báo cáo thực tập tốt nghiệp- tìm hiểu về lò điện trở

Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
Lời nói đầu
Nghiên cứu và ứng dụng tự động hoá (ngành tự động hoá) đã, đang và ngày càng
khẳng định vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống con người. Nhờ những thành
tựu của ngành tự động hoá, con người không phải tham gia trực tiếp hoặc ít phải tham
gia vào những công việc khó khăn, vất vả, độc hại; tốn nhiều công sức, nhiều nhân lực
như làm việc trong các nhà máy điện hạt nhân, hầm lò, khai thác… mà sản phẩm tạo ra
lại có số lượng và chất lượng vượt trội nhiều lần.
Ngành tự động hoá ngày nay đã đạt được những thành tựu lớn. Một nhà máy lớn
được điều hành chỉ với một vài người, thậm chí không cần người điều hành, một bóng
đèn tự bật sáng khi có người bược vào, một cánh cửa tự mở khi nhận biết người
quen Tiến tới chúng ta có thể có những người máy có tư duy có thể làm những việc
theo ý muốn con người.
Những năm về trước, các thiết bị điều khiển (điển hình là rơle cơ, các thiết bị cảm
biến, các cơ cấu chấp hành, các bộ chuyển đổi,… ) đều là các thiết bị tương tự, thực
hiện các bài toán điều khiển đơn giản, độ chính xác không cao, độ tin cậy thấp, không
có hoặc có rất ít khẳ năng lập trình. Nhờ tiến bộ trong công nghệ sản xuất linh kiện
điện tử, công nghệ vi xử lý, mô hình thiết bị công nghiệp, dần dần các thiết bị số ra đời
và thay thế các thiết bị tương tự do những ưu việt của chúng. Các thiết bị này có độ
chính xác, độ tin cậy cao, có khẳ năng lập trình được, phù hợp với môi trường công
nghiệp (chịu được ảnh hưởng của nhiễu: nhiệt độ, độ ẩm, nhiễu điện từ,… làm việc
với cường độ cao, độ chính xác và độ tin cậy cao), đáp ứng được các bài toán điều
khiển phức tạp với những yêu cầu cao, thực hiện trên những qui mô lớn. Điển hình cho
thiết bị số này là PLC (Programmable Logical Controller).
Mặc dù máy tính cá nhân (PC) đã có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống, có
năng lực bằng nhiều lần các thiết bị khả trình, nhưng sự xuất hiện của chúng với vai
trò là thiết bị điều khiển trong công nghiệp rất mờ nhạt và gần như không được đề cập
đến trong các bài toán điều khiển. Các PC không đáp ứng được các yêu cầu làm việc
trong môi trường công nghiệp. Các nhà thiết kế lúc này chỉ còn biết nuối tiếc với tính
năng mở, môi trường phát triển rộng, khả năng lập trình tự do, hiệu năng tính toán cao,
tính năng ứng dụng lớn của PC. Không những vậy, xây dựng bài toán điều khiển trên

PC kinh tế hơn xây dựng trên các thiết bị khả trình.
Một vài năm gần đây, các tiến bộ mới trong kỹ thuật linh kiện điện tử, trong kỹ
thuật máy tính, công nghệ phần mềm, công nghệ truyền dẫn dữ liệu (công nghệ bus
trường) khiến máy tính có thể thực hiện nhiệm vụ điều khiển dể dàng trong môi trường
an toàn mà không phải đặt trực tiếp tại môi trường làm việc như trước đây. Nhờ vậy
máy tính đã có thể đáp ứng các yêu cầu làm việc trong công nghiệp. Máy tính cá nhân
đang là xu thế được chọn lựa trong điều khiển công nghiệp.
Vì những lý do trên, máy tính đã có những loại được thiết kế riêng cho mục đích
công nghiệp. PC/104 là loại máy tính điển hình cho mục đích trên.
Mọi sinh viên trong Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, trong quá trình 5 năm
học tập của mình, đều phải trải qua ba lần thực tập. Trong đó quan trọng hơn cả là đợt
thực tập tốt nghiệp. Sinh viên ngành Điều khiển tự động chúng em không nằm ngoài
qui luật đó. Đây là một cơ hội để chúng em kiểm chứng, áp dụng những kiến thức đã
học vào thực tế. Hơn nữa, nó còn là thời gian chúng em được tiếp xúc với những thiết
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
5
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
bị kĩ thuật hiện đại đang được các nhà máy, xí nghiệp, các trung tâm nghiên cứu ứng
dụng rộng rãi.
Nhóm chúng em gồm hai thành viên là Nguyễn Văn Hiến và Nguyễn Mậu
Phương, lớp ĐKTĐ1-K44. Đề tài tốt nghiệp mà chúng em đang làm là đề tài “ Nghiên
cứu ứng dụng điều khiển thời gian thực trên nền PC/104” do giảng viên - Tiến sĩ
Hoàng Minh Sơn - Bộ môn Điều khiển tự động – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
hướng dẫn. Chúng em được thầy Sơn giới thiệu thực tập tại Phòng thí nghiệm Trọng
điểm Tự Động Hoá – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Đây là một nơi nghiên cứu,
ứng dụng các kĩ thuật Tự động hóa vào sản xuất. Là một phòng thí nghiệm trọng điểm,
Phòng thí nghiệm được nhà nước đầu tư các trang thiết bị hiện đại, có đội ngũ cán bộ
khoa học có năng lực và trình độ chuyên môn cao. Nhiệm vụ chủ yếu của Phòng thí
nghiệm là thực hiện các đề tài khoa học cấp Nhà nước; nghiên cứu, chuyển giao công
nghệ cho các công ti trong và ngoài nước. Tại đây, chúng em đã được Thạc sĩ Phạm

Quang Đăng – cán bộ của Phòng thí nghiệm – cũng như các thầy. các anh chị trong
Phòng thí nghiệm hướng dẫn tận tình. Trong thời gian thực tập, chúng em đã làm được
một số việc sau:
1. Tìm hiểu, lắp ráp thành công máy tính PC/104.
2. Khảo sát một đối tượng điều khiển là lò điện trở.
3. Tiến hành thiết kế mạch phần cứng của Card điều khiển lò điện trở.
Ngoài ra, chúng em còn được làm quen với các thiết bị, linh kiện thường được sử
dụng nhiều trong nghiên cứu cũng như thực tế sản xuất. Qua đó chúng em đã tích luỹ
được những kinh nghiệm quí báu cho mình.
Nội dung của bản báo cáo thực tập chúng em chia làm bốn phần. Những vấn đề
được đề cập đến trong mỗi phần đều tương ứng với những công việc đã làm được
trong đợt thực tập này.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo TS. Hoàng Minh Sơn đã tạo
cơ hội cho chúng em được thực tập tại một trong những Phòng thí nghiệm hàng đầu
của Việt Nam, nơi chúng em có điều kiện tiếp xúc với những thiết bị điều khiển hiện
đại nhất hiện nay. Chúng em cảm thấy mình may mắn hơn các bạn khác trong lớp rất
nhiều. Đồng thời, chúng em cũng xin cảm ơn sự chỉ bảo, động viên của thầy dành cho
trong suốt thời gian qua.
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các cán bộ, nhân viên của
Phòng thí nghiệm Trọng điểm Tự Động Hoá, đặc biệt là Thạc sĩ Phạm Quang Đăng.
Mặc dù luôn bận rộn với công việc song anh vẫn sắp xếp thời gian hướng dẫn chúng
em tận tình. Chúng em biết rằng do sự nôn nóng, sự vụng về và bồng bột của tuổi trẻ
mà chúng em đã làm nhiều điều không đúng. Chúng em mong rằng các anh là thế hệ
những người đi trước sẽ không để tâm mà thẳng thắn chỉ ra những điều sai trái, cũng
như chỉ bảo những điều đúng đắn cho chúng em.
Dù đã rất cố gắng trong quá trình thực tập song do hạn chế của bản thân, chúng
em không thể không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Nhưng với sự cố gắng học
hỏi, tự hoàn thiện mình, đặc biệt cùng với sự chỉ bảo, hướng dẫn của các thầy, các anh
trong Phòng thí nghiệm, chúng em tin rằng những thiếu sót đó sẽ sớm được khắc phục.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44

6
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
1 Giới thiệu về PC/104
PC/104 là một họ máy tính được thiết kế theo chuẩn máy tính công nghiệp. Đặc
điểm chung của loại máy tính này là có cấu trúc dạng all-in-one (tất cả linh kiện được
thiết kế trên một bo mạch) và cấu trúc dạng modul. Các modul ghép nối với PC/104
thông qua khe cắm modul mở rộng (khe cắm này được thiết kế theo chuẩn ISA).
1.1 Sơ lược về cầu trúc PC/104
Máy tính PC/104 trên Phòng thí nghiệm là loại máy tính do hãng Nagasaki của
Đài Loan sản xuất. Có nhiều thế hệ máy tính loại này ứng với tốc độ xử lý cũng như
cấu trúc khác nhau. Ta tìm hiểu cầu trúc một thế hệ cụ thể của nó là PC/104-587VL.
PC/104 có cấu trúc như các máy tính cá nhân thông thường khác. Điểm khác biệt
là nó được xây dựng với cấu trúc để phù hợp với cấu trúc của một thiết bị điều khiển
có khả năng làm việc tin cậy hơn, có cấu trúc modul giúp mở rộng các modul điều
khiển. PC/104 có trọng lượng nhẹ (0,11kg) và kích thước nhỏ (96×90 mm), hoạt đông
ở độ ẩm cho phép là 0% ÷ 95%, nhiệt độ hoạt động 0 ÷ 60
0
C (nhiệt độ dự trữ: -40 ÷
85
0
C), nguồn cung cấp: 5V ± 5% (thuộc loại nguồn thấp).
Cấu hình cơ bản:
• CPU (Central Processing Unit):
o NS Geode GX1, 300MHz, thuộc họ xử lý pentium.
o Chipset NS CS5530A.
o 16KB cho bộ nhớ lưu trữ dữ liệu trên chip.
• RAM: Một SDRAM-PC100, 144 chân, dung lượng tử 32MB đến 128MB.
• Flash Disk: Dạng Modul, tuỳ chọn dung lượng từ 2, 8, 16, 32,… đến 512MB.
• HDD/FDD: ổ cứng loại Notebook (44 chân cắm), chân cắm theo chuẩn IDE
(Integrated Drive Electronics).

• BIOS: ACPI Bios với 256 KB flash EPROM.
• Chức năng hiển thị VGA (Video Graphics Array): Bộ nhớ hiển thị chia sẻ từ
1÷4MB cho phép ghép nối với màn hình CRT có độ phân giải đến 1024x768
hoặc TFT LCD. Hiển thị LCD (Liquid Crystal Display) và CRT (Cathode
Ray Tube) có thể làm việc ở cùng một thời điểm hoặc độc lập với nhau.
PC104-587VL chỉ làm việc với loại TFT LCD (DSTN LCD không làm việc
với PC104-587VL).
• Các cổng vào ra khác:
o 1 cổng song song: hỗ trợ chế độ SPP/EPP/ECP
o 2 cổng nối tiếp: COM1 theo chuẩn RS-232, COM2 theo chuẩn
RS232/422/485
o 2 cổng USB.
o Cổng PS/2 nối bàn phím, chuột.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
7
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
• Bộ định thời ngăn chặn lỗi treo hệ thống Watch-Dog Timer với chu kỳ thiết
đặt 0 ÷ 30s.
1.2 Cài đặt phần cứng
Sơ đồ sắp xếp các rãnh trên PC/104 được chỉ rõ ở hình dưới. Trong đó:
• CN1: điều khiển tín hiệu và nguồn công suất của bộ biến đổi LCD.
• CN2: bộ nối 18 bit cho giao diện LCD.
• CN3: bộ nối màn hình CRT.
• CN4: bộ nối ổ cứng chuẩn IDE.
• CN5: bộ nối ổ mềm.
• CN6 & CN8: cổng COM1 & COM2.
• CN7: cổng song song.
• CN9: kết nối chuột & bàn phím.
• J1: bộ nối mạng LAN.
• J2: đầu cắm loa ngoài.

• J3: đầu nối cổng USB.
• J4: phích cắm nguồn.
• J5: nút khởi động lại.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
8
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
Hình 1.1: Sắp xếp các chân và rãnh cắm của PC/104
• J6 & JP1: đầu nối nguồn phụ và Jum thiết lập sử dụng nguồn phụ.
• BUS1: bộ nối PC/104.
• LED1: đèn công suất/định thời.
• DIMM1: rãnh cắm RAM.
1.3 Thiết lập hệ thống vào ra cơ sở (BIOS)
1.3.1 Các thiết lập cơ sở
Bios của PC/104 được thiết đặt cấu hình như các máy PC khác. Ở đây ta chỉ xét
những vấn đề chung nhất cho việc thiết lập một máy tính thông thường và các vấn đề
riêng trong lĩnh vực điều khiển.
Quick Boot
Trường này thiết đặt việc khởi tạo nhanh hệ thống khi nó được cho phép. Ta chú ý
đến một số vấn đề sau:
1. BIOS sẽ không đợi đến 40s nếu tín hiệu READY (sãn sàng) không được nhận
từ trình điều khiển IDE, và BIOS sẽ không thiết đặt cấu hình cho trình điều
khiển IDE.
2. BIOS sẽ không đợi 0.5s sau khi gửi một tín hiệu RESET đến trình điều khiển
IDE.
Thiết lập mặc định: Enabled.
Thuộc tính tuỳ chọn : Disabled, Enabled.
1
st
– 3
st

