BÀI GIẢNG BÀI GIẢNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐiỀU KHIỂN ĐO LƯỜNG VÀ ĐiỀU KHIỂN BẰNG MÁY TÍNH BẰNG MÁY TÍNH CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG MỞ ĐẦU  Ngày nay việc xử dụng máy tính nói riêng Ngày nay việc xử dụng máy tính nói riêng và vi xử lý nói chung trong các dây và vi xử lý nói chung trong các dây chuyền sản xuất hiện đại đã là yêu cầu bắt chuyền sản xuất hiện đại đã là yêu cầu bắt buộc để tăng năng suất và chất lượng sản buộc để tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Trong các sản phẩm dân dụng, việc phẩm. Trong các sản phẩm dân dụng, việc sử dụng vi xử lý góp phần tăng tính thông sử dụng vi xử lý góp phần tăng tính thông minh của sản phẩm và tạo tiện lợi cho minh của sản phẩm và tạo tiện lợi cho người sử dụng. người sử dụng. CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG MỞ ĐẦU  Vi xử lý được sử dụng trong điều khiển và đo Vi xử lý được sử dụng trong điều khiển và đo lường dưới các dạng sau: lường dưới các dạng sau:  Máy tính điều khiển Máy tính điều khiển  Vi xử lý điều khiển nhúng Vi xử lý điều khiển nhúng (embedded (embedded microprocessor, embedded micro- controller) microprocessor, embedded micro- controller)  Bộ điều khiển logic lập trình được (PLC) Bộ điều khiển logic lập trình được (PLC)  Cả ba dạng đều được thiết kế dựa trên cơ sở Cả ba dạng đều được thiết kế dựa trên cơ sở hoạt động của vi xử lý với chức năng xử lý hoạt động của vi xử lý với chức năng xử lý thông tin thông tin CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG MỞ ĐẦU Năng lượng ra Sản phẩm ra Môi trường Quá trình vật lý Máy tính Thiết bị xuất Thiết bị nhập Sản phẩm vào Năng lượng vào Tín hiệu đo lường và điều khiển Nhiễu CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG MỞ ĐẦU  Cấu trúc tổng quát của hệ thống điều khiển quá trình Cấu trúc tổng quát của hệ thống điều khiển quá trình gồm các phần sau: gồm các phần sau:  Bộ xử lý trung tâm Bộ xử lý trung tâm  Các kênh truyền thông liên lạc giữa người - máy Các kênh truyền thông liên lạc giữa người - máy tính tính (HMI) (HMI) và giữa máy tính –máy tính . và giữa máy tính –máy tính .  Các thiết bị ghép nối và chuyển đổi tương tự - số Các thiết bị ghép nối và chuyển đổi tương tự - số (ADC), chuyển đổi số - tương tự (DAC). (ADC), chuyển đổi số - tương tự (DAC).  Thiết bị đo lường (cảm biến) Thiết bị đo lường (cảm biến)  Cơ cấu chấp hành (relay, động cơ, van khí và thủy Cơ cấu chấp hành (relay, động cơ, van khí và thủy lực, xy lanh thủy khí…) lực, xy lanh thủy khí…) CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG MỞ ĐẦU  Khi dùng máy tính để đo lường – điều Khi dùng máy tính để đo lường – điều khiển ta phải giải quyết vấn đề là xuất khiển ta phải giải quyết vấn đề là xuất một dữ liệu 8 bit ra một thanh ghi hay đọc một dữ liệu 8 bit ra một thanh ghi hay đọc dữ liệu 8 bit từ thanh ghi vào một biến. dữ liệu 8 bit từ thanh ghi vào một biến.  Vấn đề này được giải quyết dễ dàng bằng Vấn đề này được giải quyết dễ dàng bằng các ngôn ngữ lập trình như hợp ngữ, các ngôn ngữ lập trình như hợp ngữ, Pascal, C, Visual C, Delphi… Pascal, C, Visual C, Delphi… Điều khiển nhúng Điều khiển nhúng Hệ điều khiển nhúng là hệ thống mà Hệ điều khiển nhúng là hệ thống mà máy tính được nhúng vào vòng điều máy tính được nhúng vào vòng điều khiển của sản phẩm nhằm điều khiển khiển của sản phẩm nhằm điều khiển một đối tượng, điều khiển một qúa một đối tượng, điều khiển một qúa trình công nghệ đáp ứng các yêu cầu trình công nghệ đáp ứng các yêu cầu đặt ra. đặt ra. Điều khiển nhúng Điều khiển nhúng Hệ thống điều khiển nhúng lấy Hệ thống điều khiển nhúng lấy thông tin từ các cảm biến, xử lý thông tin từ các cảm biến, xử lý tính toán các thuật điều khiển và tính toán các thuật điều khiển và phát tín hiệu điều khiển cho các phát tín hiệu điều khiển cho các cơ cấu chấp hành. cơ cấu chấp hành. Điều khiển nhúng Điều khiển nhúng HMI (Human Machine Interface) HMI (Human Machine Interface) HMI là từ viết tắt của Human-Machine- HMI là từ viết tắt của Human-Machine- Interface, có nghĩa là thiết bị giao tiếp giữa Interface, có nghĩa là thiết bị giao tiếp giữa người điều hành thiết kế với máy móc thiết người điều hành thiết kế với máy móc thiết bị. bị. Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con người “giao diện” với một máy móc mà con người “giao diện” với một máy móc thì đó là một HMI. thì đó là một HMI. [...]... HMI, hệ thống số điều khiển trên máy giặt, bảng hướng dẫn lựa chọn phần mềm hoạt động từ xa trên TV đều là HMI,… HMI (Human Machine Interface) HMI (Human Machine Interface) HMI (Human Machine Interface) HMI (Human Machine Interface) Khi các quá trình ở sàn nhà máy được tự động hóa nhiều hơn, người điều khiển cần có thêm nhiều thông tin về quá trình, và yêu cầu về hiển thị và điều khiển nội bộ trở nên... những đặc điểm tiến bộ trong lĩnh vực này là hiển thị dạng cảm ứng HMI (Human Machine Interface) Điều này giúp cho người điều khiển chỉ cần đơn giản ấn từng phần của hiển thị có một “nút ảo” trên thiết bị để thực hiện hoạt động hay nhận hiển thị Nó cũng loại bỏ yêu cầu có bàn phím, chuột và gậy điều khiển, ngoại trừ công tác lập trình phức tạp ít gặp có thể được thực hiện trong quá trình rửa trôi... khác nữa là hiển thị dạng tinh thể lỏng Nó chiếm ít không gian hơn, mỏng hơn hiển thị dạng CRT, và do đó có thể được sử dụng trong những không gian nhỏ hơn HMI (Human Machine Interface) Người điều khiển làm việc trong không gian rất hạn chế tại sản nhà máy Đôi khi không có chỗ cho họ, các công cụ, phụ tùng và HMI cỡ lớn nên họ cần có HMI có thể di chuyển được ADC – DAC (analog digital converter- digital... có 2 bit" ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Tín hiệu tương tự và tín hiệu số: ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Ta thấy tín hiệu tương tự là: - 1 miền liên tục,chỗ nào cũng mang ý nghĩa và có rất nhiều giá trị Còn tín hiệu số thì : - chỉ có 2 giá trị : 0 và 1 Mức 1 không nhất thiết phải điện áp dương hoặc lớn hơn mức 0 Điện sao cũng được, miễn... đường cong Cũng dễ thấy, nếu ta càng tăng tần số lấy mẫu, tăng độ rộng mẫu thì đường giải mã sẽ càng mịn và càng giống đường gốc ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Điều này giải thích tại sao bitrate càng cao thì nghe càng hay, càng giống thực Ông Nyquyst đã nghiên cứu và nói là tần số lấy mẫu lớn hơn 2 lần băng thông thì kết quả thu được là gần trung thực Ví dụ: tai người... lấy mẫu Hoặc có 1 bao gạo, người ta chỉ lấy 1 miếng gạo trong bao coi thử thôi ! và coi chất lượng nhúm gạo đó là chất lượng cả bao ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) T1, T2 là các lần lấy mẫu t1, t2 là thời gian ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Lấy mẫu là giai đo n đầu của quá trình chuyển tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (tức điện áp... lưu vô đĩa CD) Cứ sau 1 khoảng thời gian cố định, người ta đo đạc tín hiệu tương tự Số lần lấy mẫu trong 1 giây gọi là tần số lấy mẫu Sampling rate ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Quantize: lượng tử hóa(là quá trình biến một tín hiệu có giá trị liên tục thành tín hiệu có giá trị rời rạc) Người ta chia điện áp đo được thành các mức Một mức đại diện cho 1 khoảng giá trị... không khí tác động vào micro cũng thay đổi Ở đây, micro đóng vai trò như màng nhỉ Khi đó điện áp ở 2 đầu micro sẽ thay đổi theo lực của không khí Sự thay đổi của điện áp này sẽ tương tự với sự rung động của màng nhỉ ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Bởi vậy, người ta gọi đây là kỹ thuật tương tự( Analog) Rõ ràng, bất kỳ sự thay đổi nào của điện áp này điều có ý nghĩa Nhiễu . GIẢNG BÀI GIẢNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐiỀU KHIỂN ĐO LƯỜNG VÀ ĐiỀU KHIỂN BẰNG MÁY TÍNH BẰNG MÁY TÍNH CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG MỞ ĐẦU  Ngày nay việc xử dụng máy tính nói riêng Ngày nay việc xử dụng máy tính nói. được sử dụng trong điều khiển và đo lường dưới các dạng sau: lường dưới các dạng sau:  Máy tính điều khiển Máy tính điều khiển  Vi xử lý điều khiển nhúng Vi xử lý điều khiển nhúng (embedded. Điều khiển nhúng Điều khiển nhúng Hệ điều khiển nhúng là hệ thống mà Hệ điều khiển nhúng là hệ thống mà máy tính được nhúng vào vòng điều máy tính được nhúng vào vòng điều khiển của