Chytrá signalizační jednotka
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Podstatou této bakalářské práce je kompletní návrh hardwarového i programového řešení a následná realizace Chytré signalizační jednotky. Ta má nahradit aktuálně nainstalované signalizační majáčky a svými vlastnostmi zdokonalit stávající testbed samo-činného barmana. Navržené zařízení je schopné signalizovat stavy stroje podle standardu PackML. Dále umí komunikovat po Ethernetu pomocí průmyslového komunikačního protokolu Modbus TCP, přičemž realizuje Modbus server, který zajišťuje služby pro další připojená zařízení (Modbus klienty). Zařízení dále implementuje standard Power over Ethernet (PoE), díky kterému je možné napájet signalizační jednotku přímo po ethernetovém kabelu, na němž zároveň probíhá i komunikace. Na úvod jsou představeny zásadní cíle práce společně s požadavky na Chytrou signalizační jednotku. Následně je vysvětlen význam signalizačních jednotek v průmyslu a dále jsou uvedeny základní parametry pro výběr konkrétního produktu. V návaznosti na to byl proveden průzkum dostupných signálních věží na trhu. V teoretické části práce je nejprve podrobněji popsána iniciativa Průmysl 4.0, na jejímž základě je stručně představen testbed samo-činný barman. Následuje obsáhlý popis průmyslových standardů PoE, Modbus TCP a PackML použitých v rámci návrhu zařízení. Koncepce signalizační jednotky spadá již do praktické části práce a zabývá se způsoby zobrazování, které představují primární funkci Chytré signalizační jednotky. Nedílnou součástí je koncepce hardwaru, která popisuje nejpodstatnější použité komponenty. Závěrečná část práce se zabývá tvorbou desky plošných spojů a vývojem firmwaru pomocí vývojového prostředí Visual Studio Code za použití frameworku ESP-IDF od firmy Espressif.
The essence of this bachelor thesis is a complete design of hardware and software solutions and subsequent implementation of a Smart Signaling Unit. It is intended to replace the currently installed signaling beacons and to improve the existing testbed Self-Acting Barman with its features. The designed device is able to signal machine states according to the PackML standard. It can also communicate via Ethernet using the industrial communication protocol Modbus TCP, while implementing a Modbus server, which provides services for other connected devices (Modbus clients). The device also implements the Power over Ethernet (PoE) standard, thanks to which it is possible to power the signaling unit directly via an Ethernet cable, on which communication also takes place. At the beginning, the main goals of the work are presented together with the requirements for the Smart Signaling Unit. Subsequently, the importance of signaling units in the industry is explained and the basic parameters for the selection of a specific product are given below. Following this, a survey of available signal towers on the market was carried out. In the theoretical part of the work, the Industry 4.0 initiative is first described in more detail, on the basis of which the testbed Self-Acting Barman is briefly introduced. The following is a comprehensive description of the industry standards PoE, Modbus TCP and PackML used in device design. The concept of the signaling unit already belongs to the practical part of the thesis and deals with the methods of display, which represent the primary function of the Smart Signaling Unit. An integral part is the hardware concept, which describes the most important used components. The final part of the work deals with the creation of a printed circuit board and the development of firmware using the Visual Studio Code development environment and the framework ESP-IDF from the company Espressif.
The essence of this bachelor thesis is a complete design of hardware and software solutions and subsequent implementation of a Smart Signaling Unit. It is intended to replace the currently installed signaling beacons and to improve the existing testbed Self-Acting Barman with its features. The designed device is able to signal machine states according to the PackML standard. It can also communicate via Ethernet using the industrial communication protocol Modbus TCP, while implementing a Modbus server, which provides services for other connected devices (Modbus clients). The device also implements the Power over Ethernet (PoE) standard, thanks to which it is possible to power the signaling unit directly via an Ethernet cable, on which communication also takes place. At the beginning, the main goals of the work are presented together with the requirements for the Smart Signaling Unit. Subsequently, the importance of signaling units in the industry is explained and the basic parameters for the selection of a specific product are given below. Following this, a survey of available signal towers on the market was carried out. In the theoretical part of the work, the Industry 4.0 initiative is first described in more detail, on the basis of which the testbed Self-Acting Barman is briefly introduced. The following is a comprehensive description of the industry standards PoE, Modbus TCP and PackML used in device design. The concept of the signaling unit already belongs to the practical part of the thesis and deals with the methods of display, which represent the primary function of the Smart Signaling Unit. An integral part is the hardware concept, which describes the most important used components. The final part of the work deals with the creation of a printed circuit board and the development of firmware using the Visual Studio Code development environment and the framework ESP-IDF from the company Espressif.
Description
Citation
STEJSKAL, D. Chytrá signalizační jednotka [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. Václav Jirsík, CSc. (předseda)
Ing. Stanislav Klusáček, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Miroslav Jirgl, Ph.D. (člen)
Ing. Václav Kaczmarczyk, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Veselý, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-06-15
Defence
Student obhájil bakalářskou práci. Komise neměla žádné námitky k řešené práci. V průběhu odborné rozpravy odpověděl na všechny dotazy komise.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení