Sınırların Ötesindeki Fikirler

Çöp konteyneri yüzde 80 üzerinde dolu olduğunu bildirmek için bir sinyal gönderir. Bu sinyal, mobil iletişim ağı üzerinden atık yönetimi şirketi tarafından kullanılan web tabanlı yazılım uygulamasına gönderilir. Bu uygulama trafik ışığı sistemi kullanarak konteynerin kapasitesini görselleştirmektedir. Daha sonra şirket bu sistemi atık toplama için en iyi güzergahı planlamak amacıyla kullanır ve böylece çöp kamyonları yalnızca gerçekten boşaltılması gereken konteynerlere gider. Bu hedefe yönelik atık toplama sistemi zamandan, paradan ve yakıttan tasarruf eder ve aynı zamanda yerel halk için egzoz gazı salınımını ve gürültü seviyelerini azaltır. Bu teknoloji Limburg, Almanya menşeili bir şirket olan MOBA Mobile Automation AG tarafından gerçekleştirildi. Sistem Barselona’da gerçekleştirilen Akıllı Şehir projesinin bir parçası olarak çoktan denenmeye başlandı ve an itibariyle yirmi ülkede daha test edilmektedir.
Her çöp konteynerinin kapağına doluluk seviyesi ölçüm cihazı entegre edilmiştir. Bu cihazın son derece sağlam olması ve içinde ne olursa olsun konteynerin doluluk seviyesini algılayabilmesi gerekir. Ayrıca düzenli aralıklarla veri iletebilmelidir. Bu uygulamada tam güvenilirlik çok önemli olduğu için MOBA, Pepperl+Fuchs’un ultrasonik teknolojisini kullanmıştır. Cihazın SIM kartı bulunur ve sensör düzenli aralıklarla doluluk seviyesini ve sensör verilerini rapor eder. Sensör çok az güç kullandığı için pilinin on yıl kadar ömrü vardır. Gelecekte bu tarz esnek otomasyon trafik yönetiminde veya özelleştirilmiş park etme kılavuz sistemlerinde kullanılabilir.
YENİ FIRSATLAR İÇİN MEVCUT TEKNOLOJİLER
“Barselona bu Akıllı Atık Yönetim sistemini benimseyerek Akıllı Şehir olma yolunda çok önemli bir adım atmıştır” diyor Pepperl+Fuchs CEO’su Dr. Gunther Kegel. “Düşük enerji tüketimi için optimize edilmiş doluluk seviyesi ölçüm cihazı ultrasonik sensörüyle birlikte diğer cihazlarla iletişim kurabilir. Bu gittikçe popüler hale gelen akıllı sensör türlerine iyi bir örnektir. Bu sensörler gerçekliğin ayrıştırılmış bir görüntüsünü sunup bu görüntüyü gerçek zamanlı iletebilmektedir. “Diğer örnekler arasında 2D lazer tarayıcılar ve gerçek uçuş zamanı teknolojisine sahip lazer ölçüm sistemleri, Darbe Yansıma Süresi Teknolojisi (PRT) veya lazer üçgenleştirme sayılabilir. Bu yöntemlerin birleşimi gelecekte uzaysal 3D algılamanın, böylece tam otomatik kılavuzlama sistemlerinin kapılarını açabilir. RFID sensörleri ve bileşenleri de etiketleri okuma ve yazma özellikleri sayesinde üretim süreçleri arasındaki ayrımı mümkün kılmada önemli bir rol oynamaktadır. Bu özellikleriyle ayrı parçaları tanımlayabilirler; böylece endüstriyel üretim süreçleri sadece bir birimlik ürün partilerinden itibaren uygulanabilir.
