12-bit Çıkış 8000 Gösterdi, Van %78'de Kaldı
Antalya'da bir S7-1500'ün 12-bit analog çıkışı 8000 yazıyordu, van %78'de durmuştu. Operatör 'PLC yanlış yazıyor' dedi. Sorun PLC'de değil, vanın karakteristiğindeydi. Kuantizasyon vs. mekanik ölü bölge farkını anlatıyorum.
Cuma, 11:30. Antalya, bir su arıtma tesisi. Operatör HMI’de vanayı %80 açmak istiyor. PLC’de çıkış değeri 8000 (12-bit, 0–4095 ölçeğinde 3276). Ama vananın pozis geri bildirimi %78 diyor.
Operatör: “PLC 8000 yazıyor, van %78’de. Ya PLC yanlış yazıyor, ya van takılmış.”
12-bit Ne Anlama Gelir?
12-bit analog çıkış, 0–4095 arası 4096 farklı değer üretebilir. 0–10V çıkışta her adım 10V/4095 = 2.44mV.
8000 değeri, 0–27648 ölçeğinde (S7-1500 SM5222) 8000/27648 = %28.9. Ama operatör %80 istiyor. Demek ki scaling farklı.
SM5222’de çıkış 0–10V, proses değeri 0–100%. Scaling: 0 → 0, 100 → 27648. %80 → 22118.
PLC’de 22118 yazıyordu. Operatör “8000” demişti, aslında 22118. Ben “8000” duyunca kafam karıştı, 5 dakika kaybettim.
Van Neden %78’de Kaldı?
Van: pneumatik, 4–20mA sürücü, 0–10V → 4–20mA konvertör. Pozis geri bildirimi: van gövdesine takılı potansiyometre, 4–20mA.
PLC 22118 yazıyor → konvertör 8.0V çıkış veriyor → 4–20mA konvertörü 16mA veriyor → van sürücüsü 16mA alıyor.
16mA, 4–20mA aralığında: (16-4)/(20-4) = %75. Yani van %75 açılmalı.
Ama pozis geri bildirimi %78 diyor. %75’e karşı %78 — 3 puan fark.
Bu 3 puan, vanın mekanik ölü bölgesi. Vanın milinde 3°’lük bir boşluk var. Sürücü %75 komut verdiğinde, mil 3° boşluğu kapatana kadar van diski hareket etmiyor. Sonra hareket başlıyor. Pozis geri bildirimi, milin konumunu okuyor, van diskini değil.
Kuantizasyon mu, Mekanik mi?
12-bit kuantizasyon hatası: 1 adım = 10V/4095 = 0.244mV. 4–20mA konvertöründe bu, 0.007mA. Van sürücüsünde 0.007mA, 0.04% açısal değişim. Kuantizasyon hatası ihmal edilebilir.
Mekanik ölü bölge: 3°. Van 90°’lik bir çeyrek tur vanı. 3°/90° = %3.3. Bu, kuantizasyonun 80 katı.
Operatör “PLC yanlış yazıyor” dedi. PLC doğru yazıyordu. Van, mekanik boşluk yüzünden %3 az açılıyordu.
Çözüm: Karakteristik Eğrisi
Van sürücüsüne lineer → quick opening karakteristiği yükledim. %75 komut, artık %78.3 van açılışı veriyor. Operatör HMI’de %80 yazdığında, van gerçekten %80’de duruyor.
Ama bu bir kalibrasyon, bir çözüm değil. Vanın milindeki 3° boşluk hâlâ orada. Bir sonraki bakımda mil yatağı sıkılmalı.
12-bit Yeterli mi?
Bu uygulamada: evet. Van %1 hassasiyet gerektirmiyor. 12-bit, 0.024% çözünürlük veriyor. Vanın mekanik hassasiyeti %1. 16-bit yapsan, 0.0015% çözünürlük alırsın, ama van %1’den hassas hareket edemez.
16-bit’in anlamı olduğu yer: kapanış noktası hassasiyeti. Vanın son %5’inde, 12-bit’in 1 adımı 0.024% iken, 16-bit’in 1 adımı 0.0015%. Kapanış noktasında 0.1% fark, bir damla ile bir damla arasında fark yaratır.
Ama bu tesiste van, su akışını kontrol ediyor, damla hassasiyeti yok. 12-bit yeterli.
Operatöre Ne Dedim?
“PLC doğru yazıyor. Van, mekanik boşluk yüzünden %3 az açılıyor. Sürücüye karakteristik yükledim, artık %80 yazınca %80 açıyor. Ama bir sonraki bakımda van milini sıkın, yoksa 6 ay sonra yine aynı şey olacak.”
Operatör: “Peki neden 3 gündür %78’de kalıyordu, önceki hafta %80’deydi?”
Cevap: Van milindeki boşluk, sıcaklıkla değişiyor. Kışın 2°, yazın 3°. Şu an Ağustos, 3°.