Báo cáo thí nghiệm môn đo lường và điều khiển bằng máy tính

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÁY TÍNH GVHD: TRẦN HOÀNG KHÔI NGUYÊN Nhóm 7 TP. HCM, tháng 7 năm 2020 Mục lục 1. BÀI 1: LẬP TRÌNH PLC S7 – 1200 – CÁC ỨNG DỤNG LẬP TRÌNH CƠ BẢN 2 1.1. Bài thí nghiệm 1: Khảo sát hoạt động của ngõ vào và ngõ ra 2 1.1.1. Bài thí nghiệm 1.1: Làm quen PLC và các nút bấm STARTSTOP 2 1.1.2. Thí nghiệm 1.2: Điều khiển hoạt động với các điều kiện ngõ vào khác nhau 4 1.2.2. Thí nghiệm 2.2: Viết chương trình phân loại sản phẩm với tín hiệu giả lập vừa tạo dựng được 10 2. BÀI 2 TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP PC VÀ PLC 15 2.1. Thí nghiệm 1: Làm quen với PLC S7200 15 2.1.1. Thí nghiệm 1.1: Thực hiện bài toán điều khiển đèn giao thông 15 2.1.2. Thí nghiệm 1.2: Cải tiến chương trình của thí nghiệm 1.1 hoạt động theo các chế độ khác nhau 19 2.2. Thí nghiệm 2: Giao tiếp giữa PC và PLC sử dụng ngắt nhận ký tự, truyền thông qua PORT0, giao thức “9600,N,8,1” 27 2.2.1. Thí nghiệm 2.1: Thực hiện Liên kết đơn giản giữa PLC và PC 27 2.2.2. Thí nghiệm 2.2: Thực hiện cải tiến bài toán điều khiển đèn giao thông của thí nghiệm 1.1 và quan sát trên giao diện 32 3. BÀI 3: GIAO TIẾP TCPIP 33 3.1. Bài thí nghiệm 1: Kết nối Modbus giữa PLC và PC 33 3.2. Bài thí nghiệm 2: Phát triển Thí nghiệm 1 ứng dụng điều khiển nhiệt độ 33 3.2.1. Điều khiển nhiệt độ bằng ONOFF 33 3.2.2. Điều khiển PID lò nhiệt 38 4. BÀI 4: LẬP TRÌNH GIAO TIẾP USB CARD GIAO TIẾP MÁY TÍNH 40 4.1. Thí nghiệm 1: Lập trình vi điều khiển sử dụng KeilC 40 4.2. Thí nghiệm 2: Lập trình giao diện C 40 4.3. Thí nghiệm 3: Điều khiển vị trí động cơ dùng thuật toán PID 63

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MƠN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÁY TÍNH GVHD: TRẦN HỒNG KHƠI NGUN Nhóm TP HCM, tháng năm 2020 Mục lục BÀI 1: LẬP TRÌNH PLC S7 – 1200 – CÁC ỨNG DỤNG LẬP TRÌNH CƠ BẢN .2 1.1 Bài thí nghiệm 1: Khảo sát hoạt động ngõ vào ngõ 1.1.1 Bài thí nghiệm 1.1: Làm quen PLC nút bấm START/STOP 1.1.2 Thí nghiệm 1.2: Điều khiển hoạt động với điều kiện ngõ vào khác .4 1.2.2 Thí nghiệm 2.2: Viết chương trình phân loại sản phẩm với tín hiệu giả lập vừa tạo dựng 10 BÀI TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP PC VÀ PLC 15 2.1 2.1.1 Thí nghiệm 1.1: Thực tốn điều khiển đèn giao thơng 15 2.1.2 Thí nghiệm 1.2: Cải tiến chương trình thí nghiệm 1.1 hoạt động theo chế độ khác 19 2.2 Thí nghiệm 1: Làm quen với PLC S7-200 15 Thí nghiệm 2: Giao tiếp PC PLC sử dụng ngắt nhận ký tự, truyền thông qua PORT0, giao thức “9600,N,8,1” 27 2.2.1 Thí nghiệm 2.1: Thực Liên kết đơn giản PLC PC 27 2.2.2 Thí nghiệm 2.2: Thực cải tiến toán điều khiển đèn giao thơng thí nghiệm 1.1 quan sát giao diện 32 BÀI 3: GIAO TIẾP TCP/IP 33 3.1 Bài thí nghiệm 1: Kết nối Modbus PLC PC 33 3.2 Bài thí nghiệm 2: Phát triển Thí nghiệm ứng dụng điều khiển nhiệt độ 33 3.2.1 Điều khiển nhiệt độ ON/OFF 33 3.2.2 Điều khiển PID lò nhiệt 38 BÀI 4: LẬP TRÌNH GIAO TIẾP USB CARD GIAO TIẾP MÁY TÍNH 40 4.1 Thí nghiệm 1: Lập trình vi điều khiển sử dụng Keil-C 40 4.2 Thí nghiệm 2: Lập trình giao diện C# 40 4.3 Thí nghiệm 3: Điều khiển vị trí động dùng thuật toán PID 63 BÀI 1: LẬP TRÌNH PLC S7 – 1200 – CÁC ỨNG DỤNG LẬP TRÌNH CƠ BẢN 1.1 Bài thí nghiệm 1: Khảo sát hoạt động ngõ vào ngõ 1.1.1 Bài thí nghiệm 1.1: Làm quen PLC nút bấm START/STOP Hình 1.1 Chọn 6ES7 214-1AG40-0X80 Hình 1.2 Cấu hình xung clock cho PLC(clock memory) Hình 1.3 Chương trình nạp xuống PLC Nhận xét: Chương trình hoạt động với yêu cầu 1.1.2 Thí nghiệm 1.2: Điều khiển hoạt động với điều kiện ngõ vào khác nhau: Yêu cầu: Điều khiển đèn ngõ theo yêu điều kiện ngõ vào sau: - - Default: LED ngõ nhấp nháy chu kỳ 2s Nhấn nút BT1, đèn LED sáng thứ tự từ trái sang phải, đèn sáng thời gian 1s Nhấn nút BT2, đèn LED sáng theo thứ tự từ phải sang trái, đèn sáng thời gian 0.5s Hình 1.3 Chương trình nhấp nháy chu kì 2s Hình 1.4 Sử dụng khối dịch bit trái nhấn nút BT1 Hình 1.5 Sử dụng khối dịch bit phải nhấn nút BT2 Khi so sánh giá trị temp1, temp2 với giá trị (1 > & 0x01)) { oval_DI_3.FillColor = Color.Red; } else { oval_DI_3.FillColor = Color.White; } // if (Convert.ToBoolean(DI_value >> & 0x01)) { oval_DI_4.FillColor = Color.Red; } else { oval_DI_4.FillColor = Color.White; } // if (Convert.ToBoolean(DI_value >> & 0x01)) { oval_DI_5.FillColor = Color.Red; } else { oval_DI_5.FillColor = Color.White; } // if (Convert.ToBoolean(DI_value >> & 0x01)) { oval_DI_6.FillColor = Color.Red; } else { oval_DI_6.FillColor = Color.White; } // if (Convert.ToBoolean(DI_value >> & 0x01)) { oval_DI_7.FillColor = Color.Red; } else { oval_DI_7.FillColor = Color.White; } // if (Convert.ToBoolean(DI_value >> & 0x01)) { oval_DI_8.FillColor = Color.Red; } else { oval_DI_4.FillColor = Color.White; } // if (Convert.ToBoolean(DI_value >> & 0x01)) { oval_DI_5.FillColor = Color.Red; } else { oval_DI_5.FillColor = Color.White; } // if (Convert.ToBoolean(DI_value >> & 0x01)) { oval_DI_6.FillColor = Color.Red; } else { oval_DI_6.FillColor = Color.White; } // if (Convert.ToBoolean(DI_value >> & 0x01)) { oval_DI_7.FillColor = Color.Red; } else { oval_DI_7.FillColor = Color.White; } // if (Convert.ToBoolean(DI_value >> & 0x01)) { oval_DI_8.FillColor = Color.Red; } else { Đoạn chương trình tính PID, màu sắc cho ovalshape, thị value textbox AI0 - AI2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Kết nối thiết bị: Thay đổi giá trị AI0 (bằng cách chỉnh biến trở VR1), cho quay động cơvới PWM = 30% Thay đổi thời gian lấy mẫu 1000ms, 10ms Nhận xét: Thời gian lấy mẫu tăng tốc độ thay đổi AIN chậm dần • Dị thơng số PID:  Ban đầu cho Ki Kd Chỉnh Kp tăng dần đến đáp ứng dao động tuần hoàn quanh giá trị mong muốn  Đặt Ki với chu kỳ dao động  Điều chỉnh Kp lại cho phù hợp Nếu có vọt lố điều chỉnh giá trị Kd Bộ thông số PID : Kp = 0.1 Ki = 0.07 Kd = 0.01 ... PC VÀ PLC 15 2 .1 2 .1. 1 Thí nghiệm 1. 1: Thực tốn điều khiển đèn giao thơng 15 2 .1. 2 Thí nghiệm 1. 2: Cải tiến chương trình thí nghiệm 1. 1 hoạt động theo chế độ khác 19 ... 1: LẬP TRÌNH PLC S7 – 12 00 – CÁC ỨNG DỤNG LẬP TRÌNH CƠ BẢN 1. 1 Bài thí nghiệm 1: Khảo sát hoạt động ngõ vào ngõ 1. 1 .1 Bài thí nghiệm 1. 1: Làm quen PLC nút bấm START/STOP Hình 1. 1 Chọn 6ES7 214 -1AG40-0X80... BÀI 1: LẬP TRÌNH PLC S7 – 12 00 – CÁC ỨNG DỤNG LẬP TRÌNH CƠ BẢN .2 1. 1 Bài thí nghiệm 1: Khảo sát hoạt động ngõ vào ngõ 1. 1 .1 Bài thí nghiệm 1. 1: Làm quen PLC nút bấm START/STOP 1. 1.2