İngiliz 67 Sınıf Lokomotif
İlgili Linkler:
Raylı Sistem Teknolojileri Sayfası
14 Temmuz 2010 Çarşamba
İngiliz Sınıf 67 Lokomotif Özellikleri
Ölü Adam Sistemi
19. yüzyılın sonlarına doğru elektrik gücüyle çalışan trenler yaygınlaşmaya başladı. Tren içerisinde yanma olmadığı için bir yangın söndürücüye de ihtiyaç yoktu ve kabin içerisinde sadece 1 kişinin bulunması yeterliydi. Bununla birlikte tren hareket halindeyken kabin içerisindeki kişinin sürekli olarak uyanık halde olduğundan emin olunması gerekiyordu. Bu nedenle uyanık kalmayı sağlayacak cihazı bulundurma yaygın hale geldi.
Bu teyakkuz ya da uyanıklık cihazı (vigilance device) temel olarak treni süren kişinin herhangi bir hastalıktan dolayı şuurunu kaybetmesi, bayılması veya kalp krizi geçirmesi gibi durumlarda trenin güvenli bir şekilde durdurulmasını sağlar ve genelde yaylı bir güç kontrol kolu ya da butonundan oluşur. Bu nedenle "ölü adam kolu" olarak ta anılmaya başlanmıştır. Son zamanlarda bu cihaz "uyanıklık cihazı" ya da "sürücü güvenlik cihazı" (driver's safety device - DSD) olarak anılmaya başlamıştır. Fransa da ise bu cihaza "VACMA" denilir (Veille Automatique de Contôle à Maintien d'Appui).
Üç çeşit ölü adam cihazı vardır; yaylı ana kontrol kolu, yaylı pedal ve alarm verici. Ölü adam kolu normal çalışmada genellikle sabit basınçla tutulması gerektirir. Eğer kol bırakılırsa araç kendini frenler. Pedal ise düzenli aralıklarla basılıp bırakılmayı gerektirir. 1 dakikalık aralıklar bu periyot için uygundur. Sesli bir uyarı geldiği anda sürücünün pedalı 3 saniye içerisinde bırakması gerekir. Alarm verici sistemde ise anahtar etken kontrolün pozitif hareketidir: eğer sürücü arada sırada bir şeylere dokunmaz ise alarm çalmaya başlar ve sürücünün cihazı uyanık olduğuna dair bilgilendirmesi gerekir. Aksi taktirde cihaz fren komutu verir ve araç hata frenine geçer. Bu sistem Amerika'da popülerdir. Bazı ülkelerde kabin içerisine alarm sisteminin bir butonu konulur.
15 Ocak 2010 Cuma
VERİ TOPLAMA SİSTEMLERİ
1.1Veri Toplama Sistemlerinin Temel Prensipleri
Veri toplama sistemleri çeşitli işaretlerin ölçülmesi, işlenmesi ve kaydedilmesi için günümüzde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Şekil 1.1 de veri toplama sistemlerinin genel blok şeması görülmektedir.
Şekil 1.1 Sayısal veri toplama sisteminin genel blok şeması
Sensorlar, fiziksel parametreleri veri toplama sisteminin algılayabileceği şekle (elektriksel işarete) dönüştürürler. Örnek olarak sıcaklık, basınç ve hız gibi büyüklüklerin gerilim, akım ve frekansa dönüştürülmesi verilebilir.
İşaret şekillendirici, sensor yardımcı devresi olup uyarı gerilimi, dengeleme gerilimi ve kalibrasyon elemanlarından oluşur.
Çoğullayıcı veya tarayıcı,a analog işaretlerin zaman düzleminde sıra ile dönüştürme-ölçme devresinin girişine verilmesini sağlar.
İşaret dönüştürücü, analog işareti analog-sayısal dönüştürücüsünün kabul edebileceği şekle dönüştürür. Örnek olarak kullanılan termoçiftlerin ürettiği alçak seviyeli elektromotor geriliminin kuvvetlendirilmesi için gerekli olan yükselteç devreleri gösterilebilir. Sensorlar değişik amaçlarla kullanıldıklarından işaret dönüştürücüsünde kullanılacak ölçme yükselteçlerinin programlanabilir tipten olması daha uygundur.
