Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển số cho máy dệt jacquard

Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CHO MÁY DỆT JACQUARD GVHD : TS PHẠM NGỌC TUẤN HVTH : KS LÊ THỂ TRUYỀN NĂM HỌC 2004 Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Thầy PHẠM NGỌC TUẤN tận tình hướng dẫn, giúp đỡ để em hoàn thành luận văn Thầy dành cho em giúp đỡ nhiệt tình suốt thời gian thực luận văn Em xin cảm ơn thầy cô Chủ tịch, Phản biện y viên hội đồng dành thời gian để đọc, nhận xét cho ý kiến đóng góp để luận văn hoàn thiện Cuối cùng, em xin cảm ơn Thầy Cô Khoa Cơ Khí, Trường Đại học Bách Khoa trang bị cho chúng em kiến thức q báu cần thiết để tiếp bước đường nghiên cứu khoa học Chân thành cảm ơn Thầy Cô Học viên LÊ THỂ TRUYỀN Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trong năm qua, ngành dệt may Việt Nam có bước tiến dài đường hội nhập với giới Sản phẩm dệt may Việt Nam bước thâm nhập vững vào thị trường khác giới như: MỸ, EU, NHẬT BẢN, CANADA… Thật đáng mừng điều tạo nhiều công ăn việc làm cho xã hội, góp phần không nhỏ công xây dựng nước Việt Nam giàu mạnh Tuy vậy, thiết bị công nghệ lạc hậu phần cản trở bước tiến ngành dệt may năm qua Hiện nay, ngành dệt sử dụng loại máy dệt Jacquard khí dùng bìa đục lỗ (ước lượng khoảng chừng 5000 đến 6000 máy) Việc sử dụng máy dệt cho suất thấp, vấn đề thay đổi mẫu mã khó khăn nên giảm tính linh hoạt sản xuất Các doanh nghiệp biết điều đầu tư cho máy dệt Jacquard hệ tốn Với mục đích góp phần đại hóa ngành dệt, luận văn nghiên cứu giải pháp điện tử hóa máy dệt Jacquard khí nói Phần truyền động khí máy giữ nguyên, bổ sung đầu dệt thiết kế mới, đầu dệt điều khiển phần mềm xuất từ máy tính thông qua mạch vi xử lý Bằng cách đó, với chi phí thấp máy dệt Jacquar khí nói cải tiến tăng suất làm việc Để thực điều luận văn cần phải giải vấn đề sau : Thiết kế phận khí để gắn thêm vào Bộ phận gồm 1200 ti, dự kiến dùng solenoid làm cấu chấp hành Như cần phải chế tạo 1200 solenoid Thiết kế điều khiển số để điều khiển hoạt động solenoid nói Bộ phận gồm phần: a Phần cứng : mạch số b Phần mềm : viết ngôn ngữ Visual basic hợp ngữ Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền ABSTRACT In the past years, the Vietnamese textile and garment industry has made remarkable advances in integration with the world’s development Our textile and garment products step by step penetrate steadily the different markets over the world such as USA, EU, Japan, and Canada, etc Fortunately, this fact has created more jobs for people as well as contributed significantly to building a prosperous Vietnam The backward equipment and technology, however, somewhat obstruct the progress of our textile and garment industry in the past years Currently, mechanical Jacquard power-looms with punched cards are still used in our textile industry (with an estimated quantity of 5000 to 6000 machines in use) This results in the low productivity and the difficulties in model innovation, and eventually the passivity in production Most enterprises are aware of this but the investment in