Merhaba, ben Mahmut Sami Sobayoğlı. Yıldız Teknik Üniversitesi Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bölümü öğrencisiyim. Bu yazıda, Elfatek Teknoloji A.Ş. Ar-Ge bölümünde gerçekleştirdiğim staj kapsamında üzerinde çalıştığım Alesta System Designer ile İtfaiye Platformu Otomasyonu projesinden bahsedeceğim.İtfaiye araçları ve hidrolik kurtarma platformları, sıradan iş makinelerinden farklı olarak saniyelerin ve mutlak güvenliğin hayati önem taşıdığı zorlu koşullarda çalışırlar. 30 metreye uzanan bir merdivenin ucunda bir sepet dolusu yük varken, şasi stabilizasyonunda yapılacak milimetrik bir hata veya yazılımsal bir gecikme, aracın devrilmesine (dinamik rollover) yol açabilir.

Elfatek Teknoloji bünyesinde yürüttüğümüz bu projede; itfaiye platformlarının dengeleme, güvenlik (interlock) ve hareket algoritmalarını uluslararası EN 1777 ve EN 1800 standartlarına uygun olarak Alesta System Designer platformu üzerinde sıfırdan tasarlandı. 

Çoklu ECU ve CAN Bus Mimarisi (Distributed Control)

Ağır hidrolik sistemlerde tüm yükü tek bir işlemciye bindirmek hem kablolama maliyetlerini artırır hem de “tek nokta hatası” (single-point failure) riski yaratır. Bu projede sistemi 3 farklı ECU (Kamyon Sağ, Kamyon Sol ve Kule) üzerinden dağıtık (distributed) bir mimariyle kurguladık.

• Şasi ECU’ları: Aracın yere basma (outrigger) valflerini, enkoderlerini ve şasi eğim sensörlerini (Vatoz CAN Gyro) yönetir.

• Kule ECU’su: Üst yapıdaki teleskopik bom, kule dönüşü ve sepet terazileme valflerini kontrol eder.

• Haberleşme: ECU’lar arası güvenlik bayrakları (Örn: “Ayaklar yere tam bastı, kule dönebilir” onayı), CAN bus üzerinden mili-saniyelik periyotlarla taşınarak tam senkronizasyon sağlanır.

EN 1777 Standartlarında Yedeklemeli Yere Bas Kontrolü

Bir itfaiye aracının bomu kalkmadan önce ayakların yere tam ve sağlam bastığından emin olunmalıdır. Ancak endüstriyel standartlar, tek bir mekanik switch’in vereceği onayı yeterli bulmaz (kablo kopabilir veya switch takılı kalabilir).

Alesta üzerinde “Yere Bas Kontrol” fonksiyon grubunu tasarlarken her ayakta Antivalent (Zıt) Çift Kanallı Switch (NO & NC) mantığını kullandık:

• Geçerli zemin teması için sadece (NO=1 ve NC=0) durumu kabul edilir.

• Kısa devre veya kablo kopması durumunda iki sinyal birbirine eşitlenirse (NO == NC), sistem donanım hatası algılar ve global güvenlik kilitlerini devreye sokarak tüm hidrolik hareketleri anında dondurur.

Kaskad PID ile Kusursuz Otomatik Dengeleme

İtfaiye araçlarında aracın şasisini yere tam paralel hale getirmek (Auto-Leveling) sarsıntısız ve güvenli bir şekilde yapılmalıdır. Alesta’da kurguladığımız kapalı çevrim (closed-loop) PID algoritması, CAN Gyro sensöründen aldığı geri bildirimlerle şu katı kurallara göre çalışır:

• Sıralı (Kaskad) Çalışma: Optimum zemin sürtünmesini korumak için önce X ekseni (İleri-Geri) 0.2mm toleransla dengelenir, ardından Y ekseni (Sağ-Sol) düzeltilir.

• “Sadece Aşağı Bas” Kuralı (Unidirectional Force): Mobil hidrolikte terazi ararken bir ayak asla yukarı çekilmez! Yukarı çekmek, o ayaktaki zemin basma kuvvetini sıfırlayarak aracı devirebilir. PID çıkışları Alesta içinde yönlendirici bloklarla filtrelenerek valflere sadece “aşağı basma (silindir uzatma)” komutu gönderilir.

 

Enkoder Tabanlı Otomatik Toplama

Operasyonu biten bir aracın tek tuşla toplanması, açılmasından daha risklidir. Ayaklar havaya kalkmadan içeri çekilirse şasiye sürter; bom tam kapanmadan ayaklar yerden kesilirse araç devrilir.

Bu kilitlenmeyi çözmek için Alesta’da deterministik bir durum makinesi (Finite State Machine) tasarladık:

1. Bom Cradle Kontrolü: Kule tam olarak yuvaya oturmadan şasi ECU’su toplama işlemine kesinlikle başlamaz.

2. Dikey Faz: Dört ayağın da dikey silindirleri yukarı çekilir ve üst limit switchlerinden mekanik onay alınır.

3. Yatay Faz (Enkoder İnterpolasyonu): Yatay silindirler içeri çekilirken basit switchler yerine CAN üzerinden okunan İpli Enkoder (Draw-wire) verileri kullanılır. Bacak şasiye yaklaştıkça valfe giden akım yavaşça kısılarak (Ramp Down), metalin metale çarpması sıfır şokla engellenir.

FSM Tabanlı Operatör Kontrolü ve PWM Rampa Lojiği

Manuel kullanım sırasında operatörün yapabileceği hataları donanıma yansımadan önce yazılım katmanında süzmek hayati önem taşır.

• Mutual Exclusion (Karşılıklı Dışlama): Operatör aynı ayağın hem ileri hem geri butonuna aynı anda basarsa, Alesta içindeki akıllı dağıtıcı bloklar bu mantıksal hatayı algılar ve valf çıkışlarını sıfırlar.

• PWM Slope (Rampa) Limitörleri: Hidrolik valflere giden ham oransal komutlar, Alesta’nın güçlü çıkış katmanında işlenir. Anlık %100’e çekilen bir joystick komutu, doğrudan valfe gitmez; 800 ms ile 1200 ms arasında değişen ivmelenme rampalarından geçirilerek “hidrolik çekiç” (fluid hammer) etkisi önlenir. Bom hareketleri bir tüy kadar yumuşak kalkar ve durur.

Sonuç

Ağır vasıta ve mobil hidrolik sektöründe güvenlik, bir opsiyon değil zorunluluktur. İtfaiye platformu projemiz; karmaşık CAN haberleşmelerinin, güvenlik kilitlerinin (interlock) ve hassas PID kontrol döngülerinin IEC 61131-3 standartlarında nasıl inşa edilebileceğini açıkça gösteriyor.

Elfatek Teknoloji bünyesinde geliştirilen Alesta System Designer ile görsel bloklar ve durum makineleri (FSM) mantığını kullanarak mobil itfaiye otomasyonu projelesini “deterministik, güvenli ve yönetilebilir” bir halde gerçekleştirmiş olduk .

Staj süresince çalışmalarımızda bilgi ve deneyimleriyle destek olan Elfatek Teknoloji A.Ş. Ar-Ge ekibine teşekkür ederim.

Mahmut Sami Sobayoğlu
Yıldız Teknik Üniversitesi
Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği