Bài giảng Đo lường và điều khiển bằng máy tính - Chương mở đầu

Nội dung text: Bài giảng Đo lường và điều khiển bằng máy tính - Chương mở đầu

1. HMI (Human Machine Interface) Cảm ứng trên lò viba của bạn là một 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,
2. HMI (Human Machine Interface)
3. HMI (Human Machine Interface)
4. HMI (Human Machine Interface)
5. 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 phức tạp hơn. Một trong những đặc điểm tiến bộ trong lĩnh vực này là hiển thị dạng cảm ứng.
6. 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.
7. HMI (Human Machine Interface) Một ưu điểm 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.
8. 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.
9. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Kỹ thuật tương tự (analog techique) Khi ta nói trước micro thì lực của 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.
10. 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 sẽ làm cho biên độ tín hiệu thay đổi. Đây chính là nguồn gốc nhược điểm của kỹ thuật tương tự. Nó rất dễ bị nhiễu xâm nhập.
11. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter)
12. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Kỹ thuật số (Digital techique) Hệ số: Hệ số là tập hợp những chữ số mà ta dùng để đếm. Con người sử dụng hệ 10 để đếm. Hệ 10 : 0 1 2 4 5 6 7 8 9 . ví dụ 1 : 124 ví dụ 2 : 2006 Nhận xét: các con số(number) trên chỉ bao gồm các chữ số(digit) trong hệ 10.
13. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Hệ nhị phân: chỉ gồm 2 chữ số: 0 1 vd 1: 0 vd 2: 1001 ( đọc là 1 ngàn lẻ một nhưng thường đọc là "một không không một") vd 3: 10 ( đọc là mười hoặc một không) Chữ số của hệ nhị phân được người ta gọi là bit (binary digit). Từ đây, ta 0 cần phải nói là "con số này có 2 chữ số nhị phân" mà chỉ cần nói là "con số này có 2 bit"
14. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Tín hiệu tương tự và tín hiệu số:
15. 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 là có 2 mức khác nhau.
16. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Trên hình, có chỗ điện áp là 4V nhưng vẫn là mức 1. Nhiễu chỉ có thể tăng/giảm biên độ tín hiệu nhưng trong hệ thống số, tín hiệu chỉ có 2 mức nên 4V vẫn là mức 1. Rõ ràng, tín hiệu số có khả năng hạn chế nhiễu.
17. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Lấy mẫu: (SAMPLING) "Lấy mẫu" ? Giả sử có 1 đống cam, ta lấy ra 1 trái, ăn thử rồi kết luận chất lượng nguyên đống cam. Cái đó là gọi là 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.
18. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) T1, T2 là các lần lấy mẫu. t1, t2 là thời gian .
19. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Lấy mẫu là giai đoạn đầu của quá trình chuyển tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (tức điện áp ở micro thành điện áp số để 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
20. 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. Ví dụ 16 mức 0 - 1V : mức 0 1V - 2V: mức 1 15V - 16V : mức 15
21. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Số các mức gọi là độ rộng của mẫu (Resolution), ví dụ: độ rộng là 16 mức => dùng 4 bit nhị phân để lưu trữ. Tốc độ lấy mẫu = tần-số-lấy-mẫu x độ- rộng-mẫu . Tiếng Anh gọi là sampling rate vd: 22khz x 8 bit = 176kb/s
22. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Giải mã :
23. ADC – DAC (analog digital converter- digital analog converter) Sau khi giải mã thì ta thu được 1 đường gấp khúc trong khi đường gốc là 1 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.
24. 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 nghe 0-20Khz, băng thông = 20khz-0hz = 20khz, vậy thì tần số lấy mẫu ít nhất phải là 2x 20khz =40khz.
25. Cảm Biến
26. Cảm Biến
27. Cảm Biến
28. Cảm Biến
29. Cơ Cấu Chấp Hành
30. Cơ Cấu Chấp Hành
31. Cơ Cấu Chấp Hành
32. Cơ Cấu Chấp Hành
33. Cơ Cấu Chấp Hành
34. Cơ Cấu Chấp Hành
35. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ 1 Khái niệm thư viện liên kết động ▪ DLL là các thư viện liên kết động chứa các hàm và thủ tục mà ta có thể sử dụng để bổ sung cho những hàm còn thiếu của một ngôn ngữ lập trình. ▪ Có hai loại DLL là Windows API DLL và Third- Party DLL ▪ Windows API DLL là những tập tin DLL đã được cài sẵn theo cáchệ điều hành-Windows. Các tập tin Windows API DLL có những hàm, thủ tục được bổ sung một số chức năng mà VB chưa có.
36. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ Ngoài các Windows API DLL, các chương trình trên Windows có thể phải sử dụng các DLL khác ( do các công ty hay cá nhân khác Microsoft phát triển) gọi là cácThird-Party DLL. Không như cácWindows API DLL , các Third-Party DLL cần được cài lên đĩa cứng trước khi sử dụng lần đầu. các Third-Party DLL thường được tạo ra bằng ngôn ngữ C.
37. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ Việc sử dụng cácDLL có nhiều ưu điểm so với các thư viện tĩnh (thường gọi là Package): ▪ DLL tiết kiệm chỗ trống trên đĩa. ▪ DLL tiết kiệm bộ nhớ bằng cách sử dụng kỹ thuật chia sẻ hay còn gọi là ánh xạ bộ nhớ. ▪ Việc gỡ rối ( Debug) trở nên dễ dàng hơn bởi các lỗi đượccô lập trong DLL duy nhất. ▪ DLL luôn tỏ ra hiệu quả khi độ an toàn của nó được đảm bảo.
38. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ * Khai báo DLL ▪ Để có thể sử dụng các hàm, thủ tục trong một DLL, trước hết phải khai báo các hàm, thủtục đó. Công thức khai báo chung trong VB là: ▪ [Public| Private] Declare Sub|Function name Lib “Libname” [Alias “aliasname”] ▪ vd: Public Declare Function PortIn Lib "io.dll" (ByVal Port As Integer) As Byte ▪ Trong đó ▪ Public : sử dụng toàn cục ▪ PortIn: tên hàm ▪ Io.dll: tên DLL
39. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ Port.dll và IO.dll ▪ Tệp PORT.DLL là một DLL được viết phục vụ cho việc truy nhập cổng trong các môi trường Windows. Tệp này bao gồm những chức năng sau: ▪ Mở ra các giao diện ▪ Truyền dữ liệu nối tiếp ▪ Tiếp cận đến các đường dẫn ở giao diện ▪ Nhập vào và xuất ra các cổng. ▪ Đo và định thời đến ms, us ▪ Truy nhập đến card âm thanh ▪ Truy nhập đến cổng trò chơi.
40. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ Tệp PORT.DLL có thể được sử dụng trong nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau trong nhiều phiên bản khác nhau của hệ điều hành Windows. Đối với các phiên bản Windows NT, 2000, XP các hàm nhập vào và xuất ra các cổng của tệp PORT.DLL không sử dụng được. Vì vậy chúng tôi thường sử dụng thêm một tệp DLL khác có khả năng khắc phục vấn đề trên là IO.DLL.
41. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ Các khai báo của các hàm và thủ tục trong các DLL trên được trình bày trong một tập tin có tên “io_port.dll”, người sử dụng có thể “add “ tập tin này vào các ứng dụng của mình để sử dụng hoặc chép lại các khai báo dưới đây vào một “Module” mới. Nhưng trước hết để sử dụng các DLL này, như đã được đề cập, người dùng phải cài đặt, hay chép 2 tập tin PORT.DLL , IO.DLL vào thư mục hệ thống ( \WINDOWS\System đối với Windows 98 , và \WINDOWS\System32 đối với Windows XP hay \WINNT\System32 đối với Windows 2000 ).
42. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ Một số hàm, thủ tục đáng lưu ý trong Port.dll: ▪ OPENCOM : mở cổng Com, các cổng Com phải được mở trước khi sư dụng. ▪ CLOSECOM: đóng cổng Com ▪ SENDBYTE: xuất 1 byte dữ liệu ra cổng Com ▪ READBYTE: nhận 1 byte dữ liệu từ cổng Com ▪ DTR:Set, Reset chân DTR của Cổng Com ▪ RTS:Set, Reset chân RTS của Cổng Com ▪ TXD:Set, Reset chân TXD của Cổng Com ▪ CTS:Set, Reset chân CTS của Cổng Com ▪ DSR:Set, Reset chân DSR của Cổng Com
43. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ RI: Set, Reset chân RI của Cổng Com ▪ DCD: Set, Reset chân DCD của Cổng Com ▪ DELAY: tạm dừng trong 1 khoảng thời gian tính bằng mili giây ▪ DELAYUS:tạm dừng trong 1 khoảng thời gian tính bằng micro giây ▪ TIMEINIT: bắt đầu đếm thời gian (mili giây) ▪ TIMEREAD: đọc khoảng thời gian đã đếm (mili giây) ▪ TIMEINITUS:bắt đầu đếm thời gian (micro giây) ▪ TIMEREADUS:đọc khoảng thời gian đã đếm (micro giây)
44. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ Một số hàm, thủ tục đáng lưu ý trong IO.dll ▪ PortOut : xuất 1 byte dữ liệu ra cổng ▪ PortIn: nhập 1 byte dữ liệu từ cổng ▪ PortWordOut: xuất 2 byte dữ liệu ra cổng ▪ PortWordIn: nhập 2 byte dữ liệu từ cổng ▪ PortDWordOut: xuất 4 byte dữ liệu ra cổng, với cổng LPT, lệnh này cho phép xuất dữ ▪ liệu ra đồng thời tất cả các thanh ghi.
45. CHƯƠNG MỞ ĐẦU ▪ PortDWordIn: nhập 4 byte dữ liệu từ cổng,với cổng LPT, lệnh này cho phép nhập dữ ▪ liệu vào đồng thời từ tất cả các thanh ghi. ▪ SetPortBit : set (mức 1) 1 chân của các cổng ▪ ClrPortBit: xoá (mức 0) 1 chân của cổng ▪ NotPortBit: lấy bù 1 chân của cổng ▪ GetPortBit: nhập về trạng thái của 1 chân nào đấy.