Bài giảng Đo lường và điều khiển bằng máy tính - ThS. Huỳnh Minh Ngọc

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHIEÄP TP. HOÀ CHÍ MINH KHOA COÂNG NGHEÄ ÑIEÄN TÖÛ BOÄ MOÂN ÑIEÀU KHIEÅN TÖÏ ÑOÄNG<br /> <br /> Baøi giaûng : ÑO LÖÔØNG VAØ ÑIEÀU KHIEÅN BAÈNG MAÙY TÍNH BIEÂN SOAÏN : ThS. HUYØNH MINH NGOÏC<br /> <br /> LÖU HAØNH NOÄI BOÄ TP. HOÀ CHÍ MINH, THAÙNG 9-2009<br /> <br /> http://www.ebook.edu.vn<br /> <br /> PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com<br /> <br /> Ño löôøng vaø ñieàu khieån baèng maùy tính –© Huyønh Minh Ngoïc<br /> <br /> 2<br /> <br /> LÔØI NOÙI ÑAÀU Moân hoïc Ño löôøng vaø ñieàu khieån baèng maùy tính laø moät moân hoïc chuyeân ngaønh duøng giaûng daïy cho sinh vieân naêm cuoái ngaønh Ñieän töû töï ñoäng. Moân hoïc ñeà caäp ñeán vaán ñeà öùng duïng maùy tính (Maùy tính caù nhaân PC, maùy tính coâng nghieäp , vaø PLC) vaøo heä thoáng ñieàu khieån vaø ño löôøng. Xu höôùng phaùt trieån laø duøng Ñieàu khieån döïa vaøo maùy tính (PC-based Control) vôùi heä ñieàu haønh maïnh, giao dieän thaân thieän, phaàn meàm deã phaùt trieån vaø giaù thaønh hôïp lí. Ñeå hoïc toát moân hoïc naøy sinh vieân caàn phaûi hoïc qua moân Lyù thuyeát ñieàu khieån töï ñoäng vaø Vi xöû lí. Giaùo trình goàm 10 chöông : Khaùi nieäm chung, caûm bieán vaø chuyeån ñoåi, giao tieáp qua raõnh caém maùy tính, laäp trình cho maùy tính ñieàu khieån, card thu thaäp döõ lieäu vaø ñieàu khieån, giao tieáp qua coång song song, giao tieáp qua coång noái tieáp vaø giao tieáp qua coång USB, laäp trình giao tieáp noái tieáp, caùc boä chuyeån ñoåi döõ lieäu A/D vaø D/A , ñieàu khieån tuaàn töï, heä thoáng ñieàu khieån soá vaø maïng truyeàn thoâng coâng nghieäp. Baøi giaûng naøy taùc giaû ñaõ ñoïc vaø giaûng daïy cho lôùp ÑHÑT2ALT, ÑHÑT3ALT, vaø ÑHÑT1TC, ÑHÑT2TC vaø ÑHÑT2A. Baøi giaûng chaéc chaén khoâng traùnh khoûi thieáu soùt, vaø toâi chaân thaønh caûm ôn caùc nhaän xeùt goùp yù cuûa caùc thaày coâ giaùo trong boä moân ñieàu khieån töï ñoäng, caùc baïn ñoàng nghieäp vaø baïn ñoïc ñeå baøi giaûng ngaøy caøng hoaøn thieän hôn. Thö goùp yù xin göûi veà boä moân ñieàu khieån töï ñoäng, Khoa Coâng ngheä Ñieän töû, tröôøng Ñaïi hoïc Coâng nghieäp Tp. HCM. Ñòa chæ :soá 12 Nguyeãn Vaên Baûo, P.4 Q. Goø vaáp, TP. HCM, ÑT: 38940390; email: huynhminhngoc@hui.edu.vn. Ngaøy 15 thaùng 7 naêm 2010 Taùc giaû Huyønh Minh Ngoïc<br /> <br /> http://www.ebook.edu.vn<br /> <br /> PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com<br /> <br /> Ño löôøng vaø ñieàu khieån baèng maùy tính –© Huyønh Minh Ngoïc<br /> <br /> 3<br /> <br /> MUÏC LUÏC Lôøi noùi ñaàu 2 Muïc luïc 3 Chương 1: Khaùi niệm chung 6 1.1.Maùy tính trong ñiều khiển quaù trình 1.1 Điều khiển phaân cấp vaø tích hợp hệ thống 1.3. Ñieàu khieån voøng hôû vaø ñieàu khieån voøng kín. Heä thoáng ñieàu khieån soá 1.4. Noäi dung giaùo trình vaø öùng duïng. Caâu hoûi Chương 2: Cảm biến vaø chuyeån ñoåi 2.0. Cô baûn ño löôøng. 