Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Chương 5 Thiết kế phần mềm hệ thống 59
5.1.3 Lƣu đồ giải thuật ƣng dụng đo nhiệt độ:
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong cơng nghiệp
Chương 5 Thiết kế phần mềm hệ thống 60
5.1.4 Lƣu đồ giải thuật ứng dụng đếm sản phẩm:
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong cơng nghiệp
Chương 5 Thiết kế phần mềm hệ thống 61
5.2 Thiết kế giao diện cho ứng dụng
Giao diện của ứng dụng được xây dựng và phát triển dựa trên bộ công cụ Workshop4. Sau đây là các bước thực hiện trên Workshop4:
Khởi động chƣơng trình Workshop 4:
Đây là shortcut của cơng cụ Workshop 4
Hình 5.5: Biểu tượng của công cụ Workshop 4
Nhấp đúp vào biểu tượng để khởi động công cụ Workshop 4 Workshop 4 sẽ mở ra và hiển thị như hình bên dưới:
Hình 5.6:Giao diện cơng cụ Workshop 4
Tạo project mới để thiết kế giao diện cho ứng dụng:
Trên màn hình hiển thị bấm New để lựa chọn loại màn hình được thiết kế:
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Chương 5 Thiết kế phần mềm hệ thống 62
Chọn màn hình uLCD-70DT ,bấm Next để chuyển sang lựa chọn mơi trường lập trình cho ứng dụng:
Hình 5.8: Giao diện lựa chọn mơi trường thiết kế
Chọn môi trường Visi Genie để thiết kế cho ứng dụng. Thiết kế project
Mọi thứ bây giờ đã sẵn sàng để bắt đầu thiết kế . Cơng cụ Workshop 4 hiển thị một màn hình trống rỗng, gọi là form0. Một hình thức giống như một trang trên màn hình. Các form có thể chứa các vật dụng hoặc các đối tượng, như các thanh trượt, màn hình hoặc bàn phím. Dưới đây là màn hình hiển thị trên cơng cụ:
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong cơng nghiệp
Chương 5 Thiết kế phần mềm hệ thống 63
Thiết kế giao diện màn hình chính :
Ở form0 của cơng cụ,ta sẽ thiết kế giao diện màn hình đăng nhập.Sau khi chương trình khởi động,màn hình đăng nhập sẽ hiện lên và người dùng truy cập vào menu chính thơng qua phím "Home" được thiết kế trên form0.
Hình 5.10:Giao diện màn hình chính
Thiết kế giao diện màn hình lựa chọn:
Màn hình bảng lựa chọn chính là nơi người dùng chọn các chế độ muốn sử dụng. Dựa vào yêu cầu đã nêu nhóm đã thiết kế các chế độ sau :
Điều khiển biến tần Đo nhiệt độ
Đếm sản phẩm
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Chương 5 Thiết kế phần mềm hệ thống 64
Khi người dùng chạm vào icon chế độ điều khiển thì sẽ có giao diện điều khiển tương ứng xuất hiện .
Thiết kế giao diện điều khiển biến tần:
Hình 5.12:Giao diện điều khiển biến tần
Khi người dùng chạm vào icon ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN thì giao diện điều
khiển biến tần xuất hiện.Người dùng có thể cài đặt các chế độ điều khiển khác nhau thông qua các nút nhấn trên màn hình.
Khi nhấn nút START cho phép biến tần hoạt động, đèn RUN sáng. Khi nhấn nút STOP biến tần dừng hoạt động,đồng đèn STOP sáng. Khi nhấn nút FWD điều khiển động cơ chạy thuận,đèn F/R tắt. Khi nhấn nút REV điều khiển động cơ chạy thuận,đèn F/R sáng.
Khi kéo thanh trượt cài đặt tần số cho biến tần DigitalLED màu xanh sẽ hiển thị giá trị theo giá trị điều chỉnh trên thanh trượt,tần số này sẽ được set cho biến tần để điều khiển động cơ.
Khi nhấn nút REFRESH,giá trị tần số hiện tại của biến tần sẽ hiển thị trên
DigitalLED màu vàng.
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Chương 5 Thiết kế phần mềm hệ thống 65
Thiết kế giao diện Đo nhiệt độ:
Hình 5.13:Giao diện đo nhiệt độ
Khi người dùng chạm vào icon ĐO NHIỆT ĐỘ thì giao diện đo nhiệt độ xuất hiện. Người dùng có thể lựa chọn kênh đo thơng qua các nút nhấn trên màn hình hiển thị.
