KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ BỘ THỰC TẬP GIAO TIẾP MÁY TÍNH PC VỚI PCL – 718 CARD

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ - CƠNG NGHỆ  PHẠM BÁ MẠNH LUÂN KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ BỘ THỰC TẬP GIAO TIẾP MÁY TÍNH PC VỚI PCL – 718 CARD Tp Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ - CƠNG NGHỆ  KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ BỘ THỰC TẬP GIAO TIẾP MÁY TÍNH PC VỚI PCL – 718 CARD Chuyên ngành: Điều Khiển Tự Động Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: KS NGUYỄN ĐỨC KHUYẾN PHẠM BÁ MẠNH LUÂN MSSV: 04138029 Tp Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2008 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY  DESIGN AND CASE STUDY PCL – 718 CARD FOR EXPERIMENT KIT Speciality: Automatic Control Suppervisor: Student: ME NGUYEN DUC KHUYEN PHAM BA MANH LUAN Student ID: 04138029 Ho Chi Minh City August 2008 LỜI CẢM ƠN Sinh viên thực xin chân thành cảm ơn: Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh, q thầy cô trường Đại Học Nông Lâm, đặc biệt thầy thuộc khoa Cơ Khí - Cơng Nghệ truyền đạt kiến thức quí báu thời gian em học tập trường Trân trọng gửi lời cảm ơn tất thầy cô giáo Môn Điều Khiển Tự Động Đặc biệt cảm ơn Th.S NGUYỄN BÁ VƯƠNG, KS NGUYỄN ĐỨC KHUYẾN tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em suốt trình thực đề tài Gửi lòng biết ơn vơ hạn đến gia đình, cám ơn tất bạn bè động viên, giúp đỡ em suốt trình học tập trường có ý kiến đóng góp q báu giúp em thực đề tài Tp HCM tháng 08 năm 2008 -i- TÓM TẮT Đề tài: KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ BỘ THỰC TẬP GIAO TIẾP MÁY TÍNH PC VỚI PCL – 718 CARD Ngày nay, nhu cầu tự động hóa thực tế sản xuất yêu cầu tất yếu cần thiết hết Trong trình tự động hóa máy tính cơng cụ hỗ trợ đắc lực người trình đo lường điều khiển, đặc biệt lĩnh vực sản xuất cơng nghiệp Đây nơi cần xử lí nhiều thơng tin với khối lượng công việc khổng lồ mà khơng có trợ giúp máy tính phải nhiều thời gian công sức Và tốn giải hiệu thơng qua công cụ giao tiếp card giao tiếp, module ghép nối để người trao đổi thơng tin thơng qua giao diện máy tính lệnh để điều khiển trình sản xuất Từ thực tế đó, đề tài mạnh dạn nghiên cứu chuyên đề “KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ BỘ THỰC TẬP GIAO TIẾP MÁY TÍNH PC VỚI PCL – 718 CARD” nhằm phục vụ cho trình nghiên cứu học tập sinh viên bước giúp bạn ứng dụng thực tế sản xuất nước ta Đề tài thu số kết thực sau: Khảo sát thiết kế KIT thực tập cho sinh viên Lập trình giao tiếp thành cơng Card PCL-718 máy tính Các ứng dụng mạch điện ứng dụng chạy ổn định Chương trình lập trình VB hoạt động ổn định Khảo nghiệm lấy kết viết báo cáo - ii - Do thời gian thực đề tài tương đối ngắn card giao tiếp gặp số cố nên thực số chức card, mang tính chất khảo sát chức Card PCL – 718 Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: KS NGUYỄN ĐỨC KHUYẾN PHẠM BÁ MẠNH LUÂN SUMMARY Theme: DESIGN AND CASE STUDY PCL – 718 CARD FOR EXPERIMENT KIT Nowadays, requirement of automation in practical production is extremely indispensable and necessary In this process automation computer is such a helpful instrument supporting for people in measurements and control, specially in industry The industry need process information on the same time, with very large workload If the computer doesn’t help then it will take a lot of time This problem is resolved very effectively by means of the communication Card, modules that we convert the analog signal to digital signal with interface computer and also control manufacture operating Therefore, this thesis mentions “DESIGN AND CASE STUDY PCL–718 CARD FOR EXPERIMENT KIT” to help student learn and step by step to serve the student practical application This thesis performs some results as then: Case study and design KIT board The programmer interface communication successfully Applications and circuit board stable operate Programs by means of VB6 stable activity Case study and get the results to write report - iii - with PCL–718 Card Because the time practicable is relative short and device have some matter this thesis only perform the function basic for PCL–718 Card and only properties in study case Advisor: Done by: ME NGUYEN DUC KHUYEN PHAM BA MANH LUAN - iv - MỤC LỤC  Trang LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii SUMMARY iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH .vi DANH SÁCH CÁC BẢNG viii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .ix MỞ ĐẦU 1.1 Khái quát vấn đề 1.2 Giới hạn mục tiêu đề tài 2 TRA CỨU TÀI LIỆU PHỤC VỤ ĐỀ TÀI 2.1 Tra cứu tài liệu loại động 2.2 Giới thiệu lệnh dùng lập trình đề tài Visual Basic 13 2.3 Tổng quan Card giao tiếp PCL–718 13 2.3.1 Giới thiệu chung 13 2.3.2 Đặc tính sản phẩm 15 2.3.3 Sự thiết lập 17 2.3.4 Cách nối chân (PIN) 23 2.4 Tìm hiểu sơ lược phương thức giao tiếp máy tính IBM PC/XT/AT 24 2.4.1 Lịch sử phát triển máy tính 24 2.4.2 Các phương pháp điều khiển vào 24 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 25 -v- 3.1 Phương pháp thực đề tài 25 3.1.1 Chọn phương pháp thực khảo sát thiết kế thực tập giao tiếp máy tính với PCl – 718 Card 25 3.1.2 Phương pháp thiết kế phần điện tử 26 3.1.3 Các phần mềm ứng dụng 26 3.2 Phương tiện thực đề tài 26 THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 27 4.1 Thực đề tài 27 4.1.1 Thiết kế mạch phần cứng 27 4.1.2 Lập trình phần mềm VB 31 4.2 Kết 40 4.2.1 Phần thực 40 4.2.2 Phần chưa thực 44 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 45 5.1 Kết luận 45 5.2 Đề nghị 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC - vi - DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH TRONG ĐỀ TÀI Trang Hình 2.1 Hệ thống Hình 2.2 Một số dạng động bước Hình 2.3 Cấu tạo động bước Hình 2.4 Phân biệt động thường động bước Hình 2.5 Động biến từ trở Hình 2.6 Động bước đơn cực Hình 2.7 Động bước lưỡng cực Hình 2.8 Động hỗn hợp Hình 2.9 Mạch cầu H điều khiển động bước lưỡng cực Hình 2.10 Động chiều Hình 2.11 Pha 10 Hình 2.12 Pha 10 Hình 2.13 Pha 10 Hình 2.14 Phương pháp PWM 11 Hình 2.15 Một số dạng động có gắn encoder thường gặp 12 Hình 2.16 Nguyên lý hoạt động Encoder 13 Hình 2.17 Card giao tiếp PCL–718 13 Hình 2.18 Vị trí chân kết nối ngõ vào – Card 24 Hình 4.1 Sơ đồ khối kết nối card với bên ngồi 27 Hình 4.2 Ngun lý mạch kết nối từ card domino 28 Hình 4.3 Board mạch domino 28 Hình 4.4 Kết nối card PCL–718 với board mạch donino 29 Hình 4.5 Mạch Driver động bước 30 Hình 4.6 Mạch điều rộng xung–Quét Led 31 Hình 4.7 Giao diện Welcome 40 - vii - If m_Step = Then OnActiveCoilFull m_Coil = m_Coil - Else If m_Flag = Then OnActiveCoilHaft If iFirstFlag Then m_Coil = m_Coil - Else iFirstFlag = True End If m_Flag = Else OffActiveCoilHaft m_Flag = End If End If End Sub Public Sub SetActiveLR() If m_Step = Then OnActiveCoilFull m_Coil = m_Coil + Else If m_Flag = Then OnActiveCoilHaft If iFirstFlag Then m_Coil = m_Coil + Else iFirstFlag = True End If m_Flag = Else OffActiveCoilHaft m_Flag = End If End If End Sub Public Sub OnActiveCoilFull() Dim i As Integer Dim iTemp As Integer iTemp = m_Phase - + m_Coil If m_Phase = Then For i = To If i = m_Coil Then m_ListPicActive(i) = Else m_ListPicActive(i) = End If Next i m_ProcessData.m_Total = m_ProcessData.DoBit(m_Coil) m_ProcessData.PutData Else If iTemp > Then iTemp = End If For i = To If i = m_Coil Or i = iTemp Then m_ListPicActive(i) = Else m_ListPicActive(i) = End If Next i m_ProcessData.m_Total = m_ProcessData.DoBit(m_Coil) m_ProcessData.DoBit(iTemp) m_ProcessData.PutData End If End Sub Public Sub OnActiveCoilHaft() If Not iFirstFlag Then For i = To If i = m_Coil Then m_ListPicActive(i) = Else m_ListPicActive(i) = End If Next i m_ProcessData.m_Total = m_ProcessData.DoBit(m_Coil) m_ProcessData.PutData Else If m_Phase = Then For i = To If i = m_Coil Then m_ListPicActive(i) = + Else m_ListPicActive(i) = End If Next i m_ProcessData.m_Total = m_ProcessData.DoBit(m_Coil) m_ProcessData.PutData Else Dim iTemp As Integer If m_Control = Then iTemp = m_Coil - Else iTemp = m_Coil + End If If iTemp < Then iTemp = End If If iTemp > Then iTemp = End If For i = To If i = m_Coil Or i = iTemp Then m_ListPicActive(i) = Else m_ListPicActive(i) = End If Next i m_ProcessData.m_Total m_ProcessData.DoBit(iTemp) m_ProcessData.PutData = m_ProcessData.DoBit(m_Coil) + End If End If End Sub Private Sub OffActiveCoilHaft() For i = To If i = m_Coil Then m_ListPicActive(i) = Else m_ListPicActive(i) = End If Next i m_ProcessData.m_Total = m_ProcessData.DoBit(m_Coil) m_ProcessData.PutData End Sub Private Sub Class_Initialize() m_Pause = -2 m_NumberCoil = m_Flag = m_Phase = End Sub Giới thiệu loại Absolute Encoders - Encoder tuyệt đối dạng đĩa quang quay - Encoder tuyệt đối dạng từ quay - EXAG – Encoder tuyệt đối dạng quay không gây nổ Tìm hiểu sơ lược phương thức giao tiếp máy tính IBM PC/XT/AT 6.1 Lịch sử phát triển máy tính Trải qua thời gian dài từ phát minh hệ máy tính nay, máy tính khơng ngừng nâng cao phát triển với nhiều hệ máy tính đời có nhiều tính ưu việt vượt trội so với hệ máy tính trước Tuy nhiên, hầu hết máy tính dùng có nguồn gốc họ PC (Personal Computer) Đầu tiên kiểu máy tính PC XT hãng IBM sản xuất với xử lí (CPU) 8088 hãng Intel Nó có hệ thống xử lí liệu 16 bit sử dụng bus truyền liệu bit Tiếp theo đời máy tính AT sử dụng Chíp 80286 có tính cao hẳn máy tính PC XT có khả tạo nhớ ảo, đa nhiệm vụ, tốc độ nhanh, độ tin cậy cao xác dùng bus truyền liệu 16 bit Ngày máy tính AT386, AT486, Pentium dùng chíp CPU 80386, 80486, P5 kết trình độ cơng nghệ đại với tích hợp hàng triệu linh kiện chíp Tốc độ truyền liệu không ngừng nâng cao với đường truyền 32 bit, 64 bit với Pentium Hiện hệ máy liên tục nhà sản xuất nghiên cứu tung thị trường với CPU nhân (DuoCore hai xử lí liệu), có khả lưu trữ dụng lượng lớn cho tốc độ xử lí cao hơn, xác nhiều Và tương lai có nhiều hệ máy tính siêu cấp đời phá vỡ giới hạn máy tính 6.2 Các phương pháp điều khiển vào Vào điều khiển chương trình: Thiết bị ngoại vi ghép với bus hệ thống vi xử lí thơng qua phần thích ứng cơng nghệ chế tạo logic Thích ứng công nghệ chế tạo điều chỉnh mức công nghệ sản xuất thiết bị ngoại vi công nghệ sản xuất mạch hệ vi xử lí Thích ứng logic nhiệm vụ tạo tín hiệu điều khiển ngoại vi tín hiệu bus hệ thống Trong hệ vi xử lí vùng nhớ dùng để chứa địa vào CPU xuất nhập liệu từ cổng vào lệnh xuất nhập In/Out Lúc cổng vào xem ghi ngoài, chúng viết vào đọc ô nhớ Ram thông qua hai lệnh Để phân biệt hướng xuất hay nhập CPU phát tín hiệu đọc viết Để phân biệt vùng nhớ với thiểt bị ngoại vi CPU phát tín hiệu điều khiển IO/M, có lệnh lệnh In/Out hoạt động Ngoài lệnh qui chiếu nhớ, khả trao đổi liệu thiết bị ngoại vi hệ vi xử lí Lúc vào gán địa ô nhớ nhớ Các ghi liên quan tới cổng vào xem ngăn nhớ Khi nhớ gọi vùng địa xung điều khiển đọc hay viết không cần xác định nơi gửi nhớ hay thiết bị vào Nó hỏi nơi gửi liệu vào khoảng thời gian cho phép Bộ logic bên giải mã địa kết hợp với xung MR, MW, để chọn thiết bị mà không cần phân biệt ngăn nhớ hay thiết bị vào vào điều khiển ngắt: Với phương pháp điều khiển vào chương trình, CPU phải liên tục kiểm tra trạng thái thiết bị ngoại vi sẵn sàng, dẫn đến lãng phí thời gian CPU, chương trình dài phức tạp Vì CPU có nhiều thiết bị ngoại vi kết nối khơng đáp ứng Tuy nhiên đáp ứng nhu cầu việc điều khiển cấu ngắt CPU Nhờ tính chất đáp ứng tức thời vi xử lí có nhu cầu ngắt từ thiết bị ngoại vi, ngắt thường sử dụng trường hợp yêu cầu đáp ứng nhanh, thời gian trả lời ngằn thực thời điểm Khi CPU nhảy qua chương trình con, u cầu ngắt cuối dòng lệnh chương trình Các chương trình phục vụ ngắt lưu trữ nội dung ghi khôi phục lại liệu thực xong chương trình phục vụ ngắt trước trở lại chương trình Giao tiếp với máy tính trao đổi liệu máy tính với thiết bị ngoại vi.Theo tiêu chuẩn nhà sản xuất, người sử dụng giao tiếp với máy tính hai cách: - Bàn phím để nhập liệu - Màn hình để hiển thị Ngồi ra, có phương thức giao tiếp khác Tùy vào trường hợp mà sử dụng chúng cho hợp lý, là: - Giao tiếp qua cổng nối tiếp (cổng COM) - Giao tiếp qua cổng song song (cổng máy in) Một số toán nguyên lý, lưu đồ giải thuật Bài toán điều khiển bộn sản phẩm (gạo):  Nguyên lý hoạt động: o Nhấn nút Start, băng tải cấp liệu cho bồn trộn bắt đầu chạy đồng thời motor bồn cấp liệu mở cửa cấp nguyên liệu thứ cho băng tải o Motor bồn cấp liệu chạy thời gian 5s ngừng Motor cấp liệu bắt đầu chạy để cấp liệu cho băng tải o Motor bồn cấp liệu chạy vòng 4s ngừng Motor bồn cấp liệu bắt đàu chạy để cấp nguyên liệu cho băng tải o Motor bồn cấp liệu chạy vòng 3s thi ngừng Motor trộn bắt đầu chạy 5s để trộn nguyên liệu 1, o Sau trộn xong motor xả nguyên liệu bắt đầu chạy để xả nuyên liệu Motor điều khiển cho bồn trộn quay xuống điều khiển dừng công tắc hành trình o Bồn quay xuống dừng lại tong 3s để xả hết nguyên liệu Sau motor quay bồn trộn lên vị trí cũ, motor điều khiển cơng tắc hành trình Lưu đồ giải thuật: Start Băng tải = 1, Motor1 = No T = 5s Yes Motor2 = 1, Motor1 = T = 4s No Yes Motor3 =1, Motor2 = No T = 3s Yes Motor3 = 0, MotorTrộn = T = 5s No Yes MotorTrộn = 0, MotorXả = CTHTDưới = v T =3s No Yes MotorXả = 0, MotorTrộn = CTHTTrên = Yes MotorTrộn = End Bài toán bồn trộn chất lỏng:  Nguyên lý hoạt động: No Bơm hoạt động cấp chất lỏng thứ vào bồn thông qua van xả cảm biến mức nhận tín hiệu van ngắt mở van để cấp chất lỏng thứ vào bồn, cảm biến mức nhận tín hiệu van ngắt đồng thời động trộn bắt đầu hoạt động thời gian 20s, van xả kích mở để xả liệu hai cảm biến mức tiếp tục xả thêm 60s để đảm bảo chất lỏng xả hết Các thiết bị bồn: van cấp liệu 1, sử dụng nguồn nuôi 24V DC, động trộn sử dụng nguồn 24V DC, van xả liệu sử dụng nguồn nuôi 24V DC, hai cảm biến mức cho tín hiệu VDC mực nước chạm cảm biến Các tín hiệu bồn: - Tín hiệu vào: + Van cấp liệu 1: dây màu đen, tín hiệu kích 24V DC + Van cấp liệu 2: dây màu đỏ, tín hiệu kích 24V DC + Động trộn: dây màu vàng, tín hiệu kích 24V DC + Van xả liệu: dây màu trắng, tín hiệu kích 24V DC - Tín hiệu ra: + Cảm biến mức 1: tín hiệu 5V DC + Cảm biến mức 2: tín hiệu 5V DC Bit điều khiển van, động bơm: DO-0: van cấp DO-1: van cấp DO-2: van cấp DO-3: van xả DO-4: động trộn Bit nhận tín hiệu cảm biến: DI - 0: cảm biến mức DI - 1: cảm biển mức Start Lưu đồ giải thuật: Khai báo địa port điều khiển cho card Kiểm tra địa port Sai Đúng DO-0 = 0: mở bơm DO-1 = 0: mở van cấp DI-0 = 1: cảm biến mức Sai Đúng DO-1 = 1: đóng van cấp DO-2 = 0: mở van cấp DI-1 = 1: cảm biến mức Đúng A Sai A DO-0 = 1: ngắt bơm DO-2 = 1: đóng van cấp DO-4 = 0: mở động trộn Delay 20s DO-4 = 1: ngắt động trộn DO-3 = 0: mở van xả DI-0 = DI-1 = Đúng Delay 60s DO-3 = 1: đóng van xả Stop Sai Hàm SetActiveRL: SetActiveRL m_Step = No Yes OnActiveCoilFull m_Flag = No OffActiveCoilHaft Yes m_Coil = m_Coil - m_Flag = OnActiveCoilHaft iFirstFlag No Yes m_Coil = m_Coil - m_Flag = End iFirstFlag = True Hàm SetActiveLR: SetActiveLR m_Step = No Yes OnActiveCoilFull m_Flag = No OffActiveCoilHaft Yes m_Coil = m_Coil + m_Flag = OnActiveCoilHaft iFirstFlag No Yes m_Coil = m_Coil + m_Flag = End iFirstFlag = True ... tài: “KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ BỘ THỰC TẬP GIAO TIẾP MÁY TÍNH PC VỚI PCL – 718 CARD nhằm phục vụ cho trình thực tập sinh viên, giúp sinh viên hiểu rõ ứng dụng thực tế card giao tiếp PCL – 718 1.2 Giới... quan Card giao tiếp PCL 718 [10, 14] Hình 2.17 Card giao tiếp PCL 718 2.3.1 Giới thiệu chung [10, 14 ]  Giới thiệu Card PCL 718 PCL 718 chạy mức cao, tốc độ cao CARD thu thập liệu đa chức IBM PC/ XT/AT... thơng qua giao diện máy tính lệnh để điều khiển trình sản xuất Từ thực tế đó, đề tài mạnh dạn nghiên cứu chuyên đề “KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ BỘ THỰC TẬP GIAO TIẾP MÁY TÍNH PC VỚI PCL – 718 CARD nhằm