THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH KIỂM TRA THAM SỐ ĐỘNG CƠ CHÍNH AL31F CỦA MÁY BAY SU27
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.82 MB, 52 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
------o--------
------o--------
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGÀNH: TỰ ĐỘNG HOÁ
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH
KIỂM TRA THAM SỐ ĐỘNG CƠ CHÍNH AL-31F CỦA
MÁY BAY SU27
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ QUÁ TRÌNH
KIỂM TRA THAM SỐ ĐỘNG CƠ CHÍNH AL-31F CỦA
MÁY BAY SU27
NGÀNH: TỰ ĐỘNG HOÁ
MÃ SỐ :
HỌC VIÊN: VŨ ANH TUẤN
NGƯỜI HD KHOA HOC: PGS-TS. ĐỖ XUÂN TIẾN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
VŨ ANH TUẤN
PSG.TS ĐỖ XUÂN TIẾN
Thái Nguyên năm 2009
Thái Nguyên năm 2009
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
LỜI CAM ĐOAN
Tran
g
Tên tôi là: Vũ Anh Tuấn học viên lớp cao học K10 - Chuyên ngành Tự
Lời cam đoan...................................................................................................................
động hoá. Tôi xin cam đoan những kết quả trong luận văn này hoàn toàn do
Mục lục..............................................................................................................................
tôi nghiên cứu, thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Phó giáo sư, Tiến
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt..................................................................
sĩ Đỗ Xuân Tiến và tham khảo những nguồn tài liệu đã trích dẫn.
Danh mục các bảng biểu.............................................................................................
Danh mục các đồ thị, hình vẽ....................................................................................
Học viên
Mở đầu..............................................................................................................................
Chương I. Kiểm tra tham số làm việc của động cơ al-31f khi mở máy
động cơ ở mặt đất
Vũ Anh Tuấn
I.1. Giới thiệu chung về động cơ al-31f......................................................................
1
I.2. Các Tham số cần kiểm tra, phương pháp lấy các tham số cần kiểm tra
khi động cơ al-31f làm việc ở mặt đất. ......................................................................
3
I.2.1. Các tham số cần kiểm tra. ........................................................................
3
I.2.2. Phương pháp lấy các tham số cần kiểm tra. ........................................
4
Chương II. Xây dựng mô hình ghép nối máy tính với đầu cắm luq-cpa
trên máy bay
II.1. Đại cương về kỹ thuật ghép nối máy tính..........................................................
17
II.1.1. Yêu cầu trao đổi thông tin của máy tính với môi trường bên
ngoài .........................................................................................................................
18
II.1.2. Các dạng thông tin và loại thông tin trao đổi giữa máy tính và
MỤC LỤC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
thiết bị ngoại vi. .....................................................................................................
21
II.1.3. Vai trò, nhiệm vụ và chức năng của khối ghép nối...........................
22
II.1.4. Đặc trưng chung của khối ghép nối. .....................................................
26
II.1.5. Cấu trúc chung của một khối ghép nối. ...............................................
32
II.1.6. Chương trình phục vụ trao đổi tin cho khối ghép nối......................
34
II.1.7. Giao diện của máy tính trong đo lường và điều khiển....................
36
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
II.2. Mô hình ghép nối máy tính với đầu cắm kiểm tra luq-cpa trên máy bay....
40
II.2.1. Khái quát. ....................................................................................................
40
II.2.2. Sơ đồ ghép nối máy tính với đầu cắm kiểm tra luq-cpa trên máy
bay Su-27. ...............................................................................................................
41
Chương III. khối ghép nối, chương trình kiểm tra tham số động cơ al31f trên máy vi tính
III.1. Thiết kế khối ghép nối. ........................................................................................
43
III.1.1. Đặt vấn đề. .................................................................................................
43
III.1.2. Tổ chức phần cứng cho khối ghép nối. ...............................................
43
III.1.3. Xây dựng phần mềm của khối ghép nối. ............................................
62
III.2. Xây dựng chương trình kiểm tra tham số động cơ al-31f trên máy vi
67
tính......
III.2.1. Phần nhập dữ liệu vào RAM. ................................................................
70
III.2.2. Phần xử lý dữ liệu. ...................................................................................
70
III.2.3. Phần xử lý đồng hồ. .................................................................................
71
III.2.4. Phần xử lý đồ thị. .....................................................................................
73
III.2.5. Phần xử lý dữ liệu. ...................................................................................
73
III.2.6. Phần xử lý đưa ra bảng thông báo về tình trạng sự cố của động
cơ khi kiểm tra. ......................................................................................................
Kết luận và kiến nghị.....................................................................................
Phụ lục.............................................................................................................
Tài liệu tham khảo.........................................................................................
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
74
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU
vca
- Hộp phụ tùng máy bay.
vna
- Các lá hướng dòng cửa vào động cơ.
dqv
- Truyền cảm tốc độ vòng quay dạng tần số.
cnd
- Máy nén thấp áp.
cda
- Hộp phụ tùng động cơ.
cvd
- Máy nén cao áp.
cpa
- Thiết bị kiểm tra.
crd
- Tổ hợp điều chỉnh động cơ crd-99b.
np
- Bơm cao áp np-96M.
nr
- Bơm điều chỉnh nr-31B.
oxc
- Buồng đốt chính.
pnc
- Bàn kiểm tra mặt đất npc-99.
pnp
- Bàn kiểm tra mặt đất pnp-132b-1.
rx
- Miệng phun phản lực.
fc
- Buồng đốt tăng lực.
KNG - Khối ghép nối.
MVT - Máy vi tính.
TBN
- Thiết bị ngoại vi.
VXL - Vi xử lý
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
DANH MỤC CÁC BẢNG
máy động cơ ở mặt đất
Hình 1.1. Sơ đồ khối của thiết bị kiểm tra khách quan..............................
10
Chương I. Kiểm tra tham số làm việc của động cơ al-31f khi mở
Hình 1.2. Cấu trúc một chu trình ghi trên băng từ......................................
14
máy động cơ ở mặt đất
Hình 1.3. Sơ đồ tín hiệu lấy ra một chu kỳ...................................................
16
Trang
Chương II. Xây dựng mô hình ghép nối máy tính với đầu cắm
Bảng 1.1. Tham số động cơ trên giàn thử.....................................................
2
Bảng 1.2. Thành phần các thiết bị kiểm tra pnc-99 xepz 3.......................
4
luq-cpa trên máy bay
6
Hình 2.1. Cấu trúc hệ trao đổi tin giữa MVT và TBN...............................
18
Hình 2.2. Vị trí và vai trò của KGN...............................................................
23
Hình 2.3. Các cấu trúc đường dây liên hệ của MVT và KGN .................
27
Chương II. Xây dựng mô hình ghép nối máy tính với đầu cắm
Hình 2.4. Các dạng truyền số liệu...................................................................
30
luq-cpa trên máy bay
Hình 2.5. Sơ đồ khối của khối ghép nối........................................................
33
36
Hình 2.6. Bố trí chân ở cổng máy in của máy tính PC..............................
36
38
Hình 2.7. Bố trí chân của cổng nối tiếp ở máy tính PC loại 25 chân.....
37
Hình 2.8. Bố trí chân của cổng nối tiếp ở máy tính PC loại 9 chân.......
38
Bảng 1.3. Các tham số kiểm tra tương ứng với các loại truyền
cảm.......
Bảng 1.4. Các chân cắm mang thông tin của đầu cắm luq-cpa................
Bảng 2.1. Chức năng chân cắm ở cổng máy in............................................
Bảng 2.2. Chức năng chân cắm của cổng nối tiếp RS-232 ở máy tính
15
PC
Phụ lục
Hình 2.9. Sơ đồ khối ghép nối giữa đầu cắm luq-cpa máy bay với
Bảng 1.1. Các tham số liên tục của TECTER trên Su-27..........................
cổng COM của máy tính....................................................................................
Bảng 1.2. Các lệnh ngắt quãng của
Chương III. khối ghép nối, chương trình kiểm tra tham số động
TECTER trên Su-
cơ al-31f trên máy vi tính
27..........................
Bảng 1.3. Đồ thị chuẩn của các tham số.......................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Trang
Chương I. Kiểm tra tham số làm việc của động cơ al-31f khi mở
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
42
Hình 3.1. Sơ đồ chân tín hiệu của on-chíp 80C51......................................
44
Hình 3.2. Sơ đồ chức năng của on-chip 80C51...........................................
47
Hình 3.3. Tổ chức của ( SFR ) trong R..........................................................
49
Hình 3.4. Thanh ghi từ trạng thái chương trình PSW................................
50
Hình 3.5. Tổ chức không gian của bộ nhớ chương trình EPROM ..........
51
Hình 3.6. Bảng vector ngắt của ON-CHIP 80C51......................................
52
Hình 3.7. Không gian của bộ nhớ dữ liệu RAM.........................................
53
Hình 3.8. Phân đoạn bộ nhớ RAM trong on-chip.......................................
54
Hình 3.9. Sơ đồ tổ chức bộ nhớ dữ liệu ngoại trú.......................................
55
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Hình 3.10. Tạo xung đồng hồ cho on-chip...................................................
55
ngoặt quan trọng trong sự phát triển của khoa học máy tính và xử lý thông tin
Hình 3.11. Minh hoạ chu kỳ máy trên...........................................................
56
và là công cụ để thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành khoa học khác.
vào...............................................................................................................
56
trong các trang thiết bị kỹ thuật của ngành hàng không. Việc trang bị các máy
Hình 3.13. Sơ đồ cấu tạo và chân cắm của MAX 232...............................
57
tính số và hệ vi xử lý cho các hệ thống trên máy bay đã giúp giải quyết dễ
Hình 3. 14. Quy luật bổ sung, loại bỏ của queue........................................
59
dàng và tối ưu hơn các bài toán do yêu cầu của nhiệm vụ đặt ra, nâng cao hiệu
Hình 3.15. Cách tổ chức queue........................................................................
59
suất sử dụng và giảm nhỏ các thiệt hại về kinh tế trong quá trình làm việc và
Hình 3.16. Sơ đồ chức năng của khối ghép nối...........................................
60
chiến đấu đối với máy bay dân sự và máy bay quân sự.
Hình 3.17. Sơ đồ nguyên lý truyền cổng nối tiếp ở Mode 2....................
61
Hình 3.18. Chương trình kiểm tra tham số động cơ...................................
72
Hình 3.19. Bảng hiển thị trên các đồng hồ đo tham số..............................
73
Hình 3.20. Bảng đồ thị các tham số động cơ máy bay..............................
74
Hình 3.21. Bảng nhập và chỉnh sửa số liệu. ................................................
75
Hình 3.22. Bảng kết luận về tình trạng động cơ..........................................
75
Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý IC chuẩn mức CMOS-TTL phối hợp đầu
Kỹ thuật điện tử và kỹ thuật vi xử lý từ lâu đã được ứng dụng phổ biến
Trong hầu hết các loại máy bay thế hệ mới đang sử dụng trong Quân
chủng Phòng không-Không quân Việt Nam SU-27 được sử dụng như một
máy bay chiến đấu và đánh chặn tầm xa. Nó thường xuyên thực hiện các
chuyến bay trong các nhiệm vụ chiếm ưu thế trên không và có thể thực hiện
gần như mọi nhiệm vụ chiến đấu. Để có thể thực hiện tốt nhiệm vụ trước khi
cất cánh SU-27 cần phải được kiểm tra tham số làm việc của các hệ thống
truyền động và động cơ, cũng như đánh giá tình trạng chất lượng của các thiết
bị. Theo phương pháp kiểm tra truyền thống thì các thiết bị đo được sử dụng
chủ yếu là các dụng cụ hiển thị kiểu kim và tổ hợp báo đèn tín hiệu vì vậy các
thông tin đặc trưng cho các tham số chưa được xử lý nên tính tổng hợp và
đánh giá hỏng hóc có độ tập trung không cao. Công việc kiểm tra vẫn mang
tính chất thủ công chưa tự động hoá nên hiệu qủa các tiến trình kiểm tra còn
thấp.
MỞ ĐẦU
Việc áp dụng kỹ thuật mới tự động hoá hoàn toàn quá trình kiểm tra các
Cùng với sự phát triển của Khoa học - Kỹ thuật ngày nay kỹ thuật điện
tham số làm việc của máy bay bằng máy tính sẽ rút ngắn thời gian, nâng cao
tử và kỹ thuật chế tạo vi điện tử cũng đã liên tục có những tiến bộ vượt bậc.
chất lượng của quá trình kiểm tra đồng thời giúp cho việc khai thác và sử
Đây là những bước tiến tiền đề cho sự phát triển của kỹ thuật vi xử lý là bước
dụng có hiệu quả các trang thiết bị trên máy bay. Với tính cấp thiết như đã
trình bày ở trên tôi chọn đề tài " Thiết kế hệ thống tự động hoá quá trình
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
kiểm tra tham số động cơ chính al-31f của máy bay SU27 " với mục tiêu
của luận văn là:
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày
- Nghiên cứu hoạt động của hệ thống kiểm tra tham số động cơ chính
tháng
năm 2009
Học viên
al-31f của máy bay SU-27 từ đó tìm hiểu phương pháp tổ chức thu thập và xử
Vũ Anh Tuấn
lý số liệu cũng như đặc điểm của các tham số cần kiểm tra và rút ra kết luận
về ưu điểm, nhược điểm của hệ thống kiểm tra đang sử dụng.
- Dựa trên cơ sở những nhược điểm của hệ thống kiểm tra cũ, áp dụng
những tiến bộ của tin học, khoa học máy tính và vi xử lý trong đo lường giám
sát, thiết kế hệ thống kiểm tra mới cho phép tự động hoá hoàn toàn quá trình
kiểm tra, rút ngắn thời gian và nâng cao chất lượng của quá trình kiểm tra.
Bố cục của luận văn bao gồm ba chương
Chương 1. Kiểm tra tham số làm việc của động cơ al-31f khi mở máy
động cơ ở mặt đất.
Chương 2. Xây dựng mô hình ghép nối máy tính với đầu cắm luq-cpa
trên máy bay
Chương 3. Khối ghép nối, xây dựng chương trình kiểm tra tham số
động cơ al-31f bằng máy vi tính.
Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp
đỡ nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Đỗ Xuân Tiến, sự giúp của
các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp
Thái Nguyên, Bộ môn Vi xử lý Học viện Kỹ thuật quân sự, Khoa sau Đại học
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên.
Do hạn chế về thời gian và tài liệu tham khảo nên luận văn chắc chắn
không tránh khỏi sự thiếu sót kính mong được sự quan tâm, góp ý của các
thầy cô và bạn bè đồng nghiệp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
-1-
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
-2-
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- Lƣợng khí lớn nhất qua động cơ: 112 kg/giây.
CHƯƠNG I
- Tỷ số nén (của cả cnd và cvd): 23,7.
KIỂM TRA THAM SỐ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ al-31f
- Tỷ số giãn nở của tuốc bin:
KHI MỞ MÁY ĐỘNG CƠ Ở MẶT ĐẤT
+ Ở chế độ pf: 2,96.
I.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ al-31f
+ Ở chế độ MAKC: 3,1.
Động cơ al-31f là loại động cơ có hai guồng nén (thấp áp cnd và cao áp
cvd), hai luồng khí (luồng trong và luồng ngoài). Dòng khí của cả hai luồng
- Hệ số phân khí giữa 2 luồng m = G1/G2 : 0,56.
sẽ đƣợc trộn chung sau tuốc bin để vào buồng đốt tăng lực rồi qua miệng
- Trọng lƣợng động cơ:
phun ra ngoài. Động cơ al-31f có các thành phần chính sau đây:
+ Trọng lƣợng rỗng: (1520 + 2%) kg.
+ Trọng lƣợng khi đóng thùng (1819 + 2%) kg kể cả crd và hộp kíp.
- Máy nén.
Bảng 1.1. Tham số động cơ trên giàn thử
- Buồng đốt chính OKC.
- Tuốc bin.
- Buồng đốt tăng lực fc và bộ phận trộn 2 luồng khí.
- Miệng phun phản lực PC.
pf
- Hộp phụ tùng động cơ cda và phần truyền động các trục động cơ tới
bộ biến tốc độ của các truyền cảm tốc độ vòng quay thấp áp.
- Các hệ thống: dầu nhờn, dầu đốt, hệ thống chống đóng băng và hệ
thống mở máy...
Trên mỗi máy bay Su-27 có lắp 2 động cơ al-31f. Mỗi động cơ đƣợc cố
định bằng 3 điểm, hai điểm chính nằm trên ống chuyển tiếp nối giữa máy nén
thấp áp cnd và máy nén cao áp cvd lắp trên khoang 38 của máy bay, một điểm
bổ trợ phía sau lắp giữa khung 45 và 45a của máy bay. Trục dọc của động cơ
đƣợc lắp song song với trục đối xứng máy bay, phần đầu của động cơ đƣợc
lắp chúc 30, phần miệng phun lắp chúc 50 so với phƣơng ngang.
Một số tính năng cơ bản của động cơ:
- Lực đẩy khi tăng lực toàn phần chế độ (b): 12500kg lực.
- Lực đẩy khi động cơ ở MAKC chế độ (b): 7500 kg lực.
mf
MAKC
mg
n2
Vòng/
việc của đ.c
- Luồng ngoài.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
n1
Chế độ làm
Vòng/
Lực đẩy
kg lực
%
phút
%
b
98+1-2
9996
1001
phút
13300
12500-2%
ub
94+1-2
9590
971,5
12900
114002%1%
b
98
9996
1001
13300
8450
ub
94,5+1-2
9640
97,51,5
12970
8000
b
98+1-2
9996
1001
13300
76702%
ub
94,5+1-2
9640
97,51,5
12970
7100 2%
70 2
9300
250
+1
-2
0,5
Suất tiêu hao
nhiên liệu
kg/kg lực.giờ
1,92+0,04
0,93+0,02
0,75+0,02
Hệ thống điều khiển chế độ làm việc của động cơ al-31f là hệ thống
điều khiển điện thủy lực gồm có:
- Tổ hợp điều chỉnh động cơ crd-99b.
- Bơm điều chỉnh HP-31B.
- Khối điều khiển miệng phun và tăng lực rxf-31v.
- Khối mồi dầu tăng lực 4033.
I.2. CÁC THAM SỐ CẦN KIỂM TRA, PHƢƠNG PHÁP LẤY CÁC THAM
SỐ CẦN KIỂM TRA KHI ĐỘNG CƠ al-31f LÀM VIỆC Ở MẶT ĐẤT.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
-3-
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
-4-
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
a. Thành phần.
I.2.1. Các tham số cần kiểm tra.
Căn cứ vào sự hoạt động của động cơ al-31f, vào quá trình theo dõi và
xử lý các thông tin về chất lƣợng làm việc của động cơ ở mặt đất ta cần kiểm
Thiết bị kiểm tra tham số động cơ làm việc ở mặt đất pnc-99 xepz 3
thành phần gồm các thiết bị trong bảng 1.2
tra và thu thập các tham số của động cơ nhƣ sau:
Bảng 1.2. Thành phần các thiết bị kiểm tra pnc-99 xepz 3
1. Tốc độ vòng quay rô to thấp áp n1 của động cơ dƣới dạng điện áp
Tên thiết bị
Stt
Số lượng
xoay chiều tần số thay đổi từ (7 100)Hz hoặc (0,3 3)KHz với sai số không
1
Bàn kiểm tra mặt đất pnc-99 xepz 3
1
quá 4%. Thang đo của đồng hồ chỉ thị từ (0 115)% tốc độ thực của n1.
2
Dây nối wx-99
1
2. Tốc độ vòng quay rô to thấp áp n2 của động cơ dƣới dạng điện áp
3
Dây kéo dài wu-99
1
xoay chiều tần số thay đổi từ (7 100)Hz hoặc (0,3 3)KHz với sai số không
4
Dây bổ trợ wd-99
1
5
Truyền cảm áp suất icd6tda-1500
2
6
Truyền cảm áp suất icd6tdf-4
2
7
Truyền cảm áp suất dt-40 hoặc icd6td-25
3
8
Truyền cảm áp suất dt-60
1
9
Truyền cảm báo rung động cơ
1
10
Hộp phụ tùng
1
Cầu chì vp 2b-1 , 2,04 250V
2
Đèn CM-28 -1,5
1
quá 4%. Thang đo của đồng hồ chỉ thị từ (0 115)% tốc độ thực của n2.
3. Vị trí góc lá hƣớng dòng máy nén thấp áp của động cơ pcnd dƣới
dạng điện áp một chiều thay đổi từ (0 6,3)V với sai số không vƣợt quá 2,5%,
thang đo của đồng hồ chỉ thị từ 00 đến 1200.
4. Vị trí góc lá hƣớng dòng máy nén cao áp của động cơ pcbd dƣới
dạng điện áp một chiều thay đổi từ (0 6,3)V với sai số không vƣợt quá 2,5%,
0
0
thang đo của đồng hồ chỉ thị từ 0 đến 120 .
5. Đƣờng kính miệng phun drx dƣới dạng điện áp một chiều từ (0 6,3)V,
thang đo của đồng hồ (0 120)cm.
b. Những tham số thiết bị kiểm tra pnc-99 kiểm tra được khi động cơ al-31f
làm việc ở mặt đất.
6. Độ rung của thân động cơ dƣới dạng điện áp một chiều, thay đổi từ
(0 6,3)V với sai số không vƣợt quá 11,5% thang đo của đồng hồ.
7. Các loại áp suất dầu nhờn, áp suất nhiên liệu dƣới dạng điện áp một
chiều thay đổi từ (0 6,3)V, với sai số không quá 2,5% thang đo của đồng hồ.
8. Các loại áp suất không khí dƣới dạng điện áp một chiều thay đổi từ
1. Vòng quay rô to của máy nén thấp áp nrnd.
2. Vòng quay rô to của máy nén cao áp nrbd.
3. Góc xoay lá hƣớng dòng máy nén thấp áp cnd.
4. Góc xoay lá hƣớng dòng máy nén cao áp cvd.
5. Đƣờng kính miệng phun drx.
(0 6,3)V với sai số không quá 2,5% thang đo của đồng hồ.
6. Độ rung động cơ.
I.2.2. Phương pháp lấy các tham số cần kiểm tra.
7. Áp suất dầu nhờn PM.
I.2.2.1. Phương pháp lấy các tham số cần kiểm tra từ các truyền cảm thông
8. Áp suất dầu nhờn của hộp phụ tùng PMBKA.
qua đầu cắm của thiết bị kiểm tra pnc-99.
9. Áp suất không khí của bộ BBT.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
-5-
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
10. Áp suất không khí ở cửa vào động cơ P 1.
-6-
Bảng 1.3. Các tham số kiểm tra tƣơng ứng với các loại truyền cảm
*
11. Áp suất không khí sau tuốc bin thấp áp P4 hoặc P4 .
Các tham số
Stt
12. Áp suất nhiên liệu buồng đốt chính PTOK.
13. Áp suất không khí ở cửa vào của bộ trao đổi nhiệt (làm mát).
1
Áp suất dầu nhờn
14. Áp suất không khí sau máy nén cao áp P2.
2
Áp suất dầu khí
15. Áp suất không khí ở cửa vào của bộ trao đổi nhiệt Pq1P.
3
Áp suất dầu nhờn BKA
16. Áp suất nhiên liệu ở buồng đốt tăng lực Ptfc.
4
5
cảm dx-11 đƣợc đƣa tới các đồng hồ ip 33-05 (n1,n2) [cnd/1/, cvd/2/, drx/1/].
- Độ rung của vỏ động cơ lấy từ truyền cảm MB-27-1 đo bằng đồng hồ
cảm
PM
icd6tdf-4
Pxufl
icd6tda-1500
PM BKA
icd6tda-1500
Áp suất không khí ở cửa
P1
*
6
icd6tda-1500
Áp suất không khí ở sau
P4* (P4)
icd6tdf-4
Áp suất nhiên liệu buồng
PTOK
dt-60
đốt chính
7
Áp suất của BBT
Pqt6
dt-40
8
Áp suất không khí sau
P2
dt-40
uc-68v [ vibrajiz ].
máy nén cao áp
- Áp suất dầu nhờn, áp suất nhiên liệu và các loại áp suất không khí
9
Áp suất ở cửa ra BBT
Pq17
dt-40
đƣợc lấy từ các truyền cảm icd6t hoặc loại truyền cảm dt đƣợc chỉ thị trên
10
Áp suất nhiên liệu buồng
Ptfc
dt-40
đồng hồ đo bằng Microampe PA1, PA2.
đốt tăng lực
Cần lƣu ý khi thiết bị làm việc với loại truyền cảm nào thì phải đặt
chuyển mạch SA3 ở vị trí tƣơng ứng. Vì chỉ có hai đồng hồ chỉ thị nên các
loại áp suất kiểm tra trên động cơ chỉ kiểm tra đƣợc đồng thời 2 loại cùng một
lúc tức chỉ mắc 2 truyền cảm đồng thời cùng một lúc. Các loại truyền cảm
dùng để lấy tín hiệu kiểm tra phụ thuộc vào các tham số cần kiểm tra (các loại
truyền cảm và các tham số cần kiểm tra ta có thể xem ở bảng 1.3)
Các tín hiệu analog từ các truyền cảm đƣợc đƣa đến các cơ cấu chỉ thị
trên máy bay và các cơ cấu chỉ thị trên thiết bị kiểm tra pnc-99. Trên các chân
cắm của đầu cắm vào thiết bị kiểm tra pnc-99 ta chỉ nhận đƣợc các tín hiệu từ
18.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Ghi chú
tua bin thấp áp
cao áp nrbd lấy từ truyền cảm d3 đƣợc đo bằng đồng hồ ite-2t [nrnd/1/, nrbd/2/].
- Góc xoay lá hƣớng dòng cnd, cvd và đƣờng kính miệng phun drx từ truyền
Loại truyền
vào động cơ
c. Phương pháp đo các tham số của động cơ bằng thiết bị kiểm tra mặt đất pnc-99.
- Vòng quay rô to của máy nén thấp áp nrnd, vòng quay rô to của máy nén
Ký hiệu
d. Đánh giá ưu nhược điểm của phương pháp.
*Ưu điểm:
- Phƣơng pháp đo các tham số của động cơ bằng thiết bị kiểm tra mặt
đất pnc-99 cho ta giá trị thực của tín hiệu, nó tỉ lệ với các tham số cần kiểm
tra từ truyền cảm gắn trên động cơ.
- Tín hiệu thu đƣợc là giá trị tức thời và liên tục trong suốt quá trình đo
nếu xử lý tốt sẽ cho kết quả đo có độ chính xác cao.
* Nhược điểm:
- Tín hiệu đo thu đƣợc từ các truyền cảm là tín hiệu điện ở dạng tƣơng
tự có biên độ nhỏ nếu xử lý không tốt sẽ ảnh hƣởng đến kết quả của phép đo.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
-7-
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- Mối quan hệ hàm số giữa tín hiệu đo thu đƣợc từ các truyền cảm và
các tham số vật lý cần kiểm tra không tuyến tính nên việc xử lý tín hiệu phức
-8-
- 56 tín hiệu ngắt quãng (xem bảng 1-2 ở phụ lục).
Các tham số khác bao gồm:
- Sai số tái hiện các tín hiệu liên tục không vƣợt quá (0,1 3,3)%, sai
tạp.
I.2.2.2. Phương pháp lấy các tham số cần kiểm tra bằng đầu cắm kiểm tra
số ghi thời gian không vƣợt quá 0,35%.
luq-cpa của hệ thống kiểm tra khách quan TECTER.
- Tần số ghi các tham số (1 8) lần trong một giây ở chế độ 256 lần ghi
Trên mỗi máy bay Su-27 có trang bị một hệ thống kiểm tra khách quan
(TECTER) nó có nhiệm vụ ghi lại các tham số và đánh giá tình trạng làm việc
của toàn bộ các thiết bị trên máy bay trong đó có động cơ al-31f tín hiệu cung
trong một giây và (2 16) lần trong một giây ở chế độ 512 lần ghi trong một
giây.
Thời gian ghi các tham số là 3 giờ cuối cùng của chuyến bay ở chế độ
cấp cho TECTER đƣợc lấy từ đầu cắm luq-cpa.
256 lần ghi trong một giây hoặc 1,5 giờ cuối cùng của chuyến bay ở chế độ
a. Một số nét cơ bản về thiết bị kiểm tra khách quan (TECTER).
512 lần ghi trong một giây. Thời gian chuẩn bị cho hệ thống làm việc không
Thiết bị kiểm tra khách quan TECTER-Y3 xeri 3 dùng để thu thập,
biến đổi và ghi vào băng từ các thông tin đặc trƣng cho trạng thái kỹ thuật của
máy bay, vị trí của máy bay trong không gian và thao tác của phi công trong
quá trình bay nhằm phục vụ cho việc điều tra tai nạn bay, cho phi công tự học
tập để nâng cao trình độ của mình cũng nhƣ giáo viên kiểm tra đƣợc việc thực
hiện các bài bay của phi công.
quá 5 phút khi nhiệt độ từ (-200C 600)C. Thời gian sang băng và tái hiện
thông tin trong 3 giờ ghi không quá 30 phút. Điện áp cung cấp (18 33)V và
công suất tiêu hao tính từ đầu ra của khối nguồn không quá 10W.
Các thông tin đặc trƣng về trạng thái kỹ thuật của máy bay sau khi thu
thập sẽ đƣợc ghi trong khối 2Tv và đƣợc bảo vệ trong các điều kiện sau:
+ Chịu đƣợc ngập trong xăng, dầu đốt, các dầu thuỷ lực và dung dịch
a.1. Tính năng kỹ thuật.
Thiết bị kiểm tra khách quan TECTER-Y3 xeri 3 sử dụng trên Su-27
ghi đƣợc các tham số sau:
- 59 tham số liên tục (xem bảng 1-1 phụ lục) bao gồm:
+ 37 tham số tín hiệu thay đổi từ (0 6,3)V.
chất cháy không quá 2 giờ.
+ Chịu ngập trong nƣớc biển không dƣới 36 giờ.
+ Chịu đƣợc tải trọng va đập không nhỏ hơn 1000 lần.
+ Chịu đƣợc nóng ở nhiệt độ 11100C trong vòng 15 phút.
+ Các thông tin ghi trong băng bảo quản trong điều kiện bình thƣờng để
+ 4 tham số đo tần số từ (7 100)Hz hoặc (0,3 3)KHz.
+ 2 tham số kiểm tra điện áp nguồn 27V.
trong nhà kho cho phép trong vòng 60 ngày đêm.
Việc sao chép lại thông tin lên băng từ khác đƣợc tiến hành nhờ thiết bị
+ 2 tham số kiểm tra điện áp nguồn 115V, 400Hz.
“obkor - mp” tốc độ sang băng nhanh gấp 10 lần tốc độ ghi trên máy bay. Giải
+ 2 tham số tín hiệu một chiều điện áp (0 50)mV (dùng để đo nhiệt độ).
mã thông tin ghi đƣợc ở mặt đất đƣợc thực hiện nhờ tổ hợp “topak”, khả năng
+ 5 tham số mã nhị phân.
làm việc của hệ thống đƣợc kiểm tra bằng các mạch tự kiểm tra trong khối
+ 7 tham số dịch vụ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Khối
2Tv
Khâu sƣởi ấm
Khuếch đai
ghi
Bộ ổn áp
Đầu từ
Cơ cấu quay
băng
Khuếch đại tạo
dạng
Đến
đầu
cắm
M.B
Mạch kiểm tra
khối 2Tv
Mạch đọc
ngƣợc
Các cầu chì
F1, F2, F3 tốt
5TV
+12,5v
18-31v
a.3. Nguyên lý biến đổi và ghi các thông tin lên băng từ.
Mạch kiểm
tra các cầu chì
- Đầu cắm kiểm tra “luq-cpa”.
Mạch kiểm
tra pnc
Mạch kiểm
tra pqc
- Các truyền cảm tín hiệu.
Mạch kiểm
tra khối 1TB
- Khối phối hợp bx 1-02.
5 Tv tốt
F1, F2, F3 pd
- Khối đặt các tham số dịch vụ 5tv.
Mạch kiểm
tra bur
- Khối tích lũy và bảo vệ thông tin 2tv.
Ghi
5tv ixpr
- Khối thu nhập thông tin 1tv.
Khối chỉ thị bur
r[gixtrator
Khối tạo tín hiệu
đóng hệ thống
sau:
Mạch điều
khiển bằng tay
Thiết bị kiểm tra khách quan TECTER-Y3 xeri 3 bao gồm các khối
Khối bảo
vệ điện
áp dƣới
480v
a.2. Thành phần.
Khối 5tv
Tới khối
1Tv
số từ (5 2000) Hz.
Khối tạo tham
số dịch vụ
5tv. Thiết bị bảo đảm làm việc tốt trong điều kiện rung xóc tuần hoàn với tần
+27v
chisn
h
- 10 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Lƣới điện khẩn cấp
-9-
17 - 31v
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Nguyên lý làm việc của thiết bị kiểm tra khách quan đƣợc thể hiện trên
Khâu chuyển mạch
xung và tham số
dịch vụ
pqc-2
pnc
đổi mã tần số pqc-1, pqc-2 hoặc mã điện áp pnc. Các tín hiệu chuẩn hoá đối
pqc-1
- Dạng đã đƣợc chuẩn hoá với tín hiệu đầu vào của khối đƣợc đƣa
thẳng vào khâu chuyển mạch tín hiệu tƣơng tự để phân phối đến khâu biến
Mã mạch tự
kiểm tra
ecran
Khối thu nhận mã
nhị phân lƣỡng cực
và của sơ đồ tự
kiểm tra
Bộ khuếch đại
a1 b1 a2 b2
tƣơng tự đƣợc đƣa vào dƣới hai dạng:
Khâu tạo
thời gian
Tới đầu cắm MB
Bộ chuyển mạch ghi trên băng từ (cmn )
Các tín hiệu từ các truyền cảm đều đƣợc đƣa vào khối 1tv, tín hiệu
Khâu đặt
tham số dịch
vụ tự động
sơ đồ chức năng hình 1.5.
Khâu chuyển mạch
bx và sơ đồ tạo
bx ở cửa ra
bx
(nhị phân)
1giây
Xung nhị phân
Khối 1Tv
111tv
Tín hiệu
đóng
nguồn
phải đi qua thiết bị phối hợp trong
Thiết bị
phối hợp trong
hiệu một chiều 27 V; các tín hiệu tỷ lệ với điện trở thay đổi. Các tín hiệu này
Các truyền cảm
tín hiện tƣơng tự
(tín hiệu thay đổi từ (0 50)mV); các tín hiệu xoay chiều 36V, f = 400 Hz; tín
Thiết bị phối
hợp ngoài
biến đổi mã điện áp và tần số nhƣ: các tín hiệu của truyền cảm nhiệt độ T-99
Khâu tạo tín
hiệu
điều khiển
- Dạng tín hiệu chƣa đƣợc chuẩn hoá với tín hiệu đầu vào của khâu
Bộ nguồn
Khâu chuyển mạch tín hiệu tƣơng tự
Từ khối
5TB
17-31v
của truyền cảm mu-616, mp-95, dvi, dxi, dau-72, ixtr2-4, dx-11v...
+12,6v
+6,3v
+6,135v
+5v
-15v
-12,6v
với khối 1tv là các điện áp một chiều thay đổi từ (06,3)V nhƣ: các tín hiệu
Hình 1.1. Sơ đồ khối của thiết bị kiểm tra khách quan.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 11 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 12 -
mã nhị phân 14 bít và đƣợc ghi lên ở 2 địa chỉ. Tín hiệu sau khi biến đổi thành
dạng mã đƣợc đƣa đến bộ chuyển mạch ghi trên băng từ KMH đặt trong khối
Khâu phối hợp đối với các tín hiệu của truyền cảm cặp nhiệt T-99 gồm
1tv.
có bộ biến đổi điện áp một chiều thành xoay chiều, bộ khuếch đại và bộ chỉnh
Bộ chuyển mạch KMH dùng để chuyển mạch tín hiệu đƣa đến bộ
lƣu. Để bù tác động ảnh hƣởng của nhiệt độ bên ngoài ta sử dụng bộ bù nhiệt
khuếch đại ghi trong khối 2tv phù hợp với trình tự và chu kỳ ghi từng tín hiệu.
với các phần tử và từ các điốt.
Trình tự ghi đƣợc tạo bởi bộ tạo tín hiệu điều khiển trong khối 1tv.
Khâu phối hợp với các tín hiệu 36V, 400Hz là bộ chỉnh lƣu 2 nửa chu
Tín hiệu ngắt quãng từ các truyền cảm qua khâu chuyển mạch tín hiệu
kỳ làm bằng các điốt, khi điện áp đầu vào thay đổi từ (0 40)V thì điện áp
ngắt quãng (nhị phân) bx và sơ đồ tạo tín hiệu ngắt quãng của khối 1tv đƣợc
một chiều ra thay đổi từ (0 6,3)V.
đƣa tới khâu khuếch đại ghi trong khối 2tv để đƣa đến đầu từ ghi lại trên băng
Khâu phối hợp đối với tín hiệu 115V, 400 Hz là bộ chia điện áp và bộ
nắn dòng một pha một nửa chu kỳ, khi điện áp xoay chiều ở đầu vào thay đổi
từ (0 125)V thì điện áp một chiều ở đầu ra thay đổi từ (0 6.3)V.
từ.
Máy phát dao động thạch anh với tần số 81.920 KHz bảo đảm sự làm
việc đồng bộ của các khâu và các khối trong thiết bị kiểm tra khách quan.
