KHẢO SÁT HỆ THỐNG SẤY TẦNG SÔI SẤY THÁP, THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ TRÊN SILO BẢO QUẢN

KHẢO SÁT HỆ THỐNG SẤY TẦNG SÔI - SẤY THÁP, THIẾT KẾ - CHẾ TẠO BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ TRÊN SILO BẢO QUẢN TÁC GIẢ TRẦN THANH TRUNG – PHẠM TẤN VINH Khóa luận tốt nghiệp được đệ trì

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT HỆ THỐNG SẤY TẦNG SÔI - SẤY THÁP, THIẾT KẾ -

CHẾ TẠO BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ TRÊN SILO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT HỆ THỐNG SẤY TẦNG SÔI - SẤY THÁP, THIẾT KẾ -

CHẾ TẠO BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ TRÊN SILO

KHẢO SÁT HỆ THỐNG SẤY TẦNG SÔI - SẤY THÁP, THIẾT KẾ - CHẾ TẠO BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ TRÊN SILO

BẢO QUẢN

TÁC GIẢ

TRẦN THANH TRUNG – PHẠM TẤN VINH

Khóa luận tốt nghiệp được đệ trình đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kỹ sư ngành Cơ Điện Tử

Giáo viên hướng dẫn:

TS NGUYỄN VĂN HÙNG – KS NGUYỄN TRUNG TRỰC

Tháng 06 năm 2011

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình đại học và viết luận văn này, chúng tôi đã nhận được

sự hướng dẫn giúp đỡ và góp ý kiến nhiệt tình của quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

Trước hết, chúng tôi xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là những thầy cô đã tận tình dạy bảo chúng tôi trong suốt thời gian học tập tại trường

Chúng tôi xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Cơ Điện Tử đã giúp đỡ chúng tôi nhiệt tình trong thời gian thực hiện đề tài

Chúng tôi xin gửi lời biết ơn đến thầy Nguyễn Văn Hùng và thầy Nguyễn Trung Trực đã tận tình hướng dẫn chúng tôi trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp

Nhân đây, chúng tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám Hiệu trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh cùng quý thầy cô Khoa Cơ Khí đã tạo rất nhiều điều kiện để chúng tôi học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Cuối cùng, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên, ủng

hộ và luôn tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn

Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắn hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quý báu của thầy cô

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực hiện

TÓM TẮT

Trong các điều kiện khác nhau không đổi như độ ẩm không khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ làm khô do lượng nước trong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều Nhưng tăng nhiệt độ cũng ở giới hạn cho phép vì nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu

bị chín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyển động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại nguyên liệu Nhiệt độ sấy thích hợp được xác định phụ thuộc vào độ dày bán thành phẩm, kết cấu tổ chức của thịt quả và đối với các nhân tố khác Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác nhau Từ thực tiễn đó chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài “ Khảo sát máy sấy tầng sôi - tầng tháp, thiết kế - chế tạo bộ phận điều khiển nhiệt độ trên Silo bảo quản

Với việc đi khảo sát máy sấy tầng sôi – sấy tháp tại nhà máy xay sát Vĩnh Bình thuộc tỉnh An Giang tìm hiểu nguyên lý cấu tạo và hoạt động…của máy sấy tầng sôi – sáy tháp Tiến hành giám sát và khảo sát nhiệt độ trên Silo bảo quản

Kết quả chúng em đã giám sát và điều khiển được nhiệt độ trong một Silo bảo quản, với việc đọc nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt độ Thermocouple tại hai điểm cung cấp nhiệt và nhiệt độ trong lò của Silo bảo quản

Do thời gian thực hiện, cũng như mức độ rộng lớn của đề tài nên chúng em dù đã

cố gắng hết sức nhưng cũng chắt không thể tránh khỏi những thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý của thầy cô và bạn bè để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC HÌNH v

