Báo cáo thực tập tốt nghiệp - Đo lường điểu khiển của nhà máy điện

Chia sẻ: Tan Lang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

1
461
lượt xem
175
download

Báo cáo thực tập tốt nghiệp - Đo lường điểu khiển của nhà máy điện

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Báo cáo thực tập tốt nghiệp Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 PHẦN I PHẦN ĐO LƯỜNG CỦA QUÁ TRÌNH NƯỚC CẤP, HƠI NƯỚC VÀ NƯỚC NGƯNG. Đây là quá trình khép kín và chỉ bổ xung thêm nước vào quá trình này để bù tổn thất nước và hơi nước: lượng nước bổ xung trước hết phụ thuộc vào lượng nhiệt năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ nhiệt ở bên ngoài và lượng nước ngưng do các hộ tiêu thụ nhiệt trả lại nhà máy điện, vào lượng nước xả của...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Báo cáo thực tập tốt nghiệp - Đo lường điểu khiển của nhà máy điện

  1. Báo cáo thực tập tốt nghiệp Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 PHẦN I PHẦN ĐO LƯỜNG CỦA QUÁ TRÌNH NƯỚC CẤP, HƠI NƯỚC VÀ NƯỚC NGƯNG. Đây là quá trình khép kín và chỉ bổ xung thêm nước vào quá trình này để bù tổn thất nước và hơi nước: lượng nước bổ xung trước hết phụ thuộc vào lượng nhiệt năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ nhiệt ở bên ngoài và lượng nước ngưng do các hộ tiêu thụ nhiệt trả lại nhà máy điện, vào lượng nước xả của lò hơi, vào tổn thất rò rỉ hơi nước. Đối với nhà máy điện ngưng hơi, lượng nước bổ sung vào lò thường vào khoảng 5-7 l/s hay 22-25 m3/h, 100 MW. Nước cấp bổ sung được xử lý bằng phương pháp cơ giới hoá học để khử các tạp chất vô cơ và hữu cơ, sau đó được hâm nóng và đưa vào quá trình. Sau khi qua tuabin (biến nhiệt năng thành cơ năng) hơi nước đi vào bình ngưng, tại đây hơi nước ngưng lại thành nước và tạo ra chân không trong bình ngưng. Nước ngưng được bơm nước ngưng bơm trở lại quá trình và khép kín quá trình nước cấp, hơi nước và nước ngưng. Tại đây người ta có các thiết bị đo : - Đo tốc độ. - Đo độ di trục. Sau khi qua tuabin (biến nhiệt năng thành cơ năng) hơi nước đi vào bình ngưng, tại đây hơi nước ngưng lại thành nước và tạo ra chân không trong bình ngưng. Nước ngưng được bơm trở lại quá trình và khép kín quá trình cấp nước, hơi nước và nước ngưng. Tại bình ngưng có thiết bị đo như: - Đo mức. - Đo độ chân không. - Tại bơm ngưng phải đo độ rung của bơm để kiểm tra quá trình làm việc cơ khí. Nước cấp đã khử khí (tức nước ngưng và nước bổ sung) được tập trung ở bể chứa (đặt dưới bình khử khí) và được bơm tiếp qua bộ tiết kiệm để vào lò hơi. Và qua gia nhiệt đi vào bao hơi. Tại thiết bị này người ta phải đo: - Áp suất. - Đo mức. Bao hơi của lò hơi: Có 4 van để điều chỉnh qua 4 đường ống để sinh hơi. 1 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  2. Báo cáo thực tập tốt nghiệp Áp suất làm việc 189,4 kg/cm2 Nhiệt độ làm việc 360 0 C Đường kính bên trong 1830mm Độ dầy 182mm. Độ dài 14100mm. Tại bao hơi người ta dặt các senor (Tranmistor) để đo: - Nhiệt độ. - Đo mức. - Đo áp suất. - Đo lưu lượng. Tất cả các đại lượng đo được đều được qui chuẩn về 4 ÷ 20 mA và được chuyền về trung tâm xử lý. HỆ THỐNG DCS TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 2 Hệ thống DCS trong nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 là hệ thống Centum CS3000 của hãng Yokogawa (Nhật Bản). Hệ thống DCS trong nhà máy bao gồm có domain (khối): Domain 1: Phụ trách tổ máy 1 Domain 2: Phụ trách tổ máy 2 Domain 3: Phụ trách những phần chung của nhà máy như phần điện, phần sản xuất H2, hệ thống nén khí… Các domain này được liên hệ với nhau thông qua bus converter BVC, kiểu ABC-11D. Số lượng, cấu trúc, mô hình mạng, chức năng của hai khối 1 và 2 hoàn toàn giống nhau, chỉ khác nhau ở địa chỉ của khối. Mô hình phân cấp 1. Cấp điều hành sản xuất Chức năng: Giám sát sự hoạt động của toàn nhà máy. Bao gồm: 2 máy PC: Supervisor PC1 (sup1) và Supervisor PC2 (sup2) . Vị trí: Đặt tại toà nhà hành chính (Admin building) Các máy tính HISTORIAN, mỗi khối có một máy. Vị trí : Đặt tại phòng lập trình. 