afstudeerproject

AfstudeerprojectAfstudeerprojectETHERFLOW:ETHERFLOW:

Het integreren van Ethernet functionaliteit in Het integreren van Ethernet functionaliteit in een flowmetereen flowmeter

Mark van der Waal van DijkMark van der Waal van DijkAvans Hogeschool BredaAvans Hogeschool BredaElektrotechniek lijn 1/2Elektrotechniek lijn 1/2

KROHNE AltometerKROHNE AltometerAfdeling OntwikkelingAfdeling Ontwikkeling

27 juni 200727 juni 2007

2

InhoudInhoud KROHNE AlgemeenKROHNE Algemeen OpdrachtomschrijvingOpdrachtomschrijving De FlowmeterDe Flowmeter Het EtherFlow systeemHet EtherFlow systeem De EtherFlow hardwareDe EtherFlow hardware De EtherFlow softwareDe EtherFlow software ConclusieConclusie DemonstratieDemonstratie VragenVragen

3

KROHNE AlgemeenKROHNE Algemeen

Flowmeter fabrikantFlowmeter fabrikant Opgericht in 1921 Opgericht in 1921 Oorspronkelijk Duits bedrijfOorspronkelijk Duits bedrijf KROHNE Altometer DordrechtKROHNE Altometer Dordrecht

ISO9001 gecertificeerdISO9001 gecertificeerd Bijna 400 mensen werkzaamBijna 400 mensen werkzaam

4

OpdrachtomschrijvingOpdrachtomschrijving

Een systeem ontwikkelen, waarmee Een systeem ontwikkelen, waarmee flowmeters via een willekeurig flowmeters via een willekeurig Ethernet netwerk uitgelezen kunnen Ethernet netwerk uitgelezen kunnen wordenworden

Meetwaarden uitlezen en opslaan op Meetwaarden uitlezen en opslaan op PCPC

Real-time (geen meetwaarden missen)Real-time (geen meetwaarden missen) Meetwaarden tonen in webpaginaMeetwaarden tonen in webpagina

5

De FlowmeterDe Flowmeter

6

De FlowmeterDe Flowmeter Meet vloeistof- of gasstroom (debiet)Meet vloeistof- of gasstroom (debiet) Verschillende meetprincipesVerschillende meetprincipes

UltrasoonUltrasoon ElektromagnetischElektromagnetisch

Bestaat uit twee onderdelenBestaat uit twee onderdelen OpnemerOpnemer SignaalconvertorSignaalconvertor

ToepassingenToepassingen WaterindustrieWaterindustrie (Petro) Chemische industrie(Petro) Chemische industrie DrankenindustrieDrankenindustrie

7


Signaalconvertor modulair opgebouwdSignaalconvertor modulair opgebouwd BehuizingBehuizing BackplaneBackplane InsteekkaartenInsteekkaarten

VoedingskaartVoedingskaart Sensor specifiek (ultrasoon, Sensor specifiek (ultrasoon,

elektromagnetisch…)elektromagnetisch…) I/O (bijvoorbeeld pulsuitgang, CAN bus…)I/O (bijvoorbeeld pulsuitgang, CAN bus…)

Display met bedieningspaneelDisplay met bedieningspaneel Onderdelen communiceren via GDC Onderdelen communiceren via GDC

busbus

8


9


10


11


GDC busGDC bus General Device ConceptGeneral Device Concept KROHNE specifiekKROHNE specifiek Object georiënteerdObject georiënteerd Token bus (Virtuele ring) Token bus (Virtuele ring) 9 bits data (voordeel korte berichten)9 bits data (voordeel korte berichten) Baudrate 28k8Baudrate 28k8 Verschil tussen real-time berichten Verschil tussen real-time berichten

(meetwaarden) en andere berichten (meetwaarden) en andere berichten (niet kritisch)(niet kritisch)

12

Het EtherFlow systeemHet EtherFlow systeem Flowmeter kan verbonden worden aan willekeurig Flowmeter kan verbonden worden aan willekeurig

Ethernet netwerkEthernet netwerk Vertaalt de interne GDC communicatie naar Vertaalt de interne GDC communicatie naar

datapakkettendatapakketten Datapakketten worden via Ethernet verstuurdDatapakketten worden via Ethernet verstuurd Windows applicatie verwerkt en toont de data, Windows applicatie verwerkt en toont de data,

eventueel opslaaneventueel opslaan Meetwaarden uit te lezen via webpagina Meetwaarden uit te lezen via webpagina Bestaat uit hardware en softwareBestaat uit hardware en software

Insteekkaart met microcontrollerInsteekkaart met microcontroller Microcontroller softwareMicrocontroller software Windows applicatieWindows applicatie WebpaginaWebpagina Uitbreiding van bedieningsmenu flowmeter (display)Uitbreiding van bedieningsmenu flowmeter (display)

13

Het EtherFlow systeemHet EtherFlow systeem

Flowmeter

OpnemerSignaal

Convertor

Metingen

EtherFlowHardware

GDC

EtherFlowSoftware

Ethernetnetwerk

TCP TCP

EtherFlow systeem

I/O insteekkaart Windows applicatieWebpagina

14

De EtherFlow HardwareDe EtherFlow Hardware I/O insteekkaart voor in signaalconvertor I/O insteekkaart voor in signaalconvertor

ontwikkeldontwikkeld Voegt Ethernet functionaliteit toe aan de Voegt Ethernet functionaliteit toe aan de

flowmeterflowmeter Verbonden met GDC bus en backplaneVerbonden met GDC bus en backplane Gebaseerd op Atmel ontwikkelbord met ARM7 Gebaseerd op Atmel ontwikkelbord met ARM7

microcontrollermicrocontroller 32 bits ARM7 microcontroller32 bits ARM7 microcontroller RISC architectuurRISC architectuur Geïntegreerde Ethernet controllerGeïntegreerde Ethernet controller

