OPC UA-based improvement strategies in detector control anddetector safety systems
Dedektör kontrol ve dedektör güvenlik sistemlerinde OPC UA tabanlı iyileştirme stratejileri
- Tez No: 991144
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZİYA CİHAN TAYŞİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Türk-Alman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, büyük ölçekli sıcaklık izleme uygulamaları için geleneksel PLC tabanlı çözümlere kıyasla daha ölçeklenebilir ve düşük maliyetli bir alternatif olarak geliştirilen Massive Temperature Readout System üzerinde yapılan iyileştirmeleri sunmaktadır. Çalışma özellikle, binlerce sıcaklık kanalının yüksek güvenilirlik ve gerçek zamanlılık gereksinimleriyle izlendiği CERN'deki Dedektör Kontrol ve Güvenlik Sistemleri (DCS/DSS) kapsamında uygulanabilirliğe odaklanmıştır. Önerilen tasarım, Raspberry Pi ile LTC2984 cihazları arasında doğrudan iletişim kurarak ara mikrodenetleyici ve ek iletişim modüllerine duyulan ihtiyacı ortadan kaldırmaktadır. Bu sayede sistemin donanım karmaşıklığı azaltılmış, bakım kolaylığı sağlanmış, olası hata noktaları en aza indirilmiş ve toplam maliyet düşürülmüştür. Yazılım tarafında ise çok iş parçacıklı (multi-threaded) tek bir C++ uygulaması geliştirilmiş olup, sensör verilerinin toplanması ve OPC UA sunucu işlevleri tek bir işlem (process) altında birleştirilmiştir. Böylece sistemin verimliliği artırılmış ve daha esnek bir yazılım altyapısı oluşturulmuştur. Ayrıca, birden fazla LTC2984 cihazının analog sıcaklık sinyallerini dijital değerlere dönüştürme sürelerini örtüşecek şekilde kullanmaya dayalı yeni bir okuma stratejisi geliştirilmiştir. Bu yöntem sayesinde okuma hızı artırılmış, zamanlama daha öngörülebilir hale getirilmiş ve sistemin geniş ölçekli sensör ağlarına uyum kabiliyeti yükseltilmiştir. Gerçekleştirilen uzun süreli kararlılık testleri ve OPC UA istemci araçlarıyla yapılan uyumluluk denemeleri sonucunda, önerilen sistemin güvenilir ve yüksek performanslı ölçüm sağladığı, aynı zamanda maliyet açısından verimli bir çözüm sunduğu ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a set of optimizations to the Massive Temperature Readout System (MTRS), developed as a scalable and cost-effective alternative to traditional Programmable Logic Controller(PLC) based solutions for large-scale temperature monitoring. The system has been designed for the Detector Control System (DCS) and Detector Safety System (DSS) at Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN), where thousands of temperature channels must be monitored with high reliability and in real time. The proposed architecture simplifies the hardware by enabling direct communication between the Raspberry Pi and LTC2984 devices, eliminating the need for intermediate microcontrollers and communication modules. This design reduces system complexity, improves maintainability, and minimizes potential failure points, while also lowering implementation costs. On the software side, a unified multi-threaded C++ application has been developed to consolidate sensor data acquisition, configuration management, and Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) server functionality into a single process, thereby improving efficiency and robustness. A novel sensor reading strategy has also been introduced, which overlaps conversion cycles across multiple devices. This method enhances throughput, ensures predictable timing, and enables seamless scalability for large sensor networks, a critical requirement for environments such as CERN. The optimized MTRS was validated through long-term stability measurements and interoperability tests using OPC UA client tools. The results demonstrate that the system delivers reliable and high-performance temperature monitoring while maintaining cost efficiency, making it a strong candidate for deployment in CERN's large-scale detector infrastructures as well as other industrial monitoring applications.
Benzer Tezler
- İnsansız hava aracı için bir borda bilgisayarının mimarisi ve tasarımı
Başlık çevirisi yok
SAİT N. YURT
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. T. BERAT KARYOT
- IEEE 1149.1 standardı kullanarak test edilebilir lojik devre tasarımı
Testable lojik circit design by using IEEE 1149.1 standard
A.BETÜL TUNCER
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. AHMET DERVİŞOĞLU
- A PC-based signal validation system for nuclear power plants
Başlık çevirisi yok
ALİ SEYFETTİN ERBAY
Yüksek Lisans
İngilizce
1994
EnerjiThe Unıversıty Of TennesseeNükleer Mühendislik Ana Bilim Dalı
DR. BELLE R. UPADHYAYA
- MS-DOS işletim sistemi ve bilgisayar virüsleri
The MS-DOS operating system and the computer virus
BURAK SELÇUK SOYER
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MİTHAT UYSAL