kl huynh vinh huy 910592d

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN Đề tài: Giảng viên hướng dẫn: Th Sĩ: HỒNG MINH TRÍ Sinh viên thực hiện: HUỲNH VINH HUY Lớp: 09DD3N MSSV: 910592D Khóa: 09 TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời chúc sức khỏe đến toàn thể giảng viên khoa Điện – Điện Tử, đến thầy HOÀNG MINH TRÍ nhiệt tình hướng dẫn em hồn thành luận văn tốt ngiệp Em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc đến Thầy HỒNG MINH TRÍ giúp đỡ em chọn đề tề phù hợp với khả học tập mình, hướng dẫn em nhiệt tình để có luận văn hồn chỉnh Em gửi lời cám ơn đến thầy cô khoa Điện – Điện tử giúp đỡ, hướng dẫn, giảng dạy tạo điều kiện cho em hoàn thành xong chương trình khóa học cung cấp cho em kiến thức để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè khích lệ, động viên hỗ trợ tinh thần kiến thức suốt năm học tập trường Và cuối em chân thành cám ơn đến trường TÔN ĐỨC THẮNG tạo điều kiện cho em có đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực HUỲNH VINH HUY LỜI NÓI ĐẦU Nền công nghiệp giời đà phát triển vượt bậc ngày hồn thiện Trong vấn đề tụ động điều khiển đặt lên hàng đầu q trình nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ vào q trình sản xuất Nó địi hịi khả xử lý, mức độ hồn hảo, xác hệ thống sản xuất ngày cao hơn, để dáp ứng nhu cầu số lượng, chất lượng, thẫm mỹ ngày cao xã hội Sự xuất máy tính vào năm đầu thập niên 60, hổ trợ người làm việc tốt nhiều lĩnh vực từ kinh tế, y tế, giáo dục, quốc phòng đến nhiều lĩnh vực khác nhu hàng khơng, vũ trụ Với địi hỏi người, nhà nghiên cứu không dừng lại Nhiều thiết bị, phần mềm đời chun phục vụ cho ngành cơng nghiệp, tính ưu việt nâng cao Một thiết bị phải kể đến chip xử lý Kỹ thuật vi xử lý ưu việt trở nên cần thiết ngành điện tử, thay thiết bị có cấu tạo phức tạp thành đơn giản Ứng dụng vi xử lý rộng rải từ máy móc quan trọng cơng nghiệp đến thiết bị chuyên dùng Cùng với kỹ thuật vi xử lý, cảm biến đời nhằm đáp ứng đòi hòi ngày cao người phát minh tiến cao bậc người Xuất phát từ thực tế nhiều điều kiện khách quan khác “ CÂN LƯU LƯỢNG ” chọn làm đề tài dồ án tốt ngiệp Ứng dụng mơ hình rộng rãi q trình sản xuất Do hạn chế thời gian, kinh nghiệm thực tế, vừa tìm hiểu, vừa học hỏi trình thực hiện, nên khơng thể tránh khỏi thiếu xót Rất mong đóng góp ý kiến quý báo thầy bạn để đề tài hồn thiện Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2010 Sinh viên thực Huỳnh Vinh Huy CHƯƠNG I DẪN NHẬP TÓM TẮT LUẬN VĂN Mơ hình cân lưu lượng ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp, trình sản xuất Cân lưu lượng ở nhiều dạng như: chất có dạng tinh bột, chất có dạng hóa lỏng … Trước tiên cần xác định cụ thể cân lưu lượng cần thành phần xử lý nào, điều khiển động vận hành thông qua PLC PIC Ở để thuận tiện việc tự nghiên cứu., em dùng PIC Sau lựa chọn PIC để phù hợp với loại mã hóa có tích hợp hay khơng tích hợp Bộ ADC đóng vai trị quan trọng việc chuyển đổi liệu từ khối lượng thực tại, tới xử lý xuất Vole Dựa vào VB ta quan sát kiểm tra vận tốc độ băng chuyền, khối lượng thực băng chuyền có mức điều chỉnh phủ hợp CHƯƠNG II TÌM HIỂU ĐỀ TÀI GIỚI THIỆU VỀ PIC 18F452 I TỔNG QUAN VỀ PIC 18F452 PIC bắt nguồn từ chữ viết tắt "Programmable Intelligent Computer" (Máy tính khả trình thơng minh) sản phẩm hãng General Instruments đặt cho dòng sản phẩm họ PIC1650 Lúc này, PIC1650 dùng để giao tiếp với thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16bit CP1600, vậy, người ta gọi PIC với tên "Peripheral Interface Controller" (Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi) CP1600 CPU tốt, lại hoạt động xuất nhập, PIC 8-bit phát triển vào khoảng năm 1975 để hỗ trợ hoạt động xuất nhập cho CP1600 PIC sử dụng microcode đơn giản đặt ROM, mặc dù, cụm từ RISC chưa sử dụng thời bây giờ, PIC thực vi điều khiển với kiến trúc RISC, chạy lệnh chu kỳ máy (4 chu kỳ dao động) Năm 1985 General Instruments bán phận vi điện tử họ, chủ sở hữu hủy bỏ hầu hết dự án - lúc lỗi thời Tuy nhiên PIC bổ sung EEPROM để tạo thành điều khiển vào khả trình Ngày nhiều dòng PIC xuất xưởng với hàng loạt module ngoại vi tích hợp sẵn (như USART, PWM, ADC ), với nhớ chương trình từ 512 Word đến 32K Word Họ vi điều khiển PIC dsPIC hãng chế tạo sản xuất với công nghệ đại, phù hợp cho ứng dụng đơn giản phức tạp Đặc biệt ngồi ngơn ngữ lập trình assembler MCU khác, người dùng lập trình PIC ngơn ngữ C quen thuộc thông qua phần mềm hỗ trợ ( PIC18C ; CCS C ;…….) PIC phân chia thành loại dựa vào kích thước tập lệnh chúng: -Dịng PIC nhỏ(Low-End PIC): với lệnh có chiều dài 12bit, với khoảng 35 dòng lệnh Với loại PIC:10, 12, 14, 16 -Dòng PIC trung(Middle-Range PIC): với lệnh có chiều dài 14bit, với khoảng 59 dịng lệnh Với loại PIC: 18 -Dòng PIC cao cấp (High-End PIC): với lệnh có chiều dài 16bit,với khoảng 70 dịng lệnh Với loại PIC: 24, dòng dsPIC II CẤU TRÚC VỀ PIC PIC loại vi điều khiển cao cấp khác, PIC xây dựng theo kiến trúc HardVard, nhớ liệu nhớ chương trình tách biệt Do CPU truy xuất đồng thời nhớ chương trình nhớ liệu Khác với loại chip xây dựng theo mơ hình Voneuman cổ điển, kiến trúc mơ hình Vonneuman nhớ chương trình nhớ liệu chung khối, điều gây bất lợi trình xử lý CPU PROGRAM MEMORY CPU DATA MEMORY Mơ hình kiến trúc Hard Vard III GIỚI THIỆU VỀ PIC 18F452 KHÁI QUÁT: 18f452 có 32KB( flash), 1536 bytes nhớ liệu RAM 256 bytes (EEPROM) • ngõ capture/ compare/ PMW • timer 8bits, timer 16bits • Hoạt động tầm – 5.5VDC tần số 40MHZ (max) • Bộ chuyển ADC có kênh, 10bit Khái quát chân vi điều khiển: Vị trí chân: Vị trí chân 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Mô tả MCLR/VPP RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREFRA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI RA5/AN4/SS/LVDIN RE0/RD/AN5 RE1/WR/AN6 RE2/CS/AN7 VDD VSS OSC1/CLKIN OSC2/CLKO/RA6 RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RC4/SDI/SDA 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 IV RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7 VSS VDD RB0/INT0 RB1/INT1 RB2/INT2 RB3/CCP2 RB4 RB5/PGM RB6/PGC RB7/PGD LOADCELL: BCA-50L Các thông số loadcell: Rate load Rate Output Input Resistance Output Resistance Recommened excitation Max.Excitation Zero Balance Insulation Resistance Cable Compensated Tmep Range Operating Temp Range Thermal Zero shift Thermal Sense shift Non – Linearity Hysteresis Non-Repeatability Creep ( 30min) Safety Overload 50kgf 2000mv/ v ± 10% 400 ± 20 Ω 350±3.5Ω 10V 15V 2000MΩ Ø 5mm, 24cm -10ºC ~ 40ºC -20ºC ~ 70ºC < 0.028 % R.0 /10ºC < 0.015 % R.0./10ºC < 0.030 % R.0 < 0.030 %R.0 < 0.010 %R.0 < 0.030 %R.0 < 150 %R.L CHƯƠNG III TÌM HIỂU VỀ VISUAL BASIC TỔNG QUAN VỀ VISUAL BASIC: Visual basic ngơn ngữ lập trình windows đời sớm nhất, thực sư tạo nên cách mạng công nghệ phần mềm, phát hành VB 1.0 vào năm 1991- ông Bill Gates - chủ tịch tập đoàn Microsopft gọi VB sản phẩm “ đáng nể ” nhân vật nội tiếng khác không tiếc lời khen ngợi cơng cụ lập trình trực quan Nếu thực thích thú chuyển từ việc sử dụng hệ điều hành MSDOS sang Windows ta dễ hiểu lời khen Trước đây, làm việc mơi trường DOS, khơng người cảm thấy thực khó khăn với việc phải nhớ câu lệnh để nhập vào từ dấu nhắc DOS Windows giải khó khăn cho người dùng cách sử dụng giao diện đồ họa với nút lệnh, hợp thoại chuẩn, menu để chọn lựa Tuy nhiên trước VB đời để tạo ứng dụng Windows, lập trình viên phải tốn nhiều thời gian, công sức để tạo giao diện cho chương trình Chỉ có việc tạo nút lệnh phải dùng đến hàng trăm dòng mã Với VB, công việc tạo giao diện trở nên dễ dàng Chỉ có vài thao tác click – Drap đơn giản , ta bổ sung vào cửa sổ trống lệnh đơn hộp văn bản, nút lệnh tùy chọn Sauk hi tạo giao diện xong cơng việc ta viết mã lệnh ( gọi điều khiển: control ) Như với Vb nói việc tạo giao diện ứng dụng đảm nhận VB cho phép ừng dụng tạo lien kết với ứng dụng Windows khác dễ dàng, cho phép dễ dàng tạo ứng dụng thiên quản lý liệu mạng TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP DÙNG VB Do phát triển ngày tăng ứng dụng truyền thông thông qua cổng nối tiếp ngày tăng, từ phiên VB 4.0, điều khiển truyền thơng hồn chỉnh để sử dụng cho việc lập trình ghép nối máy tính qua cổng nối tiếp Trong phần ta tìm hiểu điều khiển a Điều khiển truyền thơng: Bình thường chạy phần mềm VB ta thấy số thành phần quen thuộc hộp