Demiryolu Makas Motorlarının Kontrolü, Kestirimci Bakımı ve Emniyet Analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Fakültesi, Elektrik Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ercan KIZILAY
Danışman: Sibel Zorlu Partal
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Demiryolu sektöründe sinyalizasyon sistemleri, bilet rezervasyon sistemleri, ödeme sistemleri ve yük yönetimi sistemleri gibi dijital teknolojiler yaygın olarak kullanılmaktadır. Demiryolları temel ulaşım sistemlerinden biri olduğu için, bu alanda yapılan operasyonel verimlilik uygulamaları giderek önem kazanmaktadır. Bu sebeple son yıllarda demiryolu endüstrisinde, gerçek zamanlı verilere dayalı otomatik operasyonlara atıfta bulunulan Endüstri 4.0 kavramlarının kullanılması çalışmaları yaygınlaşmaya başlanmıştır. Demiryolu sinyalizasyon ekipmanlarının bir parçası olarak, makas motorlarının da operasyonel güvenilirlik, kullanılabilirlik, bakım kolaylığı ve emniyet üzerinde büyük etkisi vardır. Bir makas motorunun arızalanması durumunda, dijital teknolojiler yardımıyla maliyet ve operasyon üzerindeki etkiler en aza indirilebilir. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, kestirimci bakım faaliyetlerinin makas motorları için de kullanılabileceğini göstermektedir. Bu sebeple bu çalışma, makas motorlarının xiii emniyetli operasyonu ve gerçek zamanlı verilere dayalı olarak kestirimci bakım faaliyetlerinin entegrasyon imkanları incelenmiş, kontrol sistemi geliştirilmiş ve örnek bir çalışma sunulmuştur. Kestirimci bakım faaliyetleri, demiryolu işletmesindeki ekipmanı en sağlıklı durumda tutar, işletme maliyetlerini ve hata oranlarını düşürür. Ancak bu faaliyetleri kapsayan dijital demiryolu teknolojisi, karmaşıklık ve emniyet gibi nedenlerden dolayı sistematik bir yaklaşım gerektirmektedir. Bu geliştirme faaliyetleri, güvenilirlik, kullanılabilirlik, bakım yapılabilirlik ve güvenlik kuralları açısından CENELEC tarafından standartlaştırılmıştır. Ayrıca demiryolu sinyalizasyonunun hayati ekipmanı olan makas motoru kontrol devresi, SIL (Emniyet Bütünlüğü Seviyesi) hedefine uygun olarak, çalışmanın tüm adımlarını ve gereksinimlerini belirleyen standartlara göre geliştirilmelidir. Bu standartlardan en önemlileri RAMS (Reliability, Availability, Maintainability, Safety, Güvenilirlik, Kullanılabilirlik, Bakım Yapılabilirlik, Emniyet) süreçleri için EN 50126, yazılım geliştirme süreçleri için EN 50128 ve donanım geliştirme süreçleri için EN 50129 standartlarıdır. Bu sebeple bu çalışma kapsamında; kavram, tanım, risk analizi, gereksinimler, mimari yapı, tasarım ve prototipleme, EN 50126 standartına uygunluğa göre yapılmıştır. EN 50129'a göre güvenlik analizi için FMEA (Hata Modları ve Etkileri Analizi) ve FTA (Hata Ağacı Analizi) kullanılmıştır. Bu analizlerle bir kontrol devresinin 1oo2D kompozit hata emniyetli donanım tasarımı araştırılmıştır. Donanım tasarımı sırasında EN 50124 ve EN 50122 standartlarına göre EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) yalıtım koordinasyonu ve aşırı gerilim koruma konularının, ekipmanların fonksiyonel güvenliği üzerindeki etkileri tartışılmıştır. Yapılan tasarım çalışmasına göre SCADE Suite ile EN 50128'e göre emniyet-kritik yazılımlar geliştirilip, test edilmiştir. Oluşturulan kod Texas Instrument Hercules TMS570LS12x'e yüklenmiş ve geliştirme kartında yazılım-donanım entegrasyonu test ediliştir. STM32F411 ve Yapı Merkezi İDİS Ulaşım Teknolojileri tarafından üretilen YMIDIS CVI100A60V akım algılama modülü ile yüksüz makas akım ölçümleri ve FFT hesaplamaları yapılmıştır. Kontrol devresinde kestirimci bakım algoritması oluşturulmuş, CANbus üzerinden teşhis bilgileri toplanmıştır.