Komunikační rozhraní a rozhraní člověk-stroj pro průmyslové senzory

Abstract

V diplomové práci jsou popsány možnosti lokální a dálkové konfigurace senzorů. Pro dálkovou konfiguraci je provedena rešerše nejčastěji používaných průmyslových komunikačních systémů a protokolů. Pozornost je věnována hlavně protokolu HART, který je podrobně rozebrán od fyzické až po aplikační vrstvu. Pro ověření protokolu HART, je navrženo obvodové schéma inteligentního senzoru teploty s čidlem Pt1000. Informace ze senzoru je možné získat v analogové i digitální podobě, díky protokolu HART je možné senzor také konfigurovat. Funkčnost dálkové konfigurace je ověřena pomocí programu HARTWinConf. Pro lokální konfiguraci senzorů jsou popsány ovládací prvky jako tlačítka, maticové klávesnice a dotykové obrazovky. Pro zobrazení měřených hodnot jsou popsány zobrazovací prvky a podrobněji rozebrány znakové LCD displeje a grafické OLED displeje. Pro navržený senzor teploty je vybrán OLED displej DD12864YO-3A. Na displeji je možné zobrazit primární měřenou veličinu – teplotu, proud na smyčce nebo procenta z rozsahu. Na závěr byl proveden test EMI a EMS navrženého inteligentního senzoru.This thesis describes the possibilities of local and remote sensors configuration. Summary overview of the most common Fieldbus and protocols for remote configuration is performed. The focus is mainly dedicated to the HART protocol that is analyzed from the physical layer to the application layer. Circuit diagram and printed circuit board (PCB) of smart sensor with thermistor probe Pt1000 was designed. The HART protocol allows the smart sensor parameters setting as well. The functionality of remote configuration was tested in HARTWinConf program. The control elements for local sensor configuration, such as buttons, matrix keyboards and touchscreens, are described in the following chapter. Representation of the measurement values on display module is introduced too. The most important parameters and aspect of character LCD, graphics LCD and OLED displays are described in greater details. The DD12864YO-3A OLED display was selected to use with designed temperature smart sensor module. The display shows the loop current, the percentage of current range and the primary value - temperature. As the last step the EMI and EMS tests for all modules were performed.