DOÇ.DR. OSMAN KILIÇ

Enerji tesislerinde SCADA sistemleri için TCP/IP tabanlı uç birim uygulaması TCP/IP based remote terminal unit application for SCADA systems in power systems

ÖZET Enerji ihtiyacının günden güne artması enerji sistemlerinin verimli çalışmasını zorunlu tutmaktadır. Büyüyen ve kontrolü zorlaşan enerji sistemlerinde sistem yönetimi ön plana çıkmaktadır. SCADA sistemleri sistem yönetimindeki etkisi ile enerji sistemlerinde de uygulanır hale gelmiştir. SCADA adı Supervisory Control And Data Acquision kelimelerinin ilk harflerinden türetilmiştir. Türkçe’ye “İzleme, Kontrol ve Veri Toplama Sistemi” olarak çevrilmiştir. Adından da anlaşılacağı üzere izleme, kontrol ve veri toplama aşamalarının herbirini gerçekleştiren kullanışlı bir sistemdir. Sahadan alman veriler bu tür sistemler için oldukça önemli bir kriterdir, dolayısıyla bu verilerin toplanması da sistemin güvenliği bakımından son derece önemli olmaktadır. Sahadan uç birimden alman bu bilgilerin merkezdeki SCADA programına iletilmesi ise bir kısım protokollerle yapılmaktadır. Bu çalışmada SCADA sistemleri ve bunlar için gerekli olan bilgi toplama elemanı olarak kullanılan uç birimlerin üzerinde durulmuştur. Uç birim uygulamalarından yeni bir sistem olan Ethernet I/O incelenmiş ve bu sistemden alman veriler doğrultusunda bir SCADA sisteminin simülasyonu yapılmıştır. Simülasyonun gerçekleştirilmesinde mevcut program paketlerinden ve duruma göre görsel dillerle hazırlanan programlardan faydalanılmıştır. Çalışmamızda, TCP/IP protokolü incelemesi de yapılmış ve bu protokol ile toplanan verilerin etkili bir şekilde kullanılabileceği görülmüş, ayrıca PIC mikrokontrolörleri ile kontrol sistemleri de incelenmiştir. Çalışma sonunda sistem maliyetinin minimum düzeyde tutulabileceği ve sistemde bulunan veri kablolarının azalıp yardımcı elemanlar kullanarak tek bir hat üzerinden işlem yapılabileceği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: TCP/IP, Ethernet I/O, PIC, SCADA, iletişimleri toplama,uç birim. xı

Enerji dağıtım sistemlerinin bilgisayar destekli izlenmesi Computer aided supervision of energy distribution systems

ÖZET Teknolojinin ve sayısal yöntemlerin hızla geliştiği günümüzde enerji dağıtım sistemlerinin izlenmesinde ve kontrolünde bilgisayar sistemlerinin kullanılması güvenirliliği ve etkinliği artırmaktadır. Enerji gereksiniminin gelişmiş ülkelerde 10 yılda, az gelişmiş ülkelerde 6-7 yılda iki katma çıktığı günümüzde yetersiz kaynaklar nedeniyle yatırım ertelemenin ve doğru enerji yatırımları için planlamanın ne kadar önemli olduğu açıktır. SCADA adı Supervisory Control And Data Acquisition kelimelerinin ilk harflerinden türetilmiştir. Türkçe’ye çevirisi “İzleme, Kontrol ve Veri Toplama Sistemi” olarak yapılabilir. SCADA, tesis ve sistemlerin tek bir merkezden izlenebilmesi, yönetilebilmesi, verilerin elde edilmesi ve saklanması olanağını sunmaktadır. SCADA yapı olarak üç ana bileşenden oluşur: 1 ) Kontrol merkezi, 2 ) Uzak uç birim, 3 ) İletişim sistemi, Ülkemizde SCADA sistemlerinin enerji dağıtım tesislerine uygulanması alanında geç kalınmıştır. Bu konuda bilimsel araştırma kurumlarında, üniversitelerde ve uygulamada elektrik dağıtma kurumlarında uzmanlık birimleri kurulmalıdır. Bu çalışmada SCADA’mn enerji dağıtım sistemlerine uygulanması incelenmiş ve paket yazılımla hazırlanmış bir örnek projeye yer verilmiştir. Anahtar Kelimeler: SCADA, kontrol merkezi, uzak uç birim, iletişim, yazılım. IX

