Sıvı seviye ve akış sistemlerinin modellenmesi, simülasyonu ve mikro denetleyicilerle kontrolünün gerçekleştirilmesi
Modeling, simulation and control of liquid level and flow systems using industrial microcontroller
Yazar: YENER CESUR
Danışman: PROF. DR. MUAMMER GÖKBULUT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekn. Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Kumanda Sistemleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: PID denetleme = PID control ; Sıvı akışı = Liquid flow ; Sıvı seviye sistemleri = Liquid level systems

Özet:
ÖZET
Bu tez çalışmasında, endüstriyel amaçlı seviye ve akış transduseri, solenoid ve oransal vana ile birlikte mikro işlemci esaslı süreç kontrolörlerle donatılan bir sıvı seviye ve akış kontrol sistemi hazırlanmıştır. Öncelikle kontrol sistemlerinde kullanılan transduserler ve vanaların karakteristikleri çıkarılmış ve endüstriyel süreç kontrolörlerin kullanımı ve programlanması araştırılmıştır. Hazırlanan kontrol düzeneklerinin deneysel olarak elde edilen basamak cevaplarından yararlanarak yaklaşık matematiksel modelleri çıkarılmıştır. Bulunan yaklaşık matematiksel modeller, PID kontrolör tasarımı ve PID parametresi ayarlama yöntemleri için kullanılmıştır.  
Deneysel olarak elde edilen matematiksel modellerden yararlanarak sıvı seviye ve sıvı akış kontrol sistemleri için köklerin yer eğrisi tekniği ile PID kontrolör tasarımı incelenmiş ve MATLAB/Simulink ortamında kontrol sisteminin simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Diğer taraftan sistemlerin deneysel olarak elde edilen cevaplarından yararlanarak Ziegler–Nichols gibi çeşitli PID parametresi ayarlama yöntemleri ile PID kontrolörün parametreleri hesaplanmıştır. Kontrol sisteminden elde edilen simülasyon ve deneysel sonuçlar, kontrol sisteminin performansının tatmin edici olduğunu göstermektedir.   
Anahtar Kelimeler: Süreç denetleyiciler, Sıvı Seviye Kontrolü, Sıvı Akış Kontrolü, PID Kontrol, Aç-Kapa Kontrol.

Abstract:
ABSTRACT
Modeling, Simulation and Control of Liquid Level and Flow Systems Using Industrial Microcontroller 
In this thesis, liquid level and flow control systems equipped with industrial type liquid level and flow sensors, solenoid and proportional valves and microprocessor based process controller are constructed. Firstly, characteristics of the sensors and valves used in the control sets are determined and programming of process controllers are examined. Approximate mathematical models of the systems are derived by utilizing the experimental results obtained from step responses of processes. Mathematical models and step responses of the systems are required for PID controller design and PID tuning methods.
PID controllers are designed by using root locus analysis technique utilizing the mathematical models of the systems obtained from experiments and some simulation studies are implemented using the MATLAB/Simulink environment. On the other hand, PID controller parameters are calculated from the experimental results using the PID tuning methods such as Ziegler-Nichols and the others. Simulation and experimental results showing the performance of the control systems are given. 
Keywords: Process Controllers, Liquid Level Control, Liquid Flow Control, PID Control,     On / Off Control.