Khâu phối hợp đối với điện áp một chiều 27V là bộ chia điện áp bằng
Mỗi chu kỳ ghi là một giây, có nghĩa là tất cả các tham số từ các truyền
điện trở, khi điện áp thay đổi từ (0 33)V thì điện áp một chiều ra thay đổi từ
cảm tín hiệu đƣợc ghi trên băng từ ít nhất một lần trong một giây (trừ các
(0 6,3)V.
tham số dịch vụ). Thiết bị kiểm tra khách quan có 2 chế độ ghi là chế độ 256
Khâu phối hợp đối với các truyền cảm dạng điện trở là các mạch trong
bộ chuyển mạch và khuếch đại, các điện trở này đƣợc cung cấp bởi nguồn
điện ổn định 6,3V. Các tín hiệu sau khi qua các thiết bị phối hợp đƣợc chuẩn
hoá biến đổi thành tín hiệu thay đổi từ (0 6,3)V đều đƣợc đƣa đến đầu vào
ứng đƣợc gọi tắt là chế độ “256” và chế độ “512”. Việc chuyển từ chế độ
“256” sang chế độ “512” đƣợc thực hiện tự động khi có tín hiệu báo hỏng,
chế độ “256” (tín hiệu điện áp 27 V). Thời gian chuyển từ chế độ “256” sang
chế độ “512” khoảng (12) giây. Khi tắt chế độ “512” thì thiết bị kiểm tra
của khâu chuyển mạch tín hiệu tƣơng tự.
Khâu chuyển mạch tín hiệu tƣơng tự căn cứ vào quy trình đo các tham
số, sẽ lần lƣợt chuyển đổi tín hiệu của chúng đƣa đến khâu biến đổi mã điện
áp pnc và mã tần số pqc rồi đƣa qua bộ chuyển mạch tích lũy từ KMH.
Khâu biến đổi mã điện áp pnc nằm trong khối 1tv dùng để biến đổi điện
áp một chiều thay đổi từ (0 6,3)V thành mã nhị phân song song 9 bít.
Trong khối 1tv có hai bộ biến đổi mã tần số pqc-1 và pqc-2 dùng để
biến đổi tần số tín hiệu của các truyền cảm tốc độ vòng quay động cơ thành
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
phép đo trong một giây và 512 phép đo trong một giây. Các chế độ này tƣơng
khách quan vẫn còn tiếp tục làm việc ở chế độ này 8 giây nữa, sau đó mới tự
động chuyển sang chế độ “256”. Việc ghi trên băng từ ở chế độ “512” cũng
tƣơng tự nhƣ chế độ “256” chỉ khác là tất cả quá trình đều xảy ra nhanh gấp
hai lần, có nghĩa là một chu trình ghi của thiết bị kiểm tra khách quan ở chế
độ “512” chỉ kéo dài trong vòng 0,5 giây.
Tốc độ quay băng từ ở chế độ “512” tăng lên 2 lần. Ở chế độ “256” mỗi
lần đo chiếm khoảng 4 miligiây (ms), ở mỗi lần đo phải chuyển mạch các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 13 -
- 14 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
truyền cảm đƣa đến đầu vào của các khâu biến đổi mã, sau đó khuếch đại
định bằng giá trị từ ghi trên địa chỉ tƣơng ứng của chúng và ghi theo mã nhị
xung mã để ghi trên băng từ trong khối 2tv. Quá trình kể trên tốn kém 0,5
phân 9 bít.
giây. Vì vậy khi cần đo 4 tín hiệu tần số tỉ lệ với tốc độ vòng quay của 4
Ở các địa chỉ 126 và 127, 128 và 129, 251 và 252, 253 và 254 ghi các
truyền cảm tốc độ vòng quay của động cơ ta phải sử dụng 2 khâu biến đổi mã
mã biến đổi theo tần số qua bộ biến đổi pqc-1 và pqc-2 với giá trị của một từ
tần số pqc khi đó tín hiệu mã của tần số đo cũng đƣợc ghi trên băng từ bít thứ
thông tin tín hiệu là 14 bít .
1 đến bít thứ 8.
Chiều chuyển động băng sang phải
Những tín hiệu nhị phân đƣợc ghi bằng 10 đƣờng. Ngoài các tham số
nhịp ti với tần số 256 Hz lệch với các xung tín hiệu một nửa nhịp (2ms) nhằm
giảm sai số do lệch băng từ gây ra khi tái hiện. Cấu trúc của một chu trình ghi
trên băng từ nhƣ hình 1.2. Giá trị của một từ thông tin tín hiệu đƣợc xác định
bằng các xung mã nằm giữa hai nhịp xung liền nhau. Địa chỉ của tín hiệu ghi
đƣợc tính bằng số thứ tự của xung nhịp tính từ đầu chu trình.
Chúng ta khảo sát một chu trình ghi của thiết bị kiểm tra khách quan. Ở
lần đo thứ nhất (địa chỉ thứ nhất) thiết bị tiến hành kiểm tra điện áp đầu vào
của bộ biến đổi mã điện áp, khi hở mạch tất cả đầu vào của khâu chuyển
mạch (khối 1tv), khi đó điện áp đo đƣợc phải bằng không, mã tín hiệu này
đƣợc đƣa đến sơ đồ kiểm tra độ chính xác của khâu biến đổi mã điện áp và
đƣa đến bộ ghi trên băng từ. Đồng thời với lần đo thứ nhất, bộ chuyển mạch
cùng với các truyền cảm tần số dvbi-1 và dvbi-2 với các cửa vào của pqc-1,
pqc-2. Tín hiệu đánh dấu bắt đầu chu trình inj cũng đƣợc tạo ra trong lần đo
này. Tín hiệu này đƣa đến sơ đồ tự kiểm tra bộ pnc để đƣa chúng về trạng thái
6 5 43 21
13 bx
14 Bít 2
15 Bít 4
16 Bít 6
17 Bít 8
18 ti
19 inj
20 Bít 7
21 Bít 5
22 Bít 3
23 Bít 1
24 Bít 0
ban đầu.
Các mã về thông tin tín hiệu biến đổi theo điện áp qua bộ biến đổi pnc
đƣợc ghi trên các địa chỉ của chúng, giá trị của một từ thông tin tín hiệu xác
Địa chỉ
Địa chỉ
Đƣờng số
inj với tần số là 1Hz, xung này đƣợc ghi trùng với lần đo thứ nhất và xung
61 60 59
Thông
tin
Bít
0
1
Bít
1
2
Bít
3
3
Bít
5
4
Bít
7
5
inj
6
Ti
7
Bít
8
8
Bít
6
9
Bít
4
10
Bít
2
11
bx
12
Đƣờng số
bay và các tham số dịch vụ, trên băng từ còn đƣợc ghi xung bắt đầu chu trình
4 3 2 1 256 255
1 2345 6
59 60 61
254 255 2561 2 3
Chiều chuyển động băng sang trái
Hình 1.2. Cấu trúc một chu trình ghi trên băng từ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 15 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 16 -
Nửa số bít có trọng số thấp (8 bít) đƣợc ghi ở các địa chỉ 126, 128, 251 và 253
đƣợc trên các địa chỉ dành cho các tham số theo nhƣ đã phân bố bằng giá trị
(bít thứ nhất đƣợc ghi trên đƣờng ghi số 1), nửa số bít có trọng số cao (6 bít)
của từ tập hợp các bít xuất hiện trên các đƣờng tín hiệu bít. Vì giá trị ta thu
đƣợc ghi ở các địa chỉ 127, 129, 252 và 254 (bít thứ nhất đƣợc ghi trên đƣờng
đƣợc này là giá trị mã của các tham số nên muốn nhận đƣợc giá trị thực của
ghi số 1).
các tham số cần kiểm tra ta phải đối chiếu với bảng so sánh tƣơng ứng giữa
Ở địa chỉ thứ 255, các bộ biến đổi mã tần số quay về vị trí ban đầu.
giá trị mã và giá trị thực của từng tham số, bảng so sánh đó ta gọi là bảng dữ
b. Các tín hiệu thu được từ đầu cắm kiểm tra luq-cpa để kiểm tra tham số làm
liệu chuẩn, hay gọi là bảng đồ thị chuẩn. Bảng dữ liệu chuẩn của các tham số
việc của động cơ al-31f.
kiểm tra động cơ, xem bảng 1.3 ở phụ lục.
Đầu cắm luq-cpa có 50 chân cắm để lấy ra và xử lý thông tin ở đây ta
chỉ quan tâm đến các chân cắm mang thông tin tham số liên tục và tín hiệu
ngắt quãng cùng với xung bắt đầu chu trình inj và xung nhịp Ti đƣa ra từ khối
1tv. Các chân này xem trên bảng 1.4.
Bảng 1.4. Các chân cắm mang thông tin của đầu cắm luq-cpa
1
Chân
số
15
2
16
Bít 1
3
17
Bít 2
4
18
Bít 3
5
19
Bít 4
6
20
Bít 5
7
21
Bít 6
8
22
Bít 7
Stt
Thông
tin mang
Bít 0
Ý nghĩa
9 bít, tín hiệu song song để ghi giá trị
mã thông tin tham số liên tục.