2.1.Cảm biến nhiệt ñoä 2.2.Caûm bieán löïc vaø troïng löôïng 2.3. Cảm biến dịch chuyển vaø khỏang caùch Caâu hoûi 19<br /> <br /> Chương 3: Giao tiếp qua raõnh cắm maùy tính 67 3.1.Giao tieáp qua Raõnh cắm ISA, EISA, Raõnh cắm Vesa local bus 3.2. Giao tieáp qua Raõnh cắm PCI, VMEbus (IEEE 1014), S-100, STD 3.3. Giôùi thieäu moät soá IC thöôøng duøng Caâu hoûi vaø baøi taäp Chöông 3A: Vi ñieàu khieån Vi ñieàu khieån PIC16F877A Taäp leänh cuûa PIC16F877A Chương 4: Lập trình cho maùy tính ñiều khiển 100 4.0. Caùc ngoân ngữ lập trình Hợp ngữ 8086, Qbasic, Pascal, C, Visual Basic , Delphi, C++, Visual C++/BorlandC++ Builder. 4.1.Lập trình xuất nhập ngọai vi 4.1.1.Lập trình xuất nhập 4.1.2.Viết file lieân kết ñộng 4.2.Sử dụng ngắt trong ñiều khiển , DMA, PCI/ PCI Exp. (PC104 Slot VME). 4.3. Vi ñieàu khieån 8051 vaø laäp trình C 4.4. Neàn taûng phaàn cöùng vaø phaàn meàm Caâu hoûi vaø Baøi taäp Chöông 5A: Card thu thaäp döõ lieäu vaø ñieàu khieån 123 5.1. Ñaëc tính cuûa card PCI-1711 5.2. Nhöõng ñaëc ñieåm kyõ thuaät cuûa PCI-1711 5.3. Sô ñoà keát noái I/O cuûa PCI-1711 5.4. Sô ñoà khoái cuûa card PCI-1711. 5.5. Caùch thanh ghi cuûa card PCI 1711: 5.6. Chuyeån ñoåi A/D, D/A vaø DO, DI:<br /> http://www.ebook.edu.vn<br /> <br /> PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com<br /> <br /> Ño löôøng vaø ñieàu khieån baèng maùy tính –© Huyønh Minh Ngoïc<br /> <br /> 4<br /> <br /> 5.7. Laäp trình cho card PCI 1711 Caâu hoûi vaø Baøi taäp Chương 5: Giao tiếp qua cổng song song 5.1.Tổng quan về cổng song song 5.2.Cấu truùc của cổng song song 5.2.1.Cổng SPP 5.2.2.Cổng EPP 5.2.3.Cổng ECP 5.3.Gheùp nối hai maùy tính bằng cổng song song 5.4. Maïch öùng duïng -Maïch ñeøn nhaùy. -Taïo xung vuoâng goùc ôû chaân D0 cuûa thanh ghi döõ lieäu. -Ñieàu khieån ñeøn giao thoâng. Caâu hoûi vaø Baøi tập Chương 6: Giao tiếp qua cổng nối tiếp vaø USB 6.1.Tổng quan về cổng nối tiếp 6.2.Cấu truùc của cổng nối tiếp 6.3.IC thu phaùt vạn năng bất ñồng bộ UART 6.4.Caùc chuẩn vaø phương thức truyền qua cổng nối tiếp -RS232 -RS485 6.5.Maïch giao tieáp coång noái tieáp vaø caùc chương trình mẫu. 6.6. Modem 6.7.Mạch laäp trình vi ñieàu khieån ATmel 89C51 Caâu hoûi vaø baøi taäp 6.8. Giao tieáp qua cổng USB 6.8.1.Tổng quan về USB 6.8.2.Đặc tính cổng USB -Ñaëc tính coång USB. - Maïch chuyeån ñoåi USB-RS232. 6.8.3.Trao ñoåi tin 6.8.4.Lập trình giao tiếp thiết bị ngọai vi qua cổng USB Caâu hoûi Chöông 7: Laäp trình giao tieáp noái tieáp 7.1. Laäp trình trong DOS Ngoân ngöõ QBasic, Pascal, C, leänh trong MSDOS. 7.2.Laäp trình duøng ngoân ngöõ Visual Basic 6.0. 7.3.Laäp trình duøng ngoân ngöõ laäp trình Delphi 5.0 vaø Visual C++ 6.0. 7.4. Laäp trình duøng Matlab Caâu hoûi vaø baøi taäp<br /> <br /> 145<br /> <br /> 163<br /> <br /> 185<br /> <br /> 195<br /> <br /> Chöông 8: Caùc bộ chuyển ñổi dữ liệu A/D vaø D/A. Heä thu thaäp döõ lieäu 201 8.0. Heä thoáng thu thaäp döõ lieäu. 8.1.Bieán ñoåi töông töï – soá (ADC)<br /> http://www.ebook.edu.vn<br /> <br /> PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com<br /> <br /> Ño löôøng vaø ñieàu khieån baèng maùy tính –© Huyønh Minh Ngoïc<br /> <br /> 5<br /> <br /> -Bieán ñoåi A/D -Caùc kyõ thuaät bieán ñoåi A/D -Giao tiếp ADC với vi xöû lí -Giôùi thieäu ADC 0809 8.2. Bieán ñoåi soá- töông töï ( DAC) -Bieán ñoåi D/A -Giao tiếp DAC với vi xöû lí -Giôùi thieäu DAC 0808 Caâu hoûi Chöông 8B: Boä ñieàu khieån logic laäp trình ñöôïc PLC (Ñieàu khieån tuaàn töï ) 234 -Lyù thuyeát chuyeån maïch cô baûn -Khaùi nieäm chung veà PLC Caâu hoûi Chöông 9 : Heä thoáng ñieàu khieån soá 249 9.0. Ñieàu khieån hoài tieáp 9.1. Ñaëc tính heä thoáng ñieàu khieån soá 9.2.Thuaät toaùn ñieàu khieån 9.3. Bieán ñoåi C(s) ra C(z) 9.4 . Thuaät toaùn PID soá 9.5. AÛnh höôûng cuûa khaâu baõo hoøa 9.6. Boä phaän chaáp haønh vaø truyeàn ñoäng ñieän. Ñoäng cô servo vaø ñieàu khieån vò trí 9.7. Ñieàu khieån soá baèng maùy tính CNC 9.8. Thí duï veà ño löôøng vaø ñieàu khieån baèng maùy tính 291 9.8.1.Hệ thống ñiều khiển nhiệt ñộ duøng maùy tính PC/vi xöû lí. 9.8.2.Hệ thống ñiều khiển toác ñoä ñoäng cô moät chieàu (DC) duøng vi xöû lí 9.8.3.Boä ñònh thôøi caùc thieát bò ñöôïc ñieàu khieån baèng vi xöû lí. 9.8.3.2. Heä thoáng ñieàu khieån ñeøn giao thoâng duøng AT89C51. 9.8.4. Boä ñieàu khieån cöôøng ñoä saùng duøng vi xöû lí 9.8.5. Heä thoáng thu thaäp döõ lieäu nhieàu keânh 9.9. Thieát keá ñaët cöïc: tieáp caän khoâng gian traïng thaùi. 9.10. Thieát keá ñieàu khieån toái öu: tieáp caän khoâng gian traïng thaùi. 9.11.Heä thoáng vôùi söï khoâng chaéc chaén (Heä môø) Caâu hoûi vaø Baøi taäp Chương 10: Mạng truyeàn thoâng coâng nghiệp 348 10.1. Khaùi niệm 10.2.Maïng Ethernet vaø bus tröôøng -Maïng Ethernet -Bus tröôøng. -Ñieàu khieån duøng PC. 10.3. Maïng I2C. Caâu hoûi<br /> <br /> http://www.ebook.edu.vn<br /> <br /> PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com<br /> <br />