modern Jacquard power-looms requires great expense This thesis mainly aims at studying on processing data electronically of these mechanical Jacquard power-looms as a contribution to textile and garment industrial modernization The mechanical transmission part of power-looms is remaining, the new designed punched card controlled device, which is controlled by software from a computer by a microprocessing circuit, is supplemented Therefore, these mechanical Jacquard power-looms can be improved and their productivities increase with lower spending To obtain the above objectives, the following problems have to be solved in this thesis: Design the supplemented mechanical part It consists of 1200 pins which use the solenoids as executive device Thus, it is necessary to produce 1200 solenoids Design the digital controller to control the operations of solenoids This device includes two parts: a Hardware : Numerical control circuit b Software : Written by Visual basic and assembly language Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền MỤC LỤC Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn thạc sỹ Chương 1: Tổng quan 1.1.Ngành dệt Việt Nam nhu cầu đại hóa 07 1.2 Giới thiệu công nghệ dệt Jacquard 08 1.3 Các giải pháp dệt Jacquard 09 1.3.1.Công nghệ dệt Jacquard nước phát triển 11 1.3.2.Công nghệ dệt Jacquard Việt Nam hieän 15 1.4 Nhu cầu phát triển 18 1.5 Mục tiêu đề tài 19 Chương 2: Giới thiệu hệ thống điều khiển số 2.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển số 21 2.2 Bộ phần mềm CAD/CAM 21 2.3 Phần mềm điều khiển 22 2.4 Bộ điều khiển trung tâm 23 2.5 Bộ khuyếch đại công suất 24 2.6 Bộ tác động 24 2.7 Nguyên lý hoạt động máy dệt Jacquard khí 24 Chương 3: Thiết kế tác động 3.1 Giải pháp thay bìa đục lỗ 27 3.2 Kết cấu tác động 28 Chương 4: Thiết kế điều khiển số cho máy dệt Jacquard khí 4.1 Nhiệm vụ điều khiển số 38 Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền 4.2 Phương án truyền liệu 39 4.3 Thiết kế mạch điều khiển số 44 4.4 Thiết ke ámạch công suất 50 4.5 Phần mềm điều khiển 51 4.5.1 Giải thuật chương trình điều khieån 51 4.5.2 Giao diện chương trình điều khiển 52 Chương 5: Chế tạo mô hình thử nghiệm 5.1 Giới thiệu 54 5.2 Bo mạch điều khiển 54 5.3 Hình ảnh mô hình thử nghiệm 57 5.3 Maïch điều khiển công suất 57 5.3.2 Bộ tác động 58 5.3.3 Mô hình thử nghiệm hoạt động 59 Keát luaän 61 Tài liệu tham khaûo 63 Tóm tắt lý lịch trích ngang 64 Phụ lục Phụ lục1 Code chương trình điều khiển 65 phụ lục Máy dệt Jacquard khí dùng bìa đục lỗ 82 Phuï luïc Solenoid 87 Phuï lục Giao diện nối tiếp 94 Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 NGÀNH DỆT CỦA VIỆT NAM VÀ NHU CẦU HIỆN ĐẠI HÓA Dệt may ngành công nghiệp quan trọng nước phát triển, có Việt Nam Ở Việt Nam thời gian qua, giá trị xuất hàng dệt may tăng khoảng 20-25%/ năm, chiếm 13-14% tổng kim ngạch xuất nước tạo việc làm cho 1,6 triệu lao động Sản phẩm dệt may Việt Nam thâm nhập vào nhiều thị trường Quốc tế, kể thị trường khó tính Nhật Bản, EU Canada Theo mục tiêu chiến lược tăng tốc phát triển ngành dệt may Việt Nam