đề cương môn học điều khiển sản xuất tích hợp máy tính cho sihnh viên đại học các trường kĩ thuật .Môn học điều khiển sản xuất tích hợp máy tính . Trường đại học Hàng Hải Việt Nam khoa Điện Điện Tử............................................................................................................................................................................................................................
ĐỀ CƯƠNG SXTHMT Lí Thuyết Câu Trình bày cổng RS-232 (cấu trúc, đặc trưng điện, tốc độ truyền, khoảng cách, địa chỉ, truyền liệu) Nêu ví dụ ứng dụng cổng RS-232 /26 Câu Trình bày khe cắm ISA (cấu trúc, đặc trưng điện, tốc độ truyền, khoảng cách, địa chỉ, truyền liệu) Nêu ví dụ ứng dụng khe cắm ISA /46 Câu So sánh giao diện RS-232 ISA (cấu trúc, đặc trưng điện, tốc độ truyền, khoảng cách, địa chỉ, truyền liệu) Trong trường hợp sử dụng giao diện (Cả câu 1,2) -Giống nhau: +Dùng để trao đổi thơng tin máy tính với thiết bị bên +Tốc độ truyền tương đối lớn -Khác nhau: RS232 Tốc độ Các bit liệu gửi nối truyền tiếp đường dẫn Từ tốc độ ban đầu thiết lâp tốc độ truyền giá trị thông thường:300, 600, 1200, 2400,4800,9600bit/s Tốc độ truyền bị hạn chế chậm ISA Khoảng Khoảng cách truyền lớn khả cách truyền gây nhiễu nhỏ đáng kể dùng 1cổng song song Đặc trưng Có đường lối vào (1 ,2, 6, 8, điện 9) có đường lối (3,4,7) 1đường nối đất(7) Mức điện áp logic khoảng điện áp +15V -15V Mức logic nằm khoảng -3V->-15V, mức logic nằng khoảng +3V->+15V Trở kháng tải nhận mạch ISA Tốc độ truyền liệu đc quy định tốc độ đồng hồ cố định.Rãnh cắm ISA bus liệu 16bit nên có tốc dộ truyền lớn LPT Khoảng cách truyền nhỏ nối bus chuẩn có chứa dãy A B Trên dãy A có 20 địa (A0-A19), đường dẫn liệu (D0-D7), dãy B có chứa đường đãn ngắt (IRQO-IRQ7), đường cấp nguồn nuôi đường dẫn điều khiển khác, Phần rãnh cắm bổ sung bao gồm dãy C D, tín hiệu giữ nhịp phân giải nằm khoảng CLK 8,33mhz 3000m-7000m lối vào phân giải có điện dung< 2500pF Địa Ta có cổng nối tiếp từ COM1 Ta có bit địa mở rộng COM4 tương ứng với ISA 16 bit: Addr17: Addr 23 , địa là: COM1- 20 bit địa (A0 : A9) dùng 3F8(HEX), COM2-2F8(HEX), để truy cập nhớ ngoại vi COM3-3E8(HEX), COM4- sử dụng cho ISA bit 2E8 (HEX) Cấu trúc Trong thực tế cổng RS232 hay Phần đầu 62 chân, hàng 31 gọi cổng COM có hai chân dùng cho trao đổi liệu loại đầu nối DB-25 bit DB-9 Trong DB-25, có 25 Phần thứ gồm 36 chân, chân có sẵn sử dụng cho hàng 18 chân dùng hỗ trợ thêm nhiều ứng dụng, số cần trao đổi liệu 16 bit ứng dụng khơng sử dụng tồn 25 chân Vì vậy, đầu nối chân chế tạo để thuận tiện cho thiết bị kết nối với -Khi cần truyền tín hiệu xa dùng cổng RS232 Ứng dụng tiêu biểu card mở rộng ISA 16bit kể là: card vào/ra nối tiếp song song, card âm thanh, card mạng Câu 4: So sánh sơ đồ "Máy tính chế độ cố vấn cho q trình điều khiển" sơ đồ "Máy tính điều khiển trực tiếp" hệ thống điều khiển sản xuất tích hợp máy tính Nêu ví dụ thực tế hệ thống -Giống nhau: : thu nhập thông tin nguồn: thu nhập thôn tin hệ điều khiển trạng thái tín hiệu +Vi xử lý nhận thông tin từ khối thu nhập nguồng thơng tin, tín hiệu cố vấn từ máy tính sau xử lý thơng tin truyền đến người vận hành +Bàn điều khiển gồm nút ấn, tín hiệu điều khiển truyền đến khối logic truyền tới cấu điều chỉnh tín hiệu phù hợp với cấu điều chỉnh, hệ thống điều khiển tự động +Điều khiển logic: nhận thông tin từ khối thu thập nguồn thông tin để tạo tín hiệu điều khiển tương ứng phù hợp với cấu điều chỉnh +Hệ thống điều khiển tự động : nhận thông tin từ khối thu thập nguồn tin sau tác động điều chỉnh tạo tín hiệu điều khiển tương ứng phù hợp với cấu điều chỉnh làm việc chế độ tự động +Hệ thống điều khiển : đối tượng điều khiển -Khác nhau: Chức khối Máy tính Người vận hành Các cấu điều chỉnh Máy tính điều khiển trực tiếp Máy tính chế độ cố vấn Nhận thông tin từ khối thu nhập nguồn tin sau xử lý nguồn thơng tin để tạo tín hiệu phù hợp với cấu điều chỉnh để điều khiển trực tiếp cấu điều chỉnh Dựa vào thơng tin ‘cố vấn’ từ máy tính định đk việc tác động lên bàn đk , trường hợp thực nút ấn start ,stop Nhận tín hiệu truyền trực tiếp từ máy tính cấu điều chỉnh điều chỉnh tín hiệu tác động vào tín hiệu Nhận thơn gtin từ khối thu nhập nguồn tin đưa tín hiệu cố vấn cho việc điều khiển Dựa vào thông tin cố vấn từ máy tính để định đk việc tác động lên bàn đk Nhận tín hiệu truyền từ khối logic khối hệ thống điều khiển tự dộng cấu điều chỉnh điều chỉnh tín hiệu tác động vào tín để đk hệ thống hiệu để điều khiển hệ thống Ví dụ: Trong lĩnh vực lắp ráp bảng mạch, kiểm tra sản phẩm, thử nghiệm,… cánh tay robot công nghiệp thực tự động thơng qua điều khiển máy tính Cảm biến cánh tay robot (Hệ điều khiển) gửi tín hiệu (Thu thập nguồn thơng tin) cho Máy tính xử lý, thực điều chỉnh cần thiết (Các cấu điều chỉnh) đưa tín hiệu điều khiển ngược trở lại cánh tay robot dây chuyền sản xuất Người vận hành đóng vai trị giám sát khởi động hệ thống máy tính Câu So sánh sơ đồ "Máy tính chế độ cố vấn cho q trình điều khiển" sơ đồ "Máy tính trung tâm điều khiển" hệ thống điều khiển sản xuất tích hợp máy tính Nêu ví dụ thực tế hệ thống -Giống nhau: thu nhập thông tin nguồn: thu nhập thôn tin hệ điều khiển trạng thái tín hiệu +Vi xử lý nhận thơng tin từ khối thu nhập nguồn thơng tin, tín hiệu cố vấn từ máy tính sau xử lý thông tin truyền đến người vận hành +Bàn điều khiển gồm nút ấn, tín hiệu điều khiển truyền đến khối logic truyền tới cấu điều chỉnh tín hiệu phù hợp với cấu điều chỉnh, hệ thống điều khiển tự động +Cơ cấu điều chỉnh: Nhận tín hiệu truyền từ khối điều khiển logic khối hệ thống điều khiển tự động cấu điều chỉnh điều chỉnh tín hiệu tác động vào hệ thống điều khiển +Hệ thống điều khiển: đối tượng điều khiển -Khác nhau: Chức khối Máy tính chế độ cố vấn Máy tính trung tâm đk Máy tính Nhận thơn gtin từ khối thu nhập nguồn tin đưa tín hiệu cố vấn cho việc điều khiển Nhận thôn gtin từ khối thu nhập nguồn tin sau xử lý nguồn thơng tin truyền tín hiệu đến khối điều khiển logic đến khối hệ thống đk tự động, ngồi máy tính làm việc chế độ ‘cố vấn’ máy tính trung tâm đk hệ thống Điều khiển logic Nhận thông tin từ khối thu thập thông tin nguồn thông tin tín hiệu điều khiển từ bàn điều khiển để tạo tín hiệu điều khiển tương ứng phù hợp với cấu điều chỉnh Nhận thông tin đk từ máy tính ,nhận thơng tin từ khối thu thập thơng tin nguồn thơng tin để tạo tín hiệu đk tương ứng phù hợp với cấu điều chỉnh Hệ thống điều khiển tự động Nhận thông tin từ khối thu thập thơng tin sau tự động điều chỉnh tạo tín hiệu điều khiển tương ứng phù hợp với cấu điều