Analog-sayısal dönüştürücü, analog gerilimini sayısal koda dönüştüren bir devredir. Analog-sayısal dönüştürücüsünün çıkışı göstergeye verilebilir, bir sonraki işlemler için kullanılabilir veya sayısal kaydediciye iletilebilir.
Yardımcı cihaz, sistemin çalışması için gerekli olan programları ve sayısal işleme cihaz devrelerini içermektedir. Yardımcı fonksiyon olarak doğrusallaştırma, filtreleme veya başka bir işlem olabilir. Bu fonksiyonlar, ayrık cihazlar veya kontrolörler ile gerçekleştirilebilir.
Sayısal kaydedici, sayısala verileri kağıt, manyetik bant vb. üzerine kaydetmek için kullanılır.
Zaman düzleminde işaret dönüşümü iki farklı şekilde yapılmaktadır. Bunların birinde ölçülecek her bir parametre arka arkaya bir analog çoğullayıcı üzerinden uygun devrelere verilerek koda dönüştürülür ve ana kontrolöre verilir veya kod şeklinde başka bir noktaya iletilir (Şekil 1.2).
Şekil 1.2 Merkezi kontrollü veri toplama sistemi
Merkezi kontrollü veri toplama sisteminde sensorlerin çıkış işaretlerinin sorgulanması adresleme biriminden verilen adreslere göre yapılır. Sorgulanan işaret koda dönüştürüldükten sonra adresleme biriminden gelen komutla diğer sensorlerin sorgulanmasına geçilir.
Diğer veri toplama sistemlerinde ise ölçülecek olan bütün parametreler aynı zamanda paralel olarak koda dönüştürülür ve daha sonra bir sayısal çoğullayıcı yardımı ile ana kontrolöre veya başka bir noktaya iletilir (Şekil 1.3)
Şekil1.3 Merkezi kontrollü olmayan veri toplama sistemi
Merkezi kontrolörü olmayan veri toplama sisteminde tüm kanallar aynı anda sorgulanır ve tüm sensorlerin çıkış işaretleri paralel olarak koda dönüştürülerek mikroişlemciye verilir. Mikroişlemcide elde edilen sonuçlar sayısal çoğullayıcı üzerinden ana kontrolöre ve diğer noktalara ulaştırılır.
Bu iki sistem avantaj ve dezavantajlarına göre karşılaştırıldığında bazı parametrelerin her iki sistem için benzer olması gerektiği görülmektedir. Bu parametreler:
Sistemin maliyeti
Kanal sayısı
Kanala göre örnekleme hızı
Maksimum dönüşüm hızı
Örnekleme çözünürlüğü
Örnekleme doğruluğu
Kanal belleğinin kapasitesi
şeklinde sıralanabilir.
Bu iki sistemden hangisinin seçileceği çeşitli parametrelere bağlıdır. Önemli faktörlerden biri de sistemin doğruluğu ile maliyeti arasındaki ilişkidir. Doğruluk yüksek oldukça sistemin maliyeti de yükselir. Bu durumda analog çoğullayıcılı sisteme öncelik verilmektedir. Sistemde kullanılan ADC’nin çözünürlüğü 6 ile 8 arasında olduğunda analog çoğullayıcılı sistemin kullanılması daha uygundur. Çözünürlük daha düşük olduğunda sayısal çoğullayıcılı sistemin kullanılması daha uygundur. İkinci bir faktör ise sistemin hızı ve maliyeti arasındaki ilişkidir. Sistemdeki ADC’nin dönüşüm hızı yüksek olduğunda sistemin maliyeti de yüksek olur. Bu durumda analog çoğullayıcı özelliklerine olan ilgi de artar. Bundan dolayı bazen hızı yüksek olmayan ADC ile paralel yapılı sistemin kullanılması daha uygun olabilir.
Merkezi kontrollü veri toplama sistemleri modülünün kanal sayısı şekil 1.4’te gösterildiği gibi girişe çoğullayıcılar ekleyerek arttırılabilir.
