Melih KUNCAN, Öznur ŞENGÜL, Sıtkı ÖZTÜRK

PLC ve Operatör Panel Kullanarak Konveyör Bantta Renk Temelli Nesne Ayrıştırma

Günümüz üretim sistemlerinde yüksek verimli ve kaliteli üretimin sağlanabilmesi için endüstriyel otomasyon sistemleri tercih edilmekte bundan dolayı da sürekli gelişmektedir. Programlanabilir endüstriyel otomasyon sistemlerinin temelini ise PLC (Programlanabilir Mantıksal Denetleyici) oluşturmaktadır. PLC’ler sağladıkları işlem hızı, güvenilirlik, maliyet, programlama esnekliği, fiziksel büyüklük ve bakım gibi avantajlarla endüstride her geçen gün daha fazla tercih edilmektedir. Bu çalışmada, endüstriyel sistemlerde gerçekleştirilen görsel denetleme sistemi uygulamalarına bir örnek gerçekleştirilmiştir. Çalışmada PLC kontrollü konveyör bant sisteminde, nesneleri görüntü işleyerek renklerine göre ayırma işlemi, gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilmiştir. Görüntü işleme uygulamasında, nesneleri renklerine göre ayrıştırma yaparak tanıma gerçekleştirilmiştir. Sınıflara göre ayrılan nesneler sistemde farklı haznelere gönderilmesi işlemi de gerçek zamanlı olarak yapılmıştır. Çalışmada kullanılan konveyör bant sistemi S7-1200 PLC ile kontrol edilmiştir. Görüntü işleme ise Matlab ortamında gerçekleştirilmiştir. Matlab ile PLC’nin haberleşmesi ise endüstride yaygın olarak kullanılan OPC (OLE for Process Control) ara yüz uygulaması kullanılmıştır. Yapılan bu çalışma sonucunda sanayi uygulamalarında yaygın olarak kullanılan bir otomasyon sisteminin başarılı şekilde deneysel prototipi yapılmıştır. Konveyör bant nesne ayrıştırma sisteminin görüntü işleme kısmında Matlab programı kullanılmış, haberleşme ve kontrol kısmında PLC programı entegre edilerek gerçek zamanlı olarak verimli bir şekilde sistemin çalıştığı yapılan deneysel çalışmalarda görülmüştür. Bu çalışma için yapılan görüntü işleme algoritmasının nesnelerin renklerine göre ayrıştırma işlemi, PLCOPC sistem iletişimi ve nesnelerin belirlenen konumlara göre ayrıştırılması işlemleri başarıyla gerçekleştirildiği görülmüştür. Deneysel prototip üzerinde yapılan çalışmalar neticesinde, bu sistemin ticari veya endüstriyel bir sisteme uygulanabileceği öngörülmektedir.

Color Based Object Separation in Conveyor Belt Using PLC

In today's production systems, industrial automation systems are preferred in order to provide high-efficiency and high-qualityproduction, and therefore it is continuously developing. PLC is the basis of programmable industrial automation systems. In thestudy, in the PLC controlled conveyor belt system, the process of separating the objects according to their color by image processingwas realized in real-time. In the image processing application, recognition is recognized by separating objects according to theircolors. The process of sending objects separated by classes to different containers in the system is also done in real-time. Theconveyor belt system used in the study was controlled by S7-1200 PLC. Image processing was performed in Matlab. Communicationbetween Matlab and PLC has been used with the OPC interface application, which is widely used in the industry.This study, experimental prototype of an automation system that is widely used in industrial applications, has been successfully made.Matlab program was used in the image processing part of the conveyor belt object separation system, PLC program was integratedinto communication and control part, and it was seen in experimental studies that the system was working efficiently in real-time. Ithas been observed that the image processing algorithm for this study has been successfully performed to sort objects according totheir colors, PLC-OPC system communication, and separation of objects according to specified positions. As a result of the studies onthe experimental prototype, it is foreseen that this system can be applied to a commercial or industrial system.