Bina otomasyon sistemleri

ÖZET Son yıllarda yapılaşma git gide toplu bir hal almaya başlamıştır. İşletmeler, gerek çalışanlar arasında bütünlüğü sağlamak gerekse mekândan doğan işletme giderlerini kısıtlamak amacıyla tüm çalışanları barındıran büyük yapılarda çalışmaya yönelmişlerdir. Bu bağlamda çalışanlar için uygun ortam koşullarını ekonomik bir metot ile oluşturmak, güvenliği arttırarak yapının bütünsel kontrolünü sağlamak işletmecinin esas gayesi haline gelmiştir. Ticari binalarda, çalışanlardan istenen verimin alınması için, ideal çalışma ortamı şartlarının sağlanması gerekir. Ortamda iklimlendirme, aydınlatma kontrolü yapılırken, ekonomik bir yol izlemek gerekir. Konfor koşullarından taviz vermeden, harcanan gücün en alt seviyede tutulması istenir. İstenen şartların durumunu takip etmek için izleme ve veri kaydetme süreci gerçekleştirilir. Sonuçlar rakamsal anlamda değerlendirilerek, yapılması gerekli olan müdahalelere karar verilir. Herhangi bir arıza durumunda gerekli uyarıların verilmesi ve mümkünse yedek sistemlere geçilmesi için, tüm sistemin eş zamanlı izlenmesi ve takibi yapılır. Sistemin bir bütün olarak kusursuz çalışması, kurulu olan sistemlerin birbiri ile uyumu ile yakından ilgilidir. Örneğin Kartlı geçiş sisteminden alınabilecek bilgilere göre aydınlatma ve iklimlendirme süreçleri başlar veya durur. Bu tezde bina otomasyon süreci, sistem detayları ve kontrol yöntemleri yönüyle incelenmiştir. İklimlendirme süreci, senaryosu, donanımsal özellikleri, sistemin modül ile kontrolü, modülün programlanması, çalışan sistemin eş zamanlı takibi pratik uygulama ile gerçekleştirilmiştir. Anahtar kelimeler: Bina Otomasyonu, Enerji yönetimi ve izleme sistemleri, Aydınlatma yönetimi, Kartlı geçiş ve yangın ihbar sistemleri, HVAC otomasyonu, HVAC Otomasyonu uygulaması ix

Ofis donanımının harmonik etkinliğinin kestirimi ve harmonik analizi

Ofis binalarında elektronik donanımların ve bilgisayarların kullanımının artması alçak gerilim dağıtım sistemlerindeki harmonik sorunlarını büyük oranda artırmaktadır. Dağıtım sistemindeki harmonikler, enerji sistemine bağlı cihazların verimini düşürmesi ve öngörülen ömürlerini kısaltmasının yanında güç kayıplarının artmasına, cihazların hatalı çalışmasına ve dağıtım sisteminin güvenilirlik sınırları dışında işletilmesine neden olmaktadır. Ofis ve ticari binalarda bulunan yüksek sayıdaki bilgisayar yükleri ve özellikle masaüstü bilgisayarlar bu yapılardaki ana harmonik kaynaklarıdır. Doğru, güvenilir bir sistem tasarımı ve kayıpların en aza indirgenmesi için harmonik analizlerin yapılması oldukça önemlidir. Harmonik analiz aşamasının en önemli unsuru ise donanım ve sistemin doğru modellenmesidir. Bu çalışmada ofis donanımları ve donanımlardan özellikle PC yükleri ele alınmış, bu tür donanımların ve bu donanımı içeren sistemlerin harmonik analizi için gereken ölçme, değerlendirme, modelleme ve analiz aşamalarının tümü gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın modelleme bölümünde laboratuar ortamında yapılan ölçümler değerlendirilerek ofis donanımlarına ait nonlineer karakteristikler elde edilmiş ve nonlineer modeller geliştirilmiştir. Bu modellere ilişkin Newton-Raphson yöntemi uygulanarak MATLAB kaynak kodlu yazılımlar geliştirilmiş ve hem zaman hem de frekans domeninde simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Sayısal uygulama kısmında orta ölçekli, üç katlı bir ofis binasının bilgisayar yükleri ve aydınlatma devresi akım enjeksiyon yöntemiyle modellenmiş ve Fourier dönüşümleri uygulanmıştır. Ayrıca nonsinüsoidal durumlar için simetrili bileşenler teorisinin uygulaması yapılmış ve nonsinüsoidal durumlardaki güç büyüklükleri hesaplanmıştır. Özetle çalışmada gerçekleştirilen modeller aracılığıyla ofis binasındaki faz ve nötr iletkenlerindeki akım dağılımı, gerilim dağılımı ve harmonik aktivite elde edilebilmektedir. Çalışmanın hesaplama, değerlendirme, modelleme ve analiz aşamalarında MATLAB yazılımı ve Simulink aracı kullanılmıştır. Anahtar kelimeler: Ofis donanımı, kişisel bilgisayarlar, harmonik yük, harmonik aktivite, harmonik analizi, nonsinüsoidal güç tanımları, harmonik güç, nonlineer direnç modeli, akım enjeksiyon modeli, MATLAB. JÜRİ: 1. Doç. Dr. Osman KILIÇ (Danışman) Kabul tarihi: 29.08.2006 2. Prof. Dr. Celal KOCATEPE Sayfa sayısı: 278 3. Doç. Dr. Nurettin UMURKAN 4. Prof. Dr. Fahrettin ARSLAN 5. Prof. Dr. Nizamettin AYDIN