Mikrodenetleyicili, genel amaçlı bir endüstriyel otomatik ölçüm sisteminin gerçekleştirilmesi ve giriş birimlerinin uygulaması
Realization of a microcontroller based general purpose industrial automated measurement system and implementation of input units
Yazar: FATİH GERENLİ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TUNCAY UZUN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Evrensel seri veriyolu = Universal serial bus ; Labview = Labview

Özet:
Endüstriyel kontrol ve otomasyon sistemleri göz önüne alındığında, herhangi bir prosesin (işlemin) yürütülmesi esnasında insana bağımlılığın asgari seviyeye indirilmesi ve sistemin mümkün olduğu kadar kendi kendine çalışabilir hale gelmesi belirleyici bir özelliktir. Kontrol sisteminin, yürütülen işleme ait herhangi bir fiziksel büyüklüğü, özelliği ya da veriyi algılaması, işlemesi, elde edilen veriye uygun işlemleri gerçekleştirmesi ve algılama işlemini tekrarlayarak geri beslemeli kontrol işlemini tamamlaması beklenir. Bu sebeple kontrol sistemlerinde çeşitli özelliklerde ölçme ve giriş-çıkış birimlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Algılama çevriminde ölçme işlemi bir alt adım olarak karşımıza çıkmaktadır.Donanım alanındaki gelişmeler, endüstriyel alanda veri toplama, ölçme ve test konularında kişisel bilgisayarları yaygın kullanılan ortam haline getirmiştir. Ancak bilgisayarların ölçme için özelleşmiş giriş-çıkış birimleri olmadığından ölçme işlemini yerine getirecek özel donanımlara ve giriş-çıkış birimlerine ihtiyaç duyarlar. Gelişmiş çevre birimlerine ve hızlara sahip mikrodenetleyiciler ve üstün hız ve esnekliğe sahip USB, ethernet gibi veri iletişim arabirimlerinin gelişimi de bu eğilimi desteklemiştir. Buna paralel olarak yazılım alanındaki gelişmeler de baş döndürücüdür. Nesnel ve grafiksel yazılım geliştirme araçları, endüstriyel kontrol ve otomasyon alanlarında özelleşmiş çözümler sunulmasına yardımcı olmaktadır.Bu tez çalışması kapsamında bilgisayar kontrollü mikrodenetleyicili genel amaçlı endüstriyel bir otomatik ölçüm ve giriş-çıkış sistemi tasarlanması hedeflenmiştir. Bilgisayar arayüzünün oluşturulması için LabVIEW programı kullanılmış, arayüz ile mikrodenetleyicinin arasındaki veri iletimi USB arabirim üzerinden yapılmıştır.Çalışmanın birinci bölümünde sistemi tanıtan genel bir giriş yapılmış, ikinci bölümde endüstriyel kontrol sistemlerinin tarihçesi, ölçme temel kavramları ve ölçme sürecinde kullanılan elektronik yapılardan bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde bilgisayarsız ve bilgisayarlı bazı ölçme sistemi uygulamaları incelenmiş, bilgisayarlı uygulamaların daha net kavranabilmesi için genel bilgisayar mimarisi ve veri yolları ile endüstriyel sistemlerde kullanılan arabirimler araştırılmıştır. Dördüncü bölüm, görsel programlama ve LabVIEW geliştirme ortamı ile ilgili temel bilgiler içermektedir. Daha sonraki bölümlerde tasarlanan sitemin donanım ve yazılım yapısı verilmiş, gerçeklenen sistemin performans analizi yapılmıştır. Sonuç bölümünde kazanımlar ve sistemin geliştirmeye açık yönlerinden bahsedilmiştir.Anahtar Kelimeler: Endüstriyel ölçüm sistemleri, Giriş-Çıkış birimi, LabVIEW, USB

Abstract:
When the industrial control and automation systems are considered, minimizing the dependence on humans while executing any process and making the system function on its own is the determinant characteristics. The control system is expected to sense any physical size, characteristics or data of the process, to realize the functions appropriate for the acquired data and to complete the feedback control function by repeating the sensing process. Therefore, measurement and input-output systems with various features are required in the control systems. In the sense and measurement process, the measurement function is a sub-routine.The developments in the hardware field, personal computers have become widely used environments in data collection, measurement and testing in the industrial field. However, since the computers do not possess input-output systems specified for measurement, they require special hardware and input-output systems to realize the measurement. The microcontrollers with developed environment systems and speed, and the development of data communication interface with high speed and flexibility such as USB and Ethernet have supported this trend. In addition to this, the developments in the software field are amazing. Object-oriented and graphical software development tools help to provide specified solutions in the industrial control and automation fields.Within the framework of this thesis, it was aimed to design a computer-controlled microcontroller-based multi-purpose industrial automatic measurement and input-output system. In order to create the computer interface, the LabVIEW program was used, and the data transfer between the interface and the microcontroller was done using the USB interface.In the first section of this study, a general introduction of the system has been provided, and in the second section, the history of industrial automation systems, basic measurement concepts and electronic structures used in the measurement process has been dwelled upon. In the third section, some measurement system applications with computer and without computer have been analyzed and general computer architecture, data bus and interfaces used in the industrial systems have been searched in order to provide a better understanding of the computer-based applications. The fourth section is composed of basic information about the graphical programming and LabVIEW development environment. In the following sections, the hardware and software structure of the designed system and the performance analyses are provided. In the conclusion part, the achievements and some sides of the system that are open for development are elaborated.Keywords: Industrial measurement systems, Input-Output system, LabVIEW, USB