viết chương trình và giao diện điều khiển và giám sát cho các đối tượng gia nhiệt

Lời nói đầu
Trang bị điện điện tử cho máy công nghiệp dùng chung là một môn
học đã đợc đa vào giảng dạy đối với sinh viên ngành điện tự động ở hầu
khắp các trờng đại học trên cả nớc. Với môn học này sinh viên sẽ đợc
trang bị một cách tổng quát những kiến thức cơ sở về các trang thiết bị
máy móc, cơ cấu đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, đồng thời các
kiến thức cơ sở và chuyên ngành cũng đợc hệ thống lại một cách tổng
quát và chuyên sâu điều này là rất cần thiết và hữu ích giúp cho sinh viên
có thể có đợc những hình dung căn bản về các hệ thống dây chuyền công
nghệ trong công nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập và sau
này khi ra ngoài thực tế sản xuất.
Trong thiết kế môn học Tổng quan về công nghệ gia nhiệt trong
các dây chuyền công nghiệp nhựa này cũng không nằm ngoài mục đích
trên. Dới sự hớng dẫn của thầy giáo TS. HOàNG XUÂN BìNH là chủ
nhiệm bộ môn Điện Tự Động Công Nghiệp đồng thời cũng là giáo viên
phụ trách giảng dạy môn học Trang Bị Điện cùng các thầy cô giáo trong
bộ môn với sự giúp đỡ của bạn bè và tài liệu em đã cố gắng hết sức để
hoàn thành các nhiệm vụ đợc giao trong đề tài. Không thể tránh khỏi
những thiếu sót và nhầm lẫn, rất mong nhận đợc sự chỉ bảo tận tình và
chu đáo của thầy cô cùng các bạn. Em xin chân thành cảm ơn!
Trong phạm vi đề tài này gồm có 3 nhiệm vụ chính cần hoàn thành
bao gồm:
1. Tổng quan về gia nhiệt trong các dây chuyền sản xuất sản phẩm nhựa.
2. Thiết kế hệ thống gia nhiệt cho dây chuyền.
3. Viết chơng trình điều khiển quá trình gia nhiệt cho nhiều đối tợng gia
nhiệt.
Phụ lục
Lời nói đầu 1
Phụ lục 2
Chơng1 . 3
Tổng quan về công nghệ gia nhiệt.

1
1.1. Khái niệm về gia nhiệt3
1.2. Cấu trúc chung của dây chuyền sản xuất nhựa.5
1.3. Quy trình sản xuất sản phẩm nhựa6
1.4. Giới thiệu về lò điện trở.7
1.5. Những yêu cầu đối với vật liệu làm dây đốt 8
1.6. Tính toán dây đốt 9
Chơng2: Thiết kế hệ thống gia nhiệt cho dây chuyền sản xuất nhựa 14
2.1. Thiết kế hệ thống gia nhiệt 15
2.2. Tính toán dây đốt 16
2.3. Thiết kế hệ thống ghép nối 18
Chơng 3: 25
Viết chơng trình và giao diện điều khiển và giám sát cho các đối t-
ợng gia nhiệt.
Giao diện thiết kế 47
Kết luận 48
2
Chơng 1
Tổng quan về công nghệ gia nhiệt trong các
dây chuyền công nghiệp nhựa
1.1. Khái niệm về gia nhiệt trong dây chuyền công nghiệp nhựa
Gia nhiệt là một công đoạn vô cùng quan trọng trong dây chuyền
công nghiệp nhựa. Để có đợc những sản phẩm nhựa muôn hình muôn vẻ,
với nhiều màu sắc thì yêu cầu nguyên liệu nhựa trớc khi đa vào khuôn
mẫu phải đợc chế biến sẵn. Với nguyên liệu nhựa ở dạng nóng chảy ta có
thể tiến hành pha chế màu sắc cũng nh những phụ gia khác làm tăng chất
lợng sản phẩm đồng thời khi đa nhiên liệu vào khuôn hình ta sẽ đợc
những sản phẩm nh ý muốn. Trên thực tế thì nguyên liệu nhựa đợc sản
xuất ở những nơi cách xa nhà máy sản xuất sản phẩm nhựa do vậy mà
nguyên liệu nhựa ban đầu thờng ở là những hạt nhựa nguyên liệu dạng

