Môn học: Hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển “thiết kế hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển”

Kỹ thuật thông tin đo lường là một bộ phận quan trọng của kỹ thuật hiện đại.Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và đặc biệt là sự ứng dụng công nghệ mới vào quá trình sản xuất ,nền thông tin đo lường ngày nay ngày càng phát triển đóng vai trò và tầm quan trọng rất lớn và cần thiết .Nó có vai trò thu thập thông tin và để điều khiển của cả một quá trình sản xuất tự động.Đáp ứng ngày càng cao của công nghiệp hóa hiện đại hóa.Thiết bị đo và hệ thống đo lường ngày càng phát triển hơn nhờ việc áp dụng kỹ thuật vi điện tử,vi xử lý và máy tính,vì vậy những kết quả đo chính xác một cách tin cậy ,chính xác hơn.Người ta đã tạo ra những thiết bị thông minh nhờ cài đặt vào chúng những thiết bị vi xử lý hay đơn phiến,nhờ đó chúng có những tính năng hơn hẳn những thiết bị thông thường :tự xử lý và tự lưu kết quả đo ,làm việc theo một chương trình ,tự động thu thập số liệu đo ,có khả năng truyền tín hiệu đi xa.

doc65 trang | Chia sẻ: lvbuiluyen | Ngày: 24/10/2013 | Lượt xem: 3579 | Lượt tải: 6download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Môn học: Hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển “thiết kế hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển”, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BÀI TẬP LỚN Môn học : HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN “Thiết kế hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển” TRƯỜNG ĐHCNQN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BÀI TẬP LỚN Môn học : HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN Sinh viên: ……………………………………………… Lớp : Ngành : Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Giáo viên hướng dẫn : Lê Văn Tùng Ngày giao đề : 09/03/2011 Ngày hoàn thành : 09/04/2011 Tên đề tài : “Thiết kế hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển” Nội dung thuyết minh tính toán Thiết kế hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển hiển thị tại chỗ theo nhóm cảm biến và đưa về trung tâm điều khiển. Số nhóm tối đa là 4. Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống DAQ&C. Thiết kế hệ thống theo phương án đã lựa chọn (lựa chọn chuẩntruyền thông). Định địa chỉ cho các cảm biến. Lựa chọn các thiết bị trong hệ thống (tranmister, mux, demux, repeater, cáp truyền dẫn , thiết bị hiển thị v.v). Các bản vẽ và kết quả mô phỏng …………………………………………………………………… GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Lê Văn Tùng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Quảng Ninh,ngày….,tháng….,năm 20.. GIÁO VIÊN CHẤM (ký và ghi rõ họ tên) MỤC LỤC Lời nói đầu ..................................................................................................4 Đề tài ............................................................................................................5 Chương 1 : Thiết kế hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển .Phương án thiết kế hệ thống DAQ&C……………….