9
23
Bít 8
10
24
bx
Xung lệnh đơn
11
25
inj
Xung đánh dấu bắt đầu chu trình f =1Hz
12
26
ti
Xung nhịp f = 256Hz, biểu thị 256 địa chỉ
Chân Bít
15 Bít 0
16 Bít 1
17 Bít 2
18 Bít 3
19 Bít 4
20 Bít 5
21 Bít 6
22 Bít 7
23 Bít 8
24 bx
25 inj
26 ti
12 3 4 5 6
59 60 61
255 256 1 2 3 4
Địa chỉ
Hình 1.3. Sơ đồ tín hiệu lấy ra một chu kỳ
Sơ đồ tín hiệu lấy ra một chu kỳ, thể hiện 256 địa chỉ của các tín hiệu
thông tin tham số bay dạng mã (code) trên hình 1.3. Giá trị các tham số ta thu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 17 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 17 CHƯƠNG II
XÂY DỰNG MÔ HÌNH GHÉP NỐI MÁY TÍNH VỚI ĐẦU CẮM
LUQ-CPA TRÊN MÁY BAY
Qua nghiên cứu, phân tích các tham số làm việc của động cơ al-31f khi
mở máy ở mặt đất và các phƣơng pháp thu thập tín hiệu mang thông tin về
tham số làm việc của động cơ ở chƣơng 1 ta thấy:
- Phƣơng pháp lấy tín hiệu analog từ các chân cắm của các truyền cảm
đƣa đến đầu cắm của thiết bị kiểm tra pnc-99 gây khó khăn cho ta trong việc
lấy tín hiệu đo. Muốn lấy đƣợc tín hiệu phải trích các chân cắm do không có
đầu cắm sẵn có trên máy bay, điều này dẫn đến một số tín hiệu nhỏ nhƣ nhiệt
độ, áp suất.v.v... có thể bị tổn hao gây ảnh hƣởng đến các tham số của động
cơ khi đƣa lên các đồng hồ chỉ thị trên máy bay.
- Phƣơng pháp lấy tín hiệu từ đầu cắm kiểm tra luq-cpa là một biện
pháp thuận lợi nhất vì nó là một đầu cắm đã đƣợc thiết kế sẵn để nối với các
thiết bị kiểm tra ở mặt đất. Tuy nhiên với phƣơng pháp này cần phải thiết kế
đƣợc khối ghép nối trung gian giữa đầu cắm luq-cpa và máy tính.
Từ những nhận xét trên tôi chọn phƣơng án lấy tín hiệu từ đầu cắm
kiểm tra luq-cpa để kiểm tra và hiển thị các tham số động cơ al-31f khi làm
việc ở mặt đất.
II.1. ĐẠI CƢƠNG VỀ KỸ THUẬT GHÉP NỐI MÁY TÍNH.
Tất cả các máy tính nói chung đều có cấu trúc gồm có các phần tử cơ
bản là bộ xử lý trung tâm (CPU), bộ nhớ (M) và các cửa vào ra (I/O) hình 2.1.
Bộ xử lý trung tâm hay vi xử lý (VXL) của máy tính thực hiện chuỗi
các lệnh của chƣơng trình đã ghi trong bộ nhớ. Các cửa vào ra còn gọi là các
khối ghép nối giữa thiết bị ngoại vi và vi xử lý nó làm nhiệm vụ trao đổi
thông tin giữa vi xử lý và môi trƣờng bên ngoài (các thiết bị ngoại vi (TBN)
và ngƣời điều hành).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 18 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 19 -
II.1.1.1. Yêu cầu trao đổi tin với người điều hành.
Nhớ
ROM
Để trao đổi thông tin với máy tính ngƣời điều hành (ngƣời sử dụng) cần
Nhớ
RAM
đƣa lệnh (dƣới dạng chữ) và số liệu (dƣới dạng số) vào máy tính thao tác này
gọi là thao tác nhập dữ liệu. Thao tác nhập dữ liệu thƣờng đƣợc thực hiện qua
bàn phím hoặc qua một số thiết bị ngoại vi khác. Đối với thao tác nhập dữ
VXL
liệu từ bàn phím khi ngƣời điều hành thao tác gõ vào các phím thì các mã
cotroller
KGN
Nhớ
ngoại vi
truyền vào bộ nhớ của máy tính đồng thời hiển thị lên màn hình các ký thự
KGN
Song song
Nối tiếp
tƣơng ứng với các phím đã đã bấm. Khi muốn quan sát chƣơng trình hay số
KGN 2
KGN
Máy
in
KGN 1
KGN
Bàn phím
Màn hình
tƣơng ứng với chúng (thƣờng dạng mã ASCII quốc tế) đƣợc tạo ra và đƣợc
liệu đã ghi nhớ trong bộ nhớ ngƣời điều hành chỉ cần gửi yêu cầu bằng cách
nhập các lệnh từ bàn phím, máy tính sẽ tự động xuất kết quả ra màn hình.
Máy in
Song song
Nhơ ngoại
vi điện tử
quang
KGN nối
tiếp song
song
Các khối điện
Tử chức năng
Trong thực tế một máy tính có thể nối với nhiều thiết bị đầu cuối
(Terminal), bộ phận nhập lệnh điều khiển bao gồm một bàn phím và một màn
Ngƣời điều hành
hình, đƣợc đặt ở những vị trí thuận tiện để một hay nhiều ngƣời điều hành trao
TBN thông dụng
đổi thông tin với máy tính với các mục đích khác nhau (bán hàng, mua hàng,
MT khác
Hình 2.1. Cấu trúc hệ trao đổi tin giữa MVT và TBN
II.1.1. Yêu cầu trao đổi thông tin của máy tính với môi trường bên ngoài.
Máy tính có yêu cầu trao đổi thông tin (đƣa thông tin ra, nhận thông tin
vào) với môi trƣờng bên ngoài, các dạng trao đổi thông tin này bao gồm:
- Trao đổi thông tin với ngƣời điều hành thông qua thiết bị ngoại vi
thông dụng nhƣ là bàn phím, màn hình.
- Trao đổi thông tin với các thiết bị ngoại vi thông dụng nhƣ: máy đọc
băng (từ giấy), các bộ nhớ ngoại vi (băng từ, đĩa từ), máy in, v.v...
- Trao đổi thông tin với các thiết bị ngoại vi khác trong các hệ đo điều
khiển vật lý và kỹ thuật.
- Trao đổi thông tin với các máy tính trong mạng nhiều máy tính.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
thu tiền, trao đổi thƣ từ và điều khiển công nghiệp ,v.v...).
II.1.1.2. Yêu cầu trao đổi thông tin với thiết bị ngoại vi thông dụng.
Các thiết bị ngoại vi thông dụng là các thiết bị tối thiểu thƣờng dùng
cho một hệ máy tính dùng để đƣa thông tin vào và ra chúng bao gồm.
a. Các thiết bị đầu vào.
- Máy đọc băng giấy: máy đọc tin đã lƣu trữ trên băng giấy bị đục lỗ.
- Máy quét (Scanner) quang học: máy đọc tài liệu in theo phƣơng pháp
quét bằng một chùm sáng.
- Chuột (Mouse), bàn phím (Key board): ngƣời điều hành sử dụng bàn
phím (chuột) chọn thực đơn (danh sách chƣơng trình) hoặc nhập lệnh để gửi
các yêu cầu.
b. Các thiết bị ngoại vi đầu ra.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 20 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- Máy in chữ, số (đen trắng hoặc mầu) in chƣơng trình (dạng chữ) và
số liệu (dạng số) trên băng giấy.
- 21 -
Một máy tính trong mạng cần trao đổi tin với nhiều ngƣời sử dụng
mạng, với nhiều máy tính khác, với nhiều thiết bị ngoại vi, nhƣ các thiết bị
- Máy đục băng giấy: biểu diễn và lƣu trữ thông tin (chữ và số) trên
băng giấy dƣới dạng các lỗ (cho tín hiệu 1) và không (cho tín hiệu 0).
c. Các bộ nhớ ngoại vi:
đầu cuối, các bộ nhớ ngoại vi, các thiết bị lƣu trữ và biểu diễn thông tin.
II.1.2. Các dạng thông tin và loại thông tin trao đổi giữa máy tính và thiết
bị ngoại vi.
Các bộ nhớ ngoại vi để lƣu trữ, máy tính có thể đƣa thông tin để lƣu
trữ và lấy thông tin ra khi đọc.
II.1.2.1. Các dạng thông tin.
Máy tính trao đổi (nhận thông tin vào và đƣa thông tin ra) thông tin
II.1.1. 3. Yêu cầu trao đổi thông tin với thiết bị ngoại vi khác.
Tuỳ hệ sử dụng máy tính mà ngoài các thiết bị thông dụng trên máy
dƣới dạng số và các mức lôgic 0 và 1 (mức TTL 0V và 5V). Thiết bị ngoại vi
trao đổi thông tin với với máy tính dƣới nhiều dạng khác nhau nhƣ dạng số,
tính còn cần trao đổi tin với các thiết bị ngoại vi chuyên dụng khác, ở chế độ
dạng chữ - số, dạng tƣơng tự, dạng âm tần hình sin tuần hoàn.
trên đƣờng dây ONLINE (nối mạch trực tuyến).
a. Dạng số (digital).
