Endüstri Otomasyon | Aylık Elektrik, Makina, Bilgisayar ve Kontrol Sistemleri Dergisi - 85 ton tünel temizleme makinesi
Büyük kentlerdeki yeraltı raylı tünellerinde temizlik güvenlik demektir. İnce toz ve iri atıklar randımanı düşürerek çalışanlar ve yolcular için sağlık riski oluşturur. Schörling Kommunal GmbH firmasının geliştirdiği yeni tünel temizleme treni şimdiye kadar bilinenlerden çok daha hızlı ve hassas temizlik yapabiliyor. Dokunaçlara benzer emiş nozullar ve ayaklar, Festo’nun geliştirdiği en son servopnömatik ürünleri kullanarak konumlandırılabiliyor.
Yaygın metro ve raylı yeraltı şebekesi, bütün dünyada büyük kentlerin alt yapılarının önemli bir kısmını teşkil eder. Beijing, Shanghai, Londra ve New York kentlerinin metro sistemleri 400 kilometreyi aşan ağlara sahiptir ve milyonlarca kişi her gün bu sistemlerin tünellerinde seyahat etmektedir. Yeraltı raylı sistemler yol trafiğine göre hızlı, temiz ve önemli ölçüde daha güvenlidir. Bunun geçerliliğini sağlayabilmek için tüneller, ince tozlardan ayrıca plastik şişe ve kağıt gibi iri atıklardan arındırılmalıdır. Bu işi gerçekleştirecek en ideal çözüm Schörling Kommunal GmbH firması tarafından geliştirilen yeni tünel temizleme trenidir. Festo firmasının sağladığı en son servopnömatik tahrik teknolojisi ile donatılmış olan tren yeni emiş ünitesi ile raylı yeraltı tünellerini her zamankinden daha hızlı ve daha güvenli bir şekilde temizlenmektedir.
Saatte 5 temiz kilometre
Raylı yeraltı tünelleri yollara göre daha uzun bir sürede kirlense de zaman içinde kirlilik kendini gösterir. Yıllarca biriken ince toz tabakası bir yandan yolcu ve metro çalışanları için sağlık riski oluştururken, diğer yandan da uzun vadede makine parçaları üzerinde yıpranma etkisini yaratır. Birçok raylı yer altı şebekesinde temizlik işlemi halen elle yapılmaktadır. Ancak bu işlem zaman, işçilik ve maliyet açısından oldukça pahalıdır.
Schörling firmasının ürünü yeni tünel temizleme treni hızlı temizlemede yeni standartlar ortaya koymaktadır. Yenilikçi kuru temizleme teknolojisi, saatte 5 kilometreye kadar varan bir hızla tünelin ince tozunu ve iri atıklarını toplayabilmekte temizlik yapmadığı zaman ise 70 km/saat seyir hızlarına ulaşabilmektedir.
Yeni tünel temizleme treni 85 ton ağırlığında ve 40 metre uzunluğundadır. Temizleme ünitesi aynı sürücü kabinine sahip iki lokomotifin arasında yer alır ve bu yüzden tren dönüş yapmaya gerek kalmadan istenilen yöne hareket edebilmektedir. Sürücü kabinlerinin tam altında düşük hızlarda bile büyük bir doğrulukla ayarlanabilen hidrolik tahrik üniteleri yer alır ve bunların üstünde kaba ve ince atıklar için filtreler yer alır. İri atık konteynırlarını ince toz filtre sistemleri takip eder ve önceden tanımlanan kirlilik derecesine ulaşıldığında hava dışarı atılır. Toplama kaplarının içine düşen atıklar daha sonra çalışanlar tarafından boşaltılırlar. Kullanılan son sistem temizleme teknolojisi sayesinde filtre elemanları en az beş yıl kullanılabilmektedir. Trenin her bir yarısı her biri 6 m3/s emme kapasitesine sahip üç adet fana sahiptir. Fanlar; atıkları tünel duvarlarından aşağıya indirmek için emiş nozullarının yüksek basınçlı jetleri tarafından kullanılan basınçlı havayı ve uçuşan tozları anında emen ve filtreleme sistemlerine besleyen vakumu üretir.
100 mm ve 300 mm arasındaki arayı tarayan emiş nozulları ve emiş ayakları tünel duvarını ve yol yatağını dinamik bir şekilde takip edebilir.
Trenin her iki ucunda bulunan iki adet lazer tarayıcı sürekli olarak tünel profilini algılar. Sistem kontrolörü saniyenin dörtte biri aralığında bir sonraki 20 metrelik kısmın konturları hakkında bilgi toplar ve kontrol darbelerini bağımsız emiş nozullarına gönderir. Dolayısıyla her seferinde atıkları etkin olarak toplayabilmek için temizleme birimi tünel duvarlarına yeteri kadar yakın kalır ve eğer lazer tarayıcıları sinyal veya elektronik kutu gibi engellerle karşılaşırsa tünel temizleme treni emiş kolunu doğru zamanda geri çekebilir. Bu devasa temizleme sistemi lokomotif sürücüsü ve makine operatörü olmak üzere sadece iki kişilik bir ekip tarafından çalıştırılmaktadır. Bu ekip, her sürücü kabinde bulunan video kameralar ve sekiz monitör sayesinde makinelerin en önemli kısımlarını sürekli gözlem altında tutar. Ayrıca, uygulamanın tipine bağlı olarak sürücü kabinine yedi kişilik bir ekibin katılımı için yeteri kadar yer bulunmaktadır.