rắn. Hạt nhựa thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản, chính vì vậy
mà cần phải có một công đoạn làm nóng chảy các hạt nhựa để có thể đa
vào khuôn, công đoạn đó đợc gọi là gia nhiệt.
Việc gia nhiệt cho các hạt nhựa không thể tiến hành gia nhiệt một
cách cục bộ mà phải đợc tiến hành trong một khoảng thời gian nhất định
và từ từ làm cho nhựa chuyển thành dạng lỏng đều. Trong quá trình này
các phụ gia cần thiết khác cũng đợc trộn đều.
Rõ ràng đây là một công đoạn không thể thiếu trong các dây
chuyền công nghệ nhựa và nó cũng ảnh hởng có tính quyết định tới chất
lợng sản phẩm.
Quá trình gia nhiệt thờng đợc thực hiện bởi các vòng điện trở nhiệt
trong các lò điện trở nhịêt. Thời gian tiến hành gia nhiệt hoàn toàn cho
nhựa nguyên liệu thờng kéo dài trong khoảng thời gian từ 3-5 giờ.
* Đặc điểm của quá trình gia nhiệt:
- Thời gian quá độ lớn;
- Đặc tính gia nhiệt: theo hình 6-1 trang 71 [1]
3
Hình 1-1. Đồ thị nhiệt độ và công suất lò nhiệt.
trong đó:
0

là nhiệt độ gia nhiệt cần thiết của vật cần gia nhiệt,
mt

là nhiệt độ của môi trờng xung quanh,
p là công suất của lò nhiệt.
Ban đầu khi bắt đầu gia nhiệt từ
mt

là nhiệt độ môi trờng đến giá

trị nhiệt độ gia nhiệt hoàn toàn
0

quá trình này thờng kéo dài từ 3 5
giờ. Khi nhiệt độ gia nhiệt đã đạt tới giá trị
0

thì để tiết kiệm năng lợng
và tránh tình trạng nguyên liệu bị gia nhiệt quá nhiệt độ cho phép gây
cháy, hỏng nguyên liệu ngời ta tiến hành cắt điện cấp cho bộ phận gia
nhiệt. Đồng thời thiết bị làm mát cũng đợc đa vào hoạt động. Do quán
tính mà nhiệt độ gia nhiệt cha giảm ngay và vẫn tiếp tục tăng cho tới giá
trị gia nhiệt khoảng 102%
0

thì nhiệt độ gia nhiệt mới bắt đầu giảm. Khi
nhiệt độ gia nhiệt giảm còn 98%
0

thì lại cấp điện trở lại cho bộ phận gia
nhiệt. Nh vậy nhìn vào quá trình gia nhiệt ta thấy rằng nhiệt độ gia nhiệt
thay đổi dạng răng ca xung quanh giá trị
0

và giá trị gia nhiệt vẵn đợc
giữ ổn định trong khoảng cho phép.
4

p
p p

o


mt

0
t
1.2. Cấu trúc chung của dây chuyền sản xuất nhựa
Thể hiện trên hình 1-2.
Hình 1-2. Cấu trúc chung của dây chuyền sản xuất các sản phẩm
nhựa.
trong đó:
(1): là Silô chứa liệu;
(2): là đờng ống dẫn liệu;
(3): là bơm hút nguyên liệu;
(4): là đờng ống dẫn liệu;
(5): là Silô cấp liệu;
(6): bộ phận lờng hạt;
(7): quạt gió làm mát động cơ chính;
(8): động cơ chính truyền động cho 2 bơm trục vít;
(9): hộp số và bộ phận phối lực;
(10): Xilanh nhiệt và trục vít xoắn;
(11): Các vòng gia nhiệt;
(12): đầu hình;
(13): cảm biến nhiệt;
5
Ngoài ra trong một dây chuyền sản xuất nhựa sẽ còn có nhiều bộ
phận khác cấu thành nên hệ thống tùy theo chức năng của từng hệ thống.
1.3. Quy trình sản xuất sản phẩm nhựa
Hạt PVC cùng với phụ gia vừa đủ trộn đều với nhau rồi đợc đa vào

Silô chứa liệu (1), bơm hút (3) sẽ tải liệu đổ vào phễu cấp liệu đặt trên
máy ép đùn thông qua 1 băng tải lò xo (2) đặt trong ống dẫn liệu. Sau khi
đợc gia nhiệt hoàn toàn tại máy ép đùn (10), động cơ chính (8) hoạt động
lai trục vít soắn quay thì cho thiết bị lờng gạt (6) hoạt động đẩy nguyên
liệu xuống cửa hút của bơm trục vít. Tại Xilanh nhiệt (10) nguyên liệu đ-
ợc gia nhiệt tạo thành 1 hỗn hợp nóng chảy. Trục vít xoắn vừa gia nhiệt
cho hỗn hợp nàyvừa trộn đều rồi đẩy đến cổ đùn rồi tới đầu hình. Tại đây
hình dạng của sản phẩm sẽ phụ thuộc vào khuôn mẫu của đầu hình.
Quá trình gia nhiệt đợc tiến hành từ 1 đến vài giờ đồng hồ, phụ
thuộc vào nguyên liệu và dung tích của máy ép đùn.
Việc gia nhiệt đợc thực hiện bằng các vòng gia nhiệt tại máy ép
đùn. Thực chất đây là các vòng điện trở nhiệt ôm lấy thân máy.
1.4. Giới thiệu về lò điện trở
Lò điện trở nhịêt là thiết bị biến đổi điện năng thành nhiệt năng
thông qua dây đốt (dây điện trở). Từ dây đốt, qua bức xạ, đối lu và truyền
nhiệt dẫn nhiệt, nhiệt năng đợc truyền tới vật cần gia nhiệt.
Phân loại lò điện trở:
a) Theo nhiệt độ làm việc của lò gồm có
+ Lò nhiệt độ thấp (t
0
< 650
0
C),
+ Lò có nhiệt độ làm việc trung bình (t
0
= 650
0
C + 1200
0
C),

+ Lò nhiệt độ cao (t
0
> 1200
0
C).
b) Theo nơi dùng ta có
+ Lò dùng trong công nghiệp,
+ Lò dùng trong phòng thí nghiệm,
+ Lò dùng trong gia đình v.v
c) Theo các đặc tính làm việc ta có
+ Lò làm việc liên tục,
+ Lò làm việc gián đoạn.
6
d) Theo kết cấu lò ta có
+ Lò buồng,
+ Lò giếng,
+ Lò chụp,
+ Lò bể
e) Theo mục đích sử dụng ta có
+ Lò tôi, lò ram, lò ủ, lò nung, lò nấu chảy v.v
1.5. Những yêu cầu đối với vật liệu làm dây đốt
Lò điện trở dây đốt làm nhiệm vụ biến đổi điện năng thành nhiệt
năng thông qua hiệu ứng Joule. Dây đốt cần phải làm từ các vật liệu thỏa
mãn các yêu cầu sau:
- độ bền cơ khí cao,
- chịu đợc nhiệt độ cao,
- có điện trở suất lớn (vì điện trở suất nhỏ sẽ dẫn đến dây dài, khó
bố trí trong lò hoặc tiết diện dây phải nhỏ, không bền),
- hệ số nhiệt điện trở nhỏ (tức là dây đốt ít biến đổi theo nhiệt độ,
đảm bảo công suất lò),

- chậm già hoá theo thời gian.
* Vật liệu làm dây đốt có thể là:
+ hợp kim: Cr-Ni, Cr-Al với lò nhiệt độ làm việc dới 1200
0
C;
+ hợp chất: SiC, Mói
2
với lò nhiệt độ làm việc 1200
ữ
1600
0
C;
+ đơn chất: Mo, W, C (graphit) với lò nhiệt độ làm việc cao hơn
1600
0
C;
Theo (Bảng 6.1 [1] trang 72) cho ta một vài thông số cơ bản của vật
liệu làm dây đốt lò điện trở.
7
Vật
liệu
Thành phần hoá học (%) (còn lại
là Fe và các chất khác)
Nhiệt độ
làm việc
max (
0
C)
Hệ số
nhiệt điện

trở (

.10
-
3
độ
-1
)
điện trở
suất
10
-6

m
Cr Ni Al SiC SiO
2
Cr-Ni
Cr-Ni
Cr-Al
Cr-Al
SiC
Graphit
Mo
Ti
W
20-23
15-18
12-15
23-27
75-78

55-61
3-5
4-6
94,4 3,6
1100
1000
850
1200
1500
2800
2000
2500
2800
0,035
0,1
5,1
4,0
4,3
1,15
1,10
1,26
1,25
1000-2000
8-13
0,052
0,15
0,05
1.6. Tính toán dây đốt
Xuất phát từ năng suất lò, ta tính ra công suất lò tiêu thụ từ lới điện.
Năng suất lò:

t
M
A =
, [
s
kg
] (6-1). [1]
trong đó: M khối lợng vật gia nhiệt (kg);
t thời gian gia nhiệt (s).
Nhiệt lợng hữu ích cần cấp cho vật gia nhiệt:
Q
hi
= M. c. (t
2
o
t
1
o
), [J] (6-2). [1]
trong đó:
c - nhiệt dung riêng trung bình của vật gia nhiệt trong khoảng nhiệt
độ
)(
21
oo
tt ữ
, [J/kg.độ];
t
1
o