PDF

___

[1] Mrosko, M., & Miklovičová, E. (2012). Real-time implementation of predictive control using programmable logic controllers. International Journal of Systems Applications, Engineering & Development, 6(1), 106-113.
[2] Bakır, A., Güney, Ö.F., Kuncan, M., ve Ertunç., H.M., (2012). 3 Eksenli Robot Mekanizmasına Monte Edilmiş Bir Kamera Vasıtasıyla Farklı Rotasyon ve Boyutlardaki Geometrik Cisimlerin Tanımlanarak Vakum Tutucu İle Ayrılması. Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK 2012, October 11-13, 2012, Niğde, Turkey.
[3] Çubukçu, A., Kuncan, M., İmren, M., Erol, F., Ertunç, H.M., Öztürk, S., ve Kaplan, K., (2015). Görüntü İşleme İle 3 Eksenli Robot Mekanizması Üzerinde Nesne Ayırt Edilmesi ve Sıralanması, Object Discrimination and Sorting with Image Processing on 3-Axis Robot Mechanism, Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK 2015, September 10-12, 2015, Denizli, Turkey.
[4] Köse, İ., Öztürk, S., ve Kuncan, M., (2019). PANTOGRAPHY APPLICATION WITH REAL-TIME PLC BASED ON IMAGE PROCESSING IN GANTRY ROBOT SYSTEM. European Journal of Technique, 9(2), 219-229.
[5] Bargal, N., Deshpande, A., Kulkarni, R., & Moghe, R. (2016). PLC based object sorting automation. International Research Journal of Engineering and Technology, IRJET, 3(07).
[6] Selver, M. A., Akay, O., Alim, F., Bardakçı, S., & Ölmez, M. (2011). An automated industrial conveyor belt system using image processing and hierarchical clustering for classifying marble slabs. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 27(1), 164- 176.
[7] Jyothi, H. S., & Harsha, B. K. (2017). Design a Conveyor Based on Size and Color Separation of Product using Arduino UNO Microcontroller and Wireless Monitoring on Labview. International Journal Of Creative Research Thoughts (Ijcrt), 5(4), 2532- 2539.
[8] Erdoğan, T. (2012). Hareketli konveyor üzerinde kamera görüntüsü ile nesne tanıma ve nesneleri yerine koyma uygulaması (Doctoral dissertation, DEÜ Fen Bilimleri Enstitüsü).
[9] Meltek, S., & Çetişli, B. (2012). Gerçek Zamanlı Endüstriyel Nesne Tanımada Kameraların Kullanılması. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 16(2), 212-217.
[10]Harmankuyu, F.,.Öğretmenoğlu, C., Sevgi, F., Şeker, B., Özer, S.M., Ünal, H.U., (2014). Görüntü İşleme Tabanlı Yürüyen Bant Sistemi ile Nesne Ayırma. 16. Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK 2014.
[11]Tekinalp, Z., Öztürk, S., & Kuncan, M. (2013). OPC Kullanılarak Gerçek Zamanlı Haberleşen Matlab ve PLC Kontrollü Sistem. Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2013, September 26-28, 2013, p. 26-28 Malatya, Turkey.
[12]Erol, F., Emren, M., Öztürk, S., & Kuncan, M. PI Denetleyici İle Sıvı Seviye Kontrolünün Gerçek Zamanlı Olarak PLC İle Gerçeklenmesi Real Time PI Implementation on Liquid Level Control by means of PLC. Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK 2015, , September 10-12, 2015, Denizli, Turkey.
[13]Karakoç, Y., Öztürk, S., & Kuncan, M. (2012). Hareket Eden Renkli Nesnelerin Takibinin PID ile Gerçeklemesi. Otomatik Konrtrol Ulusal Toplantısı, TOK 2012, October 11-13, 2012, Niğde, Turkey.
[14]E. Horoz, H. F. Öten, M. Kuncan, H. M. Ertunç, (2013). Kamera Yardımı ile Ayırt Edilen ve Tanımlanan Cisimlerin 3 Eksenli Robot Mekanizmasi ile Taşınması. Otomatı̇ k Kontrol Ulusal Toplantısı, September 26-28, 2013, p. 1236-1240, Malatya, Turkey.
[15]Yılmaz, İ., (2002). Renk Sistemleri, Renk Uzayları ve Dönüşümler. Selçuk Üniversitesi Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği 30. Yıl Sempozyumu, Bildiri Kitabı, p. 340-350, 16-18 Ekim, 2002, Konya, Turkey.
[16]Sasidhar, K., Farooqi, S., Moin, M. A., & Sachin, M. (2018). Design and Development of a Colour Sorting Machine using PLC and SCADA.
[17]Agoston, G. A., (1987). Color Theory and Its Application in Art and Design”, Second Completely Revised and Updated Edition, Springer-Verlag, Berlin.
[18]Kınık, M., Öztürk, M. S., (2017). Tipografik Tasarımda Rengin Okunurluğa Etkisi Konusunda Öğrenci Görüşlerinin İncelenmesi, Selçuk Ün. Sos. Bil. Ens. Der. 2017; (37): 327-335 - Grafik Tasarım/ Araştırma.
[19]Copîndean, R., Holonec, R., & Drăgan, F. (2018). The PLC Implementation of an Automated Sorting System using Optical Sensors. Acta Electrotehnica, 58(4).
[20]Teimouri, N., Omid, M., Mollazade, K., Mousazadeh, H., Alimardani, R., & Karstoft, H. (2018). On-line separation and sorting of chicken portions using a robust vision-based intelligent modelling approach. Biosystems engineering, 167, 8-20.
[21]Kamboj, D., & Diwan, A. (2019). Development of Automatic Sorting Conveyor Belt Using PLC. International Journal of Mechanical Engineering and Technology, 10(8).
[22]Latad, S. K., Dhole, P., Sonare, R., Kukadkar, A., & Mankar, P. (2019). Automatic Object Sorting Machine.