MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 2 Chương 1 3 TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN ĐO MỨC 3 1.1.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO MỨC 3 1.2.CÁC LOẠI CẢM BIẾN ĐO MỨC 5 Chương 2 10 XÂY DỰNG MODULE GHÉP NỐI MÁY TÍNH ĐO MỨC ĐA KÊNH 10 2.1.SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG ĐO MỨC 10 2.2.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 13 Chương 3 23 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 23 3.2.CHƯƠNG TRÌNH TRÊN VB 24 KẾT LUẬN LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay sự phát triển của kĩ thuật ghép nối máy tính đã mở rộng đáng kể các lĩnh vực ứng dụng của máy tính, đặc biệt trong đo lường và điều khiển. Trong công nghiệp các hệ thống tự động điều khiển quá trình cần có sự kiểm tra và giám sát hoạt động của hệ thống. Kết hợp giữa các phần mềM lập trình như C, C++, Visual C, Visual Basic … với các môdul ghép nối ta có thể quan sát, điều khiển được quá trình hoạt động của hệ thống. Được sự hướng dẫn của thầy TRẦN SINH BIÊN em đã hoàn thành bài tập môn điều khiển sản xuất máy tính với đề bài thiết kế trung tâm đo mức đa kênh (tương tự ,số) ghép nối mạng theo tiêu chuẩn công nghiệp RS485,xây dựn modul giám sát điều khiển dùng chuẩn RS232.Do kiến thức và thời gian có hạn nên bài làm còn nhiều hạn chế và chưa thực sự được như mong muốn của bản thân. Rất mong được sự nhận xét chỉ bảo của thầy cô và các bạn để bài tập của em được hoàn thiện hơn.Em xin chân thành cảm ơn! Hải phòng,11/2011 Sinh viên :HOÀNG THỊ LOAN Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN ĐO MỨC 1.1.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO MỨC Trong thời đại công nghiệp hiện nay,việc xác định mức chất lưu là vô cùng quan trọng. Khi mà con người không thể đo đạc trực tiếp và thực hiện một cách liên tục thì công việc đó lại càng trở nên cần thiết.Mục đích của việc đo và phát hiện mức chất lưu là xác định mức độ hoặc khối lượng chất lưu trong các bình chứa.Có hai dạng đo: đo liên tục và xác định theo ngưỡng. + Khi đo liên tục, biên độ hoặc tần số của tín hiệu đo cho biết thể tích chất lưu còn lại trong bình chứa. + Khi xác định theo ngưỡng, cảm biến đưa ra tín hiệu dạng nhị phân cho biết thông tin về tình trạng hiện tại mức ngưỡng có đạt hay không. Có 3 phương pháp hay dùng trong kỹ thuật đo và phát hiện mức: + Phương pháp thuỷ tĩnh dùng biến đổi điện. + Phương pháp điện dựa trên tính chất điện của chất lưu. + Phương pháp bức xạ dựa trên sự tương tác giữa bức xạ và chất lưu. 1.1.1 Phương pháp thủy tĩnh. -Phương pháp thủy tĩnh dùng để đo mức chất lưu trong bình chứa.1.1.2 Các loại cảm biến thường dùng là phao cầu,phao trụ,cảm biến vi sai áp suất,loadcell… 1.1.2. Phương pháp điện Các cảm biến đo mức bằng phương pháp điện hoạt độn theo nguyên tắc chuyển đổi trực tiếp biến thiên mức chất lỏng thành tín hiệu điện dựa vào tính chất điện của chất lưu.Các loại cảm biến thường dùng là cảm biến độ dẫn và cảm biến điện dung 1.1.3.Phương pháp bức xạ Cảm biến bức xạ cho phép đi mức chất lưu mà không cần tiếp xúc với môi trường đo,ưu điểm này rất thích hợp khi đo mức ở điều kiện môi trường có nhiệt độ,áp suất cao hay môi trường có tính ăn mòn mạnh. Các loại cảm biến thường thấy là cảm biến từ giảo,cảm biến sóng siêu âm,cảm biến tia lazer,cảm biến mức radar. 