Luận văn Bàn phím thu thập số liệu bình gas dùng chuẩn RS-485

I.1 Sơ lược về PC và ứng dụng PC trong Điều Khiển Tự Động: Vào những năm 40 của thế kỷ XX, một sự kiện quan trọng trong lĩnh vực điện toán đã xảy ra đó là sự ra đời của chiếc máy tính chữ số chạy bằng điện đầu tiên ra đời và được biết đến dưới cái tên gọi “Aniac”. “Aniac” tổng cộng phải dùng đến 18000 chi tiết điện điện tử, ngoài ra còn có 1500 chi tiết điện và các loại linh kiện khác, tổng thể tích khoảng 90 m3 , năng 30 tấn, chiếm diện tích 170 m2 . Nếu đem so sánh với máy tính ngày nay thì nó là một cỗ máy khổng lồ. Cũng chính vì thế mà vào thời điểm đó người ta chưa thể thấy hết được tầm quan trọng của sự việc này. Nhưng đến tháng 12 năm 1981, khi IBM công bố về chiếc máy tính cá nhân đầu tiên của họ. Máy được thiết kế như là một máy tính để bàn vừa phải, dùng bộ vi xử lý Intel 8088. Model chuẩn dược bán với giá $3000. Máy gồm 64K RAM (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) trên bản mạch chính, có thể mở rộng lên tới 256 K trên bản mạch hệ thống, và 40K ROM (bộ nhớ chỉ đọc). Phần lớn ROM này được thiết kế để lưu một chương trình hỗ trợ hệ thống được gọi làhệ thống nhập/xuất cơ bản, hay BIOS. Máy PC đầu tiên có một ổ đĩa mật độ kép một mặt. Các ổ đĩa được địng dạng có khả năng lưu trữ 180K dữ liệu. Phần mềm hệ điều hành ban đầu được cung cấp bởi hãng Microsoft Corporation. Và từ đó đến nay, trong một khoảng thời gian ngắn, máy tính – PC – đã trở thành một thiết bị quan trọng hàng đầu trong tất cả các lĩnh vực kinh tế, sản xuất, sinh hoạt và đặc biệt là trong các ngàng công nghiệp hiện đại. Trong lĩnh vực điều khiển tự động của chúng ta thì máy tính lại đặc biệt quan trọng hơn nữa. Nó hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp là những “ông chủ”, hay những “giám sát viên” trong một dây truyền tự động hoặc một quy trình sản xuất. Nhưng để làm được những điều đó PC cần phải được lập trình trước hay nói cách khác là những người biết sử dụng nó. Một trong những yếu tố quan trọng hàng đẩu trong việc đưa PC vào các dây truyền tự động là ta phải “giao tiếp” được với nó. Có nghĩa là ta phải lập trình để cho PC có thể trao đổi dữ liệu với các thiết bị ngoại vi khác. Để từ đó ta mới có thề dùng PC để điều khiển các thiết bị ngoại vi đó. Các thiết bị ngoại vi ở đây có thể là một hay một mạng NuDam, vi xử lý(uP), PLC hay cũng có thể là một mạng các PC khác Có nhiều phương thức để giao tiếp máy tính vói các thiếi bị ghép nối bên ngoài, mỗi cách đều có những ưu, nhược điểm khác nhau. Tùy theo mục đích, điều kiện sử dụng mà người ta có thể sử dụng những phương cách khác nhau sao cho có hiệu qủa nhất. Sau đây là ba phương thức được sử dụng phổ biến . Kết nối máy tính bằng cách sử dụng các card giao tiếp đuợc cắm trực tiếp lên các slot ở trên mainboard cùa máy tính. Có nhiều loại Bus khác nhau và mỗi loại Bus có những ưu điểm khác nhau, những loại bus đang được sử dụng phổ biến : ISA, PCI, AGP, PC, MCA, EISA . Phương pháp này