Module-A Sensor Performance Tests Used In Laboratory-Type Silage Production, Data Acquisition and Control System
Küçük Resim Yok
Tarih
2025
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
The primary objective of this study is to investigate the performance of sensors integrated into the laboratory-type silage production, data acquisition, and control system. The system is a PLC-controlled and multi-sensor based system designed to enable numerous studies aimed at improving silage quality. It consists of grinding, weighing, silo, data acquisition, and control units. It provides the capability to apply/change/simulate various parameters during the silage production process. The silo unit is composed of two modules, module-A (compression principle) and module-B (vacuum principle). This research focuses on measurements conducted with plexiglass silos (24,5 cm3) in the module-A unit. This silos were equipped with oxygen sensor (±0-100 %), carbon dioxide sensor (0-5000 ppm), temperature sensor (±0.53 °C, -10 – 80 °C), humidity sensor (0-100 %), pH sensor (2-12), and pressure sensor (± 1000 mbar). The research utilized second-crop silage corn material with a dry matter content (DM) of 32%. Four different compaction forces were applied during the experiments. Sensor measurements were recorded as one data per second by connecting them to the data recording unit using analog sensors. Due to the abundance of data, average values were taken. The data were displayed and monitored on the HMI operator panel programmed with GOP HMI editor software and stored in Excel format. The measurements were carried out during the silage (aerobic) and post-silage (anaerobic) periods. According to the research results, it was observed that the six tested sensors performed accurate readings. However, issues related to the oxygen and carbon dioxide sensors were encountered. Due to the difficulty in reading at points with very low oxygen content, it was decided to be supported by controlling with sensors of different types and specifications. During measurements conducted at the compression stage in module-A, the pressure values varied between 0,34-0,67 bar with increasing compaction force. The temperature ranged from 16-33 °C, humidity from 60-100 %, pH from 5,8-5,6 O2 level from 8,1-0 mmol L-1, and CO2 level from 0-40 mmol L-1. The measured value ranges in silage varied depending on the duration of silage, and accurate measurements were obtained in the desired direction. Sensor placements were updated considering measurement accuracy.
Bu çalışmanın temel amacı laboratuvar tipi silaj yapımı, veri toplama ve control sistemine entegre edilen sensörlerin performanslarını incelemektir. Sistem, silaj kalitesinin iyileştirilmesine yönelik çok sayıda çalışmaya olanak sağlamak üzere tasarlanmış, PLC kontrollü ve çoklu sensör tabanlı bir sistemdir. Kıyma, tartım, silolama, veri toplama ve kontrol ünitelerinden oluşmaktadır. Silaj yapım prosesi sırasında çeşitli parametreleri uygulama/değiştirme/simüle etme yeteneği sağlar. Silolama ünitesi modül-A (sıkıştırma ilkesi) ve modül-B (vakum ilkesi) olmak üzere iki modülden oluşmaktadır. Bu araştırma, modül-A ünitesindeki pleksi silolar (24,5 cm3) ile yapılan ölçümlere ilişkin çalışmaları içermektedir. Bu silolar oksijen sensörü (%±0-100), karbondioksit sensörü (0-5000 ppm), sıcaklık sensörü (±0,53 °C, -10 – 80 °C), nem sensörü (%0-100), pH sensörü (2-12) ve basınç sensörü (± 1000 mbar) ile donatılmıştır. Araştırma ikinci ürün silajlık mısırda (%32 KM) yürütülmüştür. Denemelerde dört farklı sıkıştırma kuvveti uygulanmıştır. Sensör ölçümleri analog sensörler kullanılarak saniyede bir veri olarak kayıt alınmıştır. Verilerin çokluğundan dolayı ortalama değerler alınmıştır. Veriler, GOP HMI editör yazılımı ile programlanan HMI operatör panelinde görüntülenmiş ve Excel formatında kullanılmıştır. Ölçümler silaj (aerobik) ve silaj sonrası (anaerobik) dönemlerde gerçekleştirilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre test edilen altı sensörün doğru okumalar yaptığı gözlenmiştir. Ancak oksijen ve karbondioksit sensörleriyle ilgili sorunlarla karşılaşılmıştır. Oksijen içeriği çok düşük olan noktalarda okuma zorluğu nedeniyle farklı tip ve özelliklerdeki sensörlerle kontrol edilerek desteklenmesine karar verilmiştir. Modül-A'da sıkıştırma aşamasında yapılan ölçümlerde, sıkıştırma kuvvetinin artmasıyla birlikte basınç değerleri 0,34-0,67 bar arasında değişmiştir. Sıcaklık 16-33 °C, nem %60-100, pH 5,8-5,6 O2 seviyesi 8,1-0 mmol L-1 ve CO2 seviyesi 0-40 mmol L-1 arasında değişim belirlenmiştir. Silajda ölçülen değer aralıkları silajın süresine göre değişiklik göstermiş ve istenilen yönde doğru ölçümler elde edilmiştir. Ölçüm doğruluğu dikkate alınarak sensör yerleşimleri güncellenmiştir.