….......6 1.1.1 Tổng quan về hệ DAQ&C……..………………………..…6 1.1.2 Phân loại hệ thống DAQ&C ………..…………………..…9 1.2 Chọn phương án thiết kế hệ thống……………………….…11 1.2.1 Sơ đồ khối của hệ thống…………………………………..11 1.2.2 Chức năng các khối trong sơ đồ……………………...…11 1.3. Định địa chỉ cho cảm biến………………………………….14 Chưong 2 : Lựa chọn các thiết bị trong hệ thống ………………………….17 2.1 Cảm biến đo nhiệt độ: dải đo từ 0 đến 6000C……………....17 2.2 Cảm biến đo áp suất: dải đo từ -0.1 đến 32 Mpa…………....19 2.3 Cảm biến đo nồng độ………………………………………...23 2.4 : Cảm biến đo dòng điện: dải đo từ 0 – 500A………………26 2.5. Cảm biến đo lưu lượng: d= 50mm; dải đo từ 0.5-10 m/s…… 2.6. Cảm biến đo mức: dải đo max 2.5 m………………………. 2.7. Cảm biến đo tốc độ quay: dải đo 0 – 1500vòng/phút……… 2.8. Cảm biến đo khối lượng : dải đo 0 – 30000kg……………... 2.9 Lựa chọn truyền dẫn RS232,RS485…………………………. 2.10.Lựa chọn cáp truyền dẫn…………………………………… 2.11 ADC………………………………………………………... 2.12 Lựa chọn Mux,DeMux…...………………………………… 2.13 Chuyển đổi dòng áp…………………………………….…... 2.14 Lựa chọn bộ vi xử lý trung tâm………………………….…. Lời nói đầu Kỹ thuật thông tin đo lường là một bộ phận quan trọng của kỹ thuật hiện đại.Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và đặc biệt là sự ứng dụng công nghệ mới vào quá trình sản xuất ,nền thông tin đo lường ngày nay ngày càng phát triển đóng vai trò và tầm quan trọng rất lớn và cần thiết .Nó có vai trò thu thập thông tin và để điều khiển của cả một quá trình sản xuất tự động.Đáp ứng ngày càng cao của công nghiệp hóa hiện đại hóa.Thiết bị đo và hệ thống đo lường ngày càng phát triển hơn nhờ việc áp dụng kỹ thuật vi điện tử,vi xử lý và máy tính,vì vậy những kết quả đo chính xác một cách tin cậy ,chính xác hơn.Người ta đã tạo ra những thiết bị thông minh nhờ cài đặt vào chúng những thiết bị vi xử lý hay đơn phiến,nhờ đó chúng có những tính năng hơn hẳn những thiết bị thông thường :tự xử lý và tự lưu kết quả đo ,làm việc theo một chương trình ,tự động thu thập số liệu đo ,có khả năng truyền tín hiệu đi xa. Sau thời gian học tập ,tìm hiểu nghiêm túc cộng với sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy giáo LÊ VĂN TÙNG em đã hoàn thành cơ bản môn học này.Với khả năng có hạn ,kinh nghiệm thực tế hạn hữu.Em hoàn thành môn đồ án này trên cơ sở lý thuyết đã được học tập nên có rất nhiều thiếu sót.Vì vậy,em rất mong được sự giúp đỡ của thầy để đồ án của em hoàn thành tốt hơn. Em xin trân thành cảm ơn thầy LÊ VĂN TÙNG đã nhiệt tình giúp đỡ em để em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất. Sinh viên Trần Văn Kiển Sơ đồ 21: Cho một mặt bằng nhà máy cần xây dựng hệ thống DAQ&C như sau: S2 Trung tâm điều khiển và giám sát S1 S1 S2 S4 S5 S6 S5 S4 S7 S3 S1 S8 S7 Chiều dài × chiều rộng của một ô là 25m × 25m Số lượng cảm biến thu thập đại lượng vật lý trong toàn hệ thống: S1: Cảm biến đo nhiệt độ: dải đo từ 0 đến 6000C S2: Cảm biến đo áp suất: dải