Thủ Tướng phê duyệt ngành cần đầu tư 35.000 tỉ đồng đến năm 2005 thêm 30.000 tỉ đồng đến năm 2010 Theo chương trình mục tiêu phát triển ngành dệt may TP.HCM cần đầu tư 18.000 tỉ đồng đến năm 2005 15.000 tỉ đồng đến năm 2010 Năm 2003 kim ngạch xuất ngành dệt may vào khoảng 3,6 tỉ USD, đứng hàng thứ hai sau ngành dầu khí dự kiến tỉ USD năm 2005, 10 tỉ USD vào năm 2010 Tuy ngành xuất chủ yếu đất nước so với nước khác khu vực ngành dệt may nước ta nhỏ bé nhiều mặt, so với trình độ công nghệ giới ngành dệt may nước ta lạc hậu 20 năm Từ 1-1-2005 hạn ngạch việc xuất dệt may bãi bỏ toàn giới, cạnh tranh vô khốc liệt Con số 53 quốc gia vùng lãnh thổ sản xuất hàng dệt may (2002) lại 26 (2005) Đó thông tin đưa từ hội thảo ”Tìm kiếm nguồn nguyên liệu cho ngành dệt may Việt Nam” Hiệp hội Dệt may Việt Nam Trung tâm Thương mại quốc tế (ITC) thuộc WTO phối hợp tổ chức 7/12/2004 Vì ngành dệt may Việt Nam phải gặp nhiều thách thức, đặc biệt ngành dệt Hiện ngành dệt Việt Nam gặp khó khăn nhiều mặt: - Trình độ công nghệ thấp, lực sản xuất, chủng loại mẫu mã hàng hóa nghèo nàn, suất lao động thấp dẫn đến giá thành sản phẩm cao Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền - Thiết bị công nghệ ngành dệt đổi 45%, trình độ tự động hóa mức trung bình, lạc hậu so với nước khu vực khoảng 15 năm - Sản phẩm ngành dệt chưa đáp ứng tốc độ tăng trưởng ngành may số lượng lẫn chất lượng Năm 2003 ngành may Việt Nam phải nhập 500 triệu mét vải Điều dẫn tới giá hàng dệt may Việt Nam cao sản phẩm loại ASEAN khoảng 10-15%, cao hàng Trung Quốc 20% Khi EU bỏ chế độ quota cho Trung Quốc, sản lượng mặt hàng Jacket Việt Nam xuất vào thị trường giảm 60% - 70% Có thể coi minh chứng hùng hồn nhắc nhở doanh nghiệp Việt Nam phải tăng sức cạnh tranh trước sức ép cạnh tranh trực tiếp Như vậy, để tăng sức cạnh tranh hàng dệt may giải pháp cần thiết đại hoá công nghệ thiết bị dệt Cho đến hầu hết máy móc ngành dệt nhập từ nước Trong tình hình việc đầu tư, đổi công nghệ thiết bị tương lai có lẽ chủ yếu nhập từ nước nỗ lực thiết kế chế tạo thiết bị dệt nước Luận văn giới hạn lónh vực dệt Jacquard 1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ DỆT JACQUARD Tên máy dệt Jacquard có nguồn gốc từ người phát minh Joseph Marie Jacquard Jacquard sinh ngày tháng năm 1752 Lyon, nước Pháp Đương thời, ông chế tạo để dùng dệt vải có hoa văn Chính mà tên ông đặt cho máy dệt vải hoa văn - máy dệt Jacquard - xác nhận ông người phát minh tự điển tiếng Anh ngày nay, Jacquard có nghóa vải có hoa văn Hình 1.1: Joseph Marie Jacquard Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Jacquard công nghệ dệt sản phẩm có hoa văn phức tạp cách phối hợp kiểu dệt khác Đây công nghệ dệt với qui trình tạo mẫu điều khiển dệt phức tạp, mặt vải tạo từ rappo lớn (mỗi chiều 1000 sợi dệt), điểm nối dọc/ngang mang tính tự phụ thuộc vào hoa văn kiểu dệt Đây mặt hàng dệt cao cấp ngày có nhu cầu lớn thị trường nước quốc tế Mẫu dệt carô hóa, sau chuyển thành bìa đục lỗ mắt xích bìa máy dệt Jacquard để điều khiển sợi Có nhiều loại sản phẩm Jacquard: lớp, lớp… nguyên lý điều khiển