Şekil 1.4 Çoğullayıcı ilave edilerek kanal sayısının arttırılması
Yukarıda belirtilen kısıtlamalar sayısal çoğullayıcılarda da mevcuttur. Ancak bu kısımların sistemin doğruluğuna etkisi yoktur. Çünkü kanalların komutasyonu sayısal formda yapılır. Büyük kapasiteli veri toplama sistemleri için anaog ve sayısal çoğullama karışımı daha uygundur.
Veri toplama sisteminin yapısının seçiminde ölçülecek işaret kaynaklarının iç direncinin ve işaretlerin genlikleri önemlidir. Ölçülen işaretlerin geniş dinamik aralıkta ve değerde olduğunda şekil 1.1’de gösterildiği gibi analog çoğullayıcısından sonra programlanabilir yükselteç ile Örnekleme ve Tutma devresi bağlanmalıdır. Böyle bir sistem, entegre devre şeklinde 16 girişli işaretlerin ölçülmesi için modül olarak üretilmektedir.
Sonuç olarak çoğullayıcılı sistemin, ölçülecek işaret kaynaklarının birbirine yakın yerlerde olması halinde kullanılması uygundur. Aksi halde bağlantı iletkenlerinde kayıplar meydana gelir. Sayısal çoğullayıcılı sistemde bu eksiklikler yoktur ve işaret kaynakları birbirinden farklı uzaklıklarda olabilir. Çok yüksek doğruluğa sahip olan veri toplama sistemini oluşturmak için analog çoğullayıcı yerine karşılaştırıcılar içeren basamak eğimli analog-sayısal dönüştürücüler kullanılır.
Karşılaştırıcıların birer girişine ölçülen işaret ve diğer girişine DAC’nin çıkış işareti uygulanmıştır. Başla komutu ile kontrol devresi, DAC’nin çıkış işaretini basamak şeklinde değiştirir. Karşılaştırıcılarda her bir giriş işareti ile DAC’nin çıkış işareti karşılaştırılır. Kontrol devresinin yardımı ile her bir kanaldaki işaretin ölçülmesinde elde edilen kod uygun yazmaçlara kaydedilir veya başka noktalara iletilir.
1.1Veri Toplama Sistemlerinin Temel Prensipleri
Veri toplama sistemleri çeşitli işaretlerin ölçülmesi, işlenmesi ve kaydedilmesi için günümüzde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Şekil 1.1 de veri toplama sistemlerinin genel blok şeması görülmektedir.
Şekil 1.1 Sayısal veri toplama sisteminin genel blok şeması
Sensorlar, fiziksel parametreleri veri toplama sisteminin algılayabileceği şekle (elektriksel işarete) dönüştürürler. Örnek olarak sıcaklık, basınç ve hız gibi büyüklüklerin gerilim, akım ve frekansa dönüştürülmesi verilebilir.
İşaret şekillendirici, sensor yardımcı devresi olup uyarı gerilimi, dengeleme gerilimi ve kalibrasyon elemanlarından oluşur.
Çoğullayıcı veya tarayıcı,a analog işaretlerin zaman düzleminde sıra ile dönüştürme-ölçme devresinin girişine verilmesini sağlar.
İşaret dönüştürücü, analog işareti analog-sayısal dönüştürücüsünün kabul edebileceği şekle dönüştürür. Örnek olarak kullanılan termoçiftlerin ürettiği alçak seviyeli elektromotor geriliminin kuvvetlendirilmesi için gerekli olan yükselteç devreleri gösterilebilir. Sensorlar değişik amaçlarla kullanıldıklarından işaret dönüştürücüsünde kullanılacak ölçme yükselteçlerinin programlanabilir tipten olması daha uygundur.
Analog-sayısal dönüştürücü, analog gerilimini sayısal koda dönüştüren bir devredir. Analog-sayısal dönüştürücüsünün çıkışı göstergeye verilebilir, bir sonraki işlemler için kullanılabilir veya sayısal kaydediciye iletilebilir.
Yardımcı cihaz, sistemin çalışması için gerekli olan programları ve sayısal işleme cihaz devrelerini içermektedir. Yardımcı fonksiyon olarak doğrusallaştırma, filtreleme veya başka bir işlem olabilir. Bu fonksiyonlar, ayrık cihazlar veya kontrolörler ile gerçekleştirilebilir.
Sayısal kaydedici, sayısala verileri kağıt, manyetik bant vb. üzerine kaydetmek için kullanılır.
Zaman düzleminde işaret dönüşümü iki farklı şekilde yapılmaktadır. Bunların birinde ölçülecek her bir parametre arka arkaya bir analog çoğullayıcı üzerinden uygun devrelere verilerek koda dönüştürülür ve ana kontrolöre verilir veya kod şeklinde başka bir noktaya iletilir (Şekil 1.2).
Şekil 1.2 Merkezi kontrollü veri toplama sistemi
Merkezi kontrollü veri toplama sisteminde sensorlerin çıkış işaretlerinin sorgulanması adresleme biriminden verilen adreslere göre yapılır. Sorgulanan işaret koda dönüştürüldükten sonra adresleme biriminden gelen komutla diğer sensorlerin sorgulanmasına geçilir.
Diğer veri toplama sistemlerinde ise ölçülecek olan bütün parametreler aynı zamanda paralel olarak koda dönüştürülür ve daha sonra bir sayısal çoğullayıcı yardımı ile ana kontrolöre veya başka bir noktaya iletilir (Şekil 1.3)
Şekil1.3 Merkezi kontrollü olmayan veri toplama sistemi
Merkezi kontrolörü olmayan veri toplama sisteminde tüm kanallar aynı anda sorgulanır ve tüm sensorlerin çıkış işaretleri paralel olarak koda dönüştürülerek mikroişlemciye verilir. Mikroişlemcide elde edilen sonuçlar sayısal çoğullayıcı üzerinden ana kontrolöre ve diğer noktalara ulaştırılır.
Bu iki sistem avantaj ve dezavantajlarına göre karşılaştırıldığında bazı parametrelerin her iki sistem için benzer olması gerektiği görülmektedir. Bu parametreler:
Sistemin maliyeti
Kanal sayısı
Kanala göre örnekleme hızı
Maksimum dönüşüm hızı
Örnekleme çözünürlüğü
Örnekleme doğruluğu
Kanal belleğinin kapasitesi
şeklinde sıralanabilir.
Bu iki sistemden hangisinin seçileceği çeşitli parametrelere bağlıdır. Önemli faktörlerden biri de sistemin doğruluğu ile maliyeti arasındaki ilişkidir. Doğruluk yüksek oldukça sistemin maliyeti de yükselir. Bu durumda analog çoğullayıcılı sisteme öncelik verilmektedir. Sistemde kullanılan ADC’nin çözünürlüğü 6 ile 8 arasında olduğunda analog çoğullayıcılı sistemin kullanılması daha uygundur. Çözünürlük daha düşük olduğunda sayısal çoğullayıcılı sistemin kullanılması daha uygundur. İkinci bir faktör ise sistemin hızı ve maliyeti arasındaki ilişkidir. Sistemdeki ADC’nin dönüşüm hızı yüksek olduğunda sistemin maliyeti de yüksek olur. Bu durumda analog çoğullayıcı özelliklerine olan ilgi de artar. Bundan dolayı bazen hızı yüksek olmayan ADC ile paralel yapılı sistemin kullanılması daha uygun olabilir.
Merkezi kontrollü veri toplama sistemleri modülünün kanal sayısı şekil 1.4’te gösterildiği gibi girişe çoğullayıcılar ekleyerek arttırılabilir.
Şekil 1.4 Çoğullayıcı ilave edilerek kanal sayısının arttırılması
Yukarıda belirtilen kısıtlamalar sayısal çoğullayıcılarda da mevcuttur. Ancak bu kısımların sistemin doğruluğuna etkisi yoktur. Çünkü kanalların komutasyonu sayısal formda yapılır. Büyük kapasiteli veri toplama sistemleri için anaog ve sayısal çoğullama karışımı daha uygundur.
Veri toplama sisteminin yapısının seçiminde ölçülecek işaret kaynaklarının iç direncinin ve işaretlerin genlikleri önemlidir. Ölçülen işaretlerin geniş dinamik aralıkta ve değerde olduğunda şekil 1.1’de gösterildiği gibi analog çoğullayıcısından sonra programlanabilir yükselteç ile Örnekleme ve Tutma devresi bağlanmalıdır. Böyle bir sistem, entegre devre şeklinde 16 girişli işaretlerin ölçülmesi için modül olarak üretilmektedir.