, t
2
o
- là nhiệt độ lúc đầu và lúc gia nhiệt của vật gia nhiệt [
o
C].
Công suất hữu ích của lò:
P
hi
=
),.(.
12
oo
hi
ttcA
t
Q
=
[W] (6-3). [1]
Công suất lò:
8
P
lò
=

hi
P
, [W] (6-4). [1]
trong đó:

hiệu suất của lò.
Thờng lò điện trở có hiệu suất

= 0,6
ữ
0,8.
Công suất đặt của thiết bị:
P = k.P
lò
, [W] (6-5). [1]
trong đó:
k là hệ số dự trữ, tính đến tình trạng điện áp lới bị tụt thấp, do
dây già hoá mà điện trở tăng lên.
k = 1,2
ữ
1,3 đối với lò làm việc liên tục,
k = 1,4
ữ
1,5 đối với lò làm việc theo chu kỳ.
Từ công suất P, có thể tính gần đúng mật độ công suất day đốt một
pha. Đó là khả năng cấp nhiệt của dây đốt trong một đơn vị thời gian trên
một đơn vị diện tích bề mặt dây.
dd
dd
Fm
P
W
.
=
,

][
2
m
W
(6-6). [1]
trong đó:
m là số pha,
F
dd
diện tích bề mặt của dây đốt một pha [m
2
]. Từ công suất lò ta
có thể tính đợc kích thớc dây đốt cần trang bị cho lò. Vời lò có số pha đối
xứng, công xuất một pha sẽ là:
P
ph
=
m
P
, [W] (6-7). [1]
Ta có:
P
ph
= W
dd
.F
dd
= W
dd
.LC

L=
CW
P
dd
(6-8). [1]
trong đó:
L chiều dài dây đốt [m];
C chu vi tiết diện dây đốt [m].
Trên quan hệ giữa các thông số điện thì:
9
S
L
U
R
U
P
ph
ph
ph
ph
.
22

==
afatr aa

ph
ph
P
SU

L
2
=
âafdasfsda (6-9). [1]
trong đó:
S là diện tích tiết diện dây đốt [m
2
].
Từ (6-8). [1] và (6-9). [1], có:
dd
ph
ph
W
U
P
CS
1
.
2
2

=
(6-10). [1]
Vế trái (6-10). [1] là các thông số về kích thớc dây đốt. Thừa số
đầu vế phải là các thông số về điện. Thừa số sau của vế phải nói lên quan
hệ nhiệt của dây.
Dây đốt dùng trong lò điện trở có tiết diện tròn hay chữ nhật và
kích cỡ nh bảng sau. Theo bảng 6-2 tài liệu tham khảo [1].
Nhiệt độ làm việc
trong lò (C

o
)
Kích thớc dây đốt (m.m)
Dây tròn
(đờng kính d)
Dây chữ nhật
(kích thớc a x b),
)( m
b
a
=
<300
300 600
600 800
800 1000
1000 1100
1100 - 1200
1
2
3 4
4 5
6 7
7 - 8
8 x 1
10 x 1
15 x 15
20 x 2
25 x 2
25 x 3

Với dây tròn: C =
d.

S =
2
.
4
1
d

10
Thay vào (6-10) có:
3
22
2
4
phdd
ph
UW
P
d


=
, [m] (6-11). [1]
Với dây chữ nhật: C = 2(a+b) = 2a(m+1)
S = ab = ma
2
thay vào (6-10) và rút ra ta đợc:
3

2
3
)1(2
phdd
ph
UWmm
P
a
+
=

, [m] (6-12). [1]
và b = ma; thờng m =
155 ữ
Chiều dài dây dẫn sẽ tìm theo công thức (6-9). [1].
Bố trí dây trong lò, dây có thể uốn xoắn tròn (hình 1-3a) đối với
dây tròn hoặc uốn dích dắc (hình 1-3b) đối với dây chữ nhật hay tròn.
a
b
a
a
S
b)
a)
S
d
d
Hình 1-3. Kích thớc uốn dây tròn và chữ nhật.
Khi uốn xoắn tròn, đờng kính uốn là tuỳ theo độ bền cơ của dây
đốt. Thờng D = (4

