Elektrik ve otomasyon sistemlerinin vals makinaları üzerindeki etkileri

“Vals sayısı arttıkça ve motor KW değerleri büyüdükçe elektrik ve otomasyon kontrol sisteminin önemi artmaktadır. Makine üzerindeki elektronik malzemelerin korunması için topraklama çok önemlidir. Öncelikle vals makinası ile ilgili eğitim almamış ve tecrübe sahibi olmayan kişiler makinaya yaklaştırılmamalıdır. Kumanda paneli üzerinde bulunan acil stop butonu kişi güvenliği açısından çok önemlidir. Valsta oluşan çoğu problemi çözmeye çalışanlar kayışlara ya da toplara elle müdahalede bulunmaktadır. Müdahale esnasında makine başındaki usta ile operatörün birbiri ile haberleşmesi gerekmektedir. Yapılacak işlem bittikten ve vals kapakları kapatıldıktan sonra makinaya yol verilmelidir.”

Hüseyin Taşkıran
Otomasyon Müdürü
İMAŞ Makine A.Ş

Değirmenlerde temizlenmiş buğdayın öğütülme, parçalanma ve ezilme işlemleri vals makinasında yapılmaktadır. Bu makinanın bir tarafında danelik (besleme) ve topu olmak üzere iki top sistemi bulunur ve tek makine gövdesinde çift taraflı olarak üretilir. Model ve müşteri taleplerine göre farklı sistemlere ve özelliklere sahip olabilir. Elle kontrol, PLC ya da elektronik kart sistemleri ile kontrol edilerek çalıştırılır. Mal alma haznesinde kullanılan şamandıra, sensor ve yük hücresi (loadcell) vb. ölçme yöntemleri ile gelen malın yoğunluğuna bakılır. Hız kontrol cihazı ile danelik motoru kontrol edilerek besleme toplarının hızları artırılıp, azaltılır. Gelen malın toplarının yüzeyinin tamamına yayılması sağlanır.

Öğütme topları, besleme sisteminden mal geldiğinde, pnömatik sistem ile birbirine hızla yaklaştırılır. Mal azaldığında ise öğütme topları hızlı bir şekilde birbirinden ayrılır ve besleme sistemi durur. Böylece öğütme toplarının birbirine sürtünmesinin önüne geçilir ve top ömrünü uzatılır. Öğütme topu altında bulunan nazoya sensor eklenerek herhangi bir dolma anında besleme sistemi durdurularak öğütme toplarının sıkışması engellenir.

Danelik ve öğütme toplarına devir bekçisi takılarak devirleri takip edilir. Otomasyon sistemi, kasnak devirlerinde kontrolsüz bir yavaşlama veya durma anında sistemi durdurarak; kayışların ve makinanın diğer aksamlarının bozulmadan korunması sağlanır. Rulman yatak ısıları kontrol edilerek, çalışma aralığının üzerinde bir sıcaklık değerine yükselmesi halinde sistem durdurularak uyarı verilir. Merkezi otomatik yağlama sistemi ile ihtiyaç kadar yağlama yapılarak, insan hatalarının önüne geçilmiş olur.

Vals üzerinde yukarıdaki örneklerini verdiğim özellikler, üretici firmalar tarafından farklı ya da benzer şekillerde yapılmaktadır. Komple anahtar teslimi projeler içerisinde satıldığı gibi, tek makine olarak da satılan vals, tesisinde kurulduğunda, MCC (Resim 2 ve Resim 3) panosunda kontrol ünitesinden çalıştırılmaktadır. Vals sayısı arttıkça ve motor KW değerleri büyüdükçe elektrik ve otomasyon kontrol sisteminin önemi artmaktadır.

Makine üzerindeki elektronik malzemelerin korunması için topraklama çok önemlidir. Vals danelik ve öğütme toplarının motorlarının ve vals gövdesinin mutlaka elektrik topraklanmasının yapılması gerekmektedir. Öncelikle vals makinası ile ilgili eğitim almamış ve tecrübe sahibi olmayan kişiler makinaya yaklaştırılmamalıdır. Kumanda paneli üzerinde bulunan acil stop butonu kişi güvenliği açısından çok önemlidir. Valsta oluşan çoğu problemi çözmeye çalışanlar kayışlara ya da toplara elle müdahalede bulunmaktadır. Müdahale esnasında makine başındaki usta ile operatörün birbiri ile haberleşmesi gerekmektedir. Yapılacak işlem bittikten ve vals kapakları kapatıldıktan sonra makinaya yol verilmelidir. Acil stop butonu bütün bu işlemler için kilit olarak kullanılır. Kontrolsüz çalıştırmaların önüne geçer. (Resim 1)