chỉnh Thông tin từ máy tính khối thu nhập thơng tin sau tự động điều chirnh tạo tín hiệu điều khiển tương ứng phù hợp với cấu điều chỉnh Người vận hành Dựa vào thông tin cố vấn từ máy tính để định đk việc tác động lên bàn đk Dựa vào thông tin ‘cố vấn’ từ máy tính để định điều khiển việc tác động lên bàn điều khiển, trường hợp thực nút ấn start, stop Ví dụ: Smart Home có tích hợp máy tính làm trung tâm điều khiển Khi chủ nhà bước vào, cảm biến hồng ngoại (Hệ điều khiển) phát gửi tín hiệu (Thu thập nguồn thơng tin) đến máy tính, máy tính nhận tín hiệu tính tốn sau đưa tín hiệu tới hệ thống đèn điều khiển tự động (Điều khiển logic Hệ thống điều khiển tự động) để hệ thống thực điều chỉnh cần thiết (Các cấu điều chỉnh) thực nhiệm vụ bật đèn Máy tính đóng vai trị trung gian không trực tiếp điều khiển Câu So sánh sơ đồ "Máy tính điều khiển trực tiếp" sơ đồ "Máy tính trung tâm điều khiển hệ thống điều khiển sản xuất tích hợp máy tính Nêu ví dụ thực tế hệ thống -Giống nhau: thu nhập thông tin nguồn: thu nhập thôn tin hệ điều khiển trạng thái tín hiệu +Vi xử lý nhận thơng tin từ khối thu nhập nguồng thơng tin, tín hiệu cố vấn từ máy tính sau xử lý thơng tin truyền đến người vận hành, ng vận hành dựa vào thơng tin vấn từ máy tính để định việc điều khiển tác đông vào +Bàn điều khiển: gồm nút ấn, tín hiệu thực nút start or stop, bàn điều khiển gồm nút ấn tín hiệu điều khiển truyền đến khối logic truyền tới cấu điều chỉnh tín hiệu phù hợp cấu điều chỉnh, hệ thống điều khiển tự động +Hệ thống điều khiển: đối tượng điều khiển -Khác nhau: Chức khối Máy tính điều khiển trực tiếp Máy tính trung tâm đk Máy tính Nhận thơng tin từ khối thu nhập nguồn tin sau xử lý nguồn thơng tin để tạo tín hiệu phù hợp với cấu điều chỉnh để điều khiển trực tiếp cấu điều chỉnh Nhận thôn gtin từ khối thu nhập nguồn tin sau xử lý nguồn thơng tin truyền tín hiệu đến khối điều khiển logic đến khối hệ thống đk tự động, máy tính làm việc chế độ ‘cố vấn’ máy tính trung tâm đk hệ thống Điều khiển logic Nhận thông tin từ khối thu thập thông tin nguồn thơng tin để tạo tín hiệu điều khiển tương ứng phù hợp với cấu Nhận thông tin đk từ máy tính, nhận thơng tin từ khối thu thập thông tin nguồn thông tin để tạo tín hiệu đk tương ứng điều chỉnh phù hợp với cấu điều chỉnh Hệ thống điều khiển tự động Nhận thông tin từ khối thu thập thông tin sau tự động điều chỉnh tạo tín hiệu điều khiển tương ứng phù hợp với cấu điều chỉnh >> làm việc chế độ tự động Thơng tin từ máy tính khối thu nhập thơng tin sau tự động điều chirnh tạo tín hiệu điều khiển tương ứng phù hợp với cấu điều chỉnh Các cấu điều chỉnh Nhận tín hiệu truyền thơng tin từ máy tính, cấu điều chỉnh tự điều chỉnh tính hiệu tác động vào tín hiệu để điều chỉnh hệ thống Nhận tín hiệu từ khối điều khiển logic hay hệ thống điều khiển tự động cấu điều điều chỉnh tín hiệu tác động vào tín hiệu để điều chỉnh hệ thống Ví dụ: Smart Home có tích hợp máy tính làm trung tâm điều khiển Khi chủ nhà bước vào, cảm biến hồng ngoại (Hệ điều khiển) phát gửi tín hiệu (Thu thập nguồn thơng tin) đến máy tính, máy tính nhận tín hiệu tính tốn sau đưa tín hiệu tới hệ thống đèn điều khiển tự động (Điều khiển logic Hệ thống điều khiển tự động) để hệ thống thực điều chỉnh cần thiết (Các cấu điều chỉnh) thực