2 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  3. Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mỗi khối có một máy HISTORIAN được đặt trong phòng lập trình. Các máy tính HISTORIAN có dung lượng lớn để lưu trữ các thông tin vận hành của nhà máy . Đó là hệ thống quản lý dữ liệu PI (Plant Information System) có cài đặt OSI. Các máy HISTORIAN này nhận thông tin là tất cả các Tag-name từ FCS gửi lên và tất cả các thông tin từ hệ thống SOE (Sequence Of Event) đưa tới. 2. Cấp vận hành giám sát. Chức năng: Giám sát, vận hành các thiết bị công nghệ sản xuất điện. Bao gồm: Các trạm giao diện người-máy HIS Vị trí: - Đặt tại phòng điều khiển trung tâm ( 24 HIS) - Đặt tại trạm điện 220kV ( 2 HIS: 0342 và 0343) - Đặt tại trạm sản xuất Hydro (1 HIS 0344) Trên tất cả các HIS này đều được cài đặt phần mềm Centum CS3000. Các HIS đều có thể giám sát được hoạt động của toàn nhà máy nhưng để vận hành thì do người quản trị mạng phân quyền cho từng máy. Ngoài ra còn có HIS 0349 là Technician PC, đó là một máy tính kỹ thuật , có chức năng như các trạm giao diện người máy khác. Nó có nhiệm vụ nhận tín hiệu đồng hồ thời gian từ Master Clock để phân phối cho các thiết bị khác để đồng bộ thời gian. Trong trường hợp cần tách một trạm nào đó để kiểm tra, sửa chữa thì người quản trị mạng có quyền phân lại quyền thao tác cho các trạm. Người vận hành có thể lấy dữ liệu từ HISTORIAN để đưa đến HIS. Trên mỗi khối dữ liệu có 2 HIS có cài phần mềm PI để đọc dữ liệu từ HISTORIAN. Sở dĩ cần có hai HIS (PI Client) vì để dự phòng cho nhau. Các trạm kỹ thuật EWS Các trạm kỹ thuật được đặt trong phòng kỹ sư lập trình, mỗi khối có một trạm. EWS cũng được cài phần mềm Centum CS3000 giống như một trạm giao diện người máy nhưng nó đảm nhiệm các công việc về kỹ thuật. Chức năng: - Phân quyền cho các trạm giao diện HIS. - Thực hiện việc lập trình, theo dõi sự làm việc của nhà máy, thực hiện sửa đổi chương trình cho các trạm điều khiển khu vực. Các PC của hệ thống Mark V 3 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  4. Báo cáo thực tập tốt nghiệp Được đặt tại phòng điều khiển trung tâm. Ở mỗi khối có một trạm giao diện PC ( là viết tắt của Interface) . Đó là máy PC theo dõi hoạt động của hệ thống tua bin-máy phát ( do hệ thống Mark V điều khiển), màn hình giao diện DOS. Các trạm MMI tại các hệ thống phụ (PLC) Được đặt ở các trạm hệ thống phụ. Ở các hệ thống phụ PLC đều được giám sát bởi hệ thống DCS thông qua Modbus nhưng các hệ thống phụ này thường được điều khiển trực tiếp tại trạm thông qua các máy tính MMI ( có cài đặt giao diện Citect) 3. Cấp điều khiển. Chức năng: Tự động điều khiển các thiết bị theo chương trình đã nạp sẵn và các thông số đặt từ cấp trên. Bao gồm: Các trạm điều khiển trường FCS Các FCS chủ yếu thuộc loại LFCS, đáp ứng với yêu cầu của hệ thống là số lượng đầu vào/ra lớn. Ngoài ra còn có các PFCS chủ yếu để nối với các hệ thống phụ. Các trạm điều khiển trường được phân tán theo từng chức năng ở từng khối. Hệ thống PLC Trong nhà máy, các hệ thống PLC được nối với hệ thống DCS thông qua một card được đặt trên FCS (loại Compact Type FCS). Hệ thống GE Mark V. Đây là hệ thống dùng để điều khiển tua bin, ở mỗi khối có một tủ Mark V Hệ thống Mark V được nối từ FCS 0101(ở khối 1) và FCS0201 (ở khối 2). Việc truyền thông giữa giao diện vận hành và các Panel điều khiển MarkV thực hiện bởi phương thức kết nối mạng Stage Link của hệ thống điều khiển. Trong cấu hình đơn giản nhất của nó, Stage Link nối một Panel điều khiển tuabin Mark V tới máy tính đơn qua một đoạn đơn. Tuy nhiên tôpô của cách truyền thông này có thể được mở rộng phù hợp với nhiều máy tính và /hoặc nhiều Panel điều khiển. Ví dụ một giao diện người vận hành đơn có thể được cấu hình để phát ra các lệnh hoặc nhận dữ liệu từ 8 bộ Mark V điều khiển tuabin khí/hơi. Hơn nữa, nhiều máy tính có thể xâm nhập tới Stage Link-mỗi máy tính liên lạc với nhiều