Boot Divece
Trường này xác định nơi mà hệ thống tìm kiếm lựa chọn thiết bị khởi động cho hệ
điều hành. Thiết lập mặc định là kiểm tra đĩa cứng (hard disk), tiếp đến kiểm tra ổ
mềm (Floppy drive), và cuối cùng là ổ CDROM.
Thiết lập tuỳ chọn: Disabled, IDE0-1, IDE0-2, IDE0-3, Floppy, ARMD-FDD,
ARM-HDD, CDROM, CSCI và Network.
Hỗ trợ chuột PS/2
Chức năng chuột PS/2 là tuỳ chọn. Trước khi đặt cấu hình cho chuột ta phải đảm
bào rằng FB2502 hỗ trợ đặc tính này. Thiết đặt Enabled cho phép hề thống dò tìm một
chuột cổng PS/2 lúc khởi tạo. Nếu tìm thấy, IRQ12 (ngắt) sẽ được sử dụng chuột cổng
PS/2. IRQ12 sẽ được dành cho card mở rộng nếu chuột PS/2 không được tìm thấy.
Thiết đặt Disabled sẽ dành IRQ12 cho card mở rộng do đó chuột sẽ không hoạt động
được.
Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled.
Thuộc tính mặc định: Enabled.
Typematic rate
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
9
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
Chức năng này chỉ định tốc độ lặp lại gõ phím khi một phím được nhấn và được
giữ.
Thuộc tính tuỳ chọn: Fast, Slow.
Thuộc tính mặc định: Fast.
System keyboard
Trường này chỉ định một thông điệp lỗi xuất hiện hay không khi bàn phím không
được gắn kết với máy tính.
Thuộc tính tuỳ chọn: Absent (không có mặt), Present (có mặt).
Thuộc tính mặc định: Absent.
Primary Display
Trường này chỉ định kiểu màn hình được cài đặt trong hệ thống.

Thuộc tính tuỳ chọn: Absent, VGA/EGA, CGA40×25, CGA80×25, và Mono.
Thuộc tính mặc định: Absent.
Boot To OS2>64 MB
Nếu sử dụng hệ điều hành OS2 và RAM hệ thống có dung lượng trên 64 MB, khi
đó hãy chọn Yes, trái lại chọn No.
Thuộc tính tuỳ chọn: Yes, No.
Thuộc tính mặc định : No.
Wait for ‘F1’ if Error
AMIBIOS gửi thông báo lỗi được cho phép bởi:
Press <F1> to continue (nhấn F1 để tiếp tục).
Nếu trường này thiết đặt là Disabled, AMIBIOS không đợi để ta nhấn phím
<F1> sau khi xuất hiện một thông điệp lỗi.
Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled.
Thuộc tính mặc định: Disbled.
C000, 32k Shadow – E800, 32k shadow
Trường này điều khiển vị trí của dung lượng 32KB ROM bắt đầu tại vị trí vùng
nhớ được chỉ định bởi bởi người dùng. Nếu không có ROM tương ứng với chỉ định,
nó sẽ sử dụng vùng ROM đã được thiết đặt trước bởi hệ thống, vùng này đã được tạo
sẵn cho bus cục bộ.Các thiết đặt nay gồm:
1. Disabled: Thiết đặt này sẽ có tác dụng làm cho ROM video không được sao
chép vào RAM. Nội dung của ROM video không được đọc hoặc viết từ bộ
nhớ cache
2. Enabled: Nội dung của vùng có địa chỉ từ C000h – C7FFFh được viết vào
cùng địa chỉ bộ nhớ hệ thống (RAM) để thực thi trên đó nhanh hơn.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
10
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
3. Cache: Nội dung của vùng ROM đã được thiết đặt trước được viết vào cùng
địa chỉ của bộ nhớ hệ thống (RAM) để thực hiện thao tác trên nó nhanh hơn,
nếu ROM tương ứng (được chỉ định bởi người dùng) sử dụng ROM (được chỉ

định bởi hệ thống). Do đó nội dung RAM có thể được đọc hoặc viết từ bộ nhớ
cache.
Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled, Cache.
Thuộc tính mặc định: Disabled.
Video Memory Size
Trường này chỉ định những dung lượng nhớ cho hiển thị VGA, ta có thể lựa chọn
bộ nhớ Video trên VGA.
Thuộc tính tuỳ chọn: 1.5 MB, 2.5 MB và 4 MB.
Thuộc tính mặc định: 1.5 MB.
LCD CRT Section
Trường này chỉ định hiển thị VGA sẽ được sử dụng khi hệ thống khởi động. Ta có
thể lựa chọn hoặc LCD hoặc CRT khởi tạo trên VGA.
Thuộc tính tuỳ chọn: Both, LCD, CRT.
Thuộc tính mặc định: CRT.
LCD Type
Khi sử dụng hiển thị LCD, trường này chỉ định độ phân giải cho các kiểu hiển thị
TFT LCD.
Thuộc tính tuỳ chọn: 640×480, 800×600, 1024 × 768.
Thuộc tính mặc định: 640 × 480.
I/O Recovery Time
Thời gian khôi phục trạng thái vào ra là một quãng thời gian được đo bằng các
xung clock CPU, là thời gian mà hệ thống sẽ trễ sau khi đạt được một yêu cầu vào/ra
để thực hiện yêu cầu vào ra tiếp theo. Trường này chỉ định thời gian để đầu vào/ra khôi
phục lại cho việc truy nhập vào ra.
Thuộc tính tuỳ chọn: No Delay, 2, 4 ,8, 16, 32, 64 and 128 xung.
Thuộc tính mặc định: 32 xung.
CAS Latency
Trường này chỉ định khoảng thời gian trễ giữa tín hiệu CAS (Control Access
System - hệ thống truy nhập có điều khiển) và RAS (Random Access Storage -bộ nhớ
lưu giữ được truy nhập ngẫu nhiên) của hệ thống SDRAM đồng bộ, truy nhập

SDRAM là theo chu kỳ khi mà nó được cài đặt.
Thuộc tính tuỳ chọn: 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7.
Thuộc tính mặc định: 3.
IRC Bit 24 – 27 TIM1
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
11
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
Trường này thiết đặt cho SDRAM, thiết đặt chu kỳ thời gian giữa lệnh làm tươi
(refresh) và lệnh ACT/PRE.
Thuộc tính tuỳ chọn: 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 8.
Thuộc tính mặc định: 3.
IRAS Bits 20 – 23 TIM1
Trường này thiết đặt cho SDRAM, lựa chọn chu kỳ thời gian giữa lệnh làm tươi
(refresh) và lệnh ACT.
Thuộc tính tuỳ chọn: 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7.
Thuộc tính mặc định: 7.
SDRAM Clock Ratio
Trường này chỉ định tỷ lệ xung cho SDRAM.
Thuộc tính tuỳ chọn: 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, và 4.
Thuộc tính mặc định: 3.0.
SDRAM Clock Shift
Trường này chỉ định xung nhịp của SDRAM thích ứng với cài đặt SDRAM và
thời gian duy trì yêu cầu cho việc tương thíc đó.
Thuộc tính tuỳ chọn: No Shift, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, và 3.5.
Thuộc tính mặc định: 1,5.
1.3.2 PCI/PLUG AND PLAY
Plug and Plug Aware O/S
Thiết đặt yes để cho BIOS biết rằng hệ điều hành có thể quản lý điều hành Plug
và Play các thiết bị.
Thuộc tính tuỳ chọn: Yes, No.