ữ
10)d. Bớc xoắn S

2d.
Khi uốn dích dắc, kích thớc cũng tuỳ thuộc độ bền cơ của dây đốt.
Thờng A

100a, S

2b. Đối với dây tròn S

5d.
Trong các lò có nhiệt độ làm việc dới 700
o
C, việc truyền nhiệt từ
dây đốt đến vật gia nhiệt chủ yếu là do hiện tợng dẫn nhiệt và đối lu.
11
Trong các lò có nhiệt độ cao hơn 700
o
C thì việc truyền nhiệt chủ yếu do
bức xạ.
Để dễ dàng nghiên cứu phân tích ta giả thiết rằng tổn thất qua vỏ lò
bằng 0 và dây đốt là một lá mỏng bao kín vật gia nhiệt, nghĩa là coi diện
tích tỏa nhiệt của dây bằng diện tích xung quanh vật gia nhiệt. Trong điều
kiện đó, phơng trình trao đổi nhiệt bức xạ giữa dây đốt (lý tởng) và vật gia
nhiệt sẽ là:
dd
vdd
qdS
F

TT
CP ])
100
()
100
[(
44
=

, [W] (6-13)
trong đó:
P - là công suất lò, [W];
C
S
- là khả năng bức xạ của vật đen tuyệt đối;
C
S
= 5,7 W/m
2
, (K)
4
;
T
dd
là nhiệt độ dây đốt, [K];
T
V
là nhiệt độ vật gia nhiệt, [K];
qd

- là hệ số bức xạ nhiệt quy đổi;
1
11
1
+
=
Vdd
qd


trong đó:
dd

và
V

là các hệ số bức xạ nhiệt (độ đen) của vật liệu làm dây
đốt và vật liệu làm vật gia nhiệt.
Từ (6-13) ta có thể xác định mật độ công suất dây đốt:
],)
100
()
100
[(
44
Vdd
qdS
dd
dd
TT

C
F
P
W ==


][
2
m
W
(6-14)
hay W
dd
=
Sqd
W

với
],)
100
()
100
[(
44
Vdd
SS
TT
CW =

][

2
m
W
6-15)
W
S
gọi là mật độ công suất trao đổi nhiệt giữa 2 vật đen tuyệt đối.
Giá trị W
S
phụ thuộc vào nhiệt độ của vật gia nhiệt.
12
Chơng 2:
Thiết kế hệ thống gia nhiệt cho dây chuyền
Trong dây chuyền sản xuất nhựa thì phần lớn các quá trình gia
nhiệt thơng đợc thực hiện ở trên máy ép đùn.
Máy ép đùn là nơi tạo ra các sản phẩm nhựa từ các hạt nhựa và phụ
gia. Vỏ máy đợc cấu tạo bởi hai lớp kim loại, bên trong đợc thiết kế bằng
kim loại chống mài mòn cao. Trên thân máy có các rãnh để nắp các vòng
gia nhiệt. Gồm có 16 băng nhiệt: theo [2]
+) Trên xilanh: 9 băng nhiệt,
+) Cổ nối: 1 băng nhiệt;
+) Đầu hình: 5 băng nhiệt;
+) Trục vít: 1 băng nhiệt.
Trên thân các băng nhiệt có lỗ để cắm các sensơ nhiệt và các đầu
dây cấp nguồn cho điện trở nhiệt.
Nguồn điện cấp cho các điện trở nhiệt là 220V. Các băng gia nhiệt
đợc bảo vệ bằng cầu chì
Nhiệt độ nóng chảy của nhựa là 180
o
C.

2.1. Thiết kế hệ thống gia nhiệt
Sơ đồ khối: Hình 2.1.
Hình 2.1
Dùng máy tính với các tài nguyên nh cổng LPT và COM để điều
khiển và giám sát hệ thống gia nhiệt thông qua bộ phận ghép nối.
2.2. Tính toán dây đốt
Dựa vào phần lý thuyết trình bày trên mục 1.6 ta đi tính toán dây
đốt cho lò nhiệt.
Chọn vật liệu làm dây đốt là Cr-Ni có tiết diện tròn có thông số cho
nh ở bảng 6.1: d = 1mm. Điện trở suất

= 1.15*10
-6

m

.
13
Bộ phận
ghép nối
giữa máy
tính với hệ
thống
Máy tính Hệ thống gia
nhiệt
S =
==
62
10**
4

1
**
4
1

d
0,785*10
-6
m
2
.
C =
00314,0001,0*14,3* ==d

m.
Xuất phát từ năng suất lò, ta tính ra công suất lò tiêu thụ từ lới điện.
Năng suất lò:
t
M
A =
, [
s
kg
] (6-1). [1]
trong đó: M = 100 (kg);
t = 2 giờ = 7200 (s).
0138,0
7200
100
==A

s
kg
Nhiệt lợng hữu ích cần cấp cho vật gia nhiệt:
Q
hi
= M. c. (t
2
o
t
1
o
), [J] (6-2). [1]
trong đó:
c = 7368 J/kg.độ theo bảng 1.114: nhiệt dung riêng troung bình của
một số vật liệu rắn [3] (trang 162).
t
1
o
= 30
o
C; t
2
o
= 180
o
C.
Q
hi
= 100*7368*(180 30 ) = 110531520 J

Công suất hữu ích của lò:
P
hi
=
6,15351
7200
110531520
==
t
Q
hi
W
Công suất lò:
P
lò
=
5,19189
8,0
6,15351
==

hi
P
W
trong đó:

= 0,8.
Công suất đặt của thiết bị:
P = k.P
lò

= 1,3*19189,5 = 24946,35 W
trong đó: k = 1,3.
Vời lò có số pha đối xứng, công xuất một pha sẽ là: (m = 3)
P
ph
=
45,8315
3
35,24946
==
m
P
W.
Ta có thể tính đợc độ dài thanh dẫn là:
14
m
P
SU
L
ph
ph
973,3
45.8315*10*1.15
10*0,785*220
*
*
6-
-62
2
===

2.3. Thiết kế hệ thống ghép nối
+) Mạch động lực đợc điều khiển bằng Triac.
Dùng TCA785 để điều khiển dòng chảy qua Triac, tơng ứng dòng
qua điện trở nhiệt cũng thay đổi và nhiệt lợng sinh ra cũng thay đổi.
Dới đây là sơ đồ mạch điều khiển Triac dùng TCA785 để điều
khiển hệ thống gia nhiệt. Hình vẽ 2.2.
15
Hình 2.2: Dùng triac điều khiển gia nhiệt.
Đầu vào điều khiển TCA785 đợc điều khiển bằng cổng COM qua
bộ phận ghép nối. Bằng việc thay đổi điện áp nối vào điều khiển ở chân
số 11 của TCA785 từ 0 5V ta có thể thay đổi đợc góc mở của Triac từ
0 180
0
.
Dới đây là sơ đồ mạch điều khiển TCA785 ghép nối với cổng COM
(hình2.3).
16
Hình 2.3: Sơ đồ mạch điều khiển TCA785 ghép nối với cổng COM.
Sơ đồ trên hình 2.3 là sơ đồ ghép nối với 1 kênh là Xilanh. Với các
kênh trục vít, đầu hình, cổ nối ghép nối tơng tự.
Hoạt động của sơ đồ:
Đầu ra A của khuếch đại thuật toán nối với chân 11 của TCA785.
Sử dụng chân DTR để xuất tín hiệu điều khiển chọn kênh điều
khiển. Ta có 4 kênh điều khiển là: kênh xilanh, trục vít, đầu hình, cổ nối.
17
Sử dụng chân TxD để điều khiển giá trị gia nhiệt cho các kênh. Dữ
liệu từ chân TxD khi có lệnh xuất ra từ giao diện điều đợc truyền tới chân
RRI của CDP6402, đây là một IC dùng để chuyển từ dữ liệu nối tiếp
thành dạng dữ liệu song song. Tín hiệu ra ở cổng COM là 12V do vậy mà

ta phải đa nó qua điện trở 10K và diode zenne 4.7V để chuyển tín hiệu về
dạng tơng thích với đầu vào 5V của CDP6402. Dữ liệu song song sẽ đợc
truyền qua các chân dữ liệu của ADC7524. Đây là IC chuyển đổi tín hiệu
từ số sang tơng tự. Tại đây khi có tín hiệu thấp ở chân /WR thì tín hiệu sẽ
đợc chuyển sang dạng tơng tự ở chân đầu ra A có giá trị từ 0 5V.
Tín hiệu từ chân A này sẽ đợc đa tới chân số 11 của TCA785.
Tín hiệu ở chân DTR dùng để lựa chọn chíp. Tơng tự tín hiệu này
cũng đợc chuyển tới các chân A, B, C của CDP6402. Đầu ra của
CDP6402 đợc đa tới 74HC138. Đây là một IC giải mã địa chỉ. Với mỗi tổ
hợp logic ở 3 chân A, B, C ta sẽ có 1 đầu ra Y
i
ở mức thấp. Tín hiệu thấp ở
chân Y
i
này đợc đa tới chân /WR của CDP6402 để chọn chế độ hoạt
động.
Dói đây là mạch giám sát nhiệt độ từ các kênh đa về máy tính.
Trong sơ đồ này sử dụng IC LM314 để cảm biến nhiệt độ đa về
máy tính. Tín hiệu ra của LM314 là chân số 1, có độ phân dải là 10mV do
vậy đợc đa tới mạch khuếch đại bằng khuếch đại thuật toán để tín hiệu đa
về có thể tơng thích với các IC phía sau và giảm ảnh hởng của nhiễu.
Trên hình 2.4 thể hiện mạch cảm biến nhiệt độ.
18
H×nh 2.4: m¹ch c¶m biÕn nhiÖt ®é lÊy tõ c¸c kªnh.
S¬ ®å díi ®©y lµ s¬ ®å ghÐp nèi víi cæng LPT ®Ó lÊy tÝn hiÖu nhiÖt
®é tõ c¸c kªnh vÒ m¸y tÝnh ®Ó tiÕn hµnh gi¸m s¸t qu¸ tr×nh gia nhiÖt vµ
®iÒu khiÓn.
19
20
Hoạt động của mạch hình 2.5:

Các tín hiệu đa về từ cảm biến LM314 từ 4 kênh đợc đa về đầu vào
analog IN0, IN1, IN2, IN3 của IC ADC0809. ADC0809 là một IC chuyển
đổi tín hiệu tơng tự sang số, gồm có 8 đầu vào số đợc lựa chọn bằng các
chân địa chỉ A, B, C và có 8 đầu ra số song song D0, , D7.
Các chân từ D0 D7 đợc đa về các chân 2 9 của cổng LPT.
Hai chân 1 và 14 của cổng LPT đợc nối với các chân chọn địa chỉ
A, B, C của ADC0809 để chọn đầu vào Ini (i = 0 - 7).
21
Chơng 3:
Viết chơng trình và giao diện điều khiển và
giám sát cho các đối tợng gia nhiệt
(gồm có 4 kênh).
Chơng trình đợc viết bằng ngôn ngữ lập trình VISUAL C++.
Sau đây là phần chơng trình:
// SimulationDlg.cpp : implementation file
#include "conio.h"
////////////////////////////////////////////////
CSimulationDlg::CSimulationDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)
: CDialog(CSimulationDlg::IDD, pParent)
{
m_edit1 = 0;
m_edit2 = 0.0;
m_edit3 = 0;
m_edit4 = 0.0;
m_edit5 = 0;
m_edit6 = 0.0;
m_edit7 = 0;
m_edit8 = 0.0;
m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);
}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CSimulationDlg, CDialog)
//{{AFX_MSG_MAP(CSimulationDlg)
ON_WM_SYSCOMMAND()
ON_WM_PAINT()
ON_WM_QUERYDRAGICON()
ON_BN_CLICKED(IDC_EXIT, OnExit)
ON_WM_SIZE()
ON_WM_DESTROY()
ON_WM_TIMER()
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON_XILANH, OnButtonXilanh)
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON2, OnButtonTRUCVIT)
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON_DAUHINH,
OnButtonDauhinh)
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON_CONOI, OnButtonConoi)
END_MESSAGE_MAP()
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
BOOL CSimulationDlg::OnInitDialog()
{
CDialog::OnInitDialog();
IDC_STATIC;
int iInstallResult;//cai dat bo dinh gio he thong TIMER
iInstallResult = SetTimer(ID_CLOCK_TIMER,1000,NULL);
x1 = 0;//gia tri nhiet do lay ve tu cong COM ban dau
22
x2 = 0;
x3 = 0;
x4 = 0;
t = 0;//gia tri thoi gian ban dau =0s
return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control
}