có ưu điểm nổi bật là có thể trao đổi dữ liệu với dung lượng lớn, tốc độ cao. Nhưng có nhược điểm là can thiệp nhiều vào phẩn cứng của PC dễ “nguy hiểm” linh kiện tương đố đắt tiền. Một nhược điểm nữa là khi hệ thống đang vận hành ta khó có thể can thiệp được vào phần cứng. Kết nối máy tính thông qua cổng song song hay cổng máy in. Loại này cũng có ưu điểm là qúa trình giao tiếp trao đổi dữ liệu với tốc độ cao nếu so sánh với phương pháp truyền nối tiếp. Nhưng phương pháp này có một nhược điểm lớn là khả năng trống nhiễu rất thấp, không thể truyền đi xa đườc. Kết nối máy tính thông qua cổng nối tiếp hay cổng COM. Loại này có nhược diểm là trao đổi dữ liệu với tốc độ không cao lắm. Nhưng lại có ưu điểm nổi bật là phương thức giao tiếp đơn giản dễ sử dụng. Linh kiện lắp đặt rất phải chăng và rất dễ mua. Không can thiệp nhiều vào phần cứng của máy tính có thể tháo lắp dễ dàng khi hệ thống đang hoạt động. Khả năng chốn gnhiễu so với phuơng thức truyền song song là cao hơn nhiều. Phương thức này cũng có thể truyền đi tương đối xa. Trong ba phương thức trên, phương thức giao tiếp máy tính qua cổng nối tiếp hiện đang đáp ứng được yêu cầu của lĩnh vực điều khiển tự động. Đó là sự đòi hỏi phải chính xác, được đặt hàng đầu, đơn giản trong lĩnh vực vận hành. I.2 Chuẩn RS-485 và đề tài được giao: v Trong việc giao tiếp nối tiếp hay còn gọi là truyền thông nối tiếp cũng có nhiều phương cách khác nhau. Được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là các chuẩn giao tiếp của EIA(Electronics Industries Association) được gọi tắt dưới các tên RS-232,RS-422,RS-423,RS-485 Trong đó chuẩn RS-485 có nhiều ưu điểm : - Chuẩn RS-485 được phát triển dành cho hệ thống multi-droped, nó có thể giao tiếp ở một tốc độ cao ở một khoảng cách dài. Chuẩn RS-485 có thể hoạt động ở một tốc độ lên đến 10Mbps trên một chiều dài cable là 1.200m (4000feet). - RS-485 có thể hỗ trợ đến 32 bộ điều khiển và bộ nhận trên cùng một đường truyền. Điều này cho phép dùng các ứng dụng mạng trên cùng hệ thống ngang nhau (multi-drop). v Chính nhờ những ưu điểm đó, RS-485 đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều dây truyền tự động khác nhau. RS-485 cũng là đề tài chính được nghiên cứu trong luận văn của em. Như đã đề cập trên, RS-485 không còn xa lạ với tất cả những người thuộc lĩnh vực “Điều Khiển Tự Động”. Nhưng với những ưu điểm vượt trội của nó thì đây cũng là đề tài không bao giờ cũ. Có thể nói đây cũng là một trong những hành trang cần thiết cho mỗi kỹ sư nghành Tự Động khi ra trường . Chính vì thế em đã trọn RS-485 làm chủ đề chính cho luận văn của mình. Việc ứng dụng giao tiêp giữa máy tính với kit vi xử lý dùng chuẩn RS-485 để làm một công việc minh họa cũng muôn hình muôn vẻ. Có rất nhiều đề tài của các anh chị đi trước đã làm, nếu làm lại không tránh khỏi sự trùng lặp, nghiên cứu đề tài mới với thờ gian cho phép không dài của là việc mạo hiểm . Việc ứng dụng làm một bàn phím đa năng của em về mặt lý thuyết không có