Güven artırımı için servopnömatik
Emiş nozullarının ve emiş ayaklarının hızlı ve güvenli hareketi Festo’nun en son servopnömatik yeniliklerinden biridir. Geçmişte Schörling tarafından kullanılan hidrolik çözümler yerine, tünel temizleme treninin son modelinde, ilk defa pnömatik tercih edildi. Proje yöneticisi Daniel Eberhardt’ın ifade ettiği gibi servopnömatik daha temiz ve daha güvenlidir. Hidrolik sistemdeki olası kaçaklardan dolayı kirli ortam söz konusu değildir.
Kullanılan Festo ekipmanlarının arasında iki adet MSB6 şartlandırıcı birimi kombinasyonu ile 16 adet standart entegre doğrusal enkoderli DNCI-63 silindiri, emiş nozullarının ve ayakların hızlı ve esnek bir şekilde programlanmış konumlarına gitmelerini sağlayan 16 adet CPX-CMAX vardır. Böylece büyük yükler bile dinamik ve doğru bir şekilde hızlandırılıp frenlenebilmektedir. VPWP tipi 16 adet oransal valf silindirlerdeki basınç ve egzoz hatlarındaki havayı kontrol edilebilmektedir. CPX sistemi ise hem CMAX kontrolörleri ile donatılmış elektrikli bir terminal ve hem de sistemdeki ek açıp-kapama fonksiyonları için VTSA valfleri ile donatılmış bir valf adası olarak hizmet eden bir otomasyon platformudur.
Tünel temizleme treninin her iki ucunda bulunan lazer tarayıcıları entegre doğrusal enkoderli DGCI-40 milsiz silindir ve VPWP-8 oransal valf tarafından hareket ettirilir. Silindir ve valf arasındaki hızlı ve doğru etkileşim, tarayıcıların optimum konumlanmasını destekler ve böylece tünel kontur profili ile ilgili doğru verilerin sistem kontrolörüne aktarılmasını
Ufak hacim, güvenli çalışma
Hidrolik sistemden pnömatik sisteme geçiş yaparken Schörling, yerleşimi kolay ve yer tasarrufu sağlayan VABP çift oturma yüzeyli alt plakayı da kullanmayı ihmal etmemiş. Bu birim önceden gereksinim duyulan servopnömatik eksenlerin muhtelif acil stop fonksiyonları için bireysel ekipman çözümlerinin yerini alıyor. VABP’nin güvenliğe ilişkin avantajlarını açıklayan Daniel Eberhardt’a göre tahrik birimi ve güç valfi arasına yerleştirildiğinde VABP bir tek oturma yüzeyi kullanarak durma, boşaltma, düşük hızla sağa veya sola yönelme ve basınç kompanzasyonu gibi farklı devre kapama fonksiyonlarına olanak veriyor. Bireysel ekipmanları kullanarak bir araya getirilecek çözümlerle kıyaslandığında; VABP çift oturma yüzeyli alt plaka ve VSVA serisi ISO valfleri ile sağlanan denenmiş açma/kapama valfleri sayesinde müşterinin Makine Direktifi EN ISO 13849-1 ile sistemi değerlendirmesi ve elde edilen Performans Seviyesini tespit etmesi çok daha kolaydır.
İlk günden beri sağlanan işbirliği
Festo’nun yenilikçi servopnömatik çözümünü içeren Schörling’in tünel temizleme treninin son modeli, Beijing’in raylı yer altı sisteminde kullanılmaktadır. Burası, yaklaşık 460 km uzunluk ile dünyanın en uzun şebekelerinden biridir. Proje Yöneticisi Daniel Eberhardt tasarım sürecinin özellikle çok zorlu olduğunu dile getiriyor.
Çin’deki raylı yer altı sistem operatörleri ile yapılan görüşmelerden başlayarak tünel temizleme treninin bitirilmesin yaklaşık 7 aylık bir zaman dilimi gerekmiş. Daniel Eberhardt kendisine tamamen güvenilebilecek Festo gibi bir partnerin olmasının son derece önemli olduğunu söylüyor.
Hidrolikten pnömatiğe geçiş yapmak tamamen yeni bir başlangıçtı ve Festo’nun sağladığı yenilikçi çözüme ve uzmanlığa güven duyulması gerekiyordu.
Her iki firmanın buluştuğu Hannover Fuarı 2012’den birkaç ay sonra servopnömatik için bir prototip geliştirildi. Bu prototip son ürünü üretmek için kullanıldı. Festo’nun servis teknisyenleri emiş nozullarının hareketini ve kontrolünü sağlayan servopnömatik sistemin tamamının teslimini ve devreye alımını gerçekleştirdi. Teknolojik donanımın kısa sürede tesliminin sağlanmasına ek olarak Festo’nun bütün dünyada sağladığı servis ağı Schörling için temel bir satış argümanı oluşturdu. Bakım ve servis hizmeti gerektiğinde Schörling, Festo’nun bütün dünyada var olan uzmanlığına kısa sürede erişebiliyor. Bu da insanlar ve raylı yer altı şebeke sistemlerinde çalışan makineler için temiz bir çevre anlamına geliyor.