Trong hệ đo vật lý máy tính cần nhận các tín hiệu vật lý (nhiệt độ, áp
Là chuỗi các bít 0 hay 1 đƣợc biến đổi theo hệ nhị phân (binary), hệ
suất, lực, dòng điện,v.v...) dƣới dạng tín hiệu điện đã đƣợc mã hoá do các bộ
tám (octal), hệ 16 (hexadecimal), đó là thông tin của bàn phím đơn giản (đóng
phát điện (detector), cảm biến (sensor), bộ chuyển đổi (tranducer) cung cấp.
ngắt mạch mắc nối tiếp một nguồn điện 5V qua một điện trở cỡ 1 k). Thông
Hơn nữa máy tính còn nhận các tín hiệu về trạng thái sẵn sàng hay chƣa sẵn
tin này có thể đƣa thẳng vào đƣờng dây số liệu (D0 D7) của máy tính qua
sàng của các thiết bị đo.
một thanh ghi đệm. Ngƣợc lại thông tin dạng số từ vi xử lý cũng đƣợc đƣa
Trong hệ đo lƣờng - điều khiển máy tính cần nhận thông tin về số liệu
qua đƣờng dây số liệu (D0 - D7) của máy tính ra các đèn chỉ thị mắc bằng điốt
đo, về trạng thái thiết bị đo. Đƣa thông tin về sự chấp nhận tao đổi thông tin
phát quang (LED) hay chỉ thị 7 đoạn (qua giải mã 2 7 đoạn).
với thiết bị ngoại vi, về lệnh điều khiển các cơ cấu chấp hành (các động cơ
b. Dạng chữ - số mã ASCII
servo, các van đóng, mở, các thiết bị đóng ngắt mạch điện,v.v...) và về các
thông số kỹ thuật thiết bị.
Có nhiều cách biểu diễn trên dạng chữ (A - Z) và các chữ số (0 9)
trong đó mã điện thoại quốc tế ASCII là thông dụng. Mỗi chữ cái hoặc con số
Trong các hệ lƣu trữ và biểu diễn thông tin, máy tính cần đƣa thông tin
đƣợc biểu diễn bởi tổ hợp 7 hay 8 bít nhị phân (0 hay 1). Nhƣ vậy bàn phím
ra để lƣu trữ trên băng từ, đĩa từ, băng giấy và đĩa compac (CD-ROM), biểu
phải có bộ tạo các mã ASCII trên, khi ngƣời điều hành bấm phím nào đó của
diễn kết quả đo dƣới dạng bảng số liệu, dạng đồ thị trên giấy của máy vẽ
bàn phím, máy tính sẽ mã hoá phím tƣơng ứng sang dạng mã ASCII và khi
(plotter) hay trên màn hình của thiết bị đầu cuối (terminal).
xuất dữ liệu ra màn hình máy tính sẽ mã hoá mã ASCII của phím thành dạng
II.1.1.4. Yêu cầu trao đổi thông tin trong mạng máy tính.
ký tự chữ hay số ứng với phím đƣợc chọn.
c. Dạng thông tin (analog)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 22 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Các thông tin vật lý nhận đƣợc thƣờng dƣới dạng một tín hiệu điện, có
- 23 -
II.1.3.1. Vai trò.
thể là một điện thế u hoặc dòng điện i biến thiên và tồn tại trong một khoảng
Khối ghép nối nằm giữa máy tính và thiết bị ngoại vi (xem hình 2.2) nó
thời gian t nào đó (gọi là tín hiệu tƣơng tự). Để máy tính có thể nhận biết
đóng vai trò biến đổi và trung chuyển thông tin (nhận và truyền) giữa chúng.
đƣợc tín hiệu tƣơng tự này ta phải biến đổi nó thành dạng số (0 hay 1) tức làm
Khi đƣa thông tin từ máy tính ra thiết bị ngoại vi khối ghép nối đóng vai trò
rời rạc hoá theo thời gian và lƣợng tử hoá theo biên độ (biến đổi A/D). Ngƣợc
nhận thông tin từ máy tính và truyền thông tin cho thiết bị ngoại vi. Khi đƣa
lại, để đƣa tín hiệu điều khiển hoặc đo lƣờng dạng số từ máy tính ra thiết bị
thông tin từ thiết bị ngoại vi vào máy tính khối ghép nối đóng vai trò nhận
ngoại làm việc với tín hiệu tƣơng tự ta phải biến đổi các thông tin dạng số
thông tin từ thiết bị ngoại vi và truyền thông tin cho máy tính. Nhƣ vậy trong
thành tƣơng tự (biến đổi D/A).
cả hai trƣờng hợp, khối ghép nối đóng vai trò trung chuyển thông tin, vừa
d. Dạng âm tần hình sin
nhận (thụ động) vừa phát (chủ động).
Tiếng nói của con ngƣời cũng có thể đƣợc máy tính nhận và truyền đi.
Muốn vậy phải có quá trình biến đổi từ dạng âm tần hình sin sang dạng số và
Nguồn phát
Nguồn
nhận
Nguồn
phát
Nguồn
phát
Nguồn
nhận
Nguồn nhận
ngƣợc lại từ dạng số sang dạng âm tần.
MVT
II.1.2.2. Các loại thông tin.
a. Các thông tin đưa ra thiết bị ngoại vi.
TBN
Nguồn nhận
Nguồn phát
- Thông tin về địa chỉ: đó là thông tin của địa chỉ thiết bị ngoại vi hay
Ghép nối
Ghép nối
đƣờng dây đƣờng dây
MT
TBN
chính xác hơn là địa chỉ thanh ghi đệm của khối ghép nối (KGN) đại diện cho
thiết bị ngoại vi.
Hình 2.2. Vị trí và vai trò của KGN
- Thông tin về lệnh điều khiển: Đó là các tín hiệu để điều khiển khối
ghép nối hay thiết bị ngoại vi nhƣ đóng, mở thiết bị, đọc hoặc ghi một thanh
ghi, cho phép hay trả lời yêu cầu hành động.v.v...
II.1.3.2. Nhiệm vụ.
Khối ghép nối làm nhiệm vụ phối hợp trao đổi thông tin giữa máy tính
- Thông tin về số liệu: Đó là các số liệu cần đƣa ra cho thiết bị ngoại vi.
b. Các thông tin nhận từ thiết bị ngoại vi.
và thiết bị ngoại vi về mức và công suất của tín hiệu, về dạng thông tin và
phƣơng thức trao đổi thông tin.
- Thông tin về trạng thái của thiết bị ngoại vi: Đó là các thông tin về sự
sẵn sàng hay yêu cầu trao đổi thông tin, thông tin về trạng thái sai (lỗi) của
a. Phối hợp về mức và công suất tín hiệu.
- Mức tín hiệu của máy tính thƣờng là mức TTL (0V, 5V) trong khi
thiết bị ngoại vi có thể có mức min, ví dụ mức điện thoại ( 15V, 48V). Do
thiết bị ngoại vi.
- Thông tin về số liệu: đó là các số liệu cần đƣa vào máy tính.
đó, khối ghép nối phải biến đổi các mức trên cho phù hợp.
II.1.3. Vai trò, nhiệm vụ và chức năng của khối ghép nối.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 24 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 25 -
- Công suất của đƣờng dây máy tính thƣờng rất nhỏ (cỡ chục mW)
+ Máy tính đọc trả lời sẵn sàng trao đổi hay trạng thái sẵn sàng của
trong khi cần công suất lớn hơn cho thiết bị ngoại vi. Do đó, khối ghép nối
thiết bị ngoại vi. Nếu có trạng thái sẵn sàng mới trao đổi thông tin, nếu không
phải biến đổi công suất cho phù hợp (khuếch đại công suất).
thì chờ và đọc lại trạng thái.
Để thực hiện đƣợc chức năng trao đổi thông tin giữa thiết bị ngoại vi và
+ Máy tính trao đổi thông tin khi đọc thấy trạng thái sẵn sàng.
máy tính ngƣời ta thƣờng dùng vi mạch 3 trạng thái để đƣa thông tin ra, nhận
Nếu việc trao đổi thông tin do thiết bị ngoại vi khởi xƣớng (hay yêu
thông tin vào và trở kháng cao khi không có trao đổi thông tin để cô lập thiết
cầu) để giảm thời gian chờ đợi trạng thái sẵn sàng của thiết bị ngoại vi, máy
bị ngoại vi với máy tính và bảo vệ máy tính.
tính có thể khởi động thiết bị ngoại vi rồi thực hiện nhiệm vụ khác. Việc trao
b. Phối hợp về dạng thông tin.
đổi tin diễn ra nhƣ sau:
- Trao đổi của máy tính luôn luôn là song song có thể truyền theo 8 bít,
+ Khi thiết bị ngoại vi đƣa yêu cầu trao đổi thông tin vào bộ phận xử lý
của khối ghép nối, bộ phận xử lý sẽ đƣa yêu cầu ngắt để ngắt chƣơng trình
16 bít, 32 bít, 64 bít.
- Thông tin của thiết bị ngoại vi có thể là song song hoặc nối tiếp, khi
cho máy tính.
trao đổi song song là 8 bít và 16 bít.
+ Nếu có nhiều thiết bị ngoại vi đƣa yêu cầu đồng thời, khối ghép nối
c. Phối hợp về tốc độ trao đổi thông tin.
sắp xếp theo ƣu tiên định sẵn, rồi đƣa yêu cầu trao đổi thông tin cho máy vi
- Máy tính thƣờng hoạt động với tốc độ cao (xung nhịp trên 100 MHz)
trong khi thiết bị ngoại vi thƣờng hoạt động chậm hơn. Do đó, khối ghép nối
nhận thông tin nhanh từ máy tính rồi truyền cho thiết bị ngoại vi theo nhịp
chậm của chúng để giải phóng máy tính làm nhiệm vụ khác (phục vụ thiết bị
ngoại vi khác hay chạy chƣơng trình xử lý thông tin). Khi nhận thông tin cũng
vậy, khối ghép nối nhận thông tin chậm theo nhịp của thiết bị ngoại vi, chờ
máy tính đọc nhanh vào bộ nhớ.
tính.
+ Máy tính nhận yêu cầu chuẩn bị trao đổi và đƣa tín hiệu xác nhận sẵn
sàng trao đổi.
+ Khối ghép nối nhận và truyền tín hiệu xác nhận cho thiết bị ngoại vi.