DANH SÁCH CÁC BẢNG vii

Chương 1MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề : 1

1.2 Mục đích 2

Chương 2TỔNG QUAN 3

2.1 Sơ lược về các hệ thống sấy và Silo bảo quản 3

2.1.1 Mấy sấy tĩnh vỉ ngang 3

2.1.2 Máy sấy tháp 4

2.1.3 Máy sấy tầng sôi 5

2.1.4 Silo bảo quản 7

2.2 Giới thiệu chung 8

2.2.1 PLC S7- 200 8

2.2.2 Giới thiệu về thermocouple 10

2.2.2.1 Hiệu ứng seebeck 10

2.2.2.2 Cách đo hiệu điện thế 11

2.2.2.3 Bù nhiệt của môi trường 12

2.2.2.4 Các loại thermocouple 13

2.2.2.5 Một số nhiệt độ chuẩn 14

2.2.3 Giới thiệu AD595 14

2.2.4 Vi điều khiển PIC 16F877A 17

2.2.5 Giao diện Visual Basic 6.0 18

Chương 3NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.1 Nội dụng 23

3.2.Phương pháp nghiên cứu 23

3.2.1 Phương tiện thực hiện 23

Chương 4KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24

4.1 Khảo sát thực tế 24

4.1.1 Cấu tạo tầng sôi - sấy tháp 24

4.1.2 Nguyên lý hoạt động 26

4.1.3 Mạch điều khiển động cơ 27

4.1.4 Thiết kế - chế tạo bộ phận điều khiển nhiệt độ trên Silo sấy 28

4.2 Các khối điều khiển 29

4.3 Khảo nghiệm sơ bộ 35

4.3.1.Kết quả khảo nghiệm sơ bộ điều khiển mô hình Silo bảo quản 35

4.3.2 Khảo nghiệm sơ bộ về độ chính xác của Thermocouple 36

Chương 5KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 38

5.1.Kết quả đạt được: 38

5.2 Hướng phát triển đề tài: 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

PHỤ LỤC 40

Phụ lục 1 Các sơ đồ mạch điện 40

Phụ lục 2 Một số đoạn Code 42

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Máy sấy tĩnh vỉ ngang 3

Hình 2.2 Các bộ phận chính của máy sấy tháp 5

Hình 2.3 Máy sấy tầng sôi (www.vinanhatrang.vn ) 7

Hình 2.4 Silo bảo quản nông sản 8

Hình 2.5 Mô hình tổng quát của một PLC S7-200 9

Hình 2.6 Sơ đồ kết nối PLC 10

Hình 2.8 Sơ đồ khối AD595 15

Hình 2.8 Hiệu chỉnh AD595 15

Hình 2.9 Lỗi độ lệch của nhiệt độ 15

Hình 2.10 Giao diện Visual Basic 18

Hình 2.11 Truyền ký tự RS232 20

Hình 2.12: Sơ đồ chân RS232 21

Hình 2.13 Sơ đồ chân MAX232 22

Hình 2.14 Sơ đồ khối RS232 22

Hình 4.1 Sơ đồ máy sấy tầng sôi-sấy tháp 24

Hình 4.2 Tháp sấy 25

Hình 4.3 Sấy tầng sôi 25

Hình 4.4 Cấp liệu cho hệ thống sấy tầng sôi- sấy tháp 26

Hình 4.5 Mạch động lực 27

Hình 4.6 Mạch điều khiển 27

Hình 4.7 Sơ đồ kết nối khối Silo bảo quản 29

Hình 4.8 Sơ đồ khối của hệ thống 29

Hình 4.9 Giao diện Visual Basic kết nối máy tính 30

Hình 4.10: Sơ đồ khối chương trình trong Visual Basic 30

Hình 4.11 Sơ đồ nối dây trong mạch PIC 31

Hình 4.15 Mô hình thực tế 34

Hình 4.16 Biểu đồ kết quả đo nhiệt độ trong Silo 35

Hình 4.17 Biểu đồ so sánh nhiệt độ đo của đồng hồ và Thermocouple 36

Hình 6.1 Khối xử lý trung trâm 40

Hình:6.2 Sơ đồ mạch bù trừ, khuyếch đậi tín hiệu thermocouple 41

Hình 6.3: Sơ đồ nguyên lý mạch Max232 41

Hình 6.4 Sơ đồ đấu dây PLC 42

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.7: Bảng nhiệt độ chuẩn 14

Bảng 2.2 Bảng nhiệt độ của Thermocouple ứng với điện áp đầu ra AD595 16

Bảng 2.3: Các đầu nối và chức năng RS232 21

Bảng 4.1 Kết quả đo giá trị nhiệt độ trong Silo: 35

Bảng 4.2 So sánh nhiệt độ đo đồng hồ và Thermocouple 36

Bảng 6.1 Bảng khai báo kết nối PLC 42

Chương 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề :

Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt Nhiệt được cung cấp cho vật liệu ẩm bằng dẫn nhiệt, đối lưu bức xạ hoặc bằng năng

lượng điện trường có tần số cao Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền và bảo quản sản phẩm được lâu hơn

Trong quá trình sấy, nước được cho bay hơi ở nhiệt độ bất kỳ do sự chênh lệch độ ẩm tại bề mặt và bên trong vật liệu (khuếch tán ẩm) hoặc sự chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh Sấy là một quá trình không ổn định, độ ẩm của vật liệu sấy thay đổi theo cả không gian và thời gian

Thông thường, quá trình sấy được khảo sát về hai mặt: tĩnh lực học và động lực học Tĩnh lực học sẽ xác định mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và tác nhân sấy dựa trên phương trình cân bằng vật chất - năng lượng, từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt cần thiết Ðộng lực học khảo sát mối quan hệ giữa sự biến thiên độ ẩm vật liệu theo thời gian và các thông số của quá trình như tính chất, kích thước của vật liệu, các điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy Trong các phương pháp làm khô cơ học, hóa lý,nhiệt thì quá trình sấy bằng nhiệt thường được sử dụng nhất và là một kỹ thuật quan trọng được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành công - nông nghiệp như hóa chất, dược phẩm, chế biến nông – hải sản, vật liệu xây dựng Đó không chỉ là một quá trình tách ẩm đơn thuần mà còn là một quá trình công nghệ Nó đòi hỏi vật liệu sau khi sấy phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn ít năng lượng vì chỉ phí vận hành thấp Do đó, cần phải dựa vào tính chất vật liệu, lượng sản phẩm để chọn ra chế độ và phương pháp sấy tối ưu cũng như tùy vào năng suất, hiệu quả kinh tế mà chọn hệ thống sấy cho phù hợp

Thông thường các hệ thống sấy được điều khiến giám sát bằng tay qua việc khảo sát thực tế em nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển giám sát hoàn toàn tự động nhầm nâng cao chất lượng của sản phẩm sấy

Chương 2

TỔNG QUAN 2.1 Sơ lược về các hệ thống sấy và Silo bảo quản

2.1.1 Mấy sấy tĩnh vỉ ngang

Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Thiết bị sấy tĩnh vỉ ngang hoạt động theo nguyên lý sấy đối lưu cưỡng bức Thiết bị có kết cấu đơn giản Được ứng dụng rộng rãi để sấy hạt ngô và các nông sản khác như thốc, đậu đổ

Hình 2.1 Máy sấy tĩnh vỉ ngang

1: Buồng sấy 2: Sàn sấy 3: Quạt sấy 4: Buồng hòa khí

5: Lò đốt 6: Lò đốt 7: Ghi lò 8: Đồng hồ đo nhiệt

Hạt ngô hoặc các hạt nông sản khác như thóc, đậu đỗ… được đổ trên sàn sấy 2, không khí từ lò đốt 5 được quạt 3 đẩy vào phía dưới buồng sấy 1, rồi xuyên qua lớp hạt làm hạt nóng lên, bay hơi ẩm và khô dần Không khí nóng bị mất nhiệt,nhận

ẩm, giảm nhiệt độ và thoát lên trên để ra ngoài Nguồn nhiệt để sấy có được nhờ than

đá hoặc phế thải nông nghiệp được đốt cháy trong lò đốt 5 cung cấp Không khí nóng

từ lò đốt có nhiệt độ cao nên được đi qua buồng hoà khí 4 để hoà trộn với không khí

môi trường, tạo ra một hỗn hợp không khí nóng có nhiệt độ phù hợp để sấy các nông sản khác nhau

Nhiệt độ không khí nóng được thể hiện qua đồng hồ đo nhiệt độ 8 Nhiệt độ sấy được điều chỉnh theo yêu cầu công nghệ sấy của từng loại hạt nhờ điều chỉnh cửa

ở buồng hoà khí

Ưu nhược điểm của máy sấy tĩnh vỉ ngang

 Ưu điểm:

 Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp

 Dễ thao tác phù hợp với trình độ lao động của các địa phương

vỉ ngang

Hình 2.2 Các bộ phận chính của máy sấy tháp

6 Gàu tải

2.1.3 Máy sấy tầng sôi

Sấy tầng sôi là quá trình sấy đối lưu với lớp vật liệu ở trạng thái sôi (hay lỏng giả) Sấy tầng sôi ở nhiệt độ cao là một trong những biện pháp hữu hiệu để làm

giảm ẩm độ của khối hạt một cách nhanh chóng, vốn rất dễ hư hỏng trong điều kiện thời tiết ẩm ướt của khí hậu nhiệt đới Lúa tươi được sấy tầng sôi ở nhiệt độ 80 và 90  o

C trong 2.5 và 3.0 phút, sau đó ủ ở 75 oC và 80 oC trong khoảng 1 giờ và tiếp tục được sấy nhẹ 35o

C xuống ẩm độ 14% Thời gian sấy thực tế sử dụng máy sấy tĩnh là từ 8-10 giờ đối với lúa ướt nếu Do đó trong trường hợp nông hộ cần giảm ẩm hạt cấp tốc trong mùa mưa đến khoảng 15-16%, có thể sử dụng máy sấy tầng sôi như một máy sấy

gọn

So với máy sấy khác máy sấy tầng sôi có những ưu điểm và nhược điểm như sau:

 Ưu điểm:

 Năng suất sấy cao

 Vật liệu sấy khô đều

 Có thể tiến hành sấy liên tục

 Hệ thống thiết bị sấy tương đối đơn giản

 Dễ điều chỉnh nhiệt độ vật liệu ra khỏi buồng sấy

 Có thể điều chỉnh thời gian sấy

 Có thể cơ khí hoá và tự động hoá hoàn toàn

 Nhược điểm:

 Khó khống chế chế độ làm việc ổn định, do vật liệu bị đảo trộn mạnh nên dễ vỡ vụn, tạo bụi, bào mòn thành thiết bị và tiêu tốn năng lượng lớn

 Trở lực lớp sôi lớn

 Tiêu hao nhiều điện năng để thổi khí tạo lớp sôi

 Yêu cầu cỡ hạt nhỏ và tương đối đồng đều

Hình 2.3 Máy sấy tầng sôi (www.vinanhatrang.vn )

2.1.4 Silo bảo quản

Silo là một dạng kết cấu bằng thép hay bê tông có dạng hình chữ nhật hay hình tròn thường được sử dụng để bảo quản cho các loại hạt nông sản như lúa, bắp, lúa mì, Các cụm silo lúa hiện đại được trang bị hệ thống lấy mẫu để kiểm định chất lượng lúa đầu vào, thiết bị làm sạch và sấy khô lúa, hệ thống nạp lúa vào và tháo lúa ra bằng cơ giới

Bên cạnh đó, silo cũng được trang bị hệ thống theo dõi tự động nhiệt độ của lúa trong các hộc của silo và hệ thống thông thoáng để làm mát hạt trong quá trình bảo quản Nhờ vậy, chất lượng của lúa được bảo đảm trong nhiều tháng, đến 1 năm hoặc lâu hơn nữa nếu được xử lý xông trùng cho hạt trước khi được nạp vào hay xử lý định

kỳ Đặc điểm: Kho có dạng hình trụ, hình vuông hoặc hình 6 cạnh Được xây bằng gạch, bê tông cốt thép hay bằng thép, Silo có quy mô lớn được cơ giới hóa và tự động hóa

   

Hình 2.4 Silo bảo quản nông sản

 Module đơn vị xử lý trung tâm

 Module bộ nhớ chương trình và dữ liệu

 Module đầu vào

 Module đầu ra

 Module phối ghép (để hỗ trợ cho vấn đề truyền thông nội bộ)

 Module chức năng (để hỗ trợ cho vấn đề truyền thông mạng)

Hình 2.5 Mô hình tổng quát của một PLC S7-200

Địa chỉ các vùng nhớ của S7-200 CPU 224

 Đầu vào( input): I0.0 đếm I0.7; I1.0 đến I1.5; I2 đến I2.7

 Đầu ra( output): Q0.0 đến Q0.7; Q1.0 đến Q1.1

 Bộ đệm ảo đầu vào: I0.0 đến I15.7( 128 đầu vào)

 Bộ đệm ảo đầu ra: Q0.0 đến Q15.7( 128 đầu ra)