đo từ -0.1 đến 32 Mpa S3: Cảm biến đo nồng độ: dải đo từ 0% đến 15% S4: Cảm biến đo dòng điện: dải đo từ 0 – 500A S5: Cảm biến đo lưu lượng: đường kinh 50mm; dải đo từ (flow span) 0.5-10 m/s S6: Cảm biến đo mức: dải đo max 2.5 m S7: Cảm biến đo tốc độ quay: dải đo 0 – 1500vòng/phút S8: Cảm biến đo khối lượng : dải đo 0 – 30000kg Chương I: Thiết kế hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển 1.1 Phương án thiết kế hệ thống Để thiết kế hệ thống thông tin đo lường giám sát hiển thị tại chỗ theo nhóm cảm biến và hiển thị trung tâm điều khiển của một nhà máy có mặt bằng như hình 1 cần (S1,S2,S3,) (S4,S5,S5,S6) (S1,S4,S7) (S7,S8) thì bộ điều khiển tại trung tâm điều khiển cần được ghép nối với các cảm biến và cơ cấu chấp hành.Như vậy nhiệm vụ của người thiết kế là phải thiết kế các tín hiệu thu được từ các cảm biến truyền đến bộ điều khiển và tại trung tâm điều khiển người quan sát sẽ quan sát các tín hiệu gửi về điều khiển hoạt động của nhà máy theo mong muốn. 1.1.1 Tổng quan về hệ DAQ&C a, Khái niệm chung về hệ thu thập dữ liệu và điều khiển Trong các nhà máy, việc kiểm soát và vận hành liên tục quá trình sản xuất đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Để tạo ra một sản phẩm, nhà máy thường được phân thành nhiều khâu chuyên môn khác nhau, các khâu lại có mối quan hệ ràng buộc logic nhịp nhàng trong một hệ thống thống nhất. Chính vì thế một hệ thu thập dữ liệu với vai trò liên tục kiểm soát các thông số, tình trạng hoạt động của tất cả các bộ phận sản xuất và đưa thông tin về trung tâm điều hành sản xuất là không thể thiếu với bất kỳ dây truyền sản xuất nào. Cùng với sự phát triển của ngành công nghệ thông tin, tin học ứng dụng trong công nghiệp đã và đang phát triển mạnh mẽ. Sự ra đời của hàng loạt các chip vi điều khiển với cấu hình ngày càng cao như AVR, PIC , MCS51…cùng với nó là sự phát triển của công nghệ sản xuất sensor, về các phương pháp đo lường, về các hệ thống truyền dẫn thông tin khiến cho việc xây dựng và thiết kế hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển ngày càng đơn giản và hiệu quả. Hệ thu thập dữ liệu là một hệ có chức năng nhận và biến đổi những tín hiệu vào(tương tự, số) thành số liệu tương ứng với giá trị đo, để đánh giá mức độ, cảnh báo, hiển thị và điều khiển một số quá trình công nghệ. Nhiệm vụ chủ yếu của hệ là đo đạc tín hiệu đã chuẩn hóa từ sensor, xử lý sơ bộ để làm dữ liệu cho các ứng dụng tùy theo yêu cầu của mỗi hệ thống công nghiệp như hiển thị, điều khiển, cảnh báo…ngoài ra còn làm dữ liệu cho các ứng dụng cao hơn khi kết nối với máy tính. Hệ thu thập dữ liệu và điều khiển thì dữ liệu thu thập từ các sensor, được xử lý rồi đưa đến bộ điều khiển để thực hiện tác động điều khiển thích hợp cho đối tượng công nghiệp. Để thực hiện các việc hiển thị(LED,LCD) tùy theo các thông số lựa chọn mà CPU sẽ lấy giá trị tương ứng trong bộ nhớ để đưa ra hiển thị thông qua các cổng ra. Việc truyền tin từ vi điều khiển đến máy tính được thực