Khi nhấn nút ở kênh CH1,CH2,CH3,CH4 nhiệt độ tương ứng của từng kênh sẽ hiển thị trên thermometer bên phải với thang đo được cài đặt từ 00C đến 1000C. Khi nhiệt độ vượt qua ngưỡng cho phép(600C) thì đèn ARLAM sẽ sáng để cảnh báo.
Thiết kế giao diện đếm sản phẩm:
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong cơng nghiệp
Chương 5 Thiết kế phần mềm hệ thống 66
Khi người dùng chạm vào icon ĐẾM SẢN PHẨM thì giao diện đếm sản phầm xuất hiện.Ứng dụng này kết hợp với ứng dụng đo nhiệt độ để tạo thành hệ thống đếm sản phẩm có kèm theo thơng số nhiệt độ.
Khi nhấn nút START cho phép đếm sản phẩm,đèn RUN sáng.
Khi nhấm nút STOP ngừng đếm sản phẩm,đèn STOP sáng.,đèn RUN tắt.
Khi nhấn nút RESET các thông số quay về giá trị mặc định ban đầu,đèn RUN,STOP tắt.
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Chương 6 : Kết quả thực hiện 67
Chƣơng 6
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Chương 6 : Kết quả thực hiện 68
6.1 Kết quả nghiên cứu
Ứng dụng tại giao diện trang chủ trên màn hình 4D Systems như hình bên dưới :
Hình 6.1: Kết quả màn hình chính
Giao diện tiếp theo là phần chọn chức năng điều khiển, có 3 chế độ là: điều khiển biến tần, đo nhiệt độ, đếm sản phẩm.
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong cơng nghiệp
Chương 6 : Kết quả thực hiện 69
Trong phần điều khiển biến tần có giao diện như hình bên dưới:
Hình 6.3:Kết quảgiao diện điều khiển biến tần
Phần đo nhiệt độ:
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong cơng nghiệp
Chương 6 : Kết quả thực hiện 70
Đếm sản phầm
Hình 6.5 :Kết quảgiao diện đếm sản phẩm
Hoàn thành được giao diện của các chức năng đã đặt ra, giao diện gồm nhiểu form:
- Giao diện màn hình chính - Giao diện chọn chế độ
- Giao diện điều khiển biến tần - Giao diện đo nhiệt độ
- Giao diện đếm sản phẩm
Điều khiển được biến tần hoạt động, chạy thuận, chạy ngược theo tần số đặt sẵn hiển thị lên màn hình
Đo nhiệt độ 4 kênh và có led cảnh báo nếu nhiệt độ cao Đếm sản phẩm
Tìm hiểu thêm được nhiều ứng dụng của màn hình và Arduino, cách cài đặt cấu hình cho bo
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Chương 7: Kết luận và hướng phát triển đề tài 71
Chƣơng 7
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Chương 7: Kết luận và hướng phát triển đề tài 72
7.1 Kết luận
Với phương pháp tham khảo tài liệu và chạy thực nghiệm hiểu chỉnh nhóm đã thực hiện thành cơng ba ứng dụng đặt ra ban đầu của đề tài yêu cầu. Điều khiển được biến tần hoạt động, đếm sản phẩm và đo nhiệt độ, tuy vẫn có một số sai số hay thời gian trễ của thao tác hay việc cập nhật dữ liệu lên màn hình cịn có nhưng đề tài đã đáp ứng được gần như là toàn bộ mục tiêu đã đề ra ban đầu.
Trong thời gian thực hiện đồ án, nhóm đã tìm hiểu và viết ứng dụng điều khiển trên Arduino theo giao diện được thiết kế trước trên màn hình 4D Systems. Nhóm đã tìm hiểu thêm được nhiều ứng dụng của bo và biết cách cài đặt cũng như sử dụng biến tần. Sau khi thực hiện đề tài nhóm đã tiếp thu thêm nhiều kiến thức hữu ích.
Ngồi ra nhóm thực hiện đề tài cũng đã tiếp cận được với nhiều ngôn ngữ lập trình mới và các phương thức truyền nhận dữ liệu thông qua chuẩn UART và RS485.
7.2 Hƣớng phát triển
Sau khi hoàn thành đề tài, với những hạn chế nhất định về kiến thức chuyên ngành liên quan và giới hạn thời gian nghiên cứu hoàn thành đề tài tương đối ngắn, ứng dụng điều khiển cịn hạn chế một số tính năng đếm sản phẩm cịn hơi chậm. Để đề tài hồn thiện tốt hơn, có khả năng ứng dụng cao hơn trong thực tiễn, nhóm sinh viên nhận thấy cần bổ sung hồn thiện thêm cho hệ thống một số tính năng như:
- Nếu muốn ứng dụng vào trong cơng nghiệp thì có thể tăng thêm cảm biến nhiệt độ để tận dụng hết tài nguyên có trên bo Arduino
- Từ ngõ ra bo Arduino giao tiếp với biến tần qua chuẩn RS485 thì có thể tối đa 32 Slave thay vì chỉ điều khiển với 1 cái. Có thể tăng lên nếu hệ thống lớn hơn và khoảng cách truyền tối đa là 1,2km với tốc độ truyền tỉ lệ nghịch với khoảng cách truyền
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong cơng nghiệp
Phần C: Phụ lục & tài liệu tham khảo
Phần C
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Phần C: Phụ lục & tài liệu tham khảo
PHỤ LỤC
Code chƣơng trình con
Chƣơng trình con set tần số cho biến tần:
void SetFrequency_func(void) {
int8_t transmit_length=8;
memset(data_transmit, 0, sizeof(data_transmit)); // Clean array byte RTU_length=6; data_transmit[0]=0x01; data_transmit[1]=0x06; // Write data_transmit[2]=0x20; data_transmit[3]=0x00; data_transmit[4]=Set_Frequency*100>>8; data_transmit[5]=(Set_Frequency*100)&0x00FF; crc_cal_value(data_transmit,RTU_length); data_transmit[6]=crc_value&0x00FF; data_transmit[7]=crc_value>>8; digitalWrite(SerialTxControl, RS485Transmit); delay(10); Serial1.write(data_transmit,8); delay(10); digitalWrite(SerialTxControl, RS485Receive; }
Chƣơng trình con điều khiển chạy thuận nghịch:
void Run_func(int F_R) {
int8_t transmit_length=8;
memset(data_transmit, 0, sizeof(data_transmit)); // Clean array byte RTU_length=6; data_transmit[0]=0x01; data_transmit[1]=0x06; data_transmit[2]=0x10; data_transmit[3]=0x00; data_transmit[4]=0x00; if(F_R==1) data_transmit[5]=0x01; else data_transmit[5]=0x02; crc_cal_value(data_transmit,RTU_length); data_transmit[6]=crc_value&0x00FF; data_transmit[7]=crc_value>>8; digitalWrite(SerialTxControl, RS485Transmit); delay(10); Serial1.write(data_transmit,transmit_length); delay(10);
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Phần C: Phụ lục & tài liệu tham khảo
digitalWrite(SerialTxControl, RS485Receive); }
Chƣơng trình con dừng biến tần:
void Stop_func() {
int8_t i=0,transmit_length=8;
memset(data_transmit, 0, sizeof(data_transmit)); // Clean array byte RTU_length=6; data_transmit[0]=0x01; data_transmit[1]=0x06; // Write data_transmit[2]=0x10; data_transmit[3]=0x00; data_transmit[4]=0x00; data_transmit[5]=0x05; crc_cal_value(data_transmit,RTU_length); data_transmit[6]=crc_value&0x00FF; data_transmit[7]=crc_value>>8; digitalWrite(SerialTxControl, RS485Transmit); delay(10); Serial1.write(data_transmit,transmit_length); delay(10); digitalWrite(SerialTxControl, RS485Receive); } Đọc tần số từ biến tần void Get_OutputFreq() { int8_t i=0,transmit_length=8; memset(data_transmit, 0, sizeof(data_transmit)); byte RTU_length=6; data_transmit[0]=0x01; data_transmit[1]=0x03; data_transmit[2]=0x30; data_transmit[3]=0x00; data_transmit[4]=0x00; data_transmit[5]=0x01; crc_cal_value(data_transmit,RTU_length); data_transmit[6]=crc_value&0x00FF; data_transmit[7]=crc_value>>8; digitalWrite(SerialTxControl, RS485Transmit); delay(10); Serial1.write(data_transmit,transmit_length); delay(10); digitalWrite(SerialTxControl, RS485Receive); }
Nghiên cứu và ứng dụng màn hình 4D Systems vào điều khiển trong công nghiệp
Phần C: Phụ lục & tài liệu tham khảo
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Sách Tham Khảo:
[1] Ngô Diên Tập, “Vi Điều Khiển Với Lập Trình C”, NXB Khoa Học Kỹ Thuật,năm
2006
[2]Massimo Banzi, “Getting Started with Arduino”, O’Reilly Media, 2009 [3] John Boxall, “Arduino Workshop”, William Pollock, 2013
[4] Nguyễn Đình Phú,“Giáo trình vi xử lý II”,Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM,
năm 2007
[5] Hà A Thồi, “Giáo trình kỹ thuật số”, Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật,
năm 2004
Website tham khảo:
www.4dsystems.com
http://arduino.vn/
www.google.com
www.alldatasheet.com/