1.2.CÁC LOẠI CẢM BIẾN ĐO MỨC 1.2.1 Đo mức dùng phao nổi kết hợp với biến trở Nguyên lý:Dưới tác dụng của trọng lực chất lỏng và không khí chiếc phao sẽ nổi trên bề mặt chất lỏng và dao động theo mức chất lỏng trong bình chứa.Khi mức chất lỏng thay đổi phao sẽ nâng lên hạ xuống làm thay đổi biến trở,tín hiệu áp lấy ra trên biến trở sẽ thay đổi tỷ lệ với mức chất lỏng,đo tín hiệu này sẽ suy ra mức chất lỏng. 1.2.2.Cảm biến áp suất để đo mức Loại này sử dụng một cảm biến áp suất vi sai để đo mức,bằng cách đo độ chênh lệch về áp suất ở đáy bình và áp suất tĩnh (áp suất của khoảng không khí trong bình chứa).Áp suất dưới đáy cột nước được tính theo công thức P= .h Trong đó là trọng lượng riêng của chất lỏng h là chiều cao cột chất lỏng 1.2.3.Cảm biến điện dung đo mức Cảm biến hoạt động dựa trên sự khác biệt hằng số điện môi giữa chất lưu và không khí. Điều kiện cần thiết để áp dụng phương pháp này là hằng số điện môi của chất lưu phải lớn hơn hằng số điện môi của không khí, thường là gấp đôi. Hằng số điện môi của không khí là khoảng 1.0,dầu có hằng số điện môi từ 1.8 đến 5; nước có hằng số điện môi ở giữa khoảng 50 đến 80. Khi mức chất lưu thay đổi thì điện dung cũng thay đổi tương ứng. C= Trong đó là hằng số điện môi của chất lỏng d là khoảng cách giữa các điện cực 1.2.4.Cảm biến siêu âm đo mức Nguyên lý:Đo khoảng thời gian từ lúc truyền sóng đến lúc nhận được sóng phản hồi để suy ra mức chất lỏng,sử dụng sóng ở dải tần 10kHz,tốc độ truyền 340m/s trong không khí ở 15 độ C. Chương 2 XÂY DỰNG MODULE GHÉP NỐI MÁY TÍNH ĐO MỨC ĐA KÊNH 2.1.SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG ĐO MỨC Thuyết minh : • Khối nguồn cung cấp cho toàn bộ hệ thống. • Khối cảm biến :Hai cảm biến tương tự và số được gắn trên bình chứa nước cần đo. +Cảm biến tương tự:Ở đây em dùng phao để đo mức nước.Phao sẽ được gắn với 1 biến trở,đọc giá trị điện áp trên điện trở để tính mức nước.(có thể sự dụng loại phao xăng của xe máy). +Cảm biến số: Trên bình em sẽ gắn 3 cảm biến on/off (công tắc hành trình) ở 3 vị trí 1,2,3.Với quy ước khi nước chưa qua cảm biến (ở dưới cảm biến và cảm biến [...]... thực hiện bài tập lớn của em đã đạt được một số vấn đề sau: -Nghiên cứu các loại cảm biến đo mức, tìm hiểu nguyên lý đo và một số loại cảm biến hiện có trên thị trường -Tìm hiểu một số chuẩn giao tiếp máy tính RS232 và RS485 ,xây dựng được modul đo mức 2 kênh ghép nối máy tính ứng dụng hai chuẩn này -Xây dựng được giao diện và chương trình giám sát và điều khiển trên phần mềm VisualBasic6.0 Tuy nhiên bài... khiển (Tin-Tout) của MAX232 sẽ chuyển đổi những mức điện áp TTL của các IC thành mức điện áp RS232 tương thích với máy tính Mức logic 1 phía bên RS232 sẽ mang điện áp âm,sau khi qua MAX232 sẽ mang áp dương tương ứng với mức logic 1 bên phía TTL và ngược lại .Mức logic 0 bên phía RS232 sẽ mang điện áp dương,sau khi qua MAX232 sẽ mang mức áp tương ứng với mức logic 0 bên phía TTL.Cách mắc các tự thực hiện... 2.2.Modul chuyển đổi tín hiệu RS232/ TTL MAX232 là IC gồm 2 bộ điều khiển và 2 bộ nhận có thể tạo ra mức điện áp theo chuẩn RS232 từ 1 nguồn đơn 5V nhờ việc kết nối những tụ điện bên ngoài.Điều này giúp việc giao tiếp các thiết bị bên ngoài với máy tính qua cổng COM trở nên dễ dàng hơn.Mỗi 1 bộ nhận (Rin- Rout) của MAX232 sẽ chuyển đổi mức điện áp RS232 của máy tính thành mức điện áp TTL tương thích với... qui định mức tín hiệu logic của 2 chuẩn này là khác nhau (RS232: ”1”=-3 đến -12V,”0”=3 đến 12V,RS485:”1” =-1.5 đến -5V,”0”=1.5 đến 5V) nên ta cần dùng một bộ chuyển chuẩn phù hợp mới có thể truyền thông với máy tính qua cổng COM • PC :giao diện Visual Basic để điều khiển chọn kênh và hiển thị mức nước đo về từ 2 kênh 2.2.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 2.2.1 .Module cảm biến Ở đây em sử dụng thêm vi mạch D36402R là vi... chuẩn RS232 với mục đích khắc phục những nhược điểm của chuẩn RS232 là đường truyền ngắn và dễ bị nhiễu,do chuẩn RS485 sử dụng phương pháp truyền hai dây vi sai do đó loại được nhiễu chung.Hơn nữa với chuẩn RS485 ta có thể ghép nối bus nhiều modul,khác với RS232 là kết nối điểm -điểm ,chỉ tối đa 2 thiết bị được giao tiếp với nhau,chuẩn RS485 cho phép ta mở rộng tới 32 thiết bị.Như vậy ta có thể xây dựng. .. truyền 2 dây cân bằng từ các modul qua SN75176BP chuyển thành tín hiệu TTL ,qua ngõ vào chân 11 của MAX232 rồi kết nối với máy tính qua cổng COM.R4,R5 là 2 điện trở phân cực,ngõ ra R có led hiện thị • Mạch truyền tín hiệu: Sơ đồ nguyên lý chuyển đổi tín hiệu TTL sang RS485 Chân DE được nối lên Vcc cho phép SN75176BP phát tín hiệu.Tín hiệu TTL từ ngõ ra chân 12 MAX232 qua SN75176BP chuyển đổi thành tín... bên máy tính nếu không bộ UART sẽ nhận những dữ liệu sai • Kênh tương tự: * Module nhận tín hiệu từ cảm biến tương tự Khi D36402R nhận 1 byte từ TxD nó sẽ cho DR ở mức cao đưa vào chân của ADC0804 để bắt đầu chuyển đổi A/D.Đổi xong tác động đưa vào nạp 8 bit đã đổi vào thanh ghi đệm truyền và truyền đi nối tiếp,đồng thời đưa vào làm xóa DR ngưng đổi cho đến khi có một byte mới vào RRI • Kênh số: *Module. .. những hệ thống đo từ nhiều modul riêng biệt mà ở đây em ứng dụng cho 2 kênh đo tương tự và số.Tất nhiên,tại một thời điểm chỉ có 2 thiết bị được giao tiếp với nhau,việc này được thực hiện bằng cách gán địa chỉ cho các slaver,và thiết bị đóng vai trò master sẽ gửi lệnh chọn địa chỉ,khi 1 slaver được chọn thì các slaver khác sẽ ở mức trở khác cao tách ra khỏi hệ thống +RS485 /RS232: Do qui định mức tín hiệu... SN75176 chuyển sang chuẩn RS485 và truyền về máy tính qua bộ chuyển đổi RS485 /RS232. Vận tốc truyền được xác định bởi tần số tín hiệu ở chân RRC và TRC,nhờ vi mạch chia tần HC4060 có thể thay đổi các tốc đọ khác nhau *Nhận:Khi một byte được truyền tới vi mạch 6402 từ TxD,chân DR sẽ chuyển mức 1,byte truyền tới được xuất ra song song ở RBR1-RBR8,muốn xóa DR ta cho ở mức 0 Các bit điều khiển:CLS1=1,CLS2=1(00:5bit,01:6... đường truyền: Việc kết nối này nhằm đảm bảo áp trên đường dây A,B khong dương quá 11,2V hay âm quá -6,2V.Nếu áp trên mỗi đường dây quá cao có thể gây nhiễu hay hư hỏng thiết bị • Sơ đồ nguyên lý mạch chọn kênh: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi từ RS485 sang RS232: Chương 3 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 3.1.SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN Bắt đầu Gửi địa chỉ chọn kênh 1 0 S S Kênh tương tự Kênh số Đ Đọc giá trị . 3 TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN ĐO MỨC 3 1.1.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO MỨC 3 1.2.CÁC LOẠI CẢM BIẾN ĐO MỨC 5 Chương 2 10 XÂY DỰNG MODULE GHÉP NỐI MÁY TÍNH ĐO MỨC ĐA KÊNH. 340m/s trong không khí ở 15 độ C. Chương 2 XÂY DỰNG MODULE GHÉP NỐI MÁY TÍNH ĐO MỨC ĐA KÊNH 2.1.SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG ĐO MỨC Thuyết minh : • Khối nguồn cung cấp