 Đầu vào tương tự: AIW0 đến AIW62

 Đầu ra tương tự: AQW0 đến AQW62

 Vùng nhớ trạng thái( Logic tuần tự): S0.0 đến S31.7

 Vùng nhớ thanh ghi tổng: AC0 đến AC3

 Khả năng quản lý Label: 0 đến 255

 Khả năng quản lý chương trình con: 0 đến 63

 Khả năng mở rộng chương trình ngắt: 0 đến 127

 Cấu hình vào ra của S7-200 CPU224 AC/DC/Relay

Hình 2.6 Sơ đồ kết nối PLC

Các module mở rộng của S7-200 CPU224

2.2.2 Giới thiệu về thermocouple

2.2.2.2 Cách đo hiệu điện thế

Không thể đo trực tiếp hiệu điện

thế Seebeck bởi vì khi nối volt kế với

thermocouple thì vô tình chúng ta lại tạo thêm

một mạch mới Ví dụ như ta nối thermocouple

loại T(đồng-constantan)

Khi đó, ta có mạch tương đương sau:

Cái mà chúng ta muốn đo là hiệu điện thế v1 nhưng khi nối volt kế vào thermocouple thì chúng ta lại tạo ra hai mối nối kim loại nữa: J2 và J3 Do J3 là mối nối của đồng với đồng nên không phát sinh ra hiệu điện thế, còn J2 là mối nối giữa đồng với constantan nên tạo ra hiệu điện thế v2 Vì vậy kết quả đo được là hiệu của v1 và v2 Điều này nói lên rằng chúng ta không thể biết nhiệt độ tại J1 nếu chúng ta không biết nhiệt độ tại J2, tức là để biết được nhiệt độ tại đầu đo thì chúng ta cũng cần phải biết nhiệt độ môi trường nữa

Một trong những cách để xác định nhiệt độ tại J2 là ta tạo ra một mối nối vật

lý rồi nhúng nó vào nước đá, tức là ép nhiệt độ của nó về 0C và thiết lập tại J2 như là một mối nối tham chiếu.Lúc này cả hai mối nối tại volt kế đều là đồng đồng nên không xuất hiện hiệu điện thế Seebeck Số đọc v trên volt kế là hiệu của v1 và v2

Nếu hai đầu nối của volt kế không cùng nhiệt độ thì hai hiệu điện thế sinh

ra không triệt tiêu lẫn nhau, và do đó xuất hiện sai lệch Trong các phép đo lường cần chính xác, người ta gắn chúng trên một khối đẳng nhiệt.Khối này cách điện nhưng dẫn nhiệt rất tốt nên xem như J3 và J4 có cùng nhiệt độ (bằng bao nhiêu thì không quan trọng bởi vì hai hiệu điện thế sinh ra luôn đối nhau nên luôn triệt tiêu nhau không phụ thuộc giá trị của nhiệt độ)

2.2.2.3 Bù nhiệt của môi trường

Như trên đã phân tích, khi dùng thermocouple thì giá trị hiệu điện thế thu được bị ảnh hưởng bởi hai loại nhiệt độ: nhiệt độ cần đo và nhiệt độ tham chiếu Cách gán 0C cho nhiệt độ tham chiếu thường chỉ làm trong thí nghiệm để rút ra các giá trị

Bù trừ nhiệt độ không có nghĩa là ta ước lượng trước nhiệt độ môi trường rồi khi đọc giá trị hiệu điện thế thì trừ đi giá trị mà ta đã ước lượng.Cách làm này hoàn toàn không thu được kết quả gì bởi hai lý do:

 Nhiệt độ môi trường không phải là đại lượng cố định mà thay đổi theo thời gian theo một qui luật không biết trước

 Nhiệt độ môi trường tại những nơi khác nhau có giá trị khác nhau

Bù nhiệt môi trường là một vấn đề thực tế và phải xét đến một cách nghiêm túc Có nhiều cách khác nhau, về phần cứng lẫn phần mềm, nhưng nhìn chung đều phải có một thành phần cho phép xác định nhiệt độ môi trường rồi từ đó tạo ra một giá trị để bù lại giá trị tạo ra bởi thermocouple

 Loại J: kết hợp giữa sắt với constantan, trong đó sắt là cực dương và constantan là cực âm Hệ số Seebeck là 51V/C ở 20C

