Design of a detector control system (DCS) for nuclear ınstrumentation in experimental particle physics
Deneysel parçacik fiziğinde nükleer enstrümantasyon için dedektör kontrol sistemi (DCS) tasarimi
- Tez No: 986318
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ANDREW JOHN BEDDALL
- 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: İstinye Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, laboratuvar ölçekli parçacık fiziği deneyleri için tasarlanmış modüler ve IoT entegrasyonlu bir Dedektör Kontrol Sistemi (DCS) mimarisini sunmaktadır. Sistem; yüksek gerilim (HV) ve düşük gerilim (LV) güç kaynakları, gaz düzenleme üniteleri ve sensör dizileri gibi alt bileşenlerin sürekli çevresel izlenmesini, gerçek zamanlı veri toplamasını ve otomatik kontrolünü sağlamaktadır. SCADA tabanlı platformlar, büyük ölçekli deneylerde yaygın şekilde kullanılmakla birlikte, ölçeklenebilirlik, esneklik ve uyarlanabilirlik açısından sınırlamalar içermektedir. Bu kısıtları aşmak amacıyla, bu çalışmada modern iletişim protokolleri ve konteyner tabanlı yazılım teknolojilerinden faydalanan hafif ve açık kaynaklı bir kontrol altyapısı önerilmektedir. Önerilen mimari; HV/LV kontrol arayüzleri, veri toplama modülleri ve çevresel sensörleri, MQTT ile mesajlaşma, InfluxDB ile zaman serisi veri depolama, Grafana ile gerçek zamanlı görselleştirme ve Node-RED ile akış tabanlı otomasyon sağlayan birleşik bir yazılım katmanı aracılığıyla bütünleştirmektedir. Docker konteyner teknolojisi sayesinde modüler kurulum ve sistem taşınabilirliği sağlanmaktadır. Kontrol ve veri iş akışlarını birden fazla alt sistemde birleştiren bu yapı; gerçek zamanlı gözetim, anomali tespiti ve dinamik sistem yeniden yapılandırmasını desteklemektedir. Sistem, mevcut laboratuvar ihtiyaçları için sağlam, ölçeklenebilir ve maliyet etkin bir temel sunarken, gelecekte daha geniş deneysel platformlarla entegrasyon için de uygun bir zemin oluşturmaktadır. Sunulan çalışma mimari tasarım ve yazılım düzeyindeki uygulamalara odaklanmakta; fiziksel entegrasyon ve sistem doğrulama süreci, yürütülmekte olan TÜBİTAK 1005 projesi kapsamında ilerleyen bir geliştirme aşamasında gerçekleştirilmek üzere planlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
This study presents the design of a modular, IoT-integrated Detector Control System (DCS) architecture tailored for laboratory-scale particle physics experiments. The system enables continuous environmental monitoring, real-time data acquisition, and automated control of subsystems, including high-voltage (HV) and low-voltage (LV) power supplies, gas regulation units, and sensor arrays. While SCADA-based platforms are commonly employed in large-scale experiments, they often present limitations in scalability, flexibility, and adaptability. To overcome these constraints, this work proposes a lightweight, open-source control framework that leverages modern communication protocols and containerized software technologies. The proposed architecture integrates HV/LV control interfaces, data acquisition modules, and environmental sensors through a unified software layer built on MQTT for messaging, InfluxDB for time-series data storage, Grafana for real-time visualization, and Node-RED for flow-based automation. Modular deployment and system portability are achieved using Docker containerization. The system supports real-time supervision, anomaly detection, and dynamic system reconfiguration by unifying control and data workflows across multiple subsystems. It provides a robust, scalable, and cost-effective foundation for current laboratory needs and future integration with broader experimental platforms. Although the presented work focuses on architectural design and software-level implementation, physical integration and system validation are planned as part of a future development phase supported under the scope of an ongoing TÜBİTAK 1005 project.
Benzer Tezler
- OPC UA-based improvement strategies in detector control anddetector safety systems
Dedektör kontrol ve dedektör güvenlik sistemlerinde OPC UA tabanlı iyileştirme stratejileri
KADİR YAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTürk-Alman ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZİYA CİHAN TAYŞİ
- Bir boya robotunun tasarımı, kontrolu ve işletmesi
Design and control of a sproy painting robot
ŞENİZ FIÇICI
- Otomatik kazanç kontrol sistemi için kazancı ayarlanabilen kuvvetlendirici tasarımı
Variable gain amplifier design for automatic gain control systems
ALİ DOĞUŞ GÜNGÖRDÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİL BANU TARIM
- Çift band wimax adaptif güç yükselteci tasarımı
Dual band wimax adaptive power amplifier design
BİLGE ŞENEL
Doktora
Türkçe
2018
Mühendislik BilimleriSüleyman Demirel ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUD KAHRİMAN
- Digital oil refinery: Utilizing real-time analytics and cloud computing over industrial sensor data
Başlık çevirisi yok
ATHAR KHODABAKHSH
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÖzyeğin ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL ARI