Thuộc tính mặc định: No.
PCI Latency Timer
Trường này chỉ định sự chọn lựa thích hợp độ trễ (của xung PCI) cho thiết bị
PCI được nghép vào bus mở rộng PCI.
Thuộc tính tuỳ chọn: 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224 và 248.
Thuộc tính mặc định: 64.
PCI VGA Palette Snoop
Khi Enabled (cho phép) được chọn lựa, thiết bị VGA đa nhiệm làm việc trên
những bus khác nhau có thể quản lý dữ liệu từ CPU về mỗi thiết đặt cho những thanh
ghi bảng màu của các thiết bị video. Bit 5 của thanh ghi lệnh trong không gian cấu
hình thiết bị PCI là bit Snoop Palette VGA.
Thuộc tính tuỳ chọn:
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
12
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
Disabled: Dữ liệu đọc và ghi bởi CPU chỉ được trực tiếp cho thanh ghi bảng
màu thiết bị VGA PCI.
Enabled: Dữ liệu đọc và ghi bởi CPU là trực tiếp cho cả thanh ghi bảng màu
của thiết bị VGA PCI và thanh ghi bảnh màu thiết bị VGA ISA, cho phép các thanh
ghi của cả hai thiết bị trên đồng nhất nhau.
Thuộc tính mặc định: Disabled.
DMA Channel 0-7
Khi tài nguyên I/O được điều khiển bằng thao tác tay, ta có thể gán DMA của hệ
thống bằng những phân loại sau (dựa trên phân loại thiết bị dùng ngắt):
• Các thiết bị theo chuẩn bus ISA/ESA tương thích đặc điểm kỹ thuật bus AT
PC nguyên thuỷ, có yêu cầu ngắt xác định (chẳng hạn như IRQ5 cho COM1).
• PnP (Plug and Play) phù hợp với chuẩn Plug and Play, hoặc được thiết kế
cho kiến trúc bus PCI hoặc ISA.
Thuộc tính tuỳ chọn: PnP, ISA/EISA.
Thuộc tính mặc định: PnP.

IRQ 3-15
Khi tài nguyên I/O được điều khiển bằng thao tác tay, ta có thể gán mỗi ngắt hệ
thống theo những phân loại sau, dựa trên phân loại thiết bị dùng ngắt:
• Các thiết bị theo chuẩn bus ISA/ESA tương thích đặc điểm kỹ thuật bus AT
PC nguyên thuỷ, có yêu cầu ngắt xác định (chẳng hạn như IRQ5 cho COM1).
• PnP (Plug and Play) phù hợp với chuẩn Plug and Play, hoặc được thiết kế
cho kiến trúc bus PCI hoặc ISA.
Thuộc tính tuỳ chọn: PnP, ISA/EISA.
Thuộc tính mặc định: PnP.
Resrved Memory Size
Ta có thể dự trữ (thiết lập tay) kích thước bộ nhớ cho các card giao diện nào đó
nếu cần thiết.
Thuộc tính tuỳ chọn: Disbled, 16k, 32k, 64k
Thuộc tính mặc định: Disabled
Reserved Memory Address
Khi Reserved Memory Size (kích thước bộ nhớ dự trữ) được cho phép, chỉ định
không gian địa chỉ trong phạm vi C0000 và DC000.
Thuộc tính tuỳ chọn: C0000, C4000, C8000, CC000, D0000, D4000, D8000,
DC000.
Thuộc tính mặc định: C8000.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
13
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
1.3.3 Cài đặt ngoại vi
OnBoard FDC
Trường này cho phép trình điều khiển ổ mềm điều khiển trên FB2502.
Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled.
Thuộc tính mặc định: Enabled.
OnBoard Serial Port 1
Trường này lựa chọn địa chỉ các cổng I/O cho mỗi cổng nối tiếp.

Thuộc tính tuỳ chọn: Auto, Disabled, 3F8H/COM1, 2F8H/COM2, và
3E8H/COM3, 2E8H/COM4.
Thuộc tính mặc định: 3F8H/COM1.
OnBoard Serial Port 2
Trường này lựa chọn địa chỉ cổng vào ra cho mỗi cổng nối tiếp.
Thuộc tính mặc định: 2F8H/COM2.
OnBoard Parallel Port
Trường này lựa chọn địa chỉ cổng vào ra cho cổng song song.
Thuộc tính tuỳ chọn: Auto, Disabled, 378, 278, và 3BCH.
Thuộc tính mặc định: 378H.
Parallel Port Mode
Trường này chỉ định chế độ cho cổng song song. ECP (Expanded Capabilities
Parallel - cổng song song tương thích mở rộng) và EPP (Ehanced Parallel Port - cổng
song song cải tiến) cả hai đều có lược đồ truyền dữ liệu trực tiếp với Bit, có đặc điểm
kỹ thuật gắn bó với chuẩn IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) P
1284.
Thuộc tính tuỳ chọn: N/A Normal, Bi-Dir, EPP và ECP.
Thuộc tính mặc định: Normal.
EPP Version
Trường này chỉ định phiên bản đặc điểm kỹ thuật cho chế độ cổng song song được
sử dụng trong hệ thống mà chưa được cấu hình. Nếu Normal hoặc ECP được chọn,
lúc đó trường này hiển thị N/A, nghĩa là không sẵn dùng.
Thuộc tính tuỳ chọn: N/A, 1.7, 1.9.
Thuộc tính mặc định: N/A.
Parallel Port IRQ
Trường này chỉ định các ngắt IRQ (Interrupt Request) cho cổng song song.
Thuộc tính tuỳ chọn: Auto, N/A, 5, 7.
Thuộc tính mặc định: IRQ7 cho cổng song song; IRQ5 cho cổng song song 2.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
14

Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
Parallel Port DMA Channel
Thuộc tính kênh DMA (Direct Memory Access) với cổng song song chỉ có nếu
thiết đặt tuỳ chọn cho phươn thức cổng song song là ECP.
Thuộc tính tuỳ chọn: N/A, 1, 3.
Thuộc tính mặc định: N/A.
Onboard IDE
Trường này chỉ định kênh IDE cái mà có thể được áp dụng khi dùng kết nối đĩa
cứng IDE (CN3).
Thuộc tính tuỳ chọn: Disabled, Enabled.
Thuộc tính mặc định: Enabled.
1.3.4 Chức năng Watchdog Timer
PC/104-VL587 được trang bị một bộ định thời bắt lỗi (watchdog) với chu kỳ
time-out lập trình được. Ta có thể dùng chính chương trình của mình để cho bộ đình
thời bắt lỗi (watchdog timer). Một khi ta đã cho phép watchdog timer, chương trình sẽ
khởi tạo I/O mỗi lần trước khi bộ định thời times out (vượt quá thời gian cho phép).
Nếu chương trình của ta bị lỗi để khởi tạo hoặc vô hiệu hoá bộ đinh này trước khi nó
bị time-out, nó sẽ tạo ra một tín hiệu reset hệ thống. Chu kỳ time-out có thể lập trình từ
1 đến 255 giây hoặc nhiều phút.
Trong đĩa CD-ROM kèm theo bao gồm file giới thiệu về Watch Dog. Trong file
này có 3 trương trình thực thi được viết với những mẫu khác nhau. Trong thư mục
WATCHDOG hãy tham khảo READ.TXT file. Có thể viết chương trình bằng ngôn
ngữ Assembly hoặc C
++
.
Hệ số ứng vơi hằng số time-out của watchdog timer vào khoản 1s. Chu kỳ time-
out của watchdog timer nằm trong khoảng hệ số định thời từ 1 đến FF.
Nếu ta muốn reset hệ thống của ta khi watchdog times out, bảng sau liệt kê quan
hệ giữa các hệ số định thời với các chu kỳ times out:
Bảng 1.1 – Quan hệ giữa các thừa số định thời với các chu kì timer out

Hệ số định thời Chu kỳ time-out (giây) Chu kỳ time-out (phút)
1 1 1
2 2 2
3 3 3
4 4 4
“ “ “
FF FF FF
Watchdog Timer Enabled
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
15
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
Để cho phép watchdog timer hoạt động. ta phải output ra thừa số định thời cho
watchdog. Sau khi cho phép watchdog timer làm việc, chương trình của ta phải viết
cùng một hệ số (như khi viết hệ số cho phép watchdog timer làm việc) vào thanh ghi
watchdog ít nhất một lần ở mỗi chu kỳ time-out. Ta có thể thay đổi chu kỳ định thời
bằng cách viết một hệ số định thời khác vào thanh ghi watchdog tại bất kỳ thời điểm
nào, và ta phải khởi tạo watchdog trước chu kỳ time-out mới trong lần khởi tạo tíêp
theo. Để biết chi tiết có thể theo dõi các ví dụ trang 48 TL [1].
Để vô hiệu hoá watchdog time hoạt động, đơn giản là viết giá trị 00H vào thanh
ghi watchdog
Diễn giải cụ thể
PC/104-587VL bao gồm một ngăn chứa đồng hồ thời gian thực, nó duy trì thời
gian và ngày tháng trong việc bổ xung cất giữ thông tin cấu hình về hệ thống máy tính.
Nó bao gồm 14 Byte cho đồng hồ và thanh ghi điều khiển cùng 114 Byte RAM dành
cho mục đích chung. Nội dung của mỗi byte trong RAM CMOS được liệt kê dưới
đây:
Bảng 1.2 - Nội dung các byte trong RAM CMOS
Địa chỉ Miêu tả
00 Giây
01 Cảnh báo giây

02 Phút
03 Cảnh báo phút
04 Giờ
05 Cảnh báo giờ
06 Ngày trong tuần
07 Ngày trong tháng
08 Tháng
09 Năm
0A Thanh ghi trạng thái A
0B Thanh ghi trạng thái B
0C Thanh ghi trạng thái C
0D Thanh ghi trạng thái D
0E Byte trạng thái chuẩn đoán
0F Byte trạng thái shutdow
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
16
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
10
Byte loại trình điều khiển cho đĩa mềm, hai lựa chọn là trình điều
khiển A và trình điều khiển B
11 Byte loại đĩa được định vị, ổ đĩa C
Địa chỉ Miêu tả
12 Byte loại đĩa được định vị, ổ đĩa D
13 Dự trữ
14 Byte thiết bị
15 Byte thấp của bộ nhớ cơ sở
16 Byte cao của bộ nhớ cơ sở
17 Byte thấp của bộ nhớ mở rộng
18 Byte cao của bộ nhớ mở rộng
19-2D Dự trữ

2E-2F 2 Byte kiểm tra tổng cho CMOS
30 Byte thấp của bộ nhớ mở rộng hiện thời
31 Byte cao của bộ nhớ mở rộng hiện thời
32 Byte về thế kỷ (ngày)
33 Các cờ thông tin (thiết đặt trong quá trình nguồn bật)
34-7F Dành cho BIOS hệ thống
Bảng 1.3 - Lược đồ RAM CMOS
Thanh ghi Miêu tả
00h-10h
Chuẩn AT (Advance Technology - kỹ thuật cải tiến) tương thích
RCT và các định nghĩa dữ liệu thanh ghi trạng thái
11h-13h Biến đổi
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
17
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
14h
Thiết lập về thiết bị:
Bit 7-6 Số lượng trình điều khiển ổ mềm:
0 1 Drive
1 2 Drive
Bit 5-4 Kiểu màn hình:
0 Không CGA (Color Graphics Adapter -bộ thích ứng
đồ hoạ màu) hoặc MDA (Monochrome Display
Adapter -bộ thích ứng hiển thị đơn sắc)
1 2 drive: 80×25 và 40×25 CGA