hiện liên tục để truyền tín hiệu đo tới máy tính và truyền lệnh từ máy tính trở lại; Tín hiệu đo sau khi được thu thập, tính toán gia công sơ bộ được truyền thẳng tới máy tính để thực hiện các chương trình ứng dụng khác. Đồng thời máy tính cũng truyền các lệnh tới vi điều khiển như: đặt các thông số cho điều khiển một số quá trình, các cơ cấu chấp hành, cổng vào ra… Ngoài kết nối với máy tính theo chuẩn RS232, vi điều khiển còn thực hiện truyền thông đi xa theo chuẩn RS422/RS485. Đó là kiểu truyền tín hiệu vi sai do đó giảm được rất nhiều tác động của nhiễu, nên cho phép khoảng cách truyền lớn có thể đến 1,5km. Với chuẩn truyền thông RS485, hệ thống có thể tham gia vào mạng Proifibus trong công nghiệp. Hệ thống thu thập dữ liệu, thiết bị thu thập và điều khiển đang trở lên phổ biến với nhiều dạng và khả năng thực hiện công việc, giống như các máy tính và phần mềm công nghiệp thể hiện rõ sức mạnh về công nghệ. Trong bất kỳ một sự kết hợp nào giữa cảm biến/cơ cấu chấp hành (Sensor/actuator) cũng có thể nhanh chóng đáp ứng được những thay đổi về trạng thái, DAQ vẫn được phân biệt vì nó dựa trên tính năng thu thập nhiều ảnh chụp nhanh hoặc từng khoảnh khắc để phân tích và tạo khả năng phản ứng trong các tình huống đột xuất. Thời kỳ các bộ ghi dữ liệu, phần mềm HMI/SCADA và thậm chí cả các bảng PCI trước đây luôn giống nhau và luôn luôn thực thi các chức năng truyền thống được xác định một cách rõ ràng đã trở thành quá khứ. DAQ&C ngày càng trở lên phổ biến, nó đa dạng về thiết kế, phong phú về chức năng. Hiện nay có khoảng hơn 100 loại thiết bị khác nhau có thể thực hiện chức năng thu thập dữ liệu (DAQ): từ các hệ điều khiển phân tán(DCS) cho đến các bộ điều khiển logic khả trình (PLC) cũng như các máy tính, dù có nhiều thay đổi trong gần đây nhưng DAQ vẫn là thiết bị dùng để đo đạc và ghi tín hiệu. Để thu thập được dữ liệu và ghi lại những sự thay đổi của tín hiệu thì hệ thống ngoài có phần cứng còn cần có phần mềm để thu thập được nhiều thông tin hơn, thực hiện chức năng trao đổi dữ liệu cho thông tin sau đó chuyển thông tin vào vào hệ thống dựa trên nền Windows. Trong một hệ thống cần thu thập dữ liệu và điều khiển thì nếu dùng hai hệ thống DAQ cùng hoạt động sẽ có hiệu quả hơn vì đối với cùng một ứng dụng, mỗi hệ thống có thể thu thập dữ liệu hoàn toàn khác nhau. Ví dụ, một hệ DAQ sẽ thu thập dữ liệu cơ bản về quá trình sản xuất thời gian thực. Hệ DAQ còn lại sẽ kiểm tra các dữ liệu chẩn đoán và khung thời gian liên quan đến nó, ví dụ như sự cố kẹt sẽ được ghi lại sau một tuần và nó sẽ chỉ ra một bức tranh toàn cảnh lớn hơn về các phần cần bảo trì, việc này sẽ không thể thấy rõ được nếu nó chỉ được theo dõi theo từng giờ. Như vậy ta có thể thấy rằng DAQ là thiết bị không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp và ngày càng hoàn thiện. Tác dụng của hệ thu thập dữ liệu và điều khiển nhằm thu thập các dữ liệu tương tự, số, từ các bộ đếm, bộ định thời gian hay từ các cảm biến đo lường. Thông tin dữ liệu qua DAQ và đưa vào máy tính qua RS 232 hoặc truyền đi xa các chuẩn RS 485 đưa về trung tâm điều khiển. Đối với mỗi hệ thống sản xuất thì thiết bị điều khiển đóng vai trò là bộ não của quá trình, thiết bị điều khiển đưa ra tác động có chính xác hay không phụ thuộc rất nhiều vào dữ liệu thu thập được đưa về bộ điều khiển. Dữ liệu thu thập càng chính xác thì khi lựa chọn , thiết kế, hiệu chỉnh thiết bị điều khiển càng dễ dàng và rẻ tiền. b, Cấu trúc hệ thu thập dữ liệu và điều khiển Mục đích của bất kỳ hệ thu thập dữ liệu nào cũng để phục phụ cho quá trình giám sát, đánh giá hoặc điều khiển.Các thông số trong từng ứng dụng sẽ thể hiện các yêu cầu về độ phân giải, độ chính xác, số lượng kênh, số lượng điểm đo và tốc độ cho một hệ thu thập dữ liệu. Có rất nhiều các thành phần, linh kiện cũng như các giải pháp được sử dụng, từ các Card thu thập dữ liệu được cắm vào PC cho đến hệ thống lớn. Do đó trước khi tìm kiếm một giải pháp hệ thống thu thập dữ liệu nào đó, chúng ta nên phân tích kỹ lưỡng các yêu cầu về hệ thống trong ứng dụng để ta có sự lựa chọn cho phù hợp. Ta có sơ đồ khối của hệ thống thu thập dữ liệu sau: 1 n Truyền đi xa .. .. ANALOG SENSORRR S DIGITAL ĐTCN CĐCH2 CĐCHn MUX CĐCH1 A/D mP MT DEMUX COM BĐK LCD 1 2 n Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc nối tiếp tổng quát của DAQ Từ đối tượng công nghiệp (ĐTCN) các thông tin như tín hiệu analog, tín hiệu số, tín hiệu sensor sẽ được đưa đến bộ chuyển đổi chuẩn hóa (CĐCH) đưa đến bộ gộp kênh MUX (Multiplexer) thông tin được đưa đến bộ biến đổi A/D (dưới dạng nối tiếp) và đưa vào bộ vi xử lý µP(vi xử lý) hoặc vi điều khiển µC. Từ bộ vi xử lý thông tin được đưa qua bộ phân kênh (DEMUX) để ra các thiết bị như dụng cụ đo số(LCD), máy tự ghi (REG), cảnh báo, máy tính và các thiết bị điều khiển hoặc truyền đi xa. 1.1.2 Phân loại hệ thống DAQ&C Theo sơ đồ cấu trúc thì hệ thu thập dữ liệu và điều khiển được phân thành 3 loại: a, Sơ đồ có các kênh thu thập dữ liệu song song Nguyên lý cơ bản của hệ thống này là các kênh thu thập dữ liệu được dẫn theo những đường dây riêng biệt chạy song song với nhau về bộ xử lý trung tâm, tại bộ xử lý trung tâm sẽ phân phối tín hiệu thu thập được cho các thiết bị điều khiển, LCD, máy tính…thông qua bộ phân kênh DEMUX. .. .. ANALOG SENSORRR S DIGITAL ĐTCN CĐCH2 CĐCHn A/D A/D CĐCH1 A/D mP MT DEMUX COM BĐK LCD 1 2 n 1 n Truyền đi xa .. Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc song song của DAQ - Ưu điểm: Hệ thống có độ tin cậy cao vì các kênh hoàn toàn độc lập nhau do tín hiệu chạy song song trên các đường dây cáp.Vì vậy khi hỏng một kênh nào đó các kênh kia vẫn làm việc được. - Nhược điểm: Số lượng dây sẽ rất lớn vì thế chỉ sử dụng trong phạm vi nhất định, khoảng cách ngắn(2-3km), phức tạp, cồng kềnh. b, Sơ đồ có các kênh thu thập dữ liệu nối tiếp 1 n Truyền đi xa .. .. ANALOG SENSORRR S DIGITAL ĐTCN CĐCH2 CĐCHn MUX CĐCH1 A/D mP MT DEMUX COM BĐK LCD 1 2 n Hình 1.3 Sơ đồ cấu trúc nối tiếp của DAQ Trong hệ thống này các kênh được chuyển từ song song thành nối tiếp để đưa vào một kênh thu thập duy nhất thông qua dồn kênh MUX. Ưu điểm: Tốn ít đường dây, sử dụng khi đo khoảng cách xa, giá thành rẻ hơn, đơn giản. Nhược điểm: Độ tin cậy thấp vì nếu hỏng một kênh thì coi như hỏng toàn bộ hệ thống. c, Sơ đồ có các kênh thu thập dữ liệu song song-nối tiếp Trong hệ thống này các kênh thu thập dữ liệu được chia thành nhóm (còn gọi là Modul), mỗi nhóm chứa nhiều kênh, số kênh trong mỗi nhóm được tính toán sao cho tối ưu nhất (tức là đảm bảo sai số nhỏ nhất). Từ đối tượng công nghiệp (ĐTCN), qua các sensor tín hiệu được đưa đến các MUX sơ cấp sau đó đến CĐCH và đến bộ đổi nối nhóm, MUX nhóm (thường là MUX điện tử) tín hiệu sau đó được đưa qua bộ chuyển đổi A/D thành tín hiệu số rồi đưa vào bộ vi xử lý, tại đây tín hiệu được gia công, tính toán sẽ truyền tới máy tính hoặc qua bộ phân kênh DEMUX đưa tín hiệu thu thập được đến bộ điều khiển, màn hình LCD… n 1 Truyền đi xa .. . MUX nhóm MUX1 A/D mP MT DEMUX COM BĐK LCD S1 S2 Sn Sn S1 S2 ĐTCN CĐ CH1 .. . MUX m CĐ CHm .. Hình 1.4 Sơ đồ cấu trúc song song-nối tiếp của DAQ 1.2 Chọn phương án thiết kế hệ thống 1.2.1 Sơ đồ khối của hệ thống 1.2.2 Chức năng các khối trong sơ đồ a, Khối các sensor khối này làm nhiệm vụ thu thập trực tiếp các tín hiệu đo cụ thể là đo áp suất ,đo nồng độ ,dòng điện ,lưu lượng ,tốc độ quay và khối lượng của hệ thống b, Bộ chuyển đổi chuẩn hóa Bộ chuyển đổi chuyển hóa để hòa hợp giữa sensor và thiết bị đo cần thiết phải chuẩn hóa tín hiệu ra của sensor nghĩa là phải biến đổi chúng thành 1 đại lượng vật lý duy nhất với 1 dải đo duy nhất. Nhiệm vụ của CĐCH là biến đổi tỷ lệ. Nếu tín hiệu vào x nằm trong khoảng từ x1 – x2 thì tín hiệu ra f phải là 0 ÷Y CĐCH X Y Đặc tính ra của chuyển đổi chuẩn hóa thường là tuyến tính tức là Y = Y0 + K.X Thay các giá trị đầu vào và đầu ra của CĐCH ta có : 0 = Y0 + K.X1 Y = Y0 + K.X2 Giải ra ta được: ; Thay vào phương trình trên ta có: Là một hàm tuyến tính theo x thỏa mãn yêu cầu của một CĐCH. a. CĐCH đầu ra là áp một chiều Được thực hiện bởi 2 bước sau : - Bước 1: Trừ đi giá trị ban đầu x = X1 , để tạo ra đầu ra của CĐCH giá trị y = 0. - Bước 2: Thực hiện khuyếch đại (K>1) hay suy giảm (K<1) . Để thực hiện trừ đi giá trị ban đầu người ta thường sử dụng khâu tự động bù tìn hiệu ở đầu vào hoặc thay đổi hệ số phản hồi của bộ khuyếch đại. b.CĐCH đầu ra là dòng một chiều Thực tế người ta hay sử dụng CĐCH với dòng ra là 0 ÷ 20mA hay 4 ÷ 20mA. Với dòng từ 4 - 20mA thì 4mA để cung cấp cho mạch điện tử còn từ 0 – 16mA là tín hiệu đo. Nguồn dòng được tạo bởi bộ biến dòng (dùng tranzito chẳng hạn). Mọi sơ đồ như vậy được biểu diễn ở hình: Từ cảm biến qua bộ CĐCH tín hiệu ở đầu ra sẽ thay đổi theo độ lớn của tín hiệu sau cảm biến (0 – 16 mA).Một nhánh qua bộ ổn áp cung cấp dòng 4mA cho mạch điện tử vấn đề còn lại là đo dòng thay đổi từ 4 – 20 mA của nguồn cung cấp. c,Khối MUX,DEMUX (bộ dồn kênh theo thời gian) khối MUX (multiplexor) là thiết bị làm nhiệm vụ gộp nhiều kênh tín hiệu(analog hoặc digital từ các cảm biến hoặc từ các chuyển đổi chuẩn hóa,…)thành một kênh tín hiệu ,mỗi kênh tín hiệu sẽ được truyền đi trong một khoảng thời gian nhất định nào đó.khối này có nhiệm vụ nhận tín hiệu đầu vào từ bộ CĐCH ,sau đó lần lượt chọn các tín hiệu vào theo một chu kỳ nhất định do chương trinh phần mềm điều khiển Cấu tạo:MUX là một mạch logic tổng hợp có nhiều đầu vào biến và một đầu ra.Khi có tín hiệu điều khiển hay còn gọi là các biến địa chỉ (ai).các biến dữ liệu xi tùy thuộc vào dữ liệu được đưa tới đầu ra.Do đó bộ dồn kênh được xem như một bộ đổi nối có điều khiển d, Kênh truyền dẫn Làm nhiệm vụ truyền dẫn thông tin từ nơi đo đến nơi thu thập và xử lý thông tin e, Bộ chuyển đổi dòng áp Có tác dụng chuyển đổi tín hiệu dòng từ đầu ra của cáp truyền dẫn thành tín hiệu điện áp để đưa vào bộ chuyển đổi A/D f, Khối chuyển đổi tương tự/số (A/D) Bộ biến đổi ADC làm nhiệm vụ biến đổi tín hiệu đo lường tương tự thành số để đưa vào vi xử lý.Đế thực hiện nhiệm vụ đó có thể có nhiều phương pháp.Trong thực tế sử dụng ba phương pháp sau : Phương pháp song song : tín hiệu đo đã được chuẩn hóa dưới dạng áp một chiều (thường là 0 - 5v) đồng thời được so sánh với n điện áp ra chuẩn và xác định nó đang nằm giữa hai mức nào.kết quả ta có một bậc của tín hiệu sấp xỉ.phương pháp này có giá thành cao bởi vì mỗi một số ta cần phải có một bộ so sánh Phương pháp trọng số : việc so sánh diễn ra cho từng bit của số nhị phân,cách so sánh như sau:đầu tiên người ta xem điện áp vào có vượt điện áp chuẩn của bit già hay không.Nếu nó vượt thì kết quả có giá trị “1” và lấy điện áp vào trừ đi điện áp chuẩn phần dư đem so sánh với các bit trẻ lân cận ..rõ ràng là có bao nhiêu bit trong một số nhin phân thì cần bấy nhiêu bước so sánh và bấy nhiêu điện áp chuẩn. Phương pháp số: đây là phương pháp đơn giản nhất .Ở trường hợp này ta kể dến số lượng các tổng điện áp chuẩn của các bit trẻ dùng để diễn đạt điện áp vào.Nếu số lượng cực đại dùng để mô tả hệ bằng n bước để nhận biết kết quả.Phương pháp này rẻ tiền nhưng chậm. g, Khối chuyển đổi mã song song nối tiếp Nhiệm vụ của khối này là biến các tín hiệu song song từ đầu ra của bộ biến đổi A/D thành tín hiệu nối tiếp qua chuẩn RS232 để đưa vào máy tính h, Chuẩn giao tiếp RS232 RS232 là chuẩn kết nối với các cổng của máy tính,có nhiệm vụ đưa tín hiệu từ kênh truyền dẫn vào máy tính i, Thiết bị xử lý trung tâm,hiển thị trung tâm Là nơi thu nhận tín hiệu từ các sensor và hiển thị ra màn hình để người quan sát biết được tình hình để kịp thời khắc phục sự cố nếu có. 1.3 Định địa chỉ cho cảm biến a. Cấu tạo MUX - Đầu vào địa chỉ (A): Address - Đầu vào dữ liệu (D): Data - Đầu vào cho phép ( C ): Clock - Xung đồng bộ - Đầu ra: Q sẽ được đóng vào các tín hiệu đầu vào theo 2 phương án: + Theo một chương trình quét cho trước: D0,D1,… + Đầu ra Q được đóng và
Luận văn liên quan