“Sensor Technology 4.0’ın temelinde bu tarz sensörlerin ağ bağlantılı iletişim teknolojisiyle birleştirilmesi yatmaktadır” diyor Dr. Kegel. “Dolayısıyla Sensor Technology 4.0 tesislerin ve fabrikaların gittikçe artan özerkliği ve otomasyonu için teknik önkoşul halindedir, kısaca diğer bir deyişle Industry 4.0 ve Nesneler Ağı’ndan bahsedebiliriz. Barselona’daki akıllı atık toplama sisteminde bu işlevi mobil iletişim teknolojisi ve İnternet sağlamaktadır. Fabrika otomasyonu genellikle Ethernet’e dayanır. Fakat bu teknolojiler saha seviyesinde süreç otomasyonundaki fiziksel sınırlarına ulaşır. Bugün bile çoğunlukla analog sinyaller kullanılmaktadır. Santral operatörleri güç ve veri iletimlerinde Ethernet teknolojisinin kullandığı dört veya sekiz tel yerine hat başına iki tele sahip ağları tercih etmektedir. Tehlikeli alanlarda kullanırken güç tüketimi önemli derecede azaltılmalı ve segment uzunlukları çok daha büyük olmalıdır.
SÜREÇ OTOMASYONU İÇİN ETHERNET
“Proses endüstrisinin tanınmış üreticileriyle birlikte Ethernet uygulamalarının saha düzeyinde uygulanabilirliği üzerine çalışmalar yapmaktayız” diyor Dr. Kegel. “Bu uygulamalarda proses otomasyonunun gereksinimlerini karşılayan ‘fiziksel katmanı’ belirlemek gereklidir. Bu süreç fiziksel katman için iki teknolojik konseptle sonuçlanmıştır. Ekonomik geçerlilikleri sınanmakta ve kullanıcılar tarafından değerlendirilmekte olan bu iki konseptin tek bir konsept olarak birleştirilmesi mümkün olabilir. Bu teknoloji endüstriyel ağ sistemlerinin yerine geçip proses otomasyonuna yeni boyutta bir esneklik katabilir.” Fakat bazı santrallerin çok büyük olması nedeniyle operatörler kablo gereksiniminden kurtulup kablosuz veri aktarımı ile çalışmak istemektedirler. Barselona’da akıllı atık yönetimi için kullanılan çözüm gibi GSM tabanlı çözümlerin sürekli sistemlerde kullanılması mümkün değildir. Proses otomasyonunda kullanılan ve bilinen bir teknoloji de, tüm bağlı cihazların hem transmitter hem de alıcı olarak davranmasını sağlayan akıllı ve sağlam iletim teknolojisi WirelessHART’tır. Birleşik ağ yapısı, geniş ağlar kurmayı kolaylaştırır. Fakat bu tarz sistemlerdeki veri aktarımının da sınırları vardır: Ağ katılımcılarından biri çöktüğünde ve alternatif bir yol bulunması gerektiğinde veri iletimi merkezi ağ yönetimi sistemi tarafından geciktirilebilir ve sinyal paketi aktarımının onaylanması gerekir. Pepperl+Fuchs kablosuz iletişimi geliştirmeyi amaçlayan bir başka araştırma projesine de dahildir: Yoğun İşbirlikçi Kablosuz Bulut Ağı (DIWINE) projesi, zorlu kablosuz koşullarında bile verileri buluta aktarmada güvenli, hızlı ve güvenilir bir şekilde çalışan, çok daha üst düzeyde esneklik sunan bir ağ oluşturmayı hedeflemektedir.
Sistem farklı katılımcılara mesajlar gönderir ve bu mesajların onaylanmasına artık gerek yoktur. Bunun yerine, mesajlar bağımsız bir şekilde işlenir. Mesaj, çoklu gönderim yaklaşımı kullanılarak paralel bir şekilde iletilirken veriler, yol hatalı bile olsa güvenli ve güvenilir bir şekilde çalışma süresinde önemli bir artış olmadan aktarılır. Dr. Kegel ; “Bu konseptte, merkezi ağ yönetimi sistemi akıllı özelliğin ayrı ağ düğümlerinde dağıtılmış yapısıyla değiştiriliyor” diyor.
KÖPRÜLEME TEKNOLOJİSİ SMARTBRIDGE
DIWINE üzerine yapılan araştırmalar devam eden bir süreç olsa ve Ethernet henüz saha düzeyine geçiş yapmamış olsa da prensip olarak herhangi bir sensöre kapsamlı iletişim özellikleri eklemek için kullanılabilecek bir teknoloji bulunmakta. SmartBridge olarak bilinen bu teknoloji sensörlerin IO-Link arabirimiyle IP yapılarına bağlanıp tam iletişim özelliği kazanmalarını sağlıyor.