void CSimulationDlg::OnPaint()
{
if (IsIconic())
{
CPaintDC dc(this); // device context for painting
SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM)
dc.GetSafeHdc(), 0);
int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);
int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);
CRect rect;
GetClientRect(&rect);
int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;
int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;
// Draw the icon
dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);
}
else
{
CPaintDC dc(this);
dc.SetBkMode(TRANSPARENT);
DrawFont(&dc);
DrawScreen(&dc);
VedothiXILANH(&dc);
CDialog::OnPaint();
}
}
HCURSOR CSimulationDlg::OnQueryDragIcon()
{
return (HCURSOR) m_hIcon;
}

void CSimulationDlg::DrawScreen(CDC *pDC)
{
//**VE DO THI NHIET DO XI LANH
CBrush *pBrush,*pOldBrush;
pBrush=new CBrush(RGB(250,200,100));
pOldBrush=pDC->SelectObject(pBrush);
CRect rect(50,50,350,200);
pDC->FillRect(&rect,pBrush);
delete pDC->SelectObject(pOldBrush);
//Ve truc toa do
CPen lSolidPen(PS_SOLID,1,RGB(0,255,255));
CPen *pOldPen=pDC->SelectObject(&lSolidPen);
23
//Ve truc y
pDC->MoveTo(50,50);
pDC->LineTo(50,200);
//Khac do truc tung
int i;
for(i=1;i<16;i++)
{
pDC->MoveTo(50,200-i*10);
pDC->LineTo(55,200-i*10);
}
// Ve truc t
pDC->MoveTo(50,200);
pDC->LineTo(350,200);
//Khac do truc t
for(i=1;i<10;i++)
{
pDC->MoveTo(50+i*30,200);

pDC->LineTo(50+i*30,195);
}
//**VE DO THI NHIET DO TRUC VIT
CBrush *pBrush1,*pOldBrush1;
pBrush1=new CBrush(RGB(250,200,100));
pOldBrush1=pDC->SelectObject(pBrush1);
CRect rect1(450,50,750,200);
pDC->FillRect(&rect1,pBrush1);
delete pDC->SelectObject(pOldBrush1);
// Ve truc toa do
CPen lSolidPen1(PS_SOLID,1,RGB(0,255,255));
CPen *pOldPen1=pDC->SelectObject(&lSolidPen1);
// Ve truc y
pDC->MoveTo(450,50);
pDC->LineTo(450,200);
// Khac do truc tung
for(i=1;i<16;i++)
{
pDC->MoveTo(450,200-i*10);
pDC->LineTo(455,200-i*10);
}
// Ve truc t
pDC->MoveTo(450,200);
pDC->LineTo(750,200);
// Khac do truc t
for(i=1;i<10;i++)
{
pDC->MoveTo(450+i*30,200);
pDC->LineTo(450+i*30,195);
}

//**VE DO THI NHIET DO DAU HINH
24
CBrush *pBrush2,*pOldBrush2;
pBrush2=new CBrush(RGB(250,200,100));
pOldBrush2=pDC->SelectObject(pBrush2);
CRect rect2(50,300,350,450);
pDC->FillRect(&rect2,pBrush2);
delete pDC->SelectObject(pOldBrush2);
//Ve truc tao do
CPen lSolidPen2(PS_SOLID,1,RGB(0,255,255));
CPen *pOldPen2=pDC->SelectObject(&lSolidPen2);
//Ve truc y
pDC->MoveTo(50,300);
pDC->LineTo(50,450);
//Khac do truc tung
for(i=1;i<16;i++)
{
pDC->MoveTo(50,450-i*10);
pDC->LineTo(55,450-i*10);
}
// Ve truc t
pDC->MoveTo(50,450);
pDC->LineTo(350,450);
//Khac do truc t
for(i=1;i<10;i++)
{
pDC->MoveTo(50+i*30,450);
pDC->LineTo(50+i*30,445);
}
//** VE DO THI NHIET DO CO NOI

CBrush *pBrush3,*pOldBrush3;
pBrush3=new CBrush(RGB(250,200,100));
pOldBrush3=pDC->SelectObject(pBrush3);
CRect rect3(450,300,750,450);
pDC->FillRect(&rect3,pBrush3);
delete pDC->SelectObject(pOldBrush3);
//Ve truc tao do
CPen lSolidPen3(PS_SOLID,1,RGB(0,255,255));
CPen *pOldPen3=pDC->SelectObject(&lSolidPen3);
//Ve truc y
pDC->MoveTo(450,300);
pDC->LineTo(450,450);
//Khac do truc tung
for(i=1;i<16;i++)
{
pDC->MoveTo(450,450-i*10);
pDC->LineTo(455,450-i*10);
}
// Ve truc t
pDC->MoveTo(450,450);
25