nói chung không khác biệt lớn Hình 1.2 giới thiệu mẫu vải hoa văn dệt công nghệ Jacquard: Hình 1.2 : Vải dệt công nghệ dệt Jacquard 1.3 CÁC GIẢI PHÁP VỀ DỆT JACQUARD Cho đến máy dệt Jacquard trải qua ba hệ: - Thế hệ thứ nhất: hình thành phát triển máy dệt Jacquard khí (còn gọi máy dệt Jacquard hệ thứ nhất) - Thế hệ thứ hai: máy dệt Jacquard khí đại hóa cách đưa vào ứng dụng hệ thống CAD/CAM điều khiển số liên kết với đầu Jacquard khí (còn gọi máy dệt Jacquard hệ thứ hai) - Thế hệ thứ ba: phát triển máy dệt Jacquard điện tử (còn gọi máy dệt Jacquard hệ thứ ba) Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Hình 1.3 giới thiệu công nghệ dệt tương ứng với hệ máy Jacquard: Vẽ tay Mẫu hoa văn Thiết kế bìa (thủ công) Thiết kế máy tính Máy Scan Máy đọc bìa đục lỗ Máy tính HỆ THỐNG CAD/CAM Máy đục bìa (điều khiển tay) Máy in Mạng máy tính Bìa xâu thành chuỗi Đóa mềm Máy đục bìa (tự động) Máy tính Máy dệt Jacquard khí (Thế hệ thứ nhất) Máy dệt Jacquard khí đại hóa (Thế hệ thứ hai) Máy dệt Jacquard điện tử (Thế hệ thứ ba) Hình 1.3 Công nghệ dệt tương ứng với hệ máy Jacquard Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 10 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Số dây kéo số lỗ số sợi dọc, số móc nhỏ móc kéo nhiều dây (20), kéo nhiều sợi dọc có kiểu dệt theo rappo ngang Máy Jacquard chia nhiều loại: 100, 200 ,400, 800, 1200 móc nhiều Để tính số móc treo cần thiết cho máy dệt ta thử làm sau: xét vải hoa nhiều hoa văn giống ghép lại, giả thiết rappo sợi dọc 380 sợi, cần phải có 380 móc Nếu tổng số sợi dọc 3040 sợi ta có: 3040:380 = rappo Như móc nâng sợi dọc đan rappo khác Do dùng số móc nhỏ 380 Như ta chọn máy có 400 móc, 20 móc lại dùng để dệt sợi biên Chuyển động phối hợp thoi đầu Jacquard mô tả sau: Trục quay dao nâng truùc mang cam quay ẳ voứng ẵ voứng ủi leõn ½ vòng xuống thoi từ phải qua trái ¼ voứng ẳ voứng ẵ voứng ủi leõn ẵ voứng ủi xuống thoi từ trái qua phải ¼ vòng Hình PL3: Chuyển động phối hợp thoi đầu Jacquard Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 85 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Mô tả phối hợp trục mang cam tạo chuyển động thoi đầu Jacqurad máy dệt ♦ Khi trục quay ½ vòng, dao nâng lên, móc nằm đường tác dụng dao nâng lên, sợi dọc tương ứng nâng lên theo, miệng vải hình thành Trục mang cam quay ¼ vòng, cam qua số hệ thống truyền động truyền chuyển động đến cấu đánh thoi, thoi mang sợi ngang đánh qua miệng vải từ phải sang trái đưa sợi ngang vào miệng vải ♦ Trục quay tiếp ½ vòng, dao nâng xuống đưa sợi dọc xuống, miệng vải khép lại Trục mang cam quay ¼ vòng, thoi nằm phía bên trái ♦ Trục quay tiếp ½ vòng, dao nâng lên nâng sợi dọc, miệng vải hình thành Trục mang cam quay ½ vòng, cam truyền chuyển động đến cấu đánh thoi đưa sợi ngang qua miệng vải từ trái sang phải ♦ Trục quay tiếp ½ vòng, dao nâng xuống, miệng vải khép lại, thoi nằm phía bên phải Như vậy, chu kỳ đưa thoi qua lại, trục quay hai vòng trục mang cam quay vòng Ưu điểm: - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, thay - Phù hợp với mặt hàng vải thay đổi chủng