“Şu anda sensör verileri genellikle saha seviyesinde kalıyor ve verilerin Yönetim Yürütme Sistemi gibi daha üst seviyelere geçişi sağlanamıyor. Örneğin, SmartBridge teknolojisi ile dolum tesislerinde doluluk seviyeleri kontrol seviyesinde donanıma ve yazılıma herhangi bir değişiklik yapılmayı gerektirmeden doğrudan şirketin performans hesaplamalarına beslenebilir” diyor Dr. Kegel. “Makineyi veya tesisi ağa tamamen şeffaf bir şekilde entegre ederken IP iletişimini en düşük seviyeye kadar indirmek istemezseniz veya sensör fiziksel olarak erişilmez durumdaysa, bu teknoloji yeni tesisler kurulurken size birçok yeni seçenek sunabilir. SmartBridge teknolojisi cihazların erişilmez konumlardaki sistemlerle ya da tesisin veya makinenin içindeki sistemlerle kablosuz iletişim kurmasını sağlar. Büyük umut vadeden gerçek anlamda bir köprüleme teknolojisi.”
AKILLI ŞEHİR
Akıllı Şehir konsepti gittikçe büyüyen kentsel nüfusun toplum içinde bir arada olabilmesini daha kolay, daha hoş ve daha çevre dostu bir hale getirmek için dijital teknolojilere dayanır. Akıllı Şehir’in amacı sınırlı kaynakları olabildiğince verimli kullanmak ve büyük şehirlerde nüfus artışının olumsuz etkilerini en aza indirmektir.
Teknik seviyede, Akıllı Şehir’in trafik yönetimi, mal akışları, atık bertarafı ve diğer kamu hizmetleri için tüm sosyal ve çevresel etkenlere gereken önemi vererek olabildiğince verimli bir şekilde kullanılabilecek akıllı ve esnek otomasyon çözümlerine ihtiyacı vardır. Akıllı Atık Yönetimi, kullanılmakta olan Akıllı Şehir teknolojilerinden yalnızca biridir.
DIWINE
Yoğun İşbirlikçi Kablosuz Bulut Ağı (DIWINE) Avrupa Birliği tarafından finanse edilen bir araştırma projesidir. Projenin amacı proses otomasyonu için en zorlu kablosuz koşullarında bile güvenli, hızlı ve güvenilir bir şekilde çalışan esnek ve kablosuz ağ geliştirmektir.
Bunu başarmak için merkezi ağ yönetimi sistemi, akıllı özelliğin ayrı ağ düğümlerinde dağıtılmış yapısıyla değiştirilmiştir. Her ayrı katılımcı hatalara ve planlanmamış gereksinimlere özerk bir şekilde yanıt verebilir, böylece yanıtlar son derece hızlı bir şekilde başlatılır. Bulut tabanlı ağ tüm mesajları güvenli ve güvenilir bir şekilde iletir.
Pepperl+Fuchs üniversite tarafından yönetilen bu önemli araştırma projesinin endüstri ortağıdır.
SMARTBRIDGE
SmartBridge teknolojisi, IO-Link sensörleri için adaptör ve tabletler, akıllı telefonlar gibi mobil cihazlarla uyumlu SmartBridge uygulamasını kullanarak çalışır. Adaptör, sensörden verileri ve parametreleri alarak Bluetooth üzerinden mobil cihaza kablosuz olarak iletir. Uygulama bu verileri görselleştirir ve sensöre parametre seviyesinde erişim sağlayarak saha cihazlarının devreye alınmasını ve bakımını kolaylaştıran bir “akıllı multimetre” gibi çalışır.
Evrensel bir köprüleme teknolojisi olarak, siber-fiziksel sistemler arasında saha seviyesinde etkileşim sağlamak ve bu sistemleri daha üst seviye ağlara bağlamak için kullanılabilir. Ethernet veya WLAN arabirime sahip cihazlara SmartBridge uygulamasıyla adaptör kullanmaya gerek duyulmaksızın doğrudan ulaşılabilir.