PLC – PDM  kontrollü indüksiyon ısıtma sistemi
PLC – PDM  controlled induction heating system
Yazar: İLYAS KARA
Danışman: DOÇ. DR. SELİM ÖNCÜ
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
İndüksiyon ile ısıtma sistemleri günümüzde endüstriyel uygulamalarda sıkça kullanılmaktadır. Endüstride metallerin eritilmesi, yüzeylerinin sertleştirilmesi, kaynak yapılması ve tavlanması gibi çok geniş bir kullanım alanı bulunmaktadır. Ayrıca son yıllarda mutfakta yiyecekleri ısıtma ve pişirme uygulamalarında güvenli olması ve enerjiyi verimli kullanması nedeniyle tercih edilmektedir.
Yapılan bu çalışmada, indüksiyon ısıtma yöntemi çeşitli yönleriyle incelenmiştir. Endüstriyel uygulamalarda sorunsuz ve güvenli bir şekilde kullanılabilmesi için anahtarlama elemanı olarak IGBT seçilmiştir. İndüksiyon ısıtma sisteminin güç kontrolü ise Siemens S7-1215 serisi Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC) yardımıyla Pals Yoğunluk Modülasyonu (PDM) yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Yapılan bu indüksiyon ısıtma sisteminin elektriksel parametreleri modellenerek  
PSpice programı ile benzetimi yapılmıştır. Uygulaması gerçekleştirilen indüksiyon ısıtıcıda Pals Yoğunluk Modülasyonu  yöntemi ile güç kontrolü sağlanmıştır. Yarım köprü seri rezonans evirici için ihtiyaç duyulan anahtarlama sinyali S7-1200 PLC ile elde edilerek, ihtiyaç duyulan çıkış gücüne göre kontrol kademeleri oluşturulmuştur. İndüksiyon ısıtma sistemi, PLC cihazına dokunmatik ekran (HMI) bağlanarak kontrol edilmiş bu nedenle kolaylıkla güç kontrolü yapılabilmiştir. Ayrıca bu sistemde anahtarlama elemanı olarak IGBT kullanılmış, böylece yüksek akımlarda rahatlıkla çalışılması sağlanmıştır.

Abstract:
Induction heating systems have been widely used in today's industrial applications. Induction heating has found a wide application area including melting, surface-hardening, welding and heat treatment of metals. In recent years it has been also preferred for heating and cooking purposes in kitchens owing to its safe and energy-efficient usage.
In this work, induction heating method is explored with its various aspects. IGBT was preferred as the switching device due to its safe use and proper functioning. The power control of the induction heating system was managed by means of Siemens S7-1275 series Programmable Logic Controller (PLC) using Pulse-Density Modulation (PDM) Method. The electrical parameters of the designed induction heating system were modeled and simulated using PSpice. The power control of the induction heater was conducted using Pulse-Density Modulation method. The switching signal required for the half-bridge series resonant inverter was provided with S7-1200 PLC, thus, control steps were established depending on the required output power. The control interface for the induction heating system was provided via connection of the PLC with a  
touchscreen (HMI), thereby enabling an easy power control.  In addition, IGBT was used as the switching element to enable smooth operation at heavy currents.