công cụ Nhưng Vb cho phép nhiều thành phần bổ sung thêm vào Điều khiển truyền thông Mscomm VB số đối tượng bổ xung để tham gia vào số việc truyền nhận liệu qua cổng nối tiếp CHƯƠNG V THI CÔNG PHẦN CỨNG I CÁC SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ SƠ ĐỒ KHỐI SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: Loadcell Máy tính Nguồn 24VDC Kít điều kiển : 18f452 Động Cầu H Encoder Khối điều kiển: Khối chấp hành kl đặt SƠ ĐỒ KHỐI LOADCELL: Phần tử chấp hành BĐK đầu cân Bàn cân loadcell SƠ ĐỒ MẠCH : • Mạch cầu H: DIODE BRIDGE 10A D1 ~ SW1 J1 + - 24VDC SW MAG-SPST/SM 24AC R1 1K5 ~ C1 CAP D8 24 GND J2 5VDC 15VDC GND1 5VDC J3 15VDC GND1 pt chấp hành 5VDC 15VDC 5VDC 15VDC 5VDC 15VDC 5VDC 15VDC 16 14 12 10 ISO1 R6 D11 5VDC GND1 R4 R5 220R 220R R21 RESISTOR 11 13 R23 RESISTOR 220R R7 D12 GND1 15VDC 680R 15 R2 D9 GND1 680R R3 D10 2 15 TLP 521 GND1 J4 control 680R 24VDC R9 D2 D3 9540 9540 R8 Q4 100K Q3 R10 IRF 9540 100K IRF 9540 C2 R13 0.1/5W 0.1/5W Q6 R11 104 Q5 D1062 D1062 R14 MG1 1K 1K R12 R15 0.1/5W 0.1/5W MOTOR DC GND GND Q2 D5 R17 IRF 540 540 D4 Q1 R19 IRF 540 540 R16 R18 100R 100K 100K 100R R20 0.1R/10W GND • Mạch giao tiếp: J2 C1 C2 C CONNECTOR DB9 R1IN T1OUT T2OUT R2IN CON2 R1OUT T1IN R2OUT T2IN C1+ C1C2+ C2- 4.7uf MAX232A/SO 12 11 J1 10 C3 V+ GND 13 14 15 VCC U2 P1 16 V- 4.7uf C4 4.7uf CON2 • Mạch xử lý: VCC D1 J1 R13 R3 10K LED 12V R 5V U1 RESET C3 R4 J2 R5 2K + 0.1uF LOADCELL VCC C2 osc1 osc2 osc1 Y1 22P 20MHZ osc2 C1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22P MCLR RA0 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 RE0 RE1 RE2 VDD VSS OSC1 OSC2 RC0 RC1 RC2 RC3 RD0 RD1 RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0 VDD VSS RD7 RD6 RD5 RD4 RC7 RC6 RC5 RC4 RD3 RD2 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 U2 R R12 J5 R 12V 4N35 R6 U3 R11 CAU H VCC R R 4N35 12V J6 18f 4431 12V • Mạch khuyết đại: R2 RESISTOR VAR J1 U1 R6 R R10 + LM741 - DX 12V R J3 R8 R1 R R3 R RESISTOR VAR LOADCELL J2 U3 R9 + R LM741 - R R4 R + U2 R5 LM741 - R7 R OUT II THI CÔNG PHẦN CỨNG: III GIAO DIỆN VISUAL BASIC Code chương trình: ƒ Kết nối với máy tính: Private Sub cmdketnoi_Click() On Error Resume Next gt.Settings = "28800,N,8,1" tốc độ 28,8 k gt.CommPort = gt.RThreshold = gt.PortOpen = True gt.InputLen = cmddung.Enabled = True ‘Khi chưa kết nối nút bấm cmdtien.Enabled = True ‘chưa kích hoạt , chống cmdlui.Enabled = True ‘lỗi cho chương trình cmdchay.Enabled = True cmdclr_ecd.Enabled = True cmd_dungvitri.Enabled = True lab_trangthai.Caption = "da ket noi !"