gì mới. Nhưng với 40 phím minh họa, trong đó có nhiều phím trức năng đặc biệt để giao tiếp độc lập với máy tính thì vấn đề về thực hành là rất quan trọng. Để hoàn thành tốt được công việc thì cần phải sử dụng thành thạo lập trình dưới vi xử lý và một ngôn ngữ lập trình trên máy tính để từ đó kết hợp thật tốt giũa máy tính với kit vi xử lý thông qua RS-485. II Công Việc Được Giao: Do điều kiện sản xuất của xương thử bình gas ẩm ướt, ồn độ rung động lớn không thể để máy tính quản lý dữ liệu tại xưởng được lên công ty Sài Gòn Petro cần một hệ thống quản lý số liệu sơn, thử bình ga. Hệ thống bao gồm : _Bàn phím:Bao gồm ba bàn phím dùng để truy xuất số liệu bình ga(số sêri, tải trọng, hãng sản xuất ) đặt tại phân xưởng làm việc được kết nối với máy tính. _Máy tính đặt tại văn phòng quản lý số liệu cách phân xưởng quản lý khoảng 100 m. Máy tính có nhiệm vụ thống kê và tạo 01 biểu mẫu dạng như “lý lịch bình ga”. Thống kê và đưa ra bảng biểu bất kỳ một thông số quản lý nào khi được yêu cầu. Kiểm tra và cảnh báo khi có những thông số bất thường khi được lập trình sẵn III Chi tiết kỹ thuật của thiết bị : Bàn phím có số lượng tối đa khoảng 45 phím, bộ chỉ thị hiển thị led có 2 led matrận dùng để hiển thị thông số nhập, 8 led dơn dùng để hiển thị số liệu của thông số nhập Các số liệu trên bảng kiểm tra và thử bình ga gồm có các thông số: · Nhóm thông số của bình ga: Ngày tháng thử, sở hữu chủ, dung tich thử lần thứ, số sêri, năm sản xuất, noi sản xuất, khối lượng bì, chiều dày. · Nhóm kiểm tra tình trạng của bình đạt,không đạt: cổ, khối lượng, cắt đục đào lõm, phình ra , ăn mòn, chiều dày , rò rỉ, cháy. · Nhóm tình trạng kiểm định và loại bình : Đến hạn kiểm định, chưa đến hạn kiểm định chỉ yêu cầu sơn , loại 12kg loại 50 kg. IV Mô tả hoạt động của hệ thống · Nhập nhóm Thông Số của Bình Gas : - Nhấn phím ngày tháng thử: Nhấn phím Date, trên 2 số đầu sẽ hiện chữ:DA Nhập ngày tháng vào sẽ hiện liên tục 6 số theo thứ tự ngày tháng năm: 14 08 01. - Khi đang phập sai số, dùng CE để xóa số nhập. - Phím CHECK dùng để xem toàn bộ lý lịch bình hiện hữu từng dòng một, nhấn CHECK sau đó nhấn thêm phím thông số nào thì giá trị tương ứng của thông số đó sẽ được hiện lên. Nhấn CHECK lần nữa sẽ thoát khỏi tình trạng kiểm định. - Nhấn phím ENTER các giá trị sẽ được truyền về máy tính. - Nhấn phím RESET sẽ trở lại trạng thái sẵn sàng nhập giá trị mới. · Nhập nhóm Tình Trạng Kiểm Định : - Nhấn phím rò rỉ LE [leak] trên chỉ thị hiện LE - Nhấn OK là đạt (hiện số 1) - Nhấn NOTOK là không đạt (hiện số 0) - Các thông số khác nhập tương tự. · Tính chất của chỉ thị: - Khi nhập số liệu sẽ đẩy dần từ phải sang trái, khi phập sai nhấn phím CE để nhập lại. - Đèn báo hiệu sẵn sàng nhập. - Đèn báo lỗi đường truyền - V Giải quyết công việc: Tuy thực tế công việc đòi hỏi phải có ba bàn phím nhưng ba bàn phím này về mặt kỹ thuật hoàn toàn giống nhau lên em chỉ làm một bàn phím mang tính chất mô phỏng , một lý do nữa là làm 3 bàn phím rất tốn kém.