Panel điều khiển. Theo cách này, Stage Link cung cấp 4 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  5. Báo cáo thực tập tốt nghiệp tăng cường tính linh hoạt đối với việc thiết lập hiệu quả truyền thông mà có thể đáp ứng với vùng riêng biệt cần thiết. Stage Link được thiết kế đặc biệt để thực hiện những việc cần thiết điều khiển tuabin theo địa chỉ như việc downloading, uploading phần mềm giữa Mark V và máy tính , phát các lệnh, quản lý báo động và việc giám sát. Giao diện hệ thống điều khiển DCS tới Mark V thông qua liên kết truyền thông riêng tới máy tính , điển hình là việc sử dụng giao thức Modbus. 4. Cấp chấp hành Bao gồm các thiết bị đo lường, chuyển đổi và truyền tín hiệu, ví dụ như: Các trạm điều khiển tại chỗ (các trạm điện tự dùng của nhà máy : các trạm 6,6kV, 400V) - Các van khí như: MBS-CV0123, MBS-CV0143 - Các van điện như : MBC-DMP0105, MBC-DMP0106 - Các van thuỷ lực như: FWS-HYV174…. PHẦN II I - NHIỆM VỤ THƯ Đồng hồ trường học làm các công việc sau: − Đo đếm giờ hiển thị trên đồng hồ chính và đồng hồ con. − Báo chuông cho đồng hồ các lớp . − Báo nhiệt độ cho các lớp học. − Làm việc ở chế độ 24 giờ. − Có phím ấn để khởi động đồng hồ và đặt chế độ cho nó. • khởi động lại máy chạy: run hoặc stop. • đặt lại giờ. 5 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  6. Báo cáo thực tập tốt nghiệp • lập chuông đánh chuông vào ra : 5÷ 6 tiết /ngày hoặc 10÷12 tiết/ngày ⇔10÷12 lần kéo chuông /ngày. Kiểu đánh chuông. − Hiển thị số. − Chịu được nhiệt độ (0÷70°) và độ ẩm với khí hậu thay đổi (85÷90%). − Ngoài ra em đang muốn thiết kế thêm một hệ thống loa đến từng lớp học, đồng hồ trường học còn được cải tiến thành đồng hồ cho các cơ quan, nhà máy, xí nghiệp. Với các kiểu chuông được lập trình có âm sắc khác nhau theo ý muốn của người dùng. Đồng hồ trường học có các tính năng như sau: - Từ một đồng hồ mẹ có thể truyền cho các đồng hồ con đi khắp trường. - Đường truyền từ đồng hồ mẹ đến đồng hồ con chỉ gồm 4 dây (hai dây nguồn và hai dây dữ liệu ),phạm vi truyền trong bán kính hằng trăm mét. - Đồng hồ mẹ có thể báo chính xác với sai số nhỏ hơn 1/10-4. Với sai số như vậy thì sau một tháng đồng hồ sẽ có sai số 1phút và lúc đó ta nên đặt lại giờ phút. - Đồng hồ mẹ và đồng hồ con chỉ thị thời gian và nhiệt độ bằng LCD, đèn LED 7 thanh. - Đồng hồ mẹ sẽ được đặt ở trung tâm của trường đồng hồ con sẽ được đặt ở các lớp học hoặc hành lang các khu giảng đường. Mỗi lớp học sẽ có một chuông hoặc mỗi khu giảng đường sẽ có một hoặc nhiều chuông và đồng hồ mẹ sẽ điều khiển việc đánh chuông ở các lớp học hoặc các khu giảng đường một cách đồng thời và chính xác. - Phương thức truyền từ đồng hồ mẹ đến đồng hồ con là phương thức truyền tin theo kiểu đồng bộ từng bít. Đây là một chế độ truyền tin rất phổ thông, dữ liệu truyền đi chính xác mà không cấn bất cứ một protocol nào. - Nguồn cung cấp cho đồng hồ mẹ là nguồn xoay chiều 220V. Nguồn cung cấp cho đồng hồ con lấy từ đồng hồ mẹ hoặc có thể lấy từ nguồn nơi đặt đồng hồ con. - Đồng hồ sử dụng các linh kiện phổ biến trên thị trường, có thể lắp đặt sửa chữa thay thế dễ dàng. II - ĐO NHIỆT ĐỘ SỬ DỤNG ĐẦU ĐO LM335. Để đo nhiệt độ chính xác thì cần phải có những đầu đo đặc biệt và đầu đo LM335 là một đầu đo được sử dụng rộng rãi. Vi mạch LM335 là loại sensơ đo nhiệt độ của hãng National Semiconductor chế tạo. Loại sensơ này được tích hợp dạng vi mạch có độ chính xác 10C. Hoạt động của đầu đo giống như một điốt Zener hai cực, điện áp đánh thủng tương ứng với nhiệt độ tuyệt đối là 10mV/0K. Trở kháng động khi đầu đo hoạt 6 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  7. Báo cáo thực tập tốt nghiệp động trong vùng dòng 400 μ A ÷ 5mA nhỏ hơn 1 Ω . Trở kháng nhỏ cùng điện áp lối ra tuyến tính là ưu điểm của loại đầu đo LM335. Các thông số kĩ thuật của vi mạch : − Định thang trực tiếp theo độ Kelvin − Tín hiệu lối ra bằng 10mV/0K − Độ chính xác 10C − Dòng hoạt động trong vùng từ 400 μ A ÷ 5mA − Điện áp nguồn nuôi : 5 ÷18V − Dải làm việc : • Chế độ liên tục từ : -400C ÷1000C. • Chế độ không liên tục: 1000C÷1250C Vi mạch LM335 được đóng vỏ IC dạng TO-92 có ba chân. Hai chân cung cấp nguồn 1 và 2, đầu ra lấy trên chân số 2. Chân số 3 dùng để hiệu chỉnh điện áp đầu ra. III - PHƯƠNG PHÁP CHỌN THIẾT BỊ VÀ SỬ DỤNG MẠCH. Có rất nhiều cách để chọn thiết bị khác nhau và cách thiết kế lắp đặt mạch khác nhau. Ta đã biết với cùng một tính năng sử dụng cũng có thể có nhiều họ vi mạch khác nhau và mỗi một thiết bị lại thích hợp với nhu cầu sử dụng trong những điều kiện nhất định. Lựa chọn thiết bị đòi hỏi chúng ta phải hiểu rõ bản chất và cách sử dụng thiết bị, quan trọng nhất vẫn là kinh nghiệm thực tế. Và lời giải hay nhất vẫn là những thử nghiệm thành công của lớp người đi trước cho nên khi lựa chọn thiết bị sử dụng ta nên tham khảo ý kiến của mọi người. Thiết kế mạch và sử dụng mạch cũng cần quan tâm đến rất nhiều yếu tố như phân bố thiết bị sao cho đồng đều tránh khỏi các yếu tố gây ảnh hưởng đến các thiết bị như nhiễu hoặc các tác động của môi trường để thiết bị của mình đạt được yêu cầu đặt ra với sai số ít nhất. IV - PHƯƠNG PHÁP GHÉP NỐI CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG. Để ghép nối các thiết bị sử dụng ta nên xác định rõ đâu là phần điều khiển chính (ví dụ như vi điều khiển) của toàn bộ hệ thống rồi từ đó định ra cách điều 7 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  8. Báo cáo thực tập tốt nghiệp khiển từng thiết bị bên trong bằng việc định vùng làm việc cho từng bộ phận hay điều khiển bằng cổng . Quan trọng là khi ghép nối ta cần phải làm sao cho các thiết bị này hoạt động với phần điều khiển chính không bị xung đột lẫn nhau. Các bộ phận này khi ghép nối với bộ phận chính hoạt động một cách nhịp nhàng tránh việc cái này hoạt động thì cấm cái khác. DIEU KHIEN ADC LCD VXL CHUONG LOA EN CHAN 6 CHAN 11 P3.1 START ALE CHAN 4 (P1.3) R/W CHAN 5 CHAN 10 P3.0 CHAN 6 CHAN 14 P1.5 P3.4 RS(D/C) CHAN 4 CHAN 15 P3.5 ENABLE CHAN 5 (P1.4) C B A PHIM (P1.0) (P1.1) (P1.2) DIEU KHIEN RTC RETURN(1) 1 1 0 CS _ CHAN 28 (P2.7) FUNC(2) 1 0 1 IRQ _ CHAN 13 ( INT1) +(3) 1 0 0 -(4) 0 1 1 OK(5) 0 1 0 V - SƠ ĐỒ KHỐI. 8 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  9. Báo cáo thực tập tốt nghiệp Bàn phím Real time clock DS12887 Khối đo nhiệt độ Hiển thị LCD Khối biến đổi Khèi vi xö lÝ 89C52 ADC Khối báo chuông Mạch truyền tin Đồng hồ con LED VI - MẠCH NGUYÊN LÍ : Khi có nguồn cung cấp thì vi xử lí sẽ hoạt động và đọc số liệu thu được về thời gian từ DS12887 và nhiệt độ từ ADC0809. Sau đó số liệu sẽ được đưa ra và hiển thị trên màn hình LCD và LED đồng thời có thể kéo chuông báo thời gian. Thông tin truyền từ đồng hồ mẹ sang đồng hồ con được khuếch đại nhiều lần đảm bảo dòng truyền lớn. Giao tiếp với người sử dụng thông qua bàn phím để đặt thời gian về giờ phút giây, ngày tháng năm hoặc đặt chế độ đánh chuông báo thời gian. VII - CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG GỒM CÓ: − Điện trở. − Tụ điện. − Biến áp , biến trở. − IC ổn áp 7805,7912,7812. 9 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  10. Báo cáo thực tập tốt nghiệp − IC ADC0809, 74LS148, 4011, LM335, OP07, 4094. − DS12887, 89C52, LCD, LED. − 5 phím bấm, Reset. 1. KHỐI CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SỐ ADC0809. Khối biến đổi A/D có nhiệm vụ chuyển giá trị điện áp ở đầu vào thành giá trị số để đưa lên vi xử lý tính toán sau đó hiển thị ra giá trị nhiệt độ.Khối biến đổi A/D là ADC0809 là một vi mạch 8 kênh,8 bit có sai số là 0.4% nên chấp nhận được vì nhiệt độ cần đo không yêu cầu một cách chính xác .Bộ biến đổi ADC0809 là bộ biến đổi A/D 8 kênh làm việc hoàn toàn độc lập với nhau để lựa chọn, 8 đầu ra song song tương thích với TTL và một điều đáng quan tâm là sự tiêu thụ dòng điện của vi mạch hầu như không đáng kể ( cỡ 300μA ). Thời gian biến đổi nhanh :100μs. a. Các thông số kỹ thuật của ADC0809: - Không đòi hỏi điều chỉnh điểm '0' . - Quét động 8 kênh bằng logic địa chỉ . - Dải tín hiệu lối vào analog từ 0 ÷ 5v khi điện áp nguần nuôi là +5v - Tất cả các tín hiệu đều tương thích với TTL - Độ phân giải 8 bits. - Sai số 1 bit lượng tử . - Thời gian biến đổi 100μs . - Dòng tiêu thụ : 0.3μA . - Ghép nối tương thích với VXL. - Nhiệt độ làm việc : -550C ÷ 1250C . Sơ đồ chân của ADC0809: ADC0809 26 17 27 IN0 D0 14 28 IN1 D1 15 1 IN2 D2 8 2 IN3 D3 18 3 IN4 D4 19 4 IN5 D5 20 5 IN6 D6 21 IN7 D7 12 7 16 REF+ EOC REF- 25 24 A0 23 A1 10 A2 CLK 22 9 ALE 6 OE 10 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 11 START VCC
  11. Báo cáo thực tập tốt nghiệp Tín hiệu giữ nhịp dùng cho bộ biến đổi A/D được tạo từ bên ngoài và được dẫn đến chân clock (giải tần hoạt động của ADC0809 từ 200KHz ÷ 1MHz ) . Điện áp so sánh được đưa qua tầng lặp lại điện áp để đến chân ra Vref+ ,chân này có điên trở lối vào cỡ 2.5kΩ. Tám kênh vào analog được đưa vào tám đầu vào IN0 ÷ IN7 , việc lựa chọn kênh do 3 mẫu bít ở lối vào địa chỉ A,B,C xác định. Bảng lựa chọn : C B A Lối vào kích hoạt 0 0 0 In0 0 0 1 In1 0 1 0 In2 0 1 1 In3 1 0 0 In4 1 0 1 In5 1 1 0 In6 1 1 1 In7 Nguyên lý: Đưa một xung dương vào chân START để kích hoạt. Qua mẫu bit ở lối vào địa chỉ A, B, C xác định kênh được chọn và đồng thời chốt lại địa chỉ đó . Trong quá trình biến đổi AD chân EOC luôn ở mức LOW sau một khoảng thời gian 100μs kết thúc quá trình biến đổi chân EOC chuyển thành HIGH và báo kết thúc quá trình biến đổi. Kết quả của quá trình biến đổi sẽ đứng ở các đường dẫn từ D0 ÷ D7 nằm ở bộ đệm (buffer). Khi OE = 1 bắt đầu quá trình đọc dữ liệu từ D0 ÷ D7 vào thiết bị khác. b. Hoạt động của mạch đo điện áp: Tín hiệu sau khi qua mạch lặp đưa vào kênh 0 của ADC_0809. Tín hiệu xung Clock 500Khz cho ADC được tạo ra từ mạch dao động thạch anh. Chân Refferen+ 11 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  12. Báo cá thực tập tốt nghiệp áo (16) của AD được nố với điện áp +5V tươ ứng với 256 mức .Tín hiệu di ( DC ối ơng i . igital D0- D7 từ ADC sẽ được và Port 0 củ 89C52. V điều khiể 89C52 sẽ đọc dữ liệu từ Port ào ủa Vi ển ẽ 0 vào, ADC được điều khiển bằn hai bit P C u ng P1.2và P1.3 của 89C52 ADC sẽ p 3 2 phải mất khoảng 100 để biến đổi. k 0μs Ngoài ra đ ADC biế đổi giá trị điện áp ra giá trị s thì phải có một xu Start, để ến số ung xung này đ được phát ra từ cổng P của vi xử lí mỗi kh cần đọc g trị nhiệt độ a P1.2 x hi giá Đồ thị hoạ động của ADC như s ạt sau: Khi cần đọc nh độ vi x lí sẽ phá ra một x hiệt xử át xung ở cổng Đây là x g. xung cho phép ADCđ dữ liệu p đọc u.Sau khi có xung Start thì ADC s đọc dữ li biến đổ và đưa ó t sẽ iệu, ổi ra r chốt ở 8 bit đầu ra .Thời gian để ADC bi đổi là 120ns. Như vậy,sau kh phát ra iến hi xung Start thì vi xử lí phải đợi ít nhất là 12 x í t 20ns sauđó phát ra xung OE ở cổ P1.3 ổng lúc l này dữ liệu mới từ đầu ra của ADC đi và vi xử lí ào 2. 2 DS12887 7 12 ể ầ ề ể
  13. Báo cáo thực tập tốt nghiệp DS12887 4 18 5 AD0 RST 1 6 AD1 MOT 7 AD2 8 AD3 9 AD4 14 10 AD5 AS 17 11 AD6 DS 15 AD7 R/W 13 23 CS SQW IRQ 19 Chức năng đồng hồ thời gian thực (Real Time Clock – RTC) : sẽ luôn hoạt động và tất cả vùng RAM, thời gian vùng nhớ để báo alarm sẽ được lưu giữ mà không cần quan tâm đến mức điện áp vào. Khi có Vcc cung cấp cho DS12887 và đạt được đến mức cao hơn 4,25 V thì thiết bị sẽ đựoc truy cập sau 200ms, điều này là do chạy Oscillotor ở bên trong. Thời gian này cho phép hệ thống đạt được trạng thái ổn định sau khi cấp nguồn. Nếu điện áp vào Vcc