‘hiển thị góc , phải End Sub ƒ Khởi tạo giá trị ban đầu Private Sub Form_Load() Timer1.Interval = 10 ‘ngắt lần là10ms Timer1.Enabled = True ‘kích hoạt timer Timer2.Interval = 10 Timer2.Enabled = False ‘cấm timer P = 0.282 ‘Các thông số PID D = 1.125 ‘Các giá trị tìm i = 0.0187 ‘PP Zeigler-Nichols intvt = thu_tu = trang_thai = End Sub ƒ Xử lý kiện timer1, timer2: Private Sub Timer1_Timer() Dim D_tong As Double Dim tong As Double Dim i As Integer D_tong = ht - ht_p D_tt = D_tong ht_p = ht tong = For i = 20 To Step -1 d_p(i) = d_p(i - 1) tong = tong + d_p(i) Next ‘lấy vận tốc tức thời cho PID ‘lấy tổng giá trị vận tốc 0.2s d_p(1) = D_tong tong = tong + d_p(1) D_tong = tong / 20 ‘ lấy giá trị trung bình , xử lý nhấp D_tong = D_tong * 10 ‘ nháy labvantoc = Format(D_tong, "0000.00") ‘Cho giá trị đứng yên trênGD End Sub Private Sub Timer2_Timer() Static g As Integer Dim e As Double Dim v As Integer dblvitridat = Val(txtvitri) * 400 e = ht – dblvitridat ‘Lấy sai số cho PID v = PID(e, e_p) ‘lấy vận tốc từ PID Call chay(v) e_p = e If e = Then g=g+1 Else g=0 End If If g = 30 Then Timer2.Enabled = False ’nếu vị trí vịng End Sub ‘0.3s dừng chức lại CHƯƠNG V CÁC LƯU ĐỒ VÀ CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH I Các lưu đồ giải thuật: Chương trình Visual Basic: GIAO ĐIỆN: - Hiển thị - Nhận lệnh Vi điều kiển XỬ LÝ : - Ngắt timer để thực đk, xuất kết GIAO TIẾP VXL: - Nhận đữ liệu từ vxl - Truyền lệnh tới Sơ đồ giải thuật Begin Giao tiếp máy tính Nhận lệnh từ máy tính Động Điều rộng xung Bộ điều chỉnh Analog LOADCELL Khối lượng MỤC LỤC trang số Nội dung Lời cảm ơn Lời nói đầu Chương Tóm Chương Tìm tắt luận văn hiểu đề tài 4.1 PIC 18f452 4.2 18f452 4.3 đồ chân PIC 18f452 4.4 50L Tổng quan Cấu trúc Pic Giới thiệu so Loadcell : BCA- hiểu Visual Basic Chương Tìm 10 Chương Giới thiệu Encoder Động 6.1 6.2 công phần cứng 7.1 nguyên lý sơ đồ khối • • Loadcell • 7.2 cứng mơ hình Encoder 17 Động 18 Chương Thi Các sơ đồ 23 Sơ đồ nguyên lý 23 Sơ đồ khối 24 Sơ đồ mạch 24 Thi công phần 28 7.3 basic 7.4 chương trình • trình Visual Basic • Giao diện visual 30 Các lưu đồ 34 Lưu đồ chương 34 Lưu đồ giải thuật 35 Các tài liệu tham khảo Mạch điện điện tử - Tác giả Lê Tiến Thường - Nhà xuất đại học quốc gia TPHCM 2004 Microsoft VisualBasic Lập trình sở liệu 6.0 – Nguyễn Thị Ngọc Mai ( chủ biên) – Nhà xuất lao động xã hội Hướng dẫn sử dụng Orcard 9.0 – th Sĩ Nguyễn Việt Hùng, Kỹ sư Nguyễn Phương Quang, kỹ sư Phạm Quang Huy – Nhà xuất lao động xã hội ... thành cám ơn đến trường TÔN ĐỨC THẮNG tạo điều kiện cho em có đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực HUỲNH VINH HUY LỜI NÓI ĐẦU Nền công nghiệp giời đà phát triển vượt bậc ngày hồn thiện Trong vấn đề tụ... ý kiến quý báo thầy bạn để đề tài hồn thiện Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2010 Sinh viên thực Huỳnh Vinh Huy CHƯƠNG I DẪN NHẬP TÓM TẮT LUẬN VĂN Mơ hình cân lưu lượng ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp,