Değirmen Sektöründe 20 Vals Üniteli Otomasyon: VEICHI Entegrasyonu ile Tam Hat Kontrolü

Proje Özeti

Un değirmenlerinde öğütme kalitesini, tane boyutunu ve üretim tutarlılığını belirleyen en kritik ekipman vals üniteleridir. Merdaneli öğütme sistemleri (roller mill / vals); buğday, mısır, arpa ve yem hammaddelerini istenen irilikte öğüterek bir sonraki aşamaya geçirir. 20 valsli bir hattın eş zamanlı ve senkronize çalışması, geleneksel operatör kontrolü ile elde edilmesi çok zor bir hedeftir.

Fonksiyonel Akıllı Teknolojiler olarak, Zeugma Otomasyon bölge partnerliğinde hayata geçirdiğimiz bu projede, un değirmeninin 20 vals ünitesini VEICHI VC1 serisi PLC, VI20 HMI ve AC01 VFD kombinasyonu ile uçtan uca otomatikleştirdik. Proje sonucunda işletme; daha hassas öğütme kontrolü, stabil hat çalışması ve operasyonel verimlilik artışı elde etti.

Vals Sistemi Neden Otomasyon Gerektirir?

Modern bir un değirmeninde vals üniteleri; karşılıklı dönen iki veya dört merdane arasına beslenen hammaddeyi belirlenen aralık (gap) ve hız (differential) ile öğütür. Öğütme kalitesini doğrudan etkileyen parametreler:

• Merdane aralığı (gap): Mikrometrik hassasiyet gerektirir; aralığın çok kapalı olması motor yüküne, çok açık olması ürünün yeterince öğütülmemesine neden olur.
• Merdane hızları ve hız farkı (differential): İki merdanenin farklı hızda dönmesi kesme etkisi yaratır; bu fark valsa ve ürüne göre değişir.
• Besleme hızı: Dozajlama silindirlerinin hız kontrolü ile valsa verilen ürün akışı dengelenir.
• Yük ve sıcaklık: Motorların aşırı yüklenmemesi ve rulman sıcaklığının izlenmesi ekipman ömrü için kritiktir.
• Koruma ve alarm: Yabancı madde algılama, tıkanma, titreşim gibi arıza senaryolarında hattın hızlı tepki vermesi.

20 vals üniteli bir hatta, her bir ünite için bu beş parametrenin eş zamanlı yönetimi manuel kontrolle mümkün değildir. Operatör başına düşen izleme yükü artar, ürün kalitesi vardiyadan vardiyaya değişir ve arıza anında tepki süresi uzar.

Neden VEICHI VC1 + VI20 + AC01 Üçlüsü?

Bu proje için seçilen VEICHI ürün kombinasyonu; sahadaki ihtiyaçlara mühendislik bakış açısıyla birebir karşılık veren, optimum fiyat-performans dengesi sunan bir kurguyla oluşturuldu.

VEICHI VC1 Serisi PLC — Dahili AI/AO Yapısı ile Proses Kontrolü

VC1 serisi PLC’nin en belirleyici özelliği; analog giriş (AI) ve analog çıkış (AO) kanallarının ana modülde gömülü olması. 20 valsli bir hatta:

• Her vals ünitesi için motor akımı, rulman sıcaklığı, titreşim sensörü gibi analog girdiler,
• Dozaj silindirleri ve besleme kapaklarının oransal kontrolü için analog çıktılar,

doğrudan PLC üzerinden işlenir. Genişleme modülü gereksinimini minimuma indirerek kabin maliyeti, işaretleme karmaşası ve arıza yüzeyi düşürülür. Ayrıca VC1’in yüksek işlem hızı, 20 ünite arası senkron koordinasyonun gecikmesiz yapılmasını sağlar.

VEICHI VI20 Serisi HMI — Operatör Deneyimi Odaklı Arayüz

VI20 serisi HMI üzerinde operatör için tasarlanan arayüz, dört ana ihtiyacı karşılar:

• Tam hat görselleştirmesi: 20 vals ünitesinin tek ekranda durumu (yeşil-sarı-kırmızı renk kodu ile).
• Reçete yönetimi: Farklı buğday tiplerine ve ürün cinsine (irmik, un, kepek) göre önceden tanımlı parametre setleri. Vardiya başında tek tuşla yükleme.
• Trend ve alarm kayıtları: Motor akımı, sıcaklık ve hat debisi için tarihsel trend; 30 güne kadar geriye dönük alarm kaydı.
• Multi-language ve yetki seviyeleri: Operatör, vardiya amiri ve bakım mühendisi için farklı yetki seviyeli ekranlar.

Yüksek çözünürlüklü ekran, düşük ışık seviyesindeki değirmen ortamında bile net okunabilirlik sağlıyor.

VEICHI AC01 Serisi VFD — Kararlı ve Verimli Motor Kontrolü

Her vals motorunda kullanılan AC01 VFD’ler; vektör kontrol (SVC) modunda çalışarak öğütme yükündeki dalgalanmalara karşı kararlı tork ve hız tutarlılığı sağladı. Proje çözümlerinde:

• Modbus RTU üzerinden PLC ile 20 sürücünün haberleşmesi (tek RS-485 hattı, daisy-chain topoloji),
• AC01’in gelişmiş rejenaratif enerji yönetimi ve fren direnci uyumluluğu,
• Sürücülerin anlık akım, frekans ve sıcaklık değerlerinin HMI’de izlenmesi,
• Arıza durumunda otomatik reset ve operatör uyarısı,

değirmenin 7/24 kesintisiz çalışma gereksinimini karşıladı.