  14. Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấu tạo và chức năng của các chân: - Chân GND, Vcc : Nguồn một chiều cung cấp cho thiết bị ở những chân này. Vcc là chân nguồn V 5 . Khi Vcc được cung cấp, thiết bị có thể truy cập và dữ liệu có thể được đọc hoặc ghi. Vcc< 4,25 việc đọc và viết bị ngăn chặn. Tuy nhiên việc lưu giữ thời gian sẽ không bị ảnh hưởng bởi mức điện áp thấp ở đầu cung cấp. Vcc < 3V thì RAM và bộ lưu giữ thời gian sẽ được cung cấp bằng nguồn năng lượng bên trong. - Chân 1 : Mot ( Mode select) để chọn 2 loại bus là Motorola bus timing hoặc Intel bus timing, có điện trở treo bên trong xấp xỉ 20 K Ω . - Chân 23 : SQW (Square –Wave-Output). SQW có thể có tín hiệu ra từ 1 ÷ 15 trạng thái. Tần số ra của SQW từ 256 Hz ÷ 2Hz tức là chu kì 3,90625 ÷ 500 ms. Tần số của chân SQW có thể thay đổi nhờ lập trình thanh ghi A, tín hiệu SQW có thể bật tắt bằng cách sử dụng bit SQWE ở thanh ghi B. Tín hiệu SQW không có giá trị khi Vcc < 4,25 V. - AD0 ÷ AD7 : multiplex Bidirection Address/ Data bus (4 ÷ 11). Bus đa hợp giữ các chân vì thông tin địa chỉ và dữ liệu cùng trên một đường tín hiệu. Đường địa chỉ xuất hiện trong phần đầu tiên của một chu kì bus và các chân khác cũng vậy, đường tín hiệu sẽ được sử dụng cho dữ liệu ở phần thứ 2 của chu kì. Tích hợp cả địa chỉ và dữ liệu sẽ không làm chậm tiến trình truy nhập thời gian của DS12887 khi bus chuyển từ địa chỉ từ đường địa chỉ sang đường dữ liệu trong thời gian truy nhập RAM trong. Những địa chỉ này phải có giá trị ưu tiên tới mức thấp của AS/ALE và tại thời gian đấy DS12887 chốt địa chỉ từ AD0 ÷ AD6. Giá trị dữ liệu nếu cần phải hiện hành và giữ ổn định trong quá trình cổng tiếp theo sau (của DS hoặc xung WR ) ở 1 chu kì đọc của DS12887 đưa ra 8 bits của dữ liệu trong quá trình sau ( của cổng DS hoặc xung RD ) một chu kì đọc được kết thúc và bus trở lại trạng thái trở kháng cao khi DS dịch xuống thấp trong trường hợp Motorola hoặc RD ở mức cao với Intel. - Chân 14 : AS ( Address Strobe Input ) AS/ALE thấp thì địa chỉ chốt trong DS12887 sườn lên tiếp theo. - Chân 17 : DS ( Data Strobe or Read Input ). Chân DS / RD có hai chế độ hoạt động phụ thuộc vào mức của chân MOT. Khi chân MOT được nối với Vcc thì bus Motorola đợc chọn. Tại chế độ này, DS là một xung dương trong chu kì bus tiếp theo và có tên là data strobe. Trong chu kì đọc, khi có tín hiệu DS ở thời gian này thì DS12887 sẽ điều khiển bus 2 chiều , trong chu kì viết DS12887 chốt dữ liệu được viết. 14 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  15. Báo cá thực tập tốt nghiệp áo MOT nối đất th bus Inte được chọ và DS đư gọi là RD . Khi có tín T hì el ọn ược hiệu RD th DS12887 sẽ điều khi bus với dữ liệu đọc h hì iển c. - Ch 15 : R/ W (Read/ W hân Write Input . t) Có 2 chế độ hoạ động: ạt . Kh MOT nối đất thì bu Intel đượ chọn và R/ W là tín hiệu tích cực hi i us ợc h thấp ta gọi là output e t enable để wwrite, ở để chế này ch R/ W có cùng ý n hân nghĩa n tín hiệu cho phép viết ( WE ) ở RAM ch như u hung. . Kh MOT nối Vcc thì bus Motorola được chọn R high, W : low. hi đ R: CS ( Chip- -Slect Input ) : luôn ở mức thấp để có thể tru cập. CS cần được g ở t đ uy giữ trạng thái tí cực này trong DS v AS đối Motorola và RD / WR vớ Intel. t ích y và M à ới - Ch 19 : IRQ là một đ ra tích cực thấp củ DS12887 vì vậy có thể hân đầu ủa ó được sử dụn như là m ngắt đầu vào đối với bộ vi xử lí. đ ng một u - Ch 18 : Re set (Reset I hân e Input ) châ này khôn ảnh hưởn tối đồng hồ, ân ng ng g lịch l thời gia hoặc RA và 4 byt để điều khiển và đặ trạng thái an AM tes ặt i. Có 3 ngắt là : sooftware, maaskable, tes stable. - T Time-of-day alarm onc y ce/second to once /day o - P Periodic rate from 120 to 550m es 0ms ms. - E End-of-cloc update cy ck ycle. 3. 3 VI XỬ L 89C52 LÍ Khối vi xử lí sẽ điều khiển mọi hoạt đ i ẽ n động của cả đồng hồ. V xử lí sẽ thực ả Vi hiện h những công việc cụ thể sau: g − Đưa ra lệnh để cho phép đ giá trị n đọc nhiệt độ (đã được số h )sau đó biến ã hoá đổi g trị đó ra số nhiệt độ cụ thể để đ ra hiển thị giá ộ đưa − Đọc mã phím từ bàn phím và kiểm tr xem phím nào đã đ ừ m ra m được ấn để thực hiện công việc t tương ứng đ với phím đó đối m 15 ể ầ ề ể