Resim 1

Valsların ve diğer makinaların sağlıklı ve uzun ömürlü çalışması için MCC panosunda olması gereken bazı özellikler:
• Pano topraklaması ve vals motor kablolarının topraklama bağlantısı
• Pano içi sıcaklığın düşürülmesi için tahliye fanları
• Voltaj kontrolü, faz kayıplarında ya da voltajın aşırı düşme ve yükselmesi anında sistemin durdurulması
• Pano içi bakır baraların ihtiyaç olan ölçülerde seçilmesi
• Değirmen öğütme bölümünde bypass özelliği bulunmayan makinalar durduğunda danelik motorların durdurulması
• Kısa süreli öğütme bölümü durma işlemlerinde sadece danelik motorların durdurularak, öğütme motorlarının gereksiz durma ve kalkma işinin yapılmaması, kalkış demaraj akımlarının (Aşırı akım) oluşmaması
• Vals kumanda sistemi üzerinden gelen start ve acil stop butonlarının bağlantılarının MCC panosuna bağlantısı
• Kompanizasyon sisteminin olması. (Resim 4) Kondansatörler motor yapısından kaynaklanan Gerilim ve Akım faz kaymalarını (COSØ) dengeleyerek motorların enerjiyi tam ve verimli kullanmasını sağlarlar. Motorların daha az akım ile daha çok güç çekmesi sağlanır. Elektrik her zaman kolay yolu tercih eder. Kondansatörler şebekeden gelebilecek, harmonik ve pikleri üzerine çekerek motorların ve diğer sistemlerin korunmasına yardımcı olur, enerji verimliliğini artırırlar.

Resim 2-3-4

ÖĞÜTME TOP MOTORLARINA YOL VERME
Vals öğütme motorlarının çalıştırılması için farklı yöntemler bulunmaktadır:
• Direk Yol Verme: Motor üçgen bağlantı yapılarak ve (4x*) tek kablo çekilerek yapılır.
• Yıldız-Üçgen Yol Verme: Motor klemensinde köprü yapılmaz. (4x*) çift kablo çekilir.
• Yumuşak Yol Verici: Motor üçgen bağlantı yapılarak ve (4x*) tek kablo çekilerek yapılır.
• Hız Kontrol Cihazı: Motor üçgen bağlantı yapılarak ve (4x*) tek kablo çekilerek yapılır.

Enerji tasarrufu ve elektrik malzemeleri ömrü açısından ‘Direk Yol Verme’ dışındaki diğer yol verme yöntemleri daha avantajlıdır. Saha uygulamalarında çoğunluk ‘Yıldız – Üçgen Yol Verme’ yöntemi kullanılmaktadır.

‘Direk Yol Verme’ye göre ‘Yıldız-üçgen Yol Verme’nin avantajları:
• ‘Direk Yol Verme’de motor ani olarak yüksek tork ile kalkmaya çalışmaktadır. Vals V kayışları ve triger kayışlarına bu ani kalkış anında aşırı yükleme olmaktadır. Kayma ve atlamalar yaşanmaktadır. Her kalkışta kayışlar zarar görmektedir. Yıldız üçgen kalkış sisteminde düşük torktan başladığı için kayışlardaki yüklenmeler daha az olmaktadır. Kayma ve atlamalar en aza indirgenerek kayış ömrü uzatılmaktadır.
• Rulmanları ve yatakları ani darbelere ve vuruntulara karşı koruyarak korumaya yardımcı olur.
• Demeraj (Kalkıştaki Aşırı Akım) azaltarak motorların ısınması engellemektedir.
• Kablo ve kanal ısınmasını azaltır.

VALSLERDE DOĞRU AKIM ÖLÇÜMÜ
Genel olarak vals kumanda sistemi üzerinde ampermetreler bulunur. Plc ve elektronik kartlar ise akım / voltaj çeviricileri öğütme motoru akımını okumaktadır. Akım değerinin doğru olarak bilinmesi vals ayarını yapacak ustaya büyük kolaylıklar sağlar. Motor kapasitesinin ne kadarını kullandığını ve ne kadar daha toplara basabileceğini akıma bakarak yapabilirler. Tek makina satışlarında ve anahtar teslim projelerde akım okuma işinin yapılabilmesi için yatırım yapılmaktadır. Sahada yaptığımız tespitlerde elektrik firması ve Vals üreticisi arasında kalan bu alanda ciddi hatalar ve eksiklikler yapılmaktadır. Göstergeler de bir değer görünmektedir. Ancak alt yapıda yapılan hatalar gerçek değeri göstermesine engel olmaktadır.

İMAŞ olarak yıllardır, vals üzerindeki akım değerinin gerçek değeri göstermesi için hassasiyetle çalışıyoruz. Danelik motoru devreye girdiği ve çıktığı anlardaki gerçek akım değişimlerini izleyebilirsiniz. MCC panosuna takılan akım trafoları ile vals üzerinde bulunan ampermetre arasında 50 metreye yakın kablo mesafesi olabilmektedir. Pnömatik ve ana şalter akım trafoları ile ampermetre arasındaki mesafe kısa olduğu için ortaya çıkmayan problemler, vals ampermetresinde ortaya çıkmaktadır. Kullanılan akım trafolarının özelliği de çok önemlidir. Akım trafosu özelliğini ve ihtiyaç duyulan kablo kesitini hesaplayabilirsiniz. Burada önemli olan kablonun akım trafosu ile ampermetre arasında aynı kesitte ulaşmasıdır.