Schema’s ontwikkeld in OrcadSchema’s ontwikkeld in Orcad Printplaat ontwikkeld in Ultiboard (4 lagen)Printplaat ontwikkeld in Ultiboard (4 lagen) Programmeren van microcontroller met JTAGProgrammeren van microcontroller met JTAG

15

De EtherFlow HardwareDe EtherFlow Hardware

GDC Connector

ARM7Microcontroller

Backplane Connector

JTAGConnector

Diverse I/O

16

De EtherFlow HardwareDe EtherFlow Hardware

FunctionaliteitenFunctionaliteiten Ethernet 10/100MbpsEthernet 10/100Mbps Real-Time ClockReal-Time Clock 2 RS232 poorten2 RS232 poorten SD-kaart connectorSD-kaart connector Diverse in- en uitgangen (CAN, TWI/IDiverse in- en uitgangen (CAN, TWI/I22C, C,

USB, LCD scherm)USB, LCD scherm) Ethernet signaal via backplane naar Ethernet signaal via backplane naar

“buitenwereld”“buitenwereld”

17

De EtherFlow SoftwareDe EtherFlow Software

Software voor de ARM 7 Software voor de ARM 7 microcontrollermicrocontroller Geschreven in CGeschreven in C Open-source besturingssysteem (Nut/OS) Open-source besturingssysteem (Nut/OS)

en TCP stack (Nut/NET)en TCP stack (Nut/NET) Verwerking van GDC communicatieVerwerking van GDC communicatie TCP Server / DatapakkettenTCP Server / Datapakketten WebserverWebserver Zorgt voor IP en MAC adres voor Zorgt voor IP en MAC adres voor

insteekkaartinsteekkaart Opgedeeld in threads (taken)Opgedeeld in threads (taken)

18

De EtherFlow SoftwareDe EtherFlow SoftwareFlowmeter

Interrupt routine

Data (GDC)

Dataopslag

Data

Windows applicatie

TCPServer

Connectie

TCPSend

Data

Bericht ontvangen

TCPDatapakket

Webbrowser

HTTPServer

AanvraagWebpagina

Data

Data Reset

Connectie

Data Reset

Data

TCP Berichten

Webpagina

19

De EtherFlow SoftwareDe EtherFlow Software Windows applicatieWindows applicatie

Geschreven in C, m.b.v. Microsoft Visual C++Geschreven in C, m.b.v. Microsoft Visual C++ Verwerkt de TCP DatapakkettenVerwerkt de TCP Datapakketten Toont de ontvangen data in schermenToont de ontvangen data in schermen Mogelijk om ontvangen data op te slaan in Mogelijk om ontvangen data op te slaan in

bestandbestand Mogelijk om berichten te versturen naar GDC Mogelijk om berichten te versturen naar GDC

bus (bijvoorbeeld reset)bus (bijvoorbeeld reset) Connectie met meerdere flowmeters mogelijkConnectie met meerdere flowmeters mogelijk Opgedeeld in threadsOpgedeeld in threads

20

De EtherFlow SoftwareDe EtherFlow SoftwareGebruiker

HoofdThread

Menu keuze

ConnectThread

Connect

EtherFlowInsteekkaart

Connectie

CollectThread

TCP Datapakket

Start

Bestand

DisplayThread

Data(meetgegevens)

Data Opslaan

Data

21


Flowmeter menu’s toegevoegd aan Flowmeter menu’s toegevoegd aan displaydisplay

Instellingen uitlezen en wijzigen van Instellingen uitlezen en wijzigen van EtherFlow systeemEtherFlow systeem Software versieSoftware versie MAC adresMAC adres IP adres / Gateway / Net MaskIP adres / Gateway / Net Mask Tijd / DatumTijd / Datum

Uitlezen / wijzigen via GDC busUitlezen / wijzigen via GDC bus

22


Gebruiker DisplayEtherFlow

insteekkaart

Vraagt gegevens op Data aanvraag (GDC)

Data antwoord (GDC)Toont gegevens

23

ConclusieConclusie Systeem ontwikkeld om flowmeters aan een Systeem ontwikkeld om flowmeters aan een

Ethernet netwerk te koppelenEthernet netwerk te koppelen Ethernet functionaliteit wordt toegevoegd Ethernet functionaliteit wordt toegevoegd

door plaatsen van insteekkaart in flowmeterdoor plaatsen van insteekkaart in flowmeter Meetgegevens kunnen met Windows Meetgegevens kunnen met Windows

applicatie getoond en opgeslagen wordenapplicatie getoond en opgeslagen worden Windows applicatie kan berichten op GDC Windows applicatie kan berichten op GDC

bus plaatsenbus plaatsen Meetgegevens kunnen getoond worden in Meetgegevens kunnen getoond worden in

webpaginawebpagina EtherFlow systeem is real-timeEtherFlow systeem is real-time Instellingen uitlezen / wijzigen m.b.v. displayInstellingen uitlezen / wijzigen m.b.v. display

24

DemonstratieDemonstratie

25

Vragen/opmerkingen?Vragen/opmerkingen?

afstudeerproject

Documents