Thanh ghi Miêu tả
14h
Bit 3 Cho phép hiển thị:
0 Không cho phép

1 Cho phép
Bit 2 Cho phép bàn phím:
0 Không cho phép
1 Cho phép
Bit 1 Bộ đồng xử lý toán được cài đặt:
0 Absent (không cài đặt)
1 Present (cài đặt)
Bit 0 Điều khiển ổ mềm được cài đặt:
0 Disabled (không được cài đặt)
1 Enabled (được cài đặt)
15h Bộ nhớ cơ sở (trong 1 KB tăng thêm), Byte thấp
16h Bộ nhớ cơ sở (trong 1 KB tăng thêm), Byte cao
17h
Vùng nhớ tương thích với máy tính IBM (trong 1 KB tăng thêm),
Byte thấp
18h
Vùng nhớ tương thích với máy tính IBM (trong 1 KB tăng thêm),
Byte cao (lớn nhất 15 MB)
19h-2Dh Biến đổi
2Eh Tổng kiểm tra chuẩn RAM CMOS, Byte cao
2Fh Tổng kiểm tra chuẩn RAM CMOS, Byte thấp
30h
Vùng nhớ mở rộng tương thích với máy tính IBM, Byte thấp
(POST –Power On Sefl Test-Tự kiểm tra nguồn) trong KB tăng thêm
31h Vùng nhớ mở rộng tương thích máy tính IBM, Byte cao (POST)
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
18
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
trong KB tăng thêm
32h Byte thế kỷ (lưu trữ về thế kỷ (một trăm năm))

33h Được dự trữ, không dùng
34h Được dự trữ, không dùng
35h Byte thấp của bộ nhớ mở rộng (POST) trong 64 KB
36h Byte cao của bộ nhớ mở rộng (POST) trong 64 KB
37h-3Dh Biến đổi
3Eh Tổng kiểm tra CMOS mơ rộng, Byte thấp (bao gồm 34h-3Dh)
Thanh ghi Miêu tả
3Fh Tổng kiểm tra CMOS mơ rộng, Byte cao (bao gồm 34h-3Dh)
Mỗi thiết bị ngoại vi trong hệ thống được gán một tập các địa chỉ cổng I/O, nó trở
thành mã căn cước của thiết bị. Tổng cộng có 1K không gian địa chỉ sẵn dùng. Bảng
sau liệt kê các địa chỉ cổng vào ra (I/O) được sử dụng trong card CPU công nghiệp
này.
Bảng 1.4 - Địa chỉ các cổng vào ra
Địa chỉ Miêu tả thiết bị
000h-01Fh Điểu khiển DMA #1
020h-03Fh Điều khiển ngắt #1
040h-05Fh Timer (định thời)
060h-06Fh Điểu khiển bàn phím
070h-07Fh Đồng hồ thời gian thực, NMI (Nonmaskable Interrupt)
080h-09Fh Thanh ghi trang DMA
0A0h-0BFh Điều khiển ngắt #2
0C0h-0DFh Điểu khiển DMA #2
0F0h Xoá tín hiệu bận đồng xử lý toán học
0F1h Khởi động lại việc đồng xử lý toán học
1F0h-1F7h Giao diện IDE
2E8h-2EFh Cổng nối tiếp #4 (COM 4)
2F8h-2FFh Cổng nối tiếp #2 (COM 2)
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
19
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở

2B0h-2DFh Điều khiển bộ thích ứng đồ hoạ
378h-3FFh Cổng song song #1 (LPT1)
360-36Fh Cổng mạng
3B0h-3FFh Bộ điều hợp màn hình đơn sắc và bộ điều hợp máy in
3C0-3CFh Bộ thích ứng EGA (Enhanced Graphics Adapter)
3D0-3DFh Bộ thích ứng CGA (Color Graphics Adapter)
3F8h-3Efh Cổng nối tiếp #3 (COM 3)
3F0h-3F7h Điều khiển ổ mềm
Địa chỉ Miêu tả thiết bị
3F8h-3FFh Cổng nối tiếp #1 (COM 1)
Interrupt Request Lines (IRQ)
Có tổng cộng 15 mức ngắt sẵn dùng trong Card CPU công nghiệp này. Thiết bị
ngoại vi dùng các mức yêu cầu ngắt để thông báo cho CPU dịch vụ mà nó đòi hỏi .
Bảng sau thể hiện các IRQ được sử dụng bởi các thiết bị trên Card CPU công nghiệp.
Bảng 1.5 – Các chức năng ngắt
Mức Chức năng
IRQ0 Thời gian hệ thống output
IRQ1 Bàn phím
IRQ2 Ngắt theo đợt
IRQ3 Cổng nối tiếp #2
IRQ4 Cổng nối tiếp #1
IRQ5 Dự trữ
IRQ6 Điều khiển ổ mềm
IRQ7 Cổng song song #1
IRQ8 Đồng hồ thời gian thực
IRQ9 Dự trữ
IRQ10 Ethernet (bus cục bộ)
IRQ11 Dự trữ
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
20

Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
IRQ12 Chuột PS2
IRQ13 FPU
IRQ14 IDE chính
IRQ15 Dự trữ
DMA Channel Map
Hai thiết bị điều khiển DMA 8327A tương đưong nhau được cung cấp trên bo
mạch của CPU PC/104. Mỗi bộ điều khiển là một thiết bị DMA bốn kênh, nó sẽ tạo ra
các địa chỉ vùng nhớ và tín hiệu điều khiển cần thiết cho việc truyền thông tin một
cách trực tiếp giữa một thiết bị ngoại vi và bộ nhớ. Điều này cho phép truyền thông
với tốc độ cao mà ít phải có sự can thiệp của CPU (Central Processing Unit). Hai bộ
điều khiển DMA được xếp tầng bên trong để cung cấp bốn kênh DMA cho việc truyền
thông các thiết ngoại vi 8-bits (DMA1) và 3 kênh khác cho việc truyền thông các thiết
bị ngoại vi 16-bit (DMA2). Kênh 0 DMA2 cung cấp liên kết nối tiếp giữa hai thiết bị
DMA 8327A, do đó duy trì sự tương thích với chuẩn PC/AT IBM.
Bảng 1.5 - Thông tin hệ thống của các kênh DMA
DMA Controller1 DMA Controller2
Channel 0: Space (trống)
Channel 4: Dành cho kết nối với bộ
điều khiển 1
Channel 1: Dự trữ cho máy tính
IBM (Synchronous Data Link Control -
điều khiển liên kết dữ liệu đồng bộ)
Channel 5: Trống
Channel 2: Bộ điều hợp đĩa mềm Channel 6 :Trống
Channel 3: Space Channel 7: Trống
Các cổng nối tiếp (Serial Ports)
Các ACE (Asynchronous Communication Elements ACE1 tới ACE4 – các phần
tử truyền thông không đồng bộ) được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu từ song song sang
định dạng nối tiếp ở phía bộ truyền và chuyển đổi ngược lại từ dạng nối tiếp sang định

dạng song song ở phía bộ nhận. Việc truyền nhận tuân theo trình tự bên truyền và bên
thu là một bit start, sau đó là 5 đến 8 bit dữ liệu, một parity bit (bit kiểm tra tính chẵn
lẻ - nếu được lập trình), một bit stop, một nửa (chỉ với định dạng 5 bit dữ liệu) hoặc 2
bit stop. Các ACE có thể quản lý số chia từ 1 đến 65535 (16 bit), và tạo ra một xung
16x cho việc điều khiển logic truyền thông nội bộ.
Các ACE còn bao gồm cả sự cung cấp việc sử dụng xung 16x trên để điều khiển
logic nhận. Trong ACE, cũng bao gồm một khả năng điều khiển MODEM hoàn toàn,
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
21
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
và một trình xử lý hệ thống ngắt có thể được biến đổi mềm (phần mềm) cho thời gian
máy tính, được yêu cầu để quản lý kết nối truyền thông.
Cụ thể về các thanh ghi có trong TL [1] nên trong bản báo cáo này ta không cần
phải liệt kê đầy đủ.
Bảng 1.6 - Bảng tóm tắt các thanh ghi truy nhập ACE
DLAB Địa chỉ cổng Thanh ghi
0 Base + 0 Bộ đệm bên nhận (read)
0 Base + 1 Thanh ghi lưu giữ bộ truyền (write)
X Base + 2 Cho phép ngắt
X Base + 3 Mã nhận dạng ngắt
DLAB
Địa chỉ cổng
Thanh ghi
X Base + 4 Điều khiển dòng lệnh
X Base + 5 Điều khiển Modem
X Base + 6 Trạng thái đường truyền
X Base + 7 Thanh ghi
1 Base + 0 Bộ chốt thực hiện phép chia (byte ít có
nghĩa nhất)
1 Base + 1 Bộ chốt thực hiện phép chia (byte có ý

nghĩa cao nhất)
Ghi chú: DLAB-Divisor Latch Access Bit (mạch chốt bộ chia truy nhập theo bit)
• Receiver Buffer Register (RBF) – Thanh ghi bộ đệm của thiết bị nhận:
Một Byte dữ liệu được nhận (chỉ đọc)
• Transmitter Holding Register (THR)-thanh ghi quản lý truyền dữ liệu:
Một Byte kết nối việc truyền thông (chỉ ghi)
• Interrupt Enabled Register (IER) - Thanh ghi cho phép ngắt
Bit 0: Cho phép ngắt sẵn có trong dữ liệu được nhận (ERBF)
Bit 1: Cho phép ngắt đường truyền rỗng (ETHEI)
Bit 2: Cho phép ngắt trạng thái đường nhận (ELSI)
Bit 3: Cho phép ngắt trạng thái MODEM
Bit 4: Phải là 0
Bit 5: Phải là 0
Bit 6: Phải là 0
Bit 7: Phải là 0
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
22
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2.Tìm hiểu về lò điện trở
Cổng song song (Parallel Ports)
Bảng sau cho ta địa chỉ của các thanh ghi cổng song song
Bảng 1.7 - Địa chỉ các thanh ghi
Địa chỉ cổng Đọc/Ghi Thanh ghi
Base + 0 Ghi Đường dữ liệu ra
Base + 1 Đọc Đường dữ liệu vào
Base + 2 Đọc Bộ đệm trạng thái
Base + 3 Ghi Bộ chốt điều khiển
Giá trị cụ thể của các thanh ghi có thể tham khảo trong TL [1].
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
23
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2. Tìm hiểu về lò điện trở

2 Tìm hiểu về lò điện trở
2.1 Giới thiệu chung
Lò điện trở ta xét có tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm Tự Động Hoá. Xét về mặt
điện, lò điện trở là một là một tải thuần trở. Lò điện trở sử dụng nguồn điện xoay chiều
220V/50Hz, công suất cực đại của lò là 1200W.
Xét về mặt điều khiển, lò điện trở là một khâu quán tính bậc nhất có hàm truyền:
1Tp
K
W(p)
+
=

Với các tham số K, T được xác định một cách gần đúng theo yêu càu công nghệ.
Do điều kiện chưa cho phép nên ta chưa thể tiến hành nhận dạng đối tượng được. Tuy
nhiên việc nhận dạng đối tượng không có gì khó khăn cả.
2.2 Các phương pháp điều khiển lò điện trở
Có rất nhiều phương pháp điều khiển lò điện trở, song phổ biến hiện nay có hai
phương pháp là điều khiển dùng Rơle và điều khiển dùng Thyristor.
2.2.1 Điều khiển dùng Rơle
a, Sơ đồ nguyên lý
R
R E L A Y
.
.
.
.
Hình 2.1 – Sơ đồ điều khiển bằng Rơle
b, Nguyên lý điều khiển
Nguyên tắc của điều khiển dùng Rơle là điều khiển hai vị trí có trễ. Đối tượng là lò
điện trở đặt trong môi trường nên luôn toả nhiệt ra môi trường xung quanh. Xét:

∆Q = Q
c
- Q
t
Tương ứng với
∆P = P
c
- P
t
Khi muốn tăng nhiệt độ ta tăng Q
c
, tức là tăng công suất cấp P
c
cho lò lớn hơn P
t
sao cho
∆Q > 0. (∆P >0)
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
21
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2. Tìm hiểu về lò điện trở
Vậy điều khiển Rơle chính là điều khiển công suất trung bình của dòng điện cấp
cho nguồn.
Một cách trực quan ta có đồ thị quan hệ giữa sông suất và nhiệt độ theo thời gian
sau:
Hình 2.2 - Đồ thị quan hệ giữa nhiệt độ và công suất cấp
2.2.2 Điều khiển Thyristor
a, Sơ đồ nguyên lý
T 2
R
.

T 1
.
Hình 2.3 – Sơ đồ điều khiển bằng Thyristor
b, Nguyên lý điều khiển
Khác với điều khiển dùng Rơle, điều khiển dùng Thyristor là điều khiển công suất
cấp vào. Cũng từ công thức:
∆Q = Q
c
- Q
t
Tương ứng với
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
T/2 T 2T0
t
P
c
t
o
(
o
C)
22
t
∆t
o
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2. Tìm hiểu về lò điện trở
∆P = P
c
- P
t

Nếu như trong phương pháp điều khiển dùng Rơle, ∆P hoặc âm hoặc dương tuỳ
theo việc ta ngắt hay đóng Rơle, thì trong phương pháp này ta điều khiển công suất
cấp P
c
sao cho ∆P = 0 khi hệ thống ổn định.
Để điều khiển P
c
ta điều khiển điện áp cấp vào lò. Muốn vậy ta cần tính toán được
góc mở α của Thyristor.
Dựa theo công thức tính giá trị trung bình của điện áp cấp cho tải R khi ta điểu
chỉnh bằng Thyristor như sau:
2
22
))(())((
2
1
)(
2
1
0
2
2
0
2
0
2
0
2
ααπ
ωω

ππ
π
α
π
απ
π
Sin
UU
dttSinUdttSinUdttuU
tb
tb
+−
=








+==
∫ ∫∫
+
Với
π
2
0
U
U

=
Vậy có thể nói điều khiển dùng Thyristor chính là điều khiển góc mở α của nó.
P
c
∼ U
tb
∼ α.
Từ đó ta xác định góc mở van thích hợp để đạt được giá trị điện áp trung bình cấp
cho tải. Đồ thị của phương pháp này như sau:
Hình 2.4 - Dạng điện áp ra điều khiển bằng Thyristor
2.3 Kết luận
Trong hai phương pháp trên, phương pháp nào cũng có những ưu nhược điểm của
nó. Tuỳ theo yêu cầu của bài toán mà ta lựa chọn phương pháp thích hợp.
Đầu tiên, ta xét phương pháp điều khiển dùng Rơle
• Ưu điểm:
o Cấu tạo phần cứng đơn giản.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
0
t
G
U
T1
t
α
23
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2. Tìm hiểu về lò điện trở
o Phần mềm tính toán không có gì khó, có thể dùng các mạch điều
khiển analog mà không cần lập trình.
o Giá cả phải chăng.
• Nhược điểm:

o Độ trễ của Rơle ảnh hưởng lớn đến chất lượng điều khiển. Nếu ta đóng
ngắt quá nhanh sẽ dẫn đến tình trạng Rơle không hoạt động, nếu đóng
ngắt quá chậm thì sai lệch nhiệt độ sẽ lớn.
o Nhiệt độ luôn luôn không ổn định mà lúc nào cũng dao động trong một
giới hạn ∆t nhất định.
o Đường đặc tính điều khiển không trơn. Do vậy khó cho việc điều khiển
các đối tượng có nhiệt độ theo một qui luật nhất định.
o Chịu ảnh hưởng của nhiễu như: nhiệt độ buồng đốt, nhiệt độ vật nung,
nhiệt độ môi trường…sẽ ảnh hưởng đến nhiệt lượng toả Q
t
.
Phương pháp điều khiển dùng Thyristor
• Ưu điểm: Chất lượng điều khiển tốt hơn phương pháp điều
khiển dùng Rơle rất nhiều:
o Nhiệt độ lò ổn định.
o Có thể điều khiển nhiệt độ của đối tượng theo một đường cong bất kì với
chất lượng tương đối tốt.
o Có sự cách li về điện.
• Nhược điểm:
o Phần mềm tính toán phức tạp hơn phương pháp kia. Do vậy đòi hỏi cấu
hình phần cứng tương đối cao.
o Giá thành đắt hơn phương pháp điều khiển dùng Rơle.
Từ các ưu-nhược điểm trên của hai phương pháp ta thấy nếu công việc yêu cầu độ
chính xác cao, chất lượng tốt thì ta áp dung phương pháp hai. Còn nếu chất lượng vừa
phải thì có thể dùng phương pháp một để tiếc kiệm chi phí.
Thực tế trên thị trường hiện nay các mạch điều khiển dùng Rơle hiện rất phổ biến
bởi tính phổ dụng của nó. Song, trong khuôn khổ đề tài được giao, chúng em sử dụng
phương pháp điều khiển dùng Thyristor.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
24

Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2. Tìm hiểu về lò điện trở
3 Cấu tạo mạch điều khiển
3.1 Cấu tạo mạch điều khiển lò điện trở
3.1.1 Đặc tính của Thyristor
Ta có đường đặc tính mở của Thyristor như sau:
Hình 3.1 - Đường đặc tính V – A của Thyristor
Từ đó ta thấy để mở Thyristor thì phải cung cấp cho nó một dòng lớn hơn ngưỡng
mở của nó trong khoảng thời gian nhỏ. Muốn vậy ta phải tạo ra các xung có độ dốc lớn
để mở van. Tín hiệu điều khiển sẽ được đưa qua bộ vi phân rồi vào biến áp xung trước
khi nối với đầu điều khiển của Thyristor.
3.1.2 Sơ đồ mạch
Để điều khiển việc đóng mở các Thyristor ta dùng các biến áp xung. Nguồn cung
cấp cho các máy biến áp xung này là xung điều khiển qua bộ vi phân tạo thành
các xung nhọn.
Trong đó:
• Mạch vi phân gồm có:
o 1 tụ C.
o 1 điện trở.
• Một máy biến áp xung.
• Các điot xung 1A loại RU1.
• C828: transistor loại NPN.
Mạch vi phân có tác dụng tạo xung nhọn từ xung chữ nhật đầu vào điều khiển.
Xung nhọn này được khuếch đại và tạo sự đồng pha điều khiển 2 Thyristor bời một
máy biến áp xung. Đầu ra thứ cáp của máy biến áp xung nối vào đầu vào điều khiển
Thyristor.
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
V
A
0
I

dt
I
n
25
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2. Tìm hiểu về lò điện trở
G 1
K 1
G 2
K 2
K 2
A 2
G 2
K 1A 1
G 1
+12V
50 Hz
V4
-220/220V
T2
T1
R4
RU1
R
C
C828
RU1
RU1
RU1
RU1
RU1

Hình 3.2 - Cấu tạo mạch mở Thyristor.
3.2 Cấu tạo Card điều khiển trên PC/104 sử dụng rãnh ISA
ISA là một chuẩn dùng để giao tiếp giữa máy tính và các thiết bị khác qua một
rãnh cắm 62 chân. Trong chuẩn ISA, đường dữ liệu là 8 bít, 20 bít địa chỉ. Chuẩn này
được dùng rất phổ biến trong công nghiệp. PC/104- 587VL chỉ có rãnh cắm ISA. Các
modul vào/ra đều được thiết kế theo một chuẩn nhất định. Kích thước của các modul
này vừa bằng modul PC/104. Các modul được cắm vào rãnh ISA trên Mainboard
PC/104 và có thể cắm chồng lên nhau.
Trên Phòng thí nghiệm hiện có một Card điều khiển dùng cho chuẩn này. Card do
Đài Loan sản xuất và điều khiển theo nguyên lý đóng/mở Rơle. Với yêu cầu điều
khiển Thyristor, chúng em có hai phương án thiết kế Card điều khiển: sử dụng bộ định
thời PIT-8254 hoặc dùng bộ biến đổi số/tương tự DAC0808 làm đầu ra điều khiển.
Đầu vào phản hồi của cả hai phương án đều dùng bộ biến đổi tương tự/số ADC0804.
Kích thước của card tương tự như card hiện có trên Phòng thí nghiệm.
Hình 3.3 – Sơ đồ khối Card điều khiển
Nguyễn Văn Hiến & Nguyễn Mậu Phương – Điều khiển tự động 1 – K44
PC/104
PIT
8254
(DAC
0808)
ADC
0804
Các mạch
giải mã
địa chỉ và
các đường
dữ liệu,
điều
khiển.

Đầu ra
điều khiển
Đầu vào
phản hồi
Phần Card điều khiển
26