Teknik Analiz: Cam Taşıma Sistemi Kuvvet Kontrolü
Cam alt tabaka fabrikalarındaki taşıma sistemlerinde, camı tutmak ve taşımak için gereken optimum sıkıştırma kuvvetinin (clamping force) sağlanması kritik bir mühendislik zorluğudur. Kontrolün anahtarı, camın kalınlığına göre ayarlanan ve camın hasar görmesini önlerken yatay ve sabit bir tutuş sağlayan kuvvet dengesidir. Bu, oransal regülatör teknolojisinin parladığı bir alandır.
1. Sistem Gereksinimi ve Kontrol Hedefi
- Temel Amaç: Camı sıkıştırmak için kullanılan pnömatik silindirler arasındaki kuvveti, camın değişen kalınlığına göre dinamik olarak ayarlamak.
- Kısıt: Uygulanan kuvvet, camın çatlamasına veya kırılmasına yol açmayacak kadar düşük, ancak kaymasını veya düşmesini önleyecek kadar yüksek olmalıdır. Bu hassasiyet, lazer kesim makinelerinde kullanılan soğutma sistemlerinin gerektirdiği hassasiyete benzerdir.
- Aktüatör: Silindir strokunu ayarlayarak sıkıştırma hareketini kontrol eden pnömatik silindirler.
2. Elektronik Basınç Regülatörünün Rolü
Elektronik basınç regülatörleri (EPR), pnömatik sistemlerde akışkanın basıncını hassas bir elektrik sinyali (genellikle 0-10 V veya 4-20 mA) ile orantılı olarak ayarlayabilen cihazlardır.
Kontrol Mekanizması:
- Basınç → Kuvvet Dönüşümü: Pnömatik silindirin piston alanına uygulanan hava basıncı, sıkıştırma kuvvetini doğrudan belirler:
$$\text{Kuvvet} \approx \text{Basınç} \times \text{Piston Alanı}$$Elektronik oransal valf, basıncı kontrol ederek dolaylı yoldan rulo üzerindeki sıkıştırma kuvvetini kontrol etmiş olur.
- Kalınlığa Bağlı Ayar: Camın kalınlığı arttıkça veya azaldıkça, PLC (veya kontrol sistemi) camın zarar görmeyeceği güvenli kuvvet aralığını korumak için regülatöre yeni bir komut sinyali gönderir. Bu dinamik ayarlama, 100 bar oransal regülatör veya 40 bar oransal regülatör gibi yüksek basınç aralıklarında bile aynı hassasiyetle gerçekleştirilmelidir.
- Çift Kontrol Gereksinimi: İki adet silindir kullanıldığı için, her bir silindir için ayrı ayrı (veya tek bir merkezden eş zamanlı) kontrol edilen, ancak basıncı hassas ayarlayabilen iki set elektronik regülatör gereklidir. Bu, Krones oransal regülatör veya Sidel oransal regülatör gibi büyük hat uygulamalarında sıklıkla karşılaşılan bir mimaridir.
3. Kapalı Döngü Kontrol Mimarisi
Bu uygulamanın başarısı, bir Lanny Regülatör gibi kapalı döngü (closed-loop) kontrol sistemi kurmaktan geçer.
A. Geri Besleme (Feedback)
Sistem iki ana geri besleme türü gerektirir:
- Cam Kalınlığı Geri Beslemesi: Camın kalınlığı bir sensör (örneğin lazerli deplasman sensörü) ile ölçülür. Bu veri, PLC’ye gönderilerek gereken hedef kuvvet (Set Point) belirlenir.
- Sıkıştırma Kuvveti Geri Beslemesi (Önerilen): En hassas kontrol için, kauçuk rulo ile cam arasındaki gerçek kuvvetin ölçülmesi tavsiye edilir. Bu, yük hücresi (Load Cell) aracılığıyla yapılabilir. Yük hücresi verisi, PLC’ye geri beslenerek basınç ayarının doğruluk kontrolü sağlanır.
B. Kontrol Döngüsü
- Giriş: Cam kalınlık sensöründen gelen veri.
- PLC Kararı: PLC, kalınlık verisini okur ve önceden tanımlanmış bir “kuvvet haritası” (Force Profile) kullanarak her bir silindir için gerekli Bar (veya PSI) basınç değerini belirler.
- Komut: PLC, hesaplanan basınç değerini analog sinyal (4-20 mA) olarak ilgili elektronik basınç regülatörlerine gönderir.
- Uygulama: Elektronik regülatörler, bu sinyali alıp, çıkış basıncını anında istenen Bar değerine ayarlar.
4. Elektronik Regülatör Kullanımının Avantajları
| Avantaj |
Açıklama |
| Dinamik Ayarlama |
Farklı cam alt tabaka partileri veya kalınlık değişimleri için manuel ayar yapmaya gerek kalmadan, basınç otomatik ve anında değiştirilir. |
| Hasar Önleme |
Yüksek hassasiyetli oransal regülatör kontrolü sayesinde, camın kırılma eşiğinin hemen altındaki optimum sıkıştırma kuvveti güvenilir bir şekilde sürdürülür. Bu hassasiyet, oksijen regülatörü uygulamalarındaki kritik gaz yönetimini andırır. |
| Yatay Sabitlik |
İki regülatörün senkronize ve hassas kontrolü, her iki rulonun da cama eşit kuvvet uygulamasını, böylece camın yatay konumunun korunmasını sağlar. |
| Veri Kaydı/Takip |
Tüm basınç ayarları ve kalınlık verileri PLC üzerinden izlenebilir, böylece kalite kontrol ve proses takibi kolaylaşır. |
Özet
Bu tasarım, yüksek hassasiyetli cam üretim ortamlarında kritik bir ihtiyaç olan temas kuvvetinin kesin kontrolünü sağlamaktadır. Elektronik basınç regülatörlerinin kullanımı, cam kalınlığına göre değişen dinamik ve kapalı döngü kuvvet ayarlamasına olanak tanıyarak ürün hasarını en aza indirir ve üretim verimliliğini maksimize eder.
