Prof. Dr. Atilla Bir
emo izmir şubesi
14
ocak 2011
otomasyon
Otomatik kontrol sistemleri kuramı geribesleme
kavramıyla ilişkilidir. Belirli bir görevi yerine getirme
amacı ile birlikte iş gören elemanlar topluluğuna sistem
denir. Bir sistemde eğer çıkış büyüklüğü, sistem giriş
büyüklüğü artış ya da azalış yönünde etkiliyorsa
geribeslemeli bir sistem elde edilir (Şekil 1).
Dinamik sistemlerin temelini oluşturan geribesleme
kavramının bilincine 19. Yüzyılın sonu gibi çok yakın bir
dönemde varılmış olmasına rağmen, bu düşüncenin eski
çağlardan beri algılandığı ve başarı ile uygulandığı
bilinmektedir. Mühendislikte kontrol bir sistemin belirli bir
duruma yönlendirilme anlamına gelir. Otomatik kontrol
sistemi bir bozucu değişken etkisinde bulunsa bile
istenen bir biçimde etkilenmek ve belirli bir değerde sabit
tutulmak istenir.
Teknik yönden gerçekleştirildiği bilinen ya da
belgelerde tasarlandığı ve çalışabilirliği denenmiş olan
e n e s k i o t o m a t i k
k o n t r o l d ü z e n i
Helenistik döneme
u z a n ı r . E n e s k i
u y g u l a m a l a r s u
s a a t l e r i n d e d e b i
kontrolüne ilişkindir.
İ s k e n d e r i y e l i
Ktesibios'un M. Ö. III.
Yüzyılda geliştirmiş
olduğu debi kontrolü
modern otomobillerdeki yakıt akışını ayarlayan
şamandıralı karbüratörlere benzer (Şekil 2). Burada
amaç saat kabına akan suyun debisini bir valf şamandıra
bileşiği ile sabit tutmaktır. Bu sisteme ilişkin blok
diyagramı Şekil 3'te olduğu gibidir.
Ktesibios'tan bir nesil sonra yaşadığı bilinen
Bizantionlu Filon Pnömatika isimli eserinde kandillerde
y a ğ s e v i y e s i n i n
a y a r ı n a i l i ş k i n
örnekler vermiştir. Bu
d ü z e n l e r d e h a v a
s ı z d ı r m a y a n y a ğ
haznesine giren hava,
h kandil yağ seviyesi
t a r a f ı n d a n
belirlenerek hep aynı
kalması sağlanır.
Otomatik kontrol tarihi ile ilgili üçüncü isim M.S. I.
Yüzyılda yaşadığı bilinen İskenderiyeli Heron'dur. Heron
Pnömatika adlı eserinde kontrol düzenleri yanında
modern anlamda otomatlara da rastlanır. Antik
tapınaklarda ilgi çekmek, hamamlarda bazı özel
ihtiyaçları karşılamak ya da sadece halkı eğlendirmek
için geliştirilen bu kontrol düzenleri ve otomatlar daha
sonraki dönemlerde İslam bilim adamlarının da ilgisini
üzerine çekmeyi başarır. Bu kapsamda geliştirilen
kontrol düzenleri yanında içindeki suyu sabit v hızıyla
dışarıya akıtan şamandıralı sifon ilginç bir uygulama
Otomatik Kontrol Uygulamalarının Öncüleri
Şekil 1- Geribeslemeli Sistem
Şekil 2- Ktesibios'un debi
kontrol sistemi
Şekil 3- Ktesibios'un debi kontrol sistemine ilişkin
blok diyagramı.
Şekil 4- Bizantionlu Filon'un
kandillerde yağ seviye kontrolü
15
emo izmir şubesi
ocak 2011
otomasyon
örneği oluşturur (Şekil 5). Bu düzenin su saatlerinde
kullanıldığı bilinir.
Horasan'lı Musa bin Şakir'in oğulları Muhammed
Hasan ve Ahmed bilim ve teknoloji tarihinde Benu Musa
ya da Musa oğulları olarak bilinir. Benu Musa kardeşler
Abbasi halifesi Memun (M. S. 813-833) ve onu izleyen
halifeler döneminde matematiksel bilimlerin gelişmesi
yönünde etkin rol oynayan kişilerdir. Kardeşlerden
Ahmed'in teknolojiye ilgisi Kitab-el Hiyel adlı eserin (M.
S. 850) yazılmasına neden olur. Bu kitabın içinde yer
alan 100 düzen içinde 18 tanesinin kontrol düzeni olduğu
görülür. Bunların teknik yönden mükemmel oldukları
görülür. Örnek olarak 75 numaralı düzen 'İçinden su
çekilse bile seviyesi hep aynı kalan bir yalak' başlığını
taşır. Şekil 6'da verilen özgün çizimden anlaşılacağı
üzere yalağın su seviyesi ucunda bir şamandıra bulunan
krank kolu vasıtasıyla kontrol edilir.
Klasik dönemin eski Mısırdan aldığı ve geliştirdiği su
saatlerinin boyutları Helenistik dönemde gittikçe
büyüyerek meydan saatleri şeklini alır. Bu gelenek İslam
dünyasında da sürer. XII. Yüzyılın başında Amid
(Diyarbakır) Artuklu sarayında 25 yıl saray mühendisi
olarak çalışan Cezeri ile su saatleri en gelişmiş şekle
ulaşır. Cezeri'nin 1206 yılında yazdığı Kitab-el Hiyel adlı
eserinde 11 adet saat bulunur. Bunların içinde 4 tanesi
mum ve 6 tanesi su saati olup 2 tanesi Ketibios'un
geliştirdiği debi kontrolörünü kullanır. Kontrolör o
dönemde kullanılan değişken süreli saatlerin süresini
ayarlamada kullanılır. Antik dönem ve Ortaçağ süresince
gece ve gündüz süreleri birbirinden bağımsız olarak 12
saate bölündüğünden saat süreleri mevsimlere göre
değişir ve yazın gündüz saat süreleri uzun gece ise
kısadır (Şekil 7).
İlk su değirmeni Mithridates krallığının sarayı Niksar
(Cabeira) 'da Kelkit (Lycos) çayı üzerinde inşa edilir. Yel
değirmenleri ise erken Ortaçağda su değirmenlerinden
geliştirilir. Bunların dikey ve yatay milli olmak üzere iki
farklı türü bulunur. Ülkemizde yaygın olan Akdeniz türü
yel değirmenin de iki kontrol mekanizması yer alır.
Bunlardan biri değirmen yelkenlerini rüzgâr yönüne
yönlendirir. Bu kontrol değirmenin üst kısmı rüzgâr
yönüne çevrilmek suretiyle elle gerçekleştirilir. Diğeri
taşlar arasındaki mesafeyi ayarlar ve bir karşı ağırlıkla
dengelenen kaldıraç sistemiyle çalıştırılır (Şekil 8).
Dikey milli değirmenler geç ortaçağda Akdeniz
bölgesinden Hollanda, İngiltere gibi rüzgârı bol kuzey
ülkelerine yayılır. Mesafe ayarı ana mile bağlanan iki
Şekil 5 Suyu dışarıya sabit bir hızda akıtan düzen
Şekil 6- Benu Musa'nın Kitab-el Hiyel isimli eserinde bir
seviye kontrol düzeninin özgün çizimi
Şekil 7- Cezeri'nin debi kontrolörlü su saatine ilişkin özgün
çizim (solda), çalışma prensibi (sağda)
Şekil 8- Akdeniz değirmeni (solda), kesiti (ortada) ve taş
aralığı kontrol düzeni (sağda)
emo izmir şubesi
16
ocak 2011
otomasyon
t a ş ı n s a v r u l m a
momenti ile kontrol
edilmeye başlanır.
1788 yılında James
Watt bu uygulamayı bir
değirmende görür ve
guvernör adını vererek
g e l i ş t i r d i ğ i b u h a r
m a k i n e s i n i n h ı z
k o n t r o l ü n d e
kullanmaya başlar
(Şekil 9).
Guvernörle kontrol edilen sistemleri kararlığının
Maxwell (1868) ve Routh (1877) tarafından
m a t e m a t i k s e l i n c e l e n m e s i k u r a m s a l k o n t r o l
mühendisliğinin temelini oluşturdu. Fleeming Jenkin
(1833-1885) guvernörüne ilişkin karakteristik denklem
sistem parametrelerine bağlı olarak
3
2
MBs +(MY + FB)s + FYs + FG = 0
olarak elde edilmiş ve Maxwell üçüncü mertebeden
sistemin kararlı olması için
Şekil 9- 1826'da Jean Victor
Poncelet'nin incelediği guvernör
(MY + FB)FG + MBFY > 0
koşulunun geçerli olması gerektiğini bulmuştu. Bu
koşulun daha sonra n'inci mertebeden sistemler için
geliştirilen
Routh tablosunun sonucuyla uyumlu olduğu
anlaşılmıştır.
Kontrol kuramı burada kısaca özetlenen ve yaklaşık
2000 yılı aşan bir sürede olgunlaşan ilk uygulamacıların
buluş ve yaratıcılıklarına çok şey borçludur.
Kaynakça:
1- Meyer O.; The Origins of Feedback Control, M.I.T.
Press 1970.
2- Bennett S.; A History of Control Engineering
1800-1930Peter Peregrinus 1979.
3- Bir A.; First Applications of Automatic Control in
Antiquity and Medieval Engineering, TOK Otomatik
Kontrol Milli Komitesi, İstanbul 2009.
3
s
MB
FY
2
s
MY+FB
FG
1
s
(MY+FB)FY- MBFG
0
s
FG
Binalarda Enerji Kimlik Belgesi Eğitimleri
Binalarda Enerji Kimlik Belgesi (BEKB) uygulaması yeni binalar için 1 Ocak 2011 tarihinden itibaren
başlamıştır. EMO, BEKB eğiticiler eğitimine 5-6-7 Ocak 2011 tarihlerinde başlayacaktır. EMO üyesi 28
Oda çalışanı eğitici eğitimlerine katılacaktır. Eğitici eğitimlerinin ardından şubeler için eğitim programları
uygulanmaya başlayacaktır. Şubelerdeki eğitimlere SMM üyelerimiz katılabileceklerdir. Planlanan
başlangıç tarihi 15 Ocak 2011'dir. MİSEM tarafından planlanan eğitimlere katılım için SMM üyelerimize
bilgi verilecektir.
Ali CANDAN’ı Yitirdik
18024 sicil numaralı üyemiz Ali Candan 25 Aralık 2010
tarihinde aramızdan ayrıldı.
1963 Aydın’da doğan Candan; 1988 tarihinde Yıldız
Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümü’nden mezun
olmuştu. 1991 yılından bu yana SMM olarak faaliyetini
yürüten Candan evli ve iki çocuk babasıydı. Ali Candan’ın
ailesine ve meslektaşlarımıza başsağlığı dileriz.
04-08 Nisan 2011 tarihleri arasında Almanya’da
Hannover'de düzenlenecek olan Messe 2011 Endüstri
fuarına katılım için organizasyon düzenlenecektir. Fuara
katılmak isteyen üyelerimiz koşullar hakkında bilgi almak için
izmir.orgutlenme@emo.org.tr adresine e-posta
gönderebilirler.
Hannover Messe 2011 Fuarı’na
Gidiyoruz
Dostları ilə paylaş: |