Demir-çelik endüstrisindeki sürekli döküm makinesinin dijital ikizinin tasarımı
Design of the digital twin of a continuous casting machine in the iron and steel industry
- Tez No: 987327
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT FURAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Electrical and Electronics Engineering, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İskenderun Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Demir–çelik üretim hattının kritik bir bileşeni olan Sürekli Döküm Makinesi (SDM), sıvı çeliğin kesintisiz biçimde yarı mamul ürünlere dönüştürülmesinde merkezi bir rol oynamaktadır. Üretim sürecinin hem yüksek sıcaklıkta gerçekleşmesi hem de sisteme gelen sıvı çelik miktarının ve zamanlamasının hassasiyet gerektirmesi, üretim hattında sürekliliğin korunmasını hayati hale getirmektedir. Bu çalışmada, SDM'nin çalışma dinamiklerini etkileyen parametreler analiz edilerek; optimizasyon, otonom kontrol, önleyici ve kestirimci bakım, arıza tespiti ve onarım senaryolarının sanal ortamda incelenebilmesini sağlayan bir dijital ikiz modeli geliştirilmiştir. Model, Siemens TIA Portal yazılımı kullanılarak oluşturulmuş ve sistemin tüm operasyonel bileşenleri dijital ortamda yeniden yapılandırılmıştır. Tasarlanan HMI arayüzü üzerinden, potalardan gelen sıvı çelik akışı, tandiş içindeki seviye ve üretimin sürekliliği açısından kritik öneme sahip olan salınım frekansı operatör tarafından yönetilebilmekte ya da sistem tarafından otonom biçimde kontrol edilebilmektedir. Bu tez kapsamında özellikle üretim hızını doğrudan belirleyen salınım frekansı parametresi üzerine yoğunlaşılmıştır. Gerçek sistemlerde operatör tecrübesine dayalı olarak manuel biçimde ayarlanan sistem frekansı, model etkenleri değerlendirilerek otonom hale getirilmiştir. Böylece geliştirilen SDM dijital ikizi, hem operatörlerin karar verme süreçlerini destekleyen bir eğitim aracı olarak hem de farklı senaryolarda alınacak kararların doğruluğunu test edebilen bir deneysel simülasyon platformu olarak kullanılabilir hale gelmiştir. Ayrıca tez kapsamında çeşitli örnek vaka incelemeleri gerçekleştirilerek sistemin farklı üretim koşulları altındaki davranışları analiz edilmiştir. SDM öncesi ve sonrası üretim hatlarına ilişkin veriler tanımlandığında, geliştirilen modelin bu hattı tamamen otonom üretim modunda çalıştırabilecek bir kontrol mimarisine dönüştürülebileceği sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
The Continuous Casting Machine (CCM), a critical component of the iron and steel production line, plays a central role in converting molten steel into semi-finished products without interruption. The continuous nature of the process, combined with the high temperature of molten steel and the sensitivity of flow rate and timing parameters, makes maintaining uninterrupted operation crucial for overall production efficiency. In this study, the operational factors affecting the performance of the CCM were analyzed, and a digital twin model was developed to enable the virtual examination of optimization, autonomous operation, preventive and predictive maintenance, fault detection, and repair scenarios. The model was implemented using Siemens TIA Portal software, where all operational components of the system were reconstructed in a digital environment. Through the designed HMI interface, commands related to molten steel transfer from ladles, tundish level monitoring, and the control of the oscillation frequency a key parameter for production continuity can be executed either manually by the operator or autonomously by the system. This thesis particularly focuses on the oscillation frequency, which directly determines the casting speed. The system frequency, which is manually adjusted based on operator experience in real systems, was made autonomous by evaluating model factors. With this capability, the developed CCM digital twin serves as both a training tool to support operator decision-making and an experimental simulation platform for testing the accuracy of operational decisions under various scenarios. Furthermore, several case studies were conducted within the scope of this thesis to analyze system behavior under different production conditions. Once the pre- and post-casting production line parameters are fully defined, the developed model can be extended to operate the entire production process in a fully autonomous control mode.
Benzer Tezler
- Design, development and performance characterization of innovative P84/polyester hybrid felts
Yenilikçi P84/polyester hibrit keçelerin tasarımı, geliştirilmesi ve performans karakterizasyonu
İREM YAĞMUR MUTU
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İKİLEM GÖCEK
- Termal püskürtme amaçlı çinko tellerin sünekliliğine etki eden üretim parametrelerinin incelenmesi
Searching of manufacturing parameters effecting ductility of zinc wires for thermal spraying application
KÜRŞAD ÖNEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL DUMAN
- Titanyum kaynağı ve mekanik özellikler üzerine etkisinin incelenmesi
Titanium welding and investigation of effect on mechanical properties
MURAT SÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Gedik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ POLAT TOPUZ
- Sürekli döküm tandişinde bindirme yapılan slab dökümler için tonaj, kalite belirleme çalışması
Study of slab quality and tonnage determination for overlapping heats in a continuous casting tundish
AYŞE ORAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN
- Sürekli döküm proses parametrelerinin makroenklüzyon oluşumuna etkileri ve gerçek zamanlı bir kalite tahmin modelinin oluşturulması
The Effects of continuous casting process parameters on the formation of macro inclusion and establishing an online quality prediction model
OĞUZ GÜNDÜZ