Sonuç olarak çoğullayıcılı sistemin, ölçülecek işaret kaynaklarının birbirine yakın yerlerde olması halinde kullanılması uygundur. Aksi halde bağlantı iletkenlerinde kayıplar meydana gelir. Sayısal çoğullayıcılı sistemde bu eksiklikler yoktur ve işaret kaynakları birbirinden farklı uzaklıklarda olabilir. Çok yüksek doğruluğa sahip olan veri toplama sistemini oluşturmak için analog çoğullayıcı yerine karşılaştırıcılar içeren basamak eğimli analog-sayısal dönüştürücüler kullanılır.
Karşılaştırıcıların birer girişine ölçülen işaret ve diğer girişine DAC’nin çıkış işareti uygulanmıştır. Başla komutu ile kontrol devresi, DAC’nin çıkış işaretini basamak şeklinde değiştirir. Karşılaştırıcılarda her bir giriş işareti ile DAC’nin çıkış işareti karşılaştırılır. Kontrol devresinin yardımı ile her bir kanaldaki işaretin ölçülmesinde elde edilen kod uygun yazmaçlara kaydedilir veya başka noktalara iletilir.
VERİ TOPLAMA SİSTEMLERİ
“Endüstride kalitenin ve kapasitenin arttırılması, üretim maliyetlerinin düşürülmesi ve çevre sağlığının korunabilmesi, ancak üretimin her noktasındaki fiziksel değerlerin anında izlenmesi ve değerlendirilmesiyle mümkündür.
Bu fikir yeni değildir. Ancak ilerleyen teknoloji, izleme ve değerlendirme tekniklerinin de gelişmesine yardımcı olmaktadır. Bugün birçok fabrikada; sıcaklık, nem, basınç, seviye oksijen, pH, hız, devir, ağırlık, akış, durum, zaman, adet vb. gibi fiziksel değerler bilgisayar tarafından çok hızlı taranmakta, periyodik raporlar hazırlanmakta, alarm durumunda operatör çok çabuk olarak uyarılabilmektedir.
Her alanda olduğu gibi bu alanda da kişisel bilgisayarlardan yararlanılması veri toplama sistemine çok önemli avantajlar eklemektedir. Bütün veriler bir veya birden fazla kişisel bilgisayarın ekranından kolayca izlenebilmekte, bilgiler saklanabilmekte ve bu bilgiler çeşitli paket programlarla daha detaylı olarak değerlendirilebilmektedir.”
Bu fikir yeni değildir. Ancak ilerleyen teknoloji, izleme ve değerlendirme tekniklerinin de gelişmesine yardımcı olmaktadır. Bugün birçok fabrikada; sıcaklık, nem, basınç, seviye oksijen, pH, hız, devir, ağırlık, akış, durum, zaman, adet vb. gibi fiziksel değerler bilgisayar tarafından çok hızlı taranmakta, periyodik raporlar hazırlanmakta, alarm durumunda operatör çok çabuk olarak uyarılabilmektedir.
Her alanda olduğu gibi bu alanda da kişisel bilgisayarlardan yararlanılması veri toplama sistemine çok önemli avantajlar eklemektedir. Bütün veriler bir veya birden fazla kişisel bilgisayarın ekranından kolayca izlenebilmekte, bilgiler saklanabilmekte ve bu bilgiler çeşitli paket programlarla daha detaylı olarak değerlendirilebilmektedir.”
24 Aralık 2008 Çarşamba
GÜNEŞ HÜCRELERİ
Güneş hücreleri genel anlamda güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirirler. Güneş ışığındaki fotonlar elektronları yarı iletken metalik silikon pulun bir katmanından diğerine hareket ettiren enerjiyi sağlarlar. Elektron hareketleri ise elektrik akımını oluşturur.
Günümüzde yaygın olarak silikon ve galyum arsenit olmak üzere iki tip hücre kullanılır. Bunlar farklı sınıfta ve değişken etkinliktedirler. Yeryüzündeki uygulamalarda yaygın olarak silikon hücreler kullanılırken, uzay sanayinde (uydularda) galyum arsenit hücreler kullanılır.