  16. Báo cáo thực tập tốt nghiệp − Ghi lại những thông số về thời gian và nhiệt độ,giờ phút đánh chuông − Điều khiển mạch đánh chuông cho đến giờ đánh chuông − Cho phép hiển thị cả thời gian và nhiệt độ tùy theo yêu cầu cụ thể − Khối vi xử lí là một vi mạch AT89C52 sẽ được trình bày cụ thể ở như sau: Ghép nối cổng trong bản mạch. Cổng P0: Nối với 8 đường dữ liệu của ADC, LCD, RTCvà đồng hồ Cổng P1: + P1.0, P1.1, P1.2 Điều khiển phím. + P1.3, P1.4 Điều khiển việc đọc số liệu từ ADC. + P1.6, P1.7 Truyền từ đồng hồ mẹ sang đồng hồ con. + P1.5 Điều khiển đánh chuông. Cổng P2: P2.7 Điều khiển hoạt động của RTC Cổng P3: + P3.0,P3.1,P3.5 Điều khiển chân R/W, EN và RS của LCD. + P3.2 (INT0) Nhận ngắt phím + P3. 3(INT1) Điều khiển ngắt RTC 4. m¹ch hiÓn thÞ lcd, ®Ìn led. Ở đây ta sử dụng hai khối hiển thị là LCD dùng cho đồng hồ chính và khối hiển thị bằng đèn LED cho đồng hồ con CÊu t¹o cña LCD Giao diện với người sử dụng bao gồm màn hình tinh thể lỏng LCD 1 dòng 16 ký tự: a. Giới thiệu về LCD LCD (Liquist Crystal Display) là một loại màn hình hiển thị thông tin tiêu tốn ít năng lượng hơn LED, vì vậy thích hợp với hệ thống đồi hỏi ít tiêu thụ năng lượng như công to điện tử. Bình thường một LCD có kích thước từ 1 đến 2 dòng, 16 tới 80 ký tự trên mỗi dòng và kích cỡ của mỗi ký tự có thể là 5x7 dots hoặc 5x10 dots. Một LCD Module được gắn trên một mạch in với bộ tạo ký tự và một hệ điều khiển. Mặc dù kích thước có thể có nhiều cỡ, nhưng cách điều khiển và giao thức điều khiển đều tương thích với chuẩn TTL. Về đường bus dữ liệu, có thể thực hiện điều khiển LCD với đ]ờng dữ liệu là 4 hoặc 8 bit. Với điều khiển 4 bit thì dữ liệu được đưa ra làm 2 lần, lần đầu là 4 16 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  17. Báo cáo thực tập tốt nghiệp bit cao, lần sau là 4 bit thấp. Bốn bit dữ liệu ở đây được đưa ra trên nửa cao của đường vào ra với LCD (DB4..DB7). Ngoài đường bus, LCD Module còn có 3 đường điều khiển. Đó là các tín hiệu cho phép E (Enable signals), tín hiệu điều khiển đọc/viết (R/W), tín hiệu chọn thanh ghi cho vào hoặc ra dữ liệu (RS: Register Select). Toàn bộ các chân cho 1 LCD bao gồm như sau: STT mức logic chức năng chú thích Ký hiÖu 1 VSS 0V (Ground) 2 VCC 5V (Supply) 3 VEE Nguồn cung cấp để điều khiển cho 4 RS H/L LCD H:chọn thanh ghi vào cho dữ liệu. Chọn thanh ghi L:Chọn thanh ghi vào cho điều khiển. H:chỉ ra rằng sẽ đọc từ LCD vào 5 R/W H/L Chọn chế độ CPU. Đọc/Viết L: chỉ ra rằng sẽ viết từ CPU vào LCD. 6 E Xung L-H-L Tín hiệu cho phép Bit dữ liệu 0 7 DB0 H/L Bit dữ liệu 1 8 DB1 H/L Bit dữ liệu 2 9 DB2 H/L Bit dữ liệu 3 10 DB3 H/L Bit dữ liệu 4 11 DB4 H/L Bit dữ liệu 5 12 DB5 H/L Bit dữ liệu 6 13 DB6 H/L Bit dữ liệu 7 14 DB7 H/L Hoạt động của LCD − Chế độ hiển thị: Màn hình hiển thị có hai dòng. Bộ điều khiển LCD có chứa bộ nhớ RAM có khả năng lưu 80 ký tự, bộ nhớ này gọi là DDRAM. Bình thường ta có thể nhìn 17 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  18. Báo cáo thực tập tốt nghiệp thấy 20 ký tự trên mỗi dòng, tức là có 40 ký tự ở trạng thái nhìn thấy ở cả hai dòng, còn lại là không nhìn thấy được (tại một thời điểm). Các ký tự không nhìn thấy có thể được nhìn thấy thông qua việc dịch toàn bộ màn hiển thị về phía bên phải hoặc trái đi một notch. − Tín hiệu cho phép (Enable Link), ký hiệu: E Đây là tín hiệu điều khiển chính mà được đưa ra trong toàn bộ quá trình điều khiển LCD cũng như khi chọn thanh ghi và chọn chế độ đọc hay viết. Tín hiệu này tích cực ở mức logic cao theo sườn lên L-H-L. Dữ liệu được đưa vào trong khi E tích cực. − Điều khiển hoạt động của LCD: Có 2 loại điều khiển là điều khiển việc đọc ghi dữ liệu và điều khiển các tín hiệu: RS, R/W, E. Các tín hiệu điều khiển được đặt lên LCD để đặt LCD vào chế độ hoạt động. Sau khi có các tín hiệu điều khiển thì mới có điều khiển vào hoặc ra dữ liệu. Việc điều khiển trước tiên là phải đặt tín hiệu RS ở mức lôgic thấp để chọn thanh ghi điều khiển. Tín hiệu R/W cần phải được thiết lập để được chọn chế độ đọc hay viết. Quá trình diều khiển được chia làm 5 gia đoạn : khởi tạo, đặt con trỏ, điều khiển hiển thị, tạo hay chọn kí tự hiển thị và kiểm tra trạng thái bận của LCD trước khi đọc hay viết một từ mới. Reset LCD: LCD cần phải được khởi động