Geri Dön

Proses yöneticisi bir gömülü sistem tasarımı : Sunrise

Sunrise, an embedded system for batch controlling, designed on Linux using IPC

  1. Tez No: 142741
  2. Yazar: İBRAHİM NİYAZİ ÜLGÜR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. COŞKUN SÖNMEZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2003
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 85

Özet

PROSES YÖNETİCİSİ BİR GOMULU SİSTEM TASARIMI : SUNRISE ÖZET Gömülü sistemler gün geçtikçe hayatımızda daha büyük yer kaplamaktadır. Günümüz teknolojisindeki gelişmeler daha yetenekli ve güçlü sistemleri oluşturmakta ve bu sistemler birçok amaca hizmet etmektedir. 1996 yılında var olan ve masa üstüne sığmayan sistemler günümüzde avuç içine sığmakta ve fiyatları da gittikçe düşmektedir. Bugün elektronik olarak kontrol edilen ve gömülü bir sistem içermeyen cihaz kalmamıştır. Ülkemizde bu tip cihazlar kullanılmakla birlikte henüz bu tip cihazların tasarlanmasında ve üretilmesinde yeterli bir noktaya gelinememiştir. Bu tez ile gömülü sistemler ve yığın kontrol hakkında ve tasarımları konusunda birçok araştırmacı ve tasarımcıya yardımcı olmak ve yön göstermek hedef alınmıştır. Gömülü sistemler her sayısal sistemde olduğu gibi yazılım ve donanım bütünlüğünden oluşur. Bu tezde daha çok yazılım bölümü ile ilgilenilmiştir. Gömülü sistemlerde gerek yazılım gerekse donanım olarak birçok çözüm mevcuttur. Bütün bu çözümlerin kendine has özellikleri vardır. Dolayısı ile, seçilen bir çözümün iyi veya kötü olması hakkında yorum yapılamaz. Bu konuda sadece amaca uygunluğu hangi oranda karşıladığı önem arz etmektedir. Bu tez çalışması esnasında birçok olanak irdelenmiş ve bu tez en doğru bulunan çözümler üzerine yazılmıştır. Gömülü sistemlerde amaç kontrol üzerine şekillenmektedir. Proses kontrol ise daha çok endüstriyel cihazlarda, daha zor ortamlarda, daha zor kontroller anlamına gelmektedir. Örneğin, tekstil sektöründeki bir boyama işlemi, boyama prosesi esnasında, çok titizlik gerektirir. Bu esnada kullanılan kimyasallar içerisinde enzimler bulunmaktadır. Enzimler, organik bileşiklerdir. Bu enzimler 53 °C sıcaklıkta, prosese tabi tutulmalıdır. Diğer sıcaklıklarda ise enzimler zarar görmekte ve oldukça değerli olan kumaşlar yanlış boyandıklarından dolayı zarar görmektedir. Gömülü sistemlerde çözümlerin çokluğu nedeni ile çözüme yaklaşımlar da fark göstermektedir. Bu tezde gömülü bir sistemde, sistemin yazılım tarafında, proses kontrole yönelik genel bir kontrol sistemi oluşturulacak ve bu sistemin yumuşak gerçek zamanlı prosesleri ne şekilde kontrol edebileceği üzerinde yorumlar yapılacaktır. Gömülü sistemde, işletim sistemi kullanılması uygun görülmüş ve işletim sistemi olarak Linux seçilmiştir. Tez içerisinde neden Linux seçildiği, tartışmaları ve sonuçlan ile birlikte sunulacaktır. vıııGünümüzdeki tüm yaygın işletim sistemleri kendi içerisinde proses yönetim sistemi (IPC) içermektedir. Bahsi geçen bu proses yönetim sistemi, farklı işletim sistemlerinde, aynı görevleri yapmaktadır. Proses yönetim sistemleri, prosesler arasındaki iletişimi, bir dizi yöntemi kullanarak gerçekleştirir. Bu tezde, Linux işletim sistemindeki IPC (Prosesler arası iletişim sistemi) kullanılmıştır. Böylece işletim sisteminin sağladığı tüm olanaklar kullanılmıştır. İşletim sistemi ve proses yönetim sistemi karan üzerine artık problemi tanımlamak ve bu problemi çözecek olan tasarımı yapmak kalmaktadır. Bu tezde bu tasarım incelemektedir. Tezin asıl konusu olan tasarım, proses kontrolüne yönelik olacaktır. Endüstriyel proses kontrolünden bahsettiğimizde, en yaygın olan cihazlar PLC'lerdir. PLC'ler değişik şekillerde kullanılabilirler. Genel olarak, 2 kullanım biçimi söz konusudur. İlk kullanım biçiminde, PLC programlanabilen bir cihaz değil, sanki bir 10 yapısı imiş gibi görülür. Bu kullanım, PLC için çok ilkel bir kullanım şeklidir. Bu durumdaki kullanım,“aptal IO”olarak isimlendirilir. Diğer kullanımda ise, PLC, olması gerektiği gibi, üzerinde bir takım kontrol şartlarını ve/veya programlarını da içerebilir. Bu tezde PLC, mantık kurulacak olan sistemde bulunacağından, aptal 10 olarak kullanılacaktır. PLC, proses kontrol tanımında var olan ve gömülü sisteme entegre edilen mantığı gerçeğe dönüştürür. Bu işlemi yaparken genellikle pnömatik kontrol kullanılır. Bunun sebebi, pnömatik kontrolün yönetilebilir olması ve endüstriyel malzemelerin ihtiyaç duyduğu güce sahip olmasıdır ( 130 °C'lik buhar vanasının kontrolünü yapmak konunun ne kadar ciddi olabileceğini göstermektedir...). Bu tezin asıl konusu, proses mantığının, gömülü cihaza ne şekilde aktarılacağıdır. Bu amaç, kullanıcının tanımlayacağı yığın (batch) işlemi, program şeklinde gömülü cihazda koşturmak sayesinde elde edilecektir. Yığın (batch) işlem, sıralı olarak koşturulan bir dizi işlem bütünüdür. Her bir işlem, adım olarak isimlendirilir. Böyle bir adım kümesinde, sıralı olduğu kadar paralel adımlar da bulunabilir. Böylece bir anda daha çok işlem yapılarak proses süreleri kısaltılabilir. Tez içerisinde anlatılacağı gibi, bu konuda standartlar bulunmaktadır ve kendi başına geniş bir konudur... Bir program oluşturulabilmesi için kullanıcıya birtakım araçlar sunmak gereklidir. Bu araçlar, nahif kullanıcının anlayabileceği ve tercihen konfigüre edebileceği şekilde olmalıdır. Bu tezde savunulan çözüm gerçekleştiğinde, kullanıcı, programını komutlar kullanarak yazacaktır. Komutlar, anlaşıldığı gibi yığın işlemin adımlarıdır. Aynı zamanda proses mantığını İçeren birimlerdir. Bu tez içerisinde bu mantığa algoritma denilecektir. Algoritmalara bir örnek olarak, kontrol sistemlerinde çok sık kullanılan PID algoritmasını verebiliriz. PID algoritması, bir kazanın sıcaklığını kontrol etmek için kullanılabilir. Bu algoritma, komut olarak düşünüldüğünde, kullanıcıdan bir takım parametreleri alacaktır. Bu parametreler, en basit hali ile P, I, D katsayıları olabilir. Sistemdeki önemli hususlardan birisi, belki de en önemlisi, sistemin modüler tasarlanma amacıdır. Modüler olmaktan kasıt, istenildiğinde bir algoritmanın kolay ıxbir şekilde sisteme eklenebilmesi veya çıkarılabilmesidir. Bu durumda ortaya çıkan proses kontrol sistemi, değişik endüstriyel prosesleri kontrol edebilme yeteneğine sahip olacaktır. Bu tezdeki proses kontrol sistemi sadece kavramsal olarak tasarlanacaktır yani tasarım ile alakalı olarak program verilmeyecektir. Tezi inceleyen, dilerse istediği programlama dilini kullanarak kendi programını yazabilir.