Bu çalışmanın temel amacı laboratuvar tipi silaj yapımı, veri toplama ve control sistemine entegre edilen sensörlerin performanslarını incelemektir. Sistem, silaj kalitesinin iyileştirilmesine yönelik çok sayıda çalışmaya olanak sağlamak üzere tasarlanmış, PLC kontrollü ve çoklu sensör tabanlı bir sistemdir. Kıyma, tartım, silolama, veri toplama ve kontrol ünitelerinden oluşmaktadır. Silaj yapım prosesi sırasında çeşitli parametreleri uygulama/değiştirme/simüle etme yeteneği sağlar. Silolama ünitesi modül-A (sıkıştırma ilkesi) ve modül-B (vakum ilkesi) olmak üzere iki modülden oluşmaktadır. Bu araştırma, modül-A ünitesindeki pleksi silolar (24,5 cm3) ile yapılan ölçümlere ilişkin çalışmaları içermektedir. Bu silolar oksijen sensörü (%±0-100), karbondioksit sensörü (0-5000 ppm), sıcaklık sensörü (±0,53 °C, -10 – 80 °C), nem sensörü (%0-100), pH sensörü (2-12) ve basınç sensörü (± 1000 mbar) ile donatılmıştır. Araştırma ikinci ürün silajlık mısırda (%32 KM) yürütülmüştür. Denemelerde dört farklı sıkıştırma kuvveti uygulanmıştır. Sensör ölçümleri analog sensörler kullanılarak saniyede bir veri olarak kayıt alınmıştır. Verilerin çokluğundan dolayı ortalama değerler alınmıştır. Veriler, GOP HMI editör yazılımı ile programlanan HMI operatör panelinde görüntülenmiş ve Excel formatında kullanılmıştır. Ölçümler silaj (aerobik) ve silaj sonrası (anaerobik) dönemlerde gerçekleştirilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre test edilen altı sensörün doğru okumalar yaptığı gözlenmiştir. Ancak oksijen ve karbondioksit sensörleriyle ilgili sorunlarla karşılaşılmıştır. Oksijen içeriği çok düşük olan noktalarda okuma zorluğu nedeniyle farklı tip ve özelliklerdeki sensörlerle kontrol edilerek desteklenmesine karar verilmiştir. Modül-A'da sıkıştırma aşamasında yapılan ölçümlerde, sıkıştırma kuvvetinin artmasıyla birlikte basınç değerleri 0,34-0,67 bar arasında değişmiştir. Sıcaklık 16-33 °C, nem %60-100, pH 5,8-5,6 O2 seviyesi 8,1-0 mmol L-1 ve CO2 seviyesi 0-40 mmol L-1 arasında değişim belirlenmiştir. Silajda ölçülen değer aralıkları silajın süresine göre değişiklik göstermiş ve istenilen yönde doğru ölçümler elde edilmiştir. Ölçüm doğruluğu dikkate alınarak sensör yerleşimleri güncellenmiştir.
Açıklama
TÜBİTAK 119O161
Anahtar Kelimeler
Sensor, Silage, Simulation, Sensor tests, PLC systems
Kaynak
Osmaniye Korkut Ata University Journal of the Institute of Science and Technology
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
8
Sayı
1