Güneş hücresinin en üstteki katmanları yüksek geçirgenli koruyucu katmanlardır. Güneş hücreleri çok kırılgandır, bu yüzden çatlama ve kırılmalara karşı korumaya ihtiyaç vardır (bu esnada mutlaka bir miktar güç kaybı olur). Bu katmanlara gelen ışık, silikon veya galyum arsenit’e çarpar. P ve N tabakalarının farklı özelliklerinden dolayı güneşten gelen enerji hücreye temas ettiği anda P tabakasından N tabakasına doğru elektron hareketi oluşur. P ve N uçlarına birer kablo bağlanırsa artık güneş hücresi artı ve eksi kutupları olan, güç kaynağı gibi kullanılabilen bir pil gibidir.
Stock sınıfı arabalar ticari olarak uygun olan doğal silikon hücreler kullanırlar. Birçok sayıda güneş hücresi (yaklaşık 1,000 adet) birleştirilerek güneş panelleri oluşturulur. Motor kullanımına bağlı olarak bu paneller 50-200 V arasında gerilim ve 2,000 Watt civarında güç üretirler. Güneşin yoğunluğu, bulutların durumu ve sıcaklık panelin çıkışını etkiler.
Open tip araçlarda her tipte hücre kullanımına izin verilir. Bu seçim esnekliğinden dolayı birçok takım uzay tipi hücreler kullanır. Bu hücreler genellikle sıradan hücrelerden daha ufak boyutlu ve daha pahalıdırlar. Bununla birlikte daha etkilidirler. Stock tipi ve açık tip paneller arasında güç olarak yaklaşık 1,000 watt kadar fark varken fiyat konusunda aralarında yaklaşık 10 kat fark vardır.
Fotovoltaik hücreler nispeten yeni bir teknolojidir. Bu hücrelerin gelişimi ve kullanımı uzay turizminin ve haberleşme uydularının bir parçası olarak başlamıştır.
Günümüzde yaygın olarak silikon ve galyum arsenit olmak üzere iki tip hücre kullanılır. Bunlar farklı sınıfta ve değişken etkinliktedirler. Yeryüzündeki uygulamalarda yaygın olarak silikon hücreler kullanılırken, uzay sanayinde (uydularda) galyum arsenit hücreler kullanılır.
Güneş hücresinin en üstteki katmanları yüksek geçirgenli koruyucu katmanlardır. Güneş hücreleri çok kırılgandır, bu yüzden çatlama ve kırılmalara karşı korumaya ihtiyaç vardır (bu esnada mutlaka bir miktar güç kaybı olur). Bu katmanlara gelen ışık, silikon veya galyum arsenit’e çarpar. P ve N tabakalarının farklı özelliklerinden dolayı güneşten gelen enerji hücreye temas ettiği anda P tabakasından N tabakasına doğru elektron hareketi oluşur. P ve N uçlarına birer kablo bağlanırsa artık güneş hücresi artı ve eksi kutupları olan, güç kaynağı gibi kullanılabilen bir pil gibidir.
Stock sınıfı arabalar ticari olarak uygun olan doğal silikon hücreler kullanırlar. Birçok sayıda güneş hücresi (yaklaşık 1,000 adet) birleştirilerek güneş panelleri oluşturulur. Motor kullanımına bağlı olarak bu paneller 50-200 V arasında gerilim ve 2,000 Watt civarında güç üretirler. Güneşin yoğunluğu, bulutların durumu ve sıcaklık panelin çıkışını etkiler.
Open tip araçlarda her tipte hücre kullanımına izin verilir. Bu seçim esnekliğinden dolayı birçok takım uzay tipi hücreler kullanır. Bu hücreler genellikle sıradan hücrelerden daha ufak boyutlu ve daha pahalıdırlar. Bununla birlikte daha etkilidirler. Stock tipi ve açık tip paneller arasında güç olarak yaklaşık 1,000 watt kadar fark varken fiyat konusunda aralarında yaklaşık 10 kat fark vardır.
Fotovoltaik hücreler nispeten yeni bir teknolojidir. Bu hücrelerin gelişimi ve kullanımı uzay turizminin ve haberleşme uydularının bir parçası olarak başlamıştır.
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)