 Loại T: kết hợp giữa đồng với constantan, trong đó đồng là cực dương

và constantan là cực âm Hệ số Seebeck là 40V/C ở 20C

 Loại K: kết hợp giữa chromel với alumel, trong đó chromel là cực

dương và alumel là cực âm Hệ số Seebeck là 40V/C ở 20C

 Loại E: kết hợp giữa chromel với constantan, trong đó chromel là cực dương và constantan là cực âm Hệ số Seebeck là 62V/C ở 20C

 Loại S, R, B : dùng hợp kim giữa platinum và rhodium, có 3 loại : S) cực dương dùng dây 90% platinum và 10% rhodium, cực âm là dây thuần platinum R) cực dương dùng dây 87% platinum và 13% rhodium, cực âm dùng dây thuần platinum B) cực dương dùng dây 70% platinum và 30% rhodium, cực âm dùng dây 94% platinum và 6% rhodium Hệ số Seebeck là 7V/C ở 20C

Điểm tan của nước 0,01C 32 F

Điểm sôi của nước 100,0 C 212 F

Điểm tan của axit benzoic 122,4 C 252,3F

Điểm sôi của naphthalene 218 C 424,4F

Điểm đông đặc của thiếc 231,9 C 449,4F

Điểm sôi của benzophenone 305,9 C 582,6F

Điểm đông đặc của cadmium 321,1 C 610 F

Điểm đông đặc của chì 327,5 C 621,5F

Điểm đông đặc của kẽm 419,6 C 787,2F

Điểm sôi của sulfur 444,7 C 832,4F

Điểm đông đặc của nhôm 660,4 C 1220,7F

Điểm đông đặc của bạc 961,9 C 1763,5F

Điểm đông đặc của vàng 1064,4 C 1948 F

Bảng 2.7: Bảng nhiệt độ chuẩn 2.2.3 Giới thiệu AD595

AD595 là một bộ khuếch đại vì sai hoàn chỉnh được thiết kế để bù trù nhiệt

độ cho Thermocouple sẽ thay thế cho các mạch bù trừ nhiệt độ khác

Hình 2.8 Sơ đồ khối AD595

Nguyên tắc và giới hạn của AD595: Để bù trừ nhiệt độ từ TC AD595 phải tạo ra 1 tín hiệu vi sai nó phải là 0 ở và đầu ra của Thermocouple sẽ được tham chiếu với nhiệt độ của chíp Điện dương của +T sẽ tỷ lệ thuận với nhiệt đ , nó có thể làm giảm tín hiệu này bằng cách tải với nó với 1 điện trở từ +T tới COM Hoặc tăng nó với 1 điện trở kéo lên khi đó điện áp tại cực +T sẽ lớn hơn tại cực +C

Lưu ý: Việc hiệu chỉnh +T nên thực hiện bằng cách đo điện áp và theo dõi

nó tại cực –T để tránh gây ra sự mất ổn định từ các bộ khuếch đại phản hồi

Ngoài ra AD595 được xem như là một đồng hồ dùng để báo lỗi

Thermocouple khi 1 hoặc hai dây của thermocouple bị hở mạch Sai số nhiệt độ là , độ khuếch đại lấy theo tham chiếu 10mV C

TC Temperatur C Điện áp của TC(

Bảng 2.2 Bảng nhiệt độ của Thermocouple ứng với điện áp đầu ra AD595

AD595 là loại IC dùng cho Thermocouple loại K (loại N dùng AD594), là loại IC có thể thay thế tất cả các công đoạn của mạch ở trên, từ bù trừ nhiệt độ cho đến khuyếch đại, và điện áp xuất ra ở chân xuất luôn ổn định ở 10mV/độ C

Chân 1 và chân 14 của AD595 được nối với 2 đầu thermocouple, chân 14 nối và chân 1 nối +, khi đó giá trị điện thế sẽ tăng lên khi nhiệt độ tăng lên, nếu chúng

ta đấu ngược lại thì khi nhiệt độ tăng lên giá trị điện thế sẽ giảm xuống, và tất nhiên cả hai quá trình trên đều tuyến tính.Vì mạch trên mắc chân 1 vào + của thermocouple nên tao mắc thêm điện trở 470 hạn dòng