nhiệm vụ bật đèn Máy tính đóng vai trị trung gian khơng trực tiếp điều khiển Câu 7: Hãy trình bày cách sử dụng vi mạch 8255 để mở rộng cổng COM Nêu ví dụ /92 RS232 có chân đk DTR, RTS Mắc nối tiếp sang // đk chân /DRR // sang nt đk chân /TBRL đk=1 bit 8255 VD: RD=f(A0,A1) WR=f(A0,A1) PA vào PB,PC Bảng chân lý Ao A1 f 0 0 1 1 1 => f=A0+A1 =>chuyển đổi song song sang nối tiếp Câu Hãy trình bày cách sử dụng vi mạch 8255 để mở rộng giao diện ISA Nêu ví dụ.SSSS VD: RD=f (A3, A1) WR=f (Ao, A1) PA vào; PB, PC ra: Bảng chân lý: Ao 1 f=A1+A0 A1 0 1 F 1 Câu 9: Hãy phân tích sơ đồ "Máy tính trung tâm điều khiển" hệ thống điều khiển sản xuất tích hợp máy tính Nêu ví dụ thực tế hệ thống Vẽ hình /17 Sau đưa vào tín hiệu điều khiển để Hệ điều khiển chấp hành, khối Thu thập nguồn thông tin tiến hành thu thập tín hiệu đầu Hệ điều khiển để kiểm tra xem với yêu cầu mong muốn, mục tiêu đặt hay chưa Dữ liệu sau thu thập gửi nơi như: Máy tính, Vi xử lý, Hệ thống điều khiển tự động, Điều khiển logic để khối xử lý đưa tín hiệu điều khiển phù hợp, điều chỉnh đến sát giá trị đặt Máy tính khơng gửi liệu đến Vi xử lý mà gửi đến khối Điều khiển logic Hệ thống điều khiển tự động khối sau gửi liệu đến Các cấu điều chỉnh để xử lý liệu đưa tín hiệu điều khiển để Hệ điều khiển chấp hành Máy tính đóng vai trị trung gian chu trình, đảm nhận việc gửi tín hiệu đến khối Điều khiển logic Hệ thống điều khiển tự động để thực việc điều chỉnh khơng trực tiếp điều khiển Ví dụ: Smart Home có tích hợp máy tính làm trung tâm điều khiển Khi chủ nhà bước vào, cảm biến hồng ngoại (Hệ điều khiển) phát gửi tín hiệu (Thu thập nguồn thơng tin) đến máy tính, máy tính nhận tín hiệu tính tốn sau đưa tín hiệu tới hệ thống đèn điều khiển tự động (Điều khiển logic Hệ thống điều khiển tự động) để hệ thống thực điều chỉnh cần thiết (Các cấu điều chỉnh) thực nhiệm vụ bật đèn Máy tính đóng vai trị trung gian khơng trực tiếp điều khiển Câu 10: Hãy phân tích sơ đồ " Máy tính điều khiển trực tiếp" hệ thống điều khiển sản xuất tích hợp máy tính Nêu ví dụ thực tế hệ thống Sau đưa vào tín hiệu điều khiển để Hệ điều khiển chấp hành, khối Thu thập nguồn thơng tin tiến hành thu thập tín hiệu đầu của Hệ điều khiển để kiểm tra xem với yêu cầu mong muốn, mục tiêu đặt hay chưa Dữ liệu sau thu thập gửi nơi như: Máy tính, Vi xử lý, Hệ thống điều khiển tự động, Điều khiển logic để khối xử lý đưa tín hiệu điều khiển phù hợp, điều chỉnh đến sát giá trị đặt Máy tính nhận liệu từ khối Thu nhập nguồn thơng tin để xử lý đưa tín hiệu điều khiển trực tiếp đến Các cấu điều chỉnh mà không cần thông qua Người vận hành và qua khối Hệ thống điều khiển tự động và Điều khiển logic Máy tính trong chu trình đóng vai trị điều khiển trực tiếp hệ thống điều khiển; Người vận hành chỉ đóng vai trị khởi động, kiểm tra, thiết lập ban đầu thông qua Bàn điều khiển Ví dụ: Trong lĩnh vực lắp ráp bảng mạch, kiểm tra sản phẩm, thử nghiệm, cánh tay robot công nghiệp thực tự động thông qua điều khiển máy tính Cảm biến cánh tay robot (Hệ điều khiển) gửi tín hiệu (Thu thập nguồn thơng tin) cho Máy tính xử lý, thực điều chỉnh cần thiết (Các cấu điều chỉnh) đưa tín hiệu điều khiển ngược trở lại cánh tay robot dây chuyền sản xuất Người vận hành đóng vai trị giám sát khởi động hệ thống máy tính