loại hoa văn Khuyết điểm: - Năng suất thấp - Do kết cấu gồm phận khí nên sau thời gian sử dụng bị sai lệch - Hoa văn vải phụ thuộc vào bìa đục lỗ nên tính linh động việc thay đổi mẫu mã hoa văn vải chưa cao - Giá thành bìa đục lỗ cao Do đầu Jacquard khí đáp ứng cho sở sản xuất nhỏ, thay đổi mẫu mã hoa văn Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 86 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền PHỤ LỤC SOLENOID Trong kỹ thuật, solenoid phận làm nhiệm vụ chuyển đổi lượng điện sang chuyển động thẳng Solenoid thực chất nam châm điện từ Nó bao gồm nhiều vòng dây dẫn điện quấn xung quanh core Khi có dòng điện dây dẫn từ trường sinh từ trường tập trung trung tâm core Nếu ta đặt lõi sắt vào vùng bị hút cuộn dây có điện Sau xin trình bày số vấn solenoid để ta có sở chọn lựa Từ trường: Từ trường sinh dòng điện Các dạng từ trường khác nhau: Do dòng điện thẳng: Hình PL4: Từ trường sinh dòng điện thẳng Chiều từ trường xác định theo nguyên tắc bàn tay phải Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 87 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Do dòng điện vòng: Hình PL5: Từ trường sinh dòng điện vòng Solenoids: Hình PL6: Từ trường sinh solenoid Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 88 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Nam châm: Hình PL7: Từ trường sinh nam châm Trái đất: Hình PL8: Từ trường sinh Trái đất Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 89 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Nguyên lý làm việc Solenoid: Hình PL9: Nguyên lý làm việc solenoid Từ trường sinh cuộn solenoid có dòng điện qua tập trung bên dọc theo cuộn dây Từ trường vùng phía bên yếu bỏ qua Trong dạng từ trường từ trường sinh cuộn solenoid nam châm giống nhau: Hình PL10: So sánh từ trường Solenoid nam châm Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 90 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Tuy nhiên, từ trường sinh tăng lên nhiều lần ta đặt vào cuộn solenoid lõi sắt non Qua thực nghiệm, người ta thấy trường hợp từ trường tăng lên hàng trăm lần Hình PL11: Từ trường solenoid lõi sắt Sở dó vật liệu sắt từ tồn vùng nhỏ, moment từ tất nguyên tử xếp song song với Khi vật liệu từ chưa bị từ hóa, moment từ vùng nhỏ định hướng hỗn loạn, moment từ tổng vật liệu từ có giá trị zero Khi có từ trường bên đặt lên vật liệu từ, moment từ vùng vật liệu từ có xu hướng xếp lại theo chiều từ trường bên Kết làm cho moment từ lưỡng cực vật liệu từ tăng lên Điều có nghóa từ cảm B vật liệu từ có xu hướng tăng lên Khi toàn moment từ vùng định hướng theo chiều từ trường bên từ cảm B không tăng lên nữa, ta gọi vật liệu từ bão hòa Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 91 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Hình PL12: Moment từ Khi cường độ từ trường bên moment từ xếp tự nhiên theo hường xác định cấu trúc tinh thể vùng gọi hướng trục dễ bị từ hóa Chính vậy, cường độ từ trường bên giảm xuống, moment lưỡng cực vùng định hướng trở hướng dễ bị từ hóa mình, từ cảm yếu đi, quán tính từ, từ cảm bên vật liệu từ cẫn giữ giá trị định Hiện tượng gọi tượng từ trễ giá trị từ cảm nhận từ trường bên giảm xuống zero gọi giá trị từ dư vật liệu Hình PL13: Từ trường solenoid có lõi sắt Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 92 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Mối quan hệ từ cảm B với dòng điện xác định sau: B = k µ nl µ = k µ 0 Với: - n số vòng dây - l chiều dài solenoid Trong kỹ thuật chế tạo solenoid người ta thường sử dụng phương án sau cùng, có nghóa cuộn solenoid với lõi sắt Đây phương án thiết kế ti đẩy phương án cải tiến máy dệt Jacquard khí Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 93 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền PHỤ LỤC GIAO DIỆN NỐI TIẾP Tiêu chuẩn RS-232: Giao diện RS-232 chuẩn phổ biến máy tính nay, thường gọi cổng COM Số lượng thiết bị ngoại vi ghép nối qua giao diện nhiều Vài nét nguồn gốc: Sau thời gian lưu hành không thức, đến năm 1962, Hiệp hội nhà công nghiệp điện tử (EIA: The Electronics Industries Association) cho ban hành tiêu chuẩn RS-232 áp dụng cho máy tính PC Các chữ RS viết tắc từ từ Recommended Standard (Tạm dịch: Tiêu chuẩn giới thiệu) Hai phiên RS-232 RS-232B RS-232C lưu hành song song thời gian dài Tuy nhiên, phiên RS-232C (ra đời sau) tồn Ở Tây Âu người ta gọi tên gọi chuẩn V.24 Mức điện áp chuẩn RS-232 miêu tả sau: +1 Mức Logic +5 +3 Không xác định -3 -5 Mức Logic -12 Hình PL14: Mức điện áp chuẩn RS-232 Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 94 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Trong chuẩn RS-232 hệ sau (RS-232C), để có tốc độ đường truyền nhanh người ta sử dụng khoảng chênh lệch điện áp hẹp mức logic mức logic Các giới hạn mức logic ±12V ±25V trước Nếu xung xuất đường dẫn mức điện áp tương đương với mức -12V Ở trạng thái tónh, đường truyền có điện áp 12V, bit khởi động mở đầu cho việc truyền liệu, sau bit liệu, cuối dòng liệu có bit dừng (stopbit) để đặt lại trạng thái lối -12V Sau ví dụ mức điện áp dạng tín hiệu truyền: Bit Stop Bit Start 12V D0 D1 D7 D4 -12V D5 D3 D6 Hình PL15: Mức điện áp dạng tín hiệu Chuỗi bit truyền là: 11010010 (D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7) Ngoài việc thu hẹp điện áp để tăng tốc độ đường truyền chuẩn RS-232 ngày cố định trở kháng tải từ 3000 Ω - 7000Ω Một điểm cần lưiu ý sử dụng chuẩn RS-232 thời gian chuyển từ mức logic sang mức logic khác không vượt 4% thời gian bit Ta thử tính tốc độ truyền 9600 baud thời gian chuyển mức logic phải nhỏ 0.04/9600 = 4.2µm Chính điều làm giới hạn đường truyền Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 95 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền RS-232 mạch thu phát không cân (đơn cực), điều có nghóa tín hiệu vào/ra so với đất Như vậy, điện hai điểm đất của hai mạch thu phát không có dòng điện chạy dây đất Chính điều làm giảm tín hiệu logic xuất điện áp rơi dây đất Các yêu cầu mặt điện qui định RS-232 sau: Mức logic nằm khoảng: -3V đến -12V; khoảng từ -5V đến -12V tin cậy Mức logic nằm khoảng từ +3V đến +12V, khoảng từ +5V đến +12V tin cậy Trở kháng tải phía nhận mạch phải lớn 3000Ω phải nhỏ 7000Ω Tốc độ truyền cực đại 100kbit/giây Độ dài đường truyền không 15 mét Như trường hợp máy dệt mà luận văn nghiên cứu cải tiến giao diện RS-232 hoàn toàn đáp ứng Trong trường hợp truyền thông qua cổng RS-232, để thích ứng với mức điện áp +12V -12V điều cần thiết phải sử dụng drive MAX 232 hãng MAXIM Vi mạch nhận mức RS-232 gửi từ máy tính PC biến đổi tín hiệu thành tín hiệu TTL Trong phương án truyền thông dùng giao diện RS-232 máy tính làm nhiệm vụ xuất liệu điều khiển Tuy nhiên, RS-232 không làm việc chế độ song công, liệu truyền nói chiều Có nghỉa cuộn solenoid bị hỏng, có nghóa thời điểm khả nhận liệu điều khiển từ máy tính máy tính không nhận biết xuất liệu hết chu kỳ xuất Khi mẫu hoa văn cần dệt bị lỗi Nhưng ngược lại, việc sử dụng RS-232 lại có lợi bật rẻ tiền dễ sử dụng Để khắc phục khuyết điểm nêu phương án sử dụng chế tạo cuộn solenoids với độ tin cậy cao, xem Đây hướng mà hãng sản xuất máy dệt giới theo Bởi với số lượng 1200 solenoids việc theo dõi solenoid khó khăn tốn Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 96 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Một điểm cần lưu ý chuẩn RS-232 không cân nên can phải sử dụng loại cáp truyền thông dây, truyền tín hiệu đi, nhận tín hiệu từ máy tính nối đất Một số tiêu chuẩn truyền nối tiếp khác: Ngoài giao diện nối tiếp RS-232 trình bày có giao diện nối tiếp khác qui định thành tiêu chuẩn hai chữ RS (viết tắc từ Recommended Standard) Đó giao diện RS-422, RS-423 RS-485 Tuy nhiên giao diện nối tiếp không trang bị bên máy tính PC, máy tính PC trang bị cổng nối tiêu chuẩn RS – 232 Vì vậy, ghép nối máy tính với thiết bị ngoại vi có giao diện nối tiêu chuẩn khác ta phải sử dụng khối chuyển đổi, chẳng hạn từ RS-232 sang RS -422 sang Rs-485 Thí dụ ghép nối máy tính với PLC phải cần đến ghép nối Còn khả khác dùng card mở rộng cắm vào rãnh cắm bo mạch để tạo chuẩn ghép nối Chuẩn ghép nối RS-422: Về xem chuẩn ghép nối RS-422 tiêu chuẩn cải tiến từ chuẩn RS-232 Những nhược điểm chuẩn RS-232 tốc độ đường truyền không cao, độ dài đường truyền bị hạn chế khắc phục Chuẩn ghép nối RS-422 cho phép tăng tốc độ đường truyền lên đến vài Mbit/s Về chất truyền liệu theo kiểu nối tiếp cách truyền liệu thay đổi, cụ thể mức logic không tính theo thay đổi mức tín hiệu theo so với mass mà tính theo điện áp vi sai hai đường dẫn Bộ đệm đường dẫn chuẩn ghép nối RS-422 tạo điện áp vi sai khoảng 5V, truyền qua dây hai sợi xoắn (twisted pair) Bộ phối hợp mức bên nhận đo vi sai điện áp để phân biệt mức HIGH LOW Tiêu chuẩn RS-232 qui định rõ là: cặp tín hiệu sử dụng để truyền tín hiệu tín hiệu trường hợp RS-232 Cặp tín hiệu bao gồm: Tín hiệu không đảo (A) Tín hiệu đảo (B) Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 97 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Chênh lệch điện áp A B từ đến 6V Khi điện áp A âm so với B ta có mức logic 1, điện áp A dương so với B ta có mức logic Chuẩn ghép nối RS-423A: Tiêu chuẩn ghép nối RS-423A sử dụng điện áp không cân hay gọi không đối xứng Hình thức truyền liệu giống nhưchuẩn RS-232 Tuy nhiên, thông số điện cải thiện để tăng tốc độ chiều dài đường truyền Giá trị mức điện áp nằm khoảng 0V đến 6V, 0V mức 6V mức Chuẩn ghép nối RS-485: Tiêu chuẩn ghép nối RS-485 kết việc mở rộng tiêu chuẩn RS-422 Tiêu chuẩn ghép nối cho phép nhiều thành viên tham gia (có thể tới 32 thành viên) Vì vậy, xem chuẩn ghép nối RS-485 bus Mức logic ấnđịnh tương tự chuẩn RS-422, nghóa nằm vùng điệnáp từ -1.5V đến -6V, mức logic vùng điện áp từ +1.5V đến +6V Đây chuẩn ghép nối lựa chọn cho ứng dụng công nghiệp giai đoạn tính ưu việt Ngoài tốc độ đường truyền tăng đáng kể, chiều dài đường truyền cải thiện phạm vi vài nghìn mét, cho phép theo dõi nhiều thông số đối tượng điều khiển cho phép có nhiều thành viên tham gia nói So sánh chuẩn ghép nối tiếp: Đặc điểm chung loại giao diện vừa kể truyền liệu không đồng dạng nối tiếp Giao diện nối tiếp RS-232 mô tả giao diện điện áp túy Các mức logic HIGH LOW mức điện áp có giá trị từ-3V đến -12V +3V đến +12V so với đường dẫn mass chung Ưu điểm bật việc ghép nối với cổng RS-232 việc xử lý đơn giản, dùng phổ biến Về mặt nhược điểm trước hết phải nói tới chiều dài đường truyền bị hạn chế, sau tốc độ đường truyền chưa cao Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 98 Luận văn Thạc Só Kỹ Thuật Học viên : Lê Thể Truyền Trong giao diện lại giao diện điện áp vi sai Việc truyền liệu tiến hành đường dẫn vi sai điện áp thường hai đường dẫn xoắn với thành cặp, khác hẳn với trường hợp RS-232 mức điện áp tính so với đường dẫn chung Vì vậy, thông tin nhận từ điện áp vi sai hai dây dẫn giá trị điện áp tuyệt đối so với điện dây dẫn mass Do mà nhiễu điện từ nói chung không ảnh hưởng đến trình truyền liệu Giữa giao diện RS-422 RS-485 có khác biệt giao diện RS-422 thực liên kết điểm với điểm liên kết bus RS-485 Để tránh ảnh hưởng qua lại thành viên ghép nối, đặc biệt giao diện qua chuẩn RS-485, người ta thường sử dụng ghép nối quang để có cách ly mặt điện từ bên phát bên nhận đường dẫn liệu đường dẫn điều khiển Bảng so sánh giao diện: BảngPL4.1 RS-232 RS-422 RS-485 Bản chất liên kết Liên kết điểm Liên kết điểm Liên kết bus Loại giao diện Giao diện điện Giao diện điện áp Giao diện điện áp áp không đối đối xứng vi phân đối xứng Thấp Cao Cao Số đệm cực đại 1 32 Độ dài cực đại 15m 1200m 1200m Tốc độ truyền cực đại 20 kBaud 10 Mbaud 10 Mbaud Độ nhạy nhận ±3V ±200mV ±200mV xứng Khả chống nhiễu đường truyền Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Cơ Khí 99 ... ứng dụng hệ thống CAD/CAM điều khiển số liên kết với đầu Jacquard khí (còn gọi máy dệt Jacquard hệ thứ hai) - Thế hệ thứ ba: phát triển máy dệt Jacquard điện tử (còn gọi máy dệt Jacquard hệ thứ... công nghệ dệt tương ứng với hệ máy Jacquard: Vẽ tay Mẫu hoa văn Thiết kế bìa (thủ công) Thiết kế máy tính Máy Scan Máy đọc bìa đục lỗ Máy tính HỆ THỐNG CAD/CAM Máy đục bìa (điều khiển tay) Máy in... THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ 2.1 CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ: Sơ đồ khối hệ thống máy dệt Jacquard khí đại hóa thể hình 1.11 Hệ thống bao gồm thành phần: - Bộ phần mềm CAD/CAM - Máy tính điều