcut bütçe nedir?
  • Nihai hedefler nelerdir; bir araştırma projesi için basit bir prototip mi yoksa bir HMI'nın tam yüklü, çalışan kontrollü bir versiyonu mu?

Sonuç olarak, fabrika sahibi veya üretici HMI'ları tasarlama, geliştirme ve inşa etme konusunda deneyime sahip değilse, satın almak genellikle daha mantıklıdır. Bu, zamandan tasarruf sağlayacak ve daha önce test edilmiş bir çözüm sunacaktır. En azından araştırma yapılmalı ve üretici veya fabrika sahibi kendi HMI'larını tasarlamaya başlamadan önce bir danışman veya uzmanla görüşmelidir.

 

İnsan-Makine Etkileşiminin Geleceği

Şu anda, insan-makine etkileşiminin bir sonraki seviyesi için geleceğin ne olabileceğine dair çeşitli tahminler var. Bulut bilişim, bilişsel bilgi işlem ve Nesnelerin İnterneti (IoT) gibi teknolojilerin, insan-makine etkileşiminin bir sonraki düzeyinin geliştirilmesinde rol oynaması bekleniyor.

Bir sonraki katılım düzeyi olarak neyin ortaya çıkacağını tahmin etmek zor. Bununla birlikte, çeşitli endüstrilerde üretkenliği yönlendirecek bir sonraki insan-makine ortaklıkları düzeyi olacağına hiç şüphe yok.

Endüstri 4.0'ın talepleri açısından, endüstriyel HMI'lar, HMI'ları bir bütün olarak etkileyen yeni ve gelişmekte olan teknolojilerin daha fazla dahil edilmesi kaçınılmazdır.