lại ngay khi bật nguồn cung cấp. Bước tiếp theo là gửi liên tiếp 3 byte 30H tới LCD. Mỗi lần cách nhau 1ms. Đặt chức năng (Function set): Việc LCD điều khiển theo chế độ 4 bit hay 8 bit dữ liệu cần phải được xác định bằng việc viết từ điều khiển vào LCD trong bước này. Từ điề khiển có dạng như sau: 0 0 1 DL N F x x Trong đó: DL= 0 cho 4 bit 1 cho 8 bit N = 0 cho loại hiển thị là 1 dòng 1 cho loại hiển thị là 2 dòng F = 0 cho Font 5x7 1 cho Font 5x10 x : không cần quan tâm. Chế độ nhập (Entry Mode): Khi viết lên LCD, cần phải đặt con trỏ tại một vị trí nào đó, với thuộc tính là tự động tăng hay giảm sau khi viết xong 1 ký tự. Công việc này được xác định bằng Entry mode. Từ điều khiển cho entry mode là: 18 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  19. Báo cáo thực tập tốt nghiệp 0 0 0 0 0 1 I/D S Trong đó I/D = 0 cho giảm con trỏ đi một ký tự về bên trái. 1 cho tăng con trỏ lên một ký tự về bên phải. S = 1 để dịch toàn bộ nội dung cần hiển thị trong bộ nhớ DDRAM đi 1 ký tự từ trái qua phải phụ thuộc vào I/D. 0 thì không dịch chuyển. Các lệnh con trỏ (Cursor Instructions): Con trỏ chỉ đến vị trí mà ký tự tiếp theo sẽ được viết hoặc đọc. Entry mode sẽ xác định hoạt động của con trỏ. Con trỏ đầu ( Home Cursor): Con trỏ đầu nằm ở phía bên trái của dòng đầu của màn hiển thị. Từ điều khiển cho nó trong trường hợp này: 0 0 1 0 0 0 1 x Dịch chuyển con trỏ đến một vị trí trong bộ nhớ DDRAM Con trỏ có thể được dịch chuyển tới một vị trí bất kỳ trong DDRAM phụ thuộc vào bộ nhớ và việc dịch chuyển. Việc dịch chuyển con trỏ được thực hiện bằng chọn địa chỉ trong DDRAM. Từ điều khiển có cấu trúc sau: 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 Trong đó A0 đến A6 là địa chỉ của DDRAM. Đối với một màn hiển thị 2 dòng thì địa chỉ này là 0 đến 27H với dòng 1 và 40 đến 67H với dòng 2. Các thuộc tính của con trỏ (ẩn/ hiện/ nhấp nháy): Con trỏ có thể không nhìn thấy trên màn hiển thị, mặc dù vẫn trỏ tới vị trí của ký tự tiếp theo sẽ đưa lên màn hình ( bình thường con trỏ có thể coi như là dấu gạch ở chân ký tự). Ký tự tại vị trí con trỏ trỏ tới có thể bị che, không nhìn thấy được bằng thuộc tính Blink (nhấp nháy). Từ điều khiển cho thuộc tính này là: 0 0 0 0 1 D C B Trong đó: D = 1 hiển thị 0 tắt. C = 1 bật con trỏ 19 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2
  20. Báo cáo thực tập tốt nghiệp 0 tắt B = 1 thuộc tính nhấp nháy 0 không phải thuộc tính nhấp nháy. Di chuyển con trỏ trên màn hiển thị: Con trỏ hay toàn bộ những gì có thể thấy trên màn hiển thị có thể dịch sang trái hoặc sang phải bằng từ điều khiển như sau: 0 0 0 1 S/C R/L x x Xoá hiển thị: Xoá hiển thị là đặt vào toàn bộ DDRAM một ký tự trắng có mã ASCII là 20H và đặt con trỏ ở vị trí đầu (Home Cursor) như trình bày ở trên. Từ điều khiển cho công việc này là: 0 0 0 0 0 0 0 1 Bộ điều khiển LCD còn có một byte trạng thái chứa cờ bận_BF (Busy Flag) và bộ đếm địa chỉ _ AC (Address Counter). Nếu BF=1 có nghĩa là LCD vẫn đang bận thực hiện công việc trước. Như vậy ta cần kiểm tra cờ BF trước khi thực hiện một lệnh đọc/ viết mới. Byte này có dạng như sau: BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 Trong đó: BF là cờ bận. AC0 đến AC6 là 7 bit của bộ đếm địa chỉ. Bảng tóm tắt các từ điều khiển cho việc điều khiển LCD như sau Instruction RS Rw D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Ho¹t ®éng Xoá toàn bộ nội dung hiển thị đặt 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Xoá hiển thị con trỏ ở vị trí bên trái, địa chỉ 00. Home cursor 0 0 0 0 0 0 0 0 1 x Con trỏ đặt ở trên cùng bên trái. Xác định hướng dịch chuyển con trỏ Entry mode 0 0 0 0 0 0 0 1 ID S sau khi mỗi ký tự được viết. Hiển thị với con 0 0 0 0 0 0 0 D C B Đặt thuộc tính cho màn hiển thị. trỏ bật/tắt Đặt chế độ giao tiếp 4 bit hoặc 8 bit Function set 0 0 0 0 1 DL N F * * dữ liệu (DL), số dòng (N), font chữ (F) 20 Tìm hiểu phần đo lường điều khiển của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản