Để có thể chế tạo ra màn hình giám sát cho đường truyền RS485 thì ta cần có phương pháp nghiên cứu đúng đắn. Cụ thể các bước nghiên cứu như sau: - Nghiên cứu về khung truyền, mã hóa, bảo toàn dữ liệu trên đường truyền RS485 - Nghiên cứu, khảo sát một số màn hình giám sát hiện có trên thị trường. - Nghiên cứu đưa ra các yêu cầu chức năng và vận hành của thiết bị từ đó xây dựng thiết kế phần cứng cũng như phần mềm. - Chế tạo thử nghiệm và hiệu chỉnh sản phẩm. Sau quá trình nghiên cứu, chế tạo, sản phẩm đã hoàn thiện và mang lại những lợi ích, hiệu quả: + Thiết bị khi được bổ sung vào hệ thống các thiết bị thực hành đang có của khoa Công nghệ Tự động hóa sẽ tăng tính trực quan cho các môn học có liên quan, từ đó giúp sinh viên dễ dàng hơn trong việc tiếp cận môn học cũng như tăng khả năng nhận thức nắm bắt bài giảng. + Màn hình giám sát đường truyền RS485 giúp cho người vận hành, người lập trình dễ dàng nắm bắt lỗi trong quá trình thao tác, thử nghiệm từ đó giảm thiểu thời gian hiệu chỉnh hệ thống và làm tăng năng suất lao động. Nội dung chi tiết của báo cáo được trình bày ở những chương sau.
MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT PLC : Programmable logic controller PC: Personal Computer OSI: Open Systems Interconnection Reference Model PWM: Pulse Width Modulation LCD: Liquid-Crystal Display ASCII: American Standard Code for Information Interchange DANH MỤC HÌNH VẼ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNTT&TT ĐƠN VỊ: KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo hình giám sát cho đường truyền RS485 - Mã số: - Chủ nhiệm đề tài: Vũ Thạch Dương - Thời gian thực hiện: Từ tháng 01 năm 2020 đến 31 tháng 12 năm 2020 Mục tiêu: Chế tạo hình giám sát cho đường truyền RS485 Tính sáng tạo: Trong trình thực hành, vận hành PLC cần có thiết bị giám sát để kiểm chứng xác việc truyền thơng giám sát thông số kĩ thuật cần thiết đường truyền RS485 Mặc dù, thị trường có số loại hình giám sát thuộc nhiều hãng với giá chức khác nhiên chưa có chức giám sát khung truyền liệu Do đó, hình giám sát cho đường truyền RS485 thiết bị mới, cần thiết cho q trình dạy học cho mơn học liên quan Đồng thời thiết bị có khả phát triển hoàn thiện để đưa vào thương mại tương lai Kết nghiên cứu: - Nắm khung truyền, mã hóa, bảo tồn liệu đường truyền RS485 - Đưa yêu cầu chức vận hành thiết bị từ xây dựng thiết kế phần cứng phần mềm - Chế tạo thử nghiệm thành công sản phẩm Sản phẩm: Màn hình giám sát cho đường truyền RS485 Đề xuất chuyển giao − Phương thức chuyển giao: Chuyển giao cho phịng thực hành khoa Cơng nghệ Tự động hóa làm thiết bị giảng dạy cho mơn học có liên quan − Địa ứng dụng: Phịng thực hành khoa Cơng nghệ Tự động hóa, trường đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông − Tác động lợi ích mang lại kết nghiên cứu: + Thiết bị bổ sung vào hệ thống thiết bị thực hành có khoa Cơng nghệ Tự động hóa tăng tính trực quan cho mơn học có liên quan, từ giúp sinh viên dễ dàng việc tiếp cận môn học tăng khả nhận thức nắm bắt giảng + Màn hình giám sát đường truyền RS485 giúp cho người vận hành, người lập trình dễ dàng nắm bắt lỗi trình thao tác, thử nghiệm từ giảm thiểu thời gian hiệu chỉnh hệ thống làm tăng suất lao động − Đề xuất công bố kết nghiên cứu Ngày Khoa chuyên mơn (ký, họ tên, đóng dấu) tháng Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) năm INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: Design and manufacture monitoring screen for RS485 transmission line Code number: Coordinator: Implementing institution: Duration: from 1st January to 31th December, 2020 Objective(s): Manufacture monitoring screen for RS485 transmission line Creativeness and innovativeness: During the practice, PLC operation requires monitoring devices to verify the accuracy of communication as well as monitor the necessary specifications on the RS485 transmission line Although there are several types of surveillance monitors on the market with different prices and functions, there is still no function to monitor data transmission frames Therefore, the monitor monitor for the RS485 transmission line is a new device, essential for the teaching process for related subjects At the same time, this is also a fully developed device for commercial use in the future Research results: - Understand transmission frames, encode and preserve data on RS485 transmission - Propose functional and operating requirements of equipment, thereby building hardware as well as software design - Successfully fabricated and tested the product Products: Monitoring screen for RS485 transmission Transfer proposal - Mode of transfer: Transferred to the practice room of the Faculty of Automation Technology as teaching equipment for related subjects - Applied address: Practice room of Faculty of Automation Technology, University of Information Technology and Communication - Effects and benefits of research results: + Equipment, when added to the system of existing practice devices of the Faculty of Automation Technology, will increase the visualization of the relevant subjects, thereby making it easier for students to approach the subject study as well as increase cognitive ability to grasp lectures + RS485 line monitoring screen helps operators, programmers easily grasp errors during the operation and testing, thereby reducing system calibration time and increasing labor productivity - Proposal to publish research results MỞ ĐẦU Hiện nay, PLC sử dụng rộng rãi cơng nghiệp mơn học liên quan đến PLC đưa vào giảng dạy với thời lượng ngày lớn Trong trình thực hành, vận hành PLC cần có thiết bị giám sát để kiểm chứng xác việc truyền thơng giám sát thông số kĩ thuật cần thiết đường truyền RS485 Mặc dù, thị trường có số loại hình giám sát thuộc nhiều hãng với giá chức khác nhiên chưa có chức giám sát khung truyền liệu Từ đặt yêu cầu cấp thiết cần chế tạo thiết bị Để chế tạo hình giám sát cho đường truyền RS485 ta cần có phương pháp nghiên cứu đắn Cụ thể bước nghiên cứu sau: - Nghiên cứu khung truyền, mã hóa, bảo tồn liệu đường truyền RS485 - Nghiên cứu, khảo sát số hình giám sát có thị trường - Nghiên cứu đưa yêu cầu chức vận hành thiết bị từ xây dựng thiết kế phần cứng phần mềm - Chế tạo thử nghiệm hiệu chỉnh sản phẩm Sau trình nghiên cứu, chế tạo, sản phẩm hồn thiện mang lại lợi ích, hiệu quả: + Thiết bị bổ sung vào hệ thống thiết bị thực hành có khoa Cơng nghệ Tự động hóa tăng tính trực quan cho mơn học có liên quan, từ giúp sinh viên dễ dàng việc tiếp cận môn học tăng khả nhận thức nắm bắt giảng + Màn hình giám sát đường truyền RS485 giúp cho người vận hành, người lập trình dễ dàng nắm bắt lỗi trình thao tác, thử nghiệm từ giảm thiểu thời gian hiệu chỉnh hệ thống làm tăng suất lao động Nội dung chi tiết báo cáo trình bày chương sau CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ GIÁM SÁT TRÊN ĐƯỜNG TRUYỀN RS485 1.1 Giao thức truyền thông 1.1.1 Một số khái niệm - Giao thức truyền thông: quy định việc truyền thông tin thiết bị - hệ thống cơng nghiệp Trong cơng nghiệp, phận hệ thống cấu trúc theo sơ đồ phân cấp: Hình 1.1 Sơ đồ phân cấp giao thức truyền thơng cơng nghiệp - Điều có nghĩa thiết bị hệ thống cơng nghiệp có mối liên quan với Các thiết bị cấu chấp hành: Như motor, cảm biến… nằm cấp thấp (được gọi cấp trường), chịu điều khiển thiết bị cấp nó–cấp điều khiển Các thiết bị cấp điều khiển như: PLC, PC… chịu điều khiển giám sát cấp cao hơn… Và thế, hệ thống công nghiệp thơng thường có - cấp Điều cần quan tâm đây, việc liên lạc truyền tín hiệu thiết bị cấp thực nhờ đường dây bus tín hiệu (bao gồm loại bus: bus trường, bus hệ thống, mạng xí nghiệp mạng cơng ty) Để tín hiệu truyền bus cần có tiêu chuẩn để truyền Tiêu chuẩn phải đảm bảo thiết bị cấp cấp hỗ trợ Tiêu chuẩn gọi giao thức truyền thông - Ứng với đường dây bus cho việc kết nối cấp có giao thức truyền thông riêng Đối với bus trường: Thông thường người ta sử dụng giao thức: - Profibus, Modbus… Tuy giao thức truyền thông cấp khác nhau, chúng có chung đặc điểm tn theo mơ hình giao thức định Đó mơ hình mạng OSI Hình 1.2 Mơ hình mạng OSI quy định trình tự để truyền đoạn tin thiết bị - Đoạn tin truyền qua lớp từ máy gửi đưa đến bus truyền thơng, sau đoạn tin nhận từ máy tương ứng Các lớp mơ hình giúp xác định đặc tính cần thiết cho đoạn tin truyền Ví dụ như: Lớp Presentation quy định cú - pháp đoạn tin truyền, lớp Session quy định thời gian truyền tin… Ở Việt Nam nay, thông thường để liên lạc cấp trường cấp điều khiển, nhà máy thường sử dụng giao thức mạng truyền thơng Profibus Ngồi giao thức Profibus giao thức mạng Modbus lựa chọn tốt cho việc truyền c Các bước thực hành Bước 1: Giới thiệu nội dung thực hành Kiểm tra kiến thức lý thuyết sinh viên, nhấn mạnh nội dung kiến thức cần lưu ý Nội dung thực hành bao gồm kiến thức RS485, Profibus cách hoạt động thiết bị đo truyền liệu lên đường truyền RS485 Bước 2: Đấu nối + Sử dụng Module PLC S7-200 có sẵn phịng thực hành (có thể dùng module PLC Station-700A) + Nối chân 1M vào 0V + Kiểm tra nguội cấp nguồn cho khối PLC + Chuẩn bị cáp RS485 để nối PLC với thí nghiệm sau lập trình xong + Chuẩn bị máy sóng để đo dạng sóng thu thập Bước 3: Lập trình Tiến hành lập trình PLC gửi giá trị khác đường truyền Bước 4: Chạy thử nghiệm, hiệu chỉnh viết báo cáo + Kết nối PLC giám sát cáp RS485 + Cấp nguồn cho thiết bị + Nạp chương trình cho PLC + Thay đổi tốc độ truyền thông ghi lại kết + Đưa kết luận viết báo cáo thực hành d Kết đạt + Nâng cao khả thực hành, làm việc với Arduino PLC S7 200 + Biết cách sử dụng hàm giao tiếp với đường truyền RS485 S7 200 PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH THIẾT BỊ GIÁM SÁT TRÊN ĐƯỜNG TRUYỀN RS485 #include #include #include "U8glib.h" #include const byte ROWS = 4; //four rows const byte COLS = 4; //four columns SoftwareSerial rs(2,4); int ro = 3; U8GLIB_ST7920_128X64 u8g(8,9,10, U8G_PIN_NONE); char hexaKeys[ROWS][COLS] = { {'1','2','3','A'}, {'4','5','6','B'}, {'7','8','9','C'}, {'*','0','#','D'} }; byte rowPins[ROWS] = {A2, A3, A4, A5}; //connect to the row pinouts of the keypad byte colPins[COLS] = {12, 13, A0, A1}; //connect to the column pinouts of the keypad //initialize an instance of class NewKeypad Keypad customKeypad = Keypad( makeKeymap(hexaKeys), rowPins, colPins, ROWS, COLS); int manhinh = 0,choncong = 0,chonbau = 0,chon = 0;//,dec,somu String com,type,dt; long baudrate; bool rs232 = true, resetConnect = true; String nhietdo,doam,khungtruyen; long inchar[40]; long len; long st,en,adr,data; String dt2; long times; bool ketnoi= true; void setup() { // Serial.begin(9600); pinMode(ro,OUTPUT); Serial.begin(9600); off(); if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_R3G3B2 ) { u8g.setColorIndex(255); // white } else if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_GRAY2BIT ) { u8g.setColorIndex(3); // max intensity } else if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_BW ) { u8g.setColorIndex(1); // pixel on } else if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_HICOLOR ) { u8g.setHiColorByRGB(255,255,255); } EEPROM.begin(); if(EEPROM.read(2) == 1){ Serial.begin(9600); baudrate = 9600; } else if(EEPROM.read(2) == 2){ Serial.begin(115200); baudrate = 115200; } else if(EEPROM.read(2) == 3){ Serial.begin(4800); baudrate = 4800; } if(EEPROM.read(1) == 1){ com ="RS232"; rs232 = true; } else if(EEPROM.read(1) == 2){ com ="RS485"; rs232 = false; } if(EEPROM.read(4) == 1){ type ="DEC"; } else if(EEPROM.read(4) == 2){ type ="BIN"; } else if(EEPROM.read(4) == 3){ type ="HEX"; } rs.begin(9600); } void loop() { // picture loop manhinh = 0,choncong = 0,chonbau = 0; nhannut(); manHinhHienThi(); if(millis() - times > 2500){ ketnoi = false; Serial.println(" duts ket noi"); u8g.firstPage(); { u8g.setFont(u8g_font_baby); //u8g.drawStr( colum, row, text);// cột hàng nội dung u8g.setPrintPos(50,30); u8g.print("DisConnect!"); } while( u8g.nextPage() ); } } void nhannut(){ char nut = customKeypad.getKey(); if (nut){ // Serial.println(customKey); if(nut == 'A'){ manhinh++; chon = 0; if(manhinh > 3) manhinh =1; } if(nut == 'B'){ chon++; if(chon > 5)chon = 1; } if(nut == 'C'){ manhinh = 0; resetConnect = true; } Serial.print("man hinh :"); Serial.println(manhinh); Serial.print(" chon :"); Serial.println(chon); } } void manHinhHienThi(){ if(rs232 == true){ //Serial.println(2323232); if(Serial.available()){ dt2 = Serial.readString(); dt2.trim(); dt = String(dt2.toInt(),BIN); len = dt.length(); char chr[100]; for(int i = 0; i