Özet (Çeviri)

SUNRISE, AN EMBEDDED SYSTEM FOR BATCH CONTROLLING, DESIGNED ON LINUX USING IPC SUMMARY Embedded systems are becoming popular day by day. The recent technologies could achieve more powerful and talented devices and these devices could manage many tasks easily. The 1996' s technologies on desktops are now in palm devices while becoming cheaper. There is no such device that has an electronic control facility without having an embedded system. In Turkey, there are some embedded devices but unfortunately the design and manufacturing is not enough. One of the main purposes of this thesis is to give readers some information about design and help the reader. Every embedded system consists software and hardware parts. In this thesis our main scope will be software... There are too many solutions about software and hardware in embedded systems. Every soution has its own advantages and disadvantages. Based on that no one could talk about which solution would be better than the other. The main problem is that whether the solution could manage the problem or not. In the thesis some solutions will be discussed and some of them will be selected as the best solution. The main focus in embedded systems is to control the system. Process control means more harshy environments, strict time constraints, industrial devices etc... For example, in textile industry, a dying process needs strict constraints. There is some organic materials in these processes. There organic materials need 53 °C to complete the process. If the temperature changes roughly, these organic materials might be unusable. The result is than, wrong dyed fabrics. The results might be different because there are too many solutions. In these thesis, a solution which is in the software side and focused on processs control will have been found. And the solution will be discussed over the real time considerations and how to control the process. In our embedded system, an operating system was wanted to be used and Linux was choosed. In the thesis, it will be discussed why Linux was choosed and the results will be represented. Nowadays, in the operating systems sides, there are some methods to manage the Interprocess Communication (IPC). Some standarts are established on this area. (POSIX). In the thesis, Linux's IPC will be used and the methods will be given. XIAfter the decissions on the Linux and IPC system, the problem will be discussed and the analysis will be done. The best known devices in industry are the PLCs. There are some different usages for PLCs. Two of them are common. First, the PLC will not been programmed, rather than it will bu used for just 10 purposes. The usage will be called“dummy 10”. On the other hand, in second, the PLCs can be used with programming it. In the thesis, the first method will be chosen because there will be a controller which contains the process cases and logic. The main idea in this thesis is to embed the process logic in the embedded device. The aim can be achieved with running a batch program into the embedded device. The batch process is a program which contains a command array. Each command is called step and parallel steps might be constructed to shorten the program time. There is some standarts on this thema and will be mentioned later. The commands are the steps of the batch process. The commands contain the process logic. We call this logic as algorithm. For example, the PID algorithm is the best known algorithm in control science. PID algortihm can be used to adjust the temperature, to accelarate a motor or to load water. If we consider the PID algorithm as a command, we must supply some variables to algorithm. Simply the P, I and D coefficents must be given. The most important thing in the design is to modularise the system. That means, the modules can be added to or removed from the system easily. With this feature, the system can be used in different industrial platforms. In this thesis, the system will be designed conceptually. There will be no code given. The researcher can be coded his/her own system, with his/her favorite programming language. Xll

Benzer Tezler

  1. Tez No

    64142

    İsinda kabartmalı dikme gömütü

    The Reliefed pillared tomb from İsinda

    MEHMET ÖZHANLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    ArkeolojiAkdeniz Üniversitesi

    Klasik Arkeoloji Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. FAHRİ IŞIK

  2. Tez No

    118953

    Development and application of control charts for an aircraft wing tip point production process

    Bir uçak kanat ucu parçası üretimi için kontrol şemalarının geliştirilmesi ve uygulanması

    GÜLAY ŞAHİNSEV

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2002

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜLSER KÖKSAL

  3. Tez No

    604581

    Endüstriyel bir tesisin enerji verimliliğinin artırılması için teorik ve deneysel bir yaklaşım geliştirilmesi

    Developing a theoretical and experimental approach to increase the energy efficiency of an industrial plant

    FATİH MEMİŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    EnerjiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN ALPAY HEPERKAN

  4. Tez No

    153364

    A prototype software to select and construct control charts for short runs

    Kısa süreçler için kontrol diagramı seçen ve oluşturan prototatip bir bilgisayar yazılımı geliştirilmesi

    HAKAN DOĞANCI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALP ESİN

  5. Tez No

    82636

    Weight control parameter studies in polymer compounding extruders

    Polimer harmanlamaişlemlerinde kullanılan ekstruderlerin proses kontrol parametreleri üzerine çalışmalar

    OKTAY İBİLİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİLGİN KISAKÜREK

Geri Dön