DOĞRU AKIM TRAFOSU VE AMPERMETRE
ARASINDAKİ KABLO NASIL SEÇİLİR
Akım trafosu:
Primer sargılardan geçen alternatif akımı çevirme oranı ile sekonder sargılara aktaran, bu sayede yüksek akımların elektronik ölçme cihazları ile ölçülebilmesini sağlayan elektrik cihazlarıdır. (Resim 9)

Resim 9

Çevrim Oranı:
Akım trafolarının etiketlerinde yer alan 100/5, 75/5, 50/5 olarak belirtilmiştir. IEC 60044-1 standardında belirtilen çevrim oranı, trafonun primer sargılarından geçen akımın (100/5) 20 de 1 sekonder sargılardan geçecek demektir.

Doğruluk Sınıfı:
IEC61869-1 standardına göre Class 0.5 – 1 – 3 gibi sınıflarda üretilir. Class değeri düştükçe hassasiyet artacaktır. Motor akımına yakın akım trafosu seçmek hassasiyeti artıracaktır.

AKIM TRAFOSU İLE AMPERMETRE
ARASINDAKİ KABLODAKİ GÜÇ KAYBI
Akım trafolarının sekonder ucunda oluşan gerilim ve akım uygun şekilde ampermetreye aktarılamazsa doğru sonuçlara ulaşılamaz. Aşağıdaki formülde ürünlerin nasıl seçilmesi gerektiğini açıklamaya çalışacağım:

I: Akım Trafosu sekonder akımı (5A veya 1A)
L: Son ölçüm cihazı ile akım trafosu arasındaki mesafe (metre)
S: Kablo kesiti (1.5- 2.5- 4- 6 mm² vb.)

Hat Güç Kaybı VA = I² / (S x 58) x L
VA = 5² / (0.75×58) x 1 = 25/43.5 x 1 = 0.575 x 1
VA=0.575 VA Güç kaybı olacaktır.

Sahada kullanıldığını gördüğümüz 0.75 mm² kablo ile Akım trafosu ve ampermetre arasında 1 metrelik bir mesafe varsa 5VA bir akım trafosu yeterli olacaktır.

VA= 5²/(0.75×58) x 50 = 25/43.5 x 50 = 0.574 x 50
VA = 28.7 VA

Kablo mesafesi 50 metreye çıktığında 28.7 VA’lık bir akım düşümü olmakta ve akım trafoları bu gücü verememektedir. Ampermetrelerde okuma yapamamaktadır.

VA= 5²/ (2.5 x 58) x 50 = 25 / 145 x 50 = 0.172 x 50
VA = 8.6 VA

Kablo mesafesi 50 metre olduğunda ve kablo kesiti 2.5 mm² ye çıktığında 8.6 VA bir akım düşümü olmaktadır. Burada seçilecek akım trafosu en az 10 VA olması gerekmektedir.

VA= 5²/ (4 x 58) x 50 = 25 / 232 x 50 = 0.107 x 50
VA = 5.38 VA

Kablo mesafesi 50 metre olduğunda ve kablo kesiti 4 mm² ye çıktığında 5.38 VA bir akım düşümü olmaktadır. Burada seçilecek akım trafosu en az 10 VA olması gerekmektedir. Akım trafolarında barasız tip kullanımlarda 250/5 oranında olanlarda 10 VA ürün bulunabilmektedir. Vals motorlarının akım aralığının çok üstünde bir ürün olduğu için doğru seçim olmayacaktır. Baralı tip akım trafolarında 50/5 oranında bir üründe 10 VA, 15 VA ürün bulunabilmektedir.

Akım trafosu gücü ve kablo kesiti artırıldıkça hassasiyet artacaktır. Vals top ayarını yapan usta, malı daha fazla ezmek isterse, ampermetreyi takip ederek, motor kapasitesi kadar daha topları sıkabilir. Düşük bir akımla ezme işini yapıyorsa daha küçük bir motor takabilir.

İMAŞ olarak, yukarıda anlatmaya çalıştığım tüm sistem ve korumalarda; birinci önceliğimizi insan, makina ve çevre güvenliğini sağlamak oluşturuyor. Sonrasında ise makine ve ekipmanlarının ömrünü uzatmayı, makine ve motorları kapasitesinde kullanabilmeyi, arıza olmadan bakım zamanının geldiğini tespit etmeyi, enerji hatlarından gelebilecek zararları en aza indirmeyi, tam kapasite çalışan ve zamanında bakımları yapılmış ürünler ile verimliliği artırmayı ve yüksek enerji tasarrufu sağlamayı amaçlıyoruz.

Kaynakça:
TOB Akım Trafosu – Sezgin. (2019).
http://www.sezgin.web.tr/urun-detayi/to-b-akim-trafosu/

Kontrol edin

Tahıl ticaretinde dikkate almanız gereken beş husus

“Tahıl ticaretinde başarı için sadece güvenilir ortaklardan oluşan geniş bir portföy, uluslararası şirketler nezdinde itibar, …