Chân số 2,3,5,6 dùng để mắc các tụ lọc, tuy nhiên trong datasheet, nhà sản

Chân số 4,7,13 ta sẽ cho nối đất, chân 12 là chân báo, ta có thể dùng chân này như chiếc đèn bào thermocouple có được kết nối hay chưa, được kích âm nên đầu của led sẽ gắn vào chân 12

Chân số 8 và 9 được nối thông với nhau, đường ra của 2 chân này là tín hiệu ta cần thu nhận, tín hiệu này sẽ tuyến tính 10mV/ độ C

Tuy nhiên quá trình thực tế cho thấy, mặc dù đã dùng IC này nhưng độ lệch vẫn vào khoảng 1 độ C, có thể do sai số tính toán và linh kiện khác

2.2.4 Vi điều khiển PIC 16F877A

Đây là vi điều khiển họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit Mỗi lệnh đều được thực thi trong một chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép là 20 MHz với một chu kì lệnh là 200ns Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte Số PORT I/O là 5 với 33 pin I/O

Các đặc tính ngoại vi bao gồm các khối chức năng sau:

 Timer0: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số 8 bit

 Timer1: bộ đếm 16 bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ sleep

 Timer2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler Hai bộ Capture/so

sánh/điều chế độ rông xung Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ

 Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điều khiển

RD, WR, CS ở bên ngoài

Các đặc tính Analog:

 8 Kênh chuyển đổi ADC 10 bit

 Hai bộ so sánh

Bênh cạnh đó là một vài đặc tính khác của vi điều khiển như

 Bộ nhớ flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần

 Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần Dữ liệu bộ nhớ có thể lưu trữ trên 40 năm

 Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm

 Nạp được chương trình ngay trên mạch điện ICSP (In Circuit Serial Programming)

 Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau

2.2.5 Giao diện Visual Basic 6.0

Sau khi cài đặt chương trình Visual Basic 6.0, từ menu Start chọng

Program, Microsoft Visual Basic 6.0 Khi đó được màn hình đầu tiên như sau

Hình 2.10 Giao diện Visual Basic

Ở đây, người dùng có thể chọn tạo mới một dự án thực thi được bằng cách chọn Standard EXE rồi nhấp Open

2.2.6 Khả năng ứng dụng của Visual Basic

Visual Basic 6.0 (VB6) là một phiên bản của bộ công cụ lập trình Visual Basic (VB), cho phép người dùng ti ếp cận nhanh cách thứ c lập trình trên môi trường Windows.trợ giúp mới và các công cụ lập trình hiệu quả.Với VB6 chúng ta có th ể :

 Khai thác thế mạnh của các điều khiển mở rông

 Làm việc với các điều khiển mới( ngày tháng với điều khiển MonthView và DataTimePicker, các thanh công cụ có thể di chuyển được CoolBar, sử

 Làm việc với cơ sở dữ liệu

 Các bổ sung về lập trình hướng đối tượng

2.2.7 Chuẩn RS-232

Trong kỹ thuật truyền dữ liệu giữa các hệ thống với nhau, người ta có thể phân loại 2 cách truyền: song song hay nối tiếp Nhưng do cách truyền song song rất

dễ bị nhiễu tác động nên không thể truyền đi xa được, do đó cũng ít được sử dụng

Truyền nối tiếp cũng có 2 loại: đồng bộ hay không đồng bộ Trong cách truyền đồng bộ, dãy ký tự được truyền sẽ kèm theo ký tự đồng bộ là SYN (mã ASCII

là 22) Phương thức này cho tốc độ truyền khá cao nhưng do mạch xử lý truyền và nhận (bao gồm mạch thêm ký tự đồng bộ, phát hiện và báo sai…) khá phức tạp nên chỉ dùng trong các ứng dụng có yêu cầu cao về tốc độ truyền Còn trong các ứng dụng thông thường, nhất là các ứng dụng trong lĩnh vực điều khiển tự động, thì không có yêu cầu về tốc độ mà yêu cầu về độ tin cậy nhưng mạch thực hiện phải đơn giản, rẻ tiền.Khi đó, cách truyền không đồng bộ rất phù hợp Theo cách truyền này thì các ký

tự được truyền riêng rẽ, phân làm từng frame có bit bắt đầu, các bit dữ liệu của ký tự cần truyền, bit chẵn lẻ (để kiểm tra lỗi đường truyền), và các bit kết thúc