Sistem Mimarisi

Proje mimarisi, 20 ünitenin merkezi bir PLC üzerinden koordine edildiği ancak her ünitenin de lokal kontrolü yapılabildiği hibrit bir yapı olarak tasarlandı:

 ┌──────────────────────────────┐
│ VI20 HMI — Ana Operatör │
│ (15" dokunmatik) │
└──────────┬───────────────────┘
│ Ethernet
┌──────────▼───────────────────┐
│ VEICHI VC1 PLC (ana) │
│ + dahili AI/AO kanalları │
│ + reçete/alarm/trend │
└──┬────────────────────┬──────┘
│ │
RS-485 (Modbus RTU) │ Analog & Dijital I/O
│ │
┌─────────────▼────────────┐ │
│ 20 × VEICHI AC01 VFD │ │
│ (daisy-chain) │ │
└──────────────────────────┘ │
│
┌───────────▼─────────────┐
│ Saha Sensörleri: │
│ - Motor akımı (20x) │
│ - Yatak sıcaklığı (40x) │
│ - Titreşim (20x) │
│ - Debi / seviye (Nx) │
└──────────────────────────┘

Kurulum ve Devreye Alma Süreci

Proje, bölge partnerimiz Zeugma Otomasyon‘un saha tecrübesi ve Fonksiyonel Akıllı Teknolojiler’in mühendislik desteği ile dört aşamada tamamlandı:

1. Analiz ve tasarım (2 hafta): Mevcut hattın ölçümü, I/O listesi, reçete matrisinin çıkarılması, elektrik projesi.
2. Panel imalatı ve saha hazırlığı (3 hafta): 20 VFD’nin merkezi panelde montajı, saha sensör kablolamasının güncellenmesi.
3. Yazılım ve entegrasyon (2 hafta): PLC programı, HMI arayüz tasarımı, Modbus haberleşmesi, alarm ve reçete tabloları.
4. Devreye alma ve operatör eğitimi (1 hafta): Boş hat testleri, yük altında devreye alma, parametre optimizasyonu ve iki vardiya operatör eğitimi.

Toplam proje süresi 8 hafta. Üretim kaybı, ana montaj günleri dışında yaşanmadı — aşamalı devreye alma stratejisi ile hattın 4 bölümü sırayla otomatikleştirildi.

Elde Edilen Sonuçlar

Kriter	Otomasyon Öncesi	Otomasyon Sonrası
Öğütme boyut tutarlılığı (granülometri sapması)	±%8-12	±%2-3
Vardiyalar arası ürün kalitesi farkı	Belirgin	İhmal edilebilir
Operatör başına vals ünitesi	4-5	Tek operatör tüm hat
Ortalama arıza tespit süresi	15-30 dk	< 1 dk
Reçete değişim süresi	45-60 dk (manuel)	2-5 dk (HMI’den)
Enerji kullanımı (kWh/ton)	Referans	%8-12 azalma
Operasyonel verimlilik (OEE)	~%72	~%86

İşletmenin Kazançları

• Daha hassas üretim kontrolü: Öğütme parametreleri otomatik ölçülüp kayıt altına alındığından, müşteri spesifikasyonlarına uygun tutarlı ürün elde edildi.
• Daha stabil çalışma: Motor yükü, sıcaklık ve titreşim izleme sayesinde plansız duruşlar azaldı. Bakım, reaktiften öngörücü bakıma geçirildi.
• Artan operasyonel verimlilik: Reçete otomasyonu, tek operatörlü hat yönetimi ve enerji tasarrufu birleştiğinde yıllık toplam kazanç fizibilitenin 2 katı gerçekleşti.
• Esneklik: Farklı buğday tipleri ve ürün portföyü için yeni reçete ekleme artık dakikalar içinde mümkün.
• İzlenebilirlik: Her üretim partisinin parametreleri, alarm geçmişi ve enerji tüketimi dijital olarak saklanıyor — ISO ve gıda güvenliği denetimleri için hazır raporlama.

Neden Bu Kombinasyon Yeni Projeler İçin de Doğru?

Un değirmenleri, yem fabrikaları, bulgur ve mısır işleme tesisleri gibi çoklu merdaneli veya çoklu motorlu öğütme hatları için aynı mimari doğrudan uygulanabilir. Bu projenin çıkardığı üç temel ders:

1. Dahili AI/AO’lu PLC seçimi kabin büyüklüğünü ve işaretleme hatalarını büyük ölçüde azaltır.
2. Modbus RTU üzerinden tek hat üzerinde 20+ sürücü yönetimi, doğru topoloji ve sonlandırma ile problemsiz çalışır.
3. Reçete tabanlı üretim operatör bağımlılığını azaltır, ürün kalite sapmasını minimize eder.

Partnerlik ve Teşekkür

Bu proje; sahadaki başarılı uygulamanın arkasında duran Zeugma Otomasyon ekibinin değirmen sektörüne özel tecrübesi ve Fonksiyonel Akıllı Teknolojiler’in ürün-mühendislik desteği sayesinde hayata geçti. Bölge partnerlik ağımız, Türkiye genelinde müşterilerimize hızlı saha müdahale ve sürekli teknik destek sunmamızı sağlıyor.

Ayrıca proje sürecinde ürün teknik desteği sağlayan VEICHI Electric ve projeye katkıda bulunan tüm mühendislerimize teşekkür ederiz.