Chuẩn RS-232-C(do EIA đưa ra) là một trong những phương thức truyền nối tiếp không đồng bộ Theo chuẩn này thì việc truyền thông được thực hiện ngay tại chỗ bằng cách truyền và nhận một chuỗi các xung điện áp liên tục tương ứng với các bit Dữ liệu ở mức TTL được biến đổi sang các mức điện áp như sau: mức 1 là từ -3V đến -15V (tiêu chuẩn là -12V), và mức 0 là từ +3V đến +15V (tiêu chuẩn là +12V)

Ta thấy rằng việc truyền và nhận các mức điện áp như vậy được thực hiện rất đơn giản Chính vì vậy mà chuẩn RS-232 đã trở thành giao diện phổ biến rộng rãi nhất, được trang bị hầu hết trên các máy tính

Các thuật ngữ có liên quan đến giao thức truyền thông RS-232-C :

 Chu kỳ truyền dữ liệu: tốc độ truyền dữ liệu được tính bằng bit/giây, nhưng để phân biệt với cách truyền đồng bộ, người ta sử dụng đơn vị baud (tương ứng bit/giây trong thời gian có dữ liệu truyền) để tưởng nhớ đến nhà phát minh và khoa học Pháp thế kỷ 19 là J M E Baudot

 Trạng thái đánh dấu: là khoảng thời gian không có dữ liệu truyền Trong suốt thời gian này, thiết bị phát sẽ giữ đường truyền ở mức cao

 Bit bắt đầu: một bit thấp cho biết việc truyền dữ liệu sẽ bắt đầu

 Các bit ký tự: là dòng dữ liệu gồm 5, 6, 7, hay 8 bit mã hóa ký tự được truyền Bit có trọng số thấp nhất (LSB) là bit đầu tiên được truyền

 Bit chẵn lẻ: là một bit tùy chọn (có thể có hay không), được phát đi sau các bit ký tự dùng để kiểm tra các lỗi truyền dữ liệu Trong chế độ kiểm tra tính chẵn, thiết bị phát sẽ bật 1 hay xóa về 0 bit chẵn lẻ để tính tổng các bit 1 của ký tự được truyền và bit chẵn lẻ là một số chẵn Còn trong chế độ kiểm tra tính lẻ, bit chẵn

lẻ thực hiện tính tổng các bit 1 phải là một số lẻ

 Các bit kết thúc: một hay nhiều bit cao được chèn trong dòng truyền

để báo việc kết thúc truyền một ký tự, cũng như cho thiết bị nhận có đủ thời gian chuẩn bị để sẳn sàng cho việc nhận ký tự kế tiếp

 Trong giao thức RS-232-C, các tham số truyền và nhận được chọn từ một miền các giá trị chuẩn Sau đây là các thông số phổ biến nhất trong các máy vi tính IBM :

 Tốc độ truyền: 50, 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200

 Bit dữ liệu: 5, 6, 7, hay 8

 Bit chẵn lẻ: chẵn, lẻ, không kiểm tra

 Bit kết thúc: 1, 1,5 hay 2

 Cổng: COM1, COM2, COM3, hay COM4

Hình sau đây thí dụ về một ký tự được truyền theo frame gồm: 1 bit bắt đầu, 8 bit dữ liệu, 1 bit chẵn lẻ, và 1 bit kết thúc

Mô tả sơ đồ chân và chức năng

4 7 A3 Yêu cầu gửi RTS Xuất

5 8 A7 Xóa việc gửi CTS Nhập

Họ IC từ MAX220-MAX249 được sản xuất cho truyền thông

EIA/TIA-232E và V.28/V.24, cụ thể là cho những ứng dụng mà không có sẵn điện áp 12V Họ

IC này đặc biệt thích hợp cho những hệ thống dùng pin có công suất thấp, do chúng có

chế độ hạ nguồn làm giảm công suất tiêu tán xuống dưới 5W MAX225, MAX233,

MAX235, MAX245-MAX247 không cần các linh kiện phụ bên ngoài, được dùng cho

những nơi tiết kiệm không gian

Các đặc điểm chính:

 Nguồn cung cấp +5V (MAX231/MAX239 dùng nguồn +5V và +12V)

 Hạ nguồn công suất thấp nhưng vẫn có thể nhận (MAX223/MAX242)