+ Thiết bị ngoại vi trao đổi thông tin với khối ghép nối và khối ghép
nối trao đổi thông tin với máy tính (nếu đƣa thông tin vào).
+ Máy tính trao đổi thông tin với khối ghép nối và khối ghép nối trao
d. Phối hợp về phương thức trao đổi thông tin.
đổi thông tin với thiết bị ngoại vi (nếu đƣa thông tin ra).
Để đảm bảo trao đổi thông tin một cách tin cậy giữa máy tính và thiết
bị ngoại vi cần có khối ghép nối và cách trao đổi thông tin diễn ra theo trình
II.1.3.3. Chức năng.
Tùy theo sự trao đổi thông tin giữa máy tính và thiết bị ngoại vi (đƣa
tự nhất định. Nếu việc trao đổi thông tin do máy tính khởi xƣớng tức máy tính
vào, đƣa ra). Khối ghép nối có thể có một hoặc nhiều các chức năng sau:
chủ động đƣa thông tin ra hay đọc thông tin vào thì quá trình nhƣ sau:
a. Chức năng nhận tín hiệu (listener)
+ Máy tính đƣa lệnh điều khiển để khởi động thiết bị ngoại vi hay khởi
động khối ghép nối.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- Nhận thông báo địa chỉ từ máy tính.
- Nhận thông báo về trạng thái từ thiết bị ngoại vi.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 26 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- Nhận lệnh điều khiển từ máy tính.
- 27 -
II.1.4. Đặc trưng chung của khối ghép nối.
- Nhận số liệu từ máy tính.
Khối ghép nối có cấu trúc hoạt động riêng rẽ cho từng loại máy tính và
b. Chức năng nguồn tín hiệu (talker).
thiết bị ngoại vi ghép nối với nhau, nhƣng cũng có các đặc trƣng chung mà
- Phát địa chỉ cho khối chức năng của thiết bị ngoại vi.
khi nghiên cứu, chế tạo cần phải quan tâm đó là các đặc trƣng và cấu trúc
- Phát lệnh cho thiết bị ngoại vi.
đƣờng dây, tên các đƣờng dây, phƣơng truyền và phƣơng pháp truyền số liệu.
- Phát yêu cầu hay trạng thái của thiết bị ngoại vi cho máy tính.
II.1.4.1. Cấu trúc đường dây của khối ghép nối với máy tính.
- Phát số hiệu cho thiết bị ngoại vi hay cho máy tính.
c. Chức năng điều khiển (controller).
Có 3 loại cấu trúc đƣờng dây liên hệ giữa máy tính và thiết bị ngoại vi
xem hình 2.3. a. Cấu trúc rễ (hay nhánh).
Nếu khối ghép nối là chung cho nhiều thiết bị ngoại vi nó sẽ đóng vai
Máy tính có các đƣờng dây riêng rẽ cho từng khối ghép nối hay từng
trò của khối điều khiển, có đồng thời cả hai nhiệm vụ nguồn nhận và nguồn
thiết bị ngoại vi. Cấu trúc này có lợi là liên hệ trực tiếp và riêng rẽ với từng
phát lệnh ở trên cụ thể là:
thiết bị ngoại vi, nhƣng không kinh tế vì tốn đƣờng dây, hình 2.3a.
- Phát địa chỉ cho từng khối chức năng của thiết bị ngoại vi.
- Truyền lệnh cho từng khối chức năng hoặc nhiều khối.
b. Cấu trúc mắt xích.
Máy tính mắc nối tiếp với các khối ghép nối của từng thiết bị ngoại vi
- Nhận lệnh từ một khối điều khiển khác.
theo vòng tròn kín. Cấu trúc này có ƣu điểm là tiết kiệm đƣờng dây nhƣng có
- Nhận yêu cầu trao đổi thông tin ở các khối chức năng, sắp xếp ƣu
nhƣợc điểm là khi có một sai hỏng ở một khối ghép nối nào đó, tất cả hệ khối
tiên, rồi đƣa yêu cầu vào máy tính.
ghép nối không hoạt động, hình 2.3b.
- Phát nhịp thời gian cho các hành động khác nhau của các khối chức năng.
d. Chức năng phụ khác.
c. Cấu trúc đường dây chung (hay song song)
Máy tính có một đƣờng dây chung cho vi xử lý, khối nhớ, các cửa vào-
Ngoài các chức năng trên, khối ghép nối còn có các chức năng phụ
khác nhƣ:
ra hay các khối ghép nối của các thiết bị ngoại vi. Cấu trúc này tuy tốn kém
nhƣng thông dụng vì dễ dàng ghép nối với thiết bị ngoại vi, khi có sai hỏng ở
- Yêu cầu phục vụ (Cervice Request - SR): yêu cầu máy tính trao đổi tin.
một khối ghép nối nào đó các khối ghép nối vẫn hoạt động, hình 2.3c.
- Chức năng điều khiển từ xa hay cục bộ (Remote - Local): cho phép
II.1.4.2. Tên đường dây tín hiệu.
chuyển điều khiển thiết bị từ cơ cấu điều khiển bên trong (ở mặt trƣớc của
thiết bị) sang điều khiển từ xa.
Bất kỳ khối ghép nối nào cũng nối với máy tính và thiết bị ngoại vi
theo các nhóm sau:
- Xoá thiết bị (Clear - Device): xác lập trạng thái ban đầu của thiết bị.
- Khởi phát thiết bị (Device Trigger - DT): khởi động thiết bị để thực
a. Nhóm đường dây địa chỉ.
Nhóm này gồm:
hiện các hành động trong từng nhóm hay thừng thiết bị riêng rẽ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 28 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- Các đƣờng dây địa chỉ (A0 An): Các tín hiệu địa chỉ này đƣợc giải
mã trong các khối ghép nối để chọn thiết bị ngoại vi cần liên lạc với máy tính
- 29 -
hay chi tiết hơn là chọn các thanh ghi đệm của khối ghép nối của thiết
bị ngoại vi cần trao đổi thông tin.
- Đƣờng dây lệnh ghi địa chỉ: dùng để ghi địa chỉ từ đƣờng dây địa chỉ
(A0 An) vào khối ghép nối.
MVT
b. Nhóm đường dây lệnh.
Nhóm đƣa lệnh cho khối ghép nối gồm:
KGN1
KGN2
TBN1
KGN3
TBN2
- Đƣờng dây đọc, đƣờng dây viết để truyền lệnh đọc (RD) hay viết
(WR) cho khối ghép nối.
TBN3
- Đƣờng dây hội thoại tổ chức phối hợp hành động giữa máy tính và
a,
khối ghép nối, đảm bảo sự hoạt động nhịp nhàng, tin cậy giữa chúng nhƣ:
+ Hỏi, trả lời.
MT
KGN1
KGN3
KGN2
+ Yêu cầu (từ khối ghép nối vào máy tính) và chấp nhận yêu cầu (từ
máy tính ra khối ghép nối). Ví dụ: Yêu cầu ngắt INTR và chấp nhận ngắt
TBN1
TBN2
TBN3
INTA.
- Đƣờng dây lệnh điều khiển khối ghép nối (hay thiết bị ngoại vi) nhƣ:
b,
VXL
Nhớ
ROM
+ Đóng mạch, mở mạch thiết bị ngoại vi.
Nhớ
RAM
+ Bắt đầu, kết thúc quá trình trao đổi thông tin.
+ Xoá các thanh ghi của khối ghép nối.
+ Thông báo có sai số hoặc tin cậy trao đổi thông tin.
c. Nhóm đường dây tín hiệu nhịp thời gian.
KGN1
TBN1
KGN2
TBN2
KGN3
Đƣờng dây này để đồng bộ trao đổi giữa máy tính với khối ghép nối
hoặc giữa khối ghép nối và thiết bị ngoại vi. Ví dụ đƣờng dây nhịp CLK từ
TBN3
máy tính.
c,
d. Nhóm đường dây điện áp nguồn.
Hình 2.3. Các cấu trúc đƣờng dây liên hệ của MVT và KGN
- Cấu trúc rễ ( a )
- Cấu trúc mắt xích ( b )
- Cấu trúc song song ( c )
Tuỳ yêu cầu, có thể từ máy tính đƣa ra các mức điện áp nguồn khác
nhau nhƣ (đất, 5v, 12v, 15v, 24v... ).
Chú ý:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 30 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
+ Các đƣờng dây lệnh cho thiết bị ngoại vi có thể đƣa trực tiếp vào
khối ghép nối hoặc đƣa gián tiếp vào khối ghép nối qua đƣờng dây số liệu (D0
- 31 -
lại, từ nối tiếp sang song song cho các thiết bị có dạng trao đổi thông tin song
song nhƣ máy tính, thiết bị trao đổi thông tin dạng song song.
Dn).
+ Lệnh địa chỉ có khi đƣa chung trên cùng đƣờng dây số liệu nhƣng ở
hai nhịp thời gian khác nhau, với tín hiệu điều khiển khác nhau.
MVT
KGN
TBN
a
+ Tín hiệu xác nhận có thể truyền theo một đƣờng dây riêng hoặc trên
cùng một đƣờng dây, công dụng nhiều chức năng nhƣ: tín hiệu 0- xác nhận,
KGN
tín hiệu 1- truyền lệnh.
+ Có thể rút gọn số đƣờng dây truyền riêng rẽ bằng dùng mạch dồn
b
kênh (multiplexer) ở nơi phát tin và phân kênh (demultiplexer) ở nơi nhận tin.
II.1.4.3. Các dạng truyền số liệu.
TBN
Song song
Nối tiếp
MVT
MVT1
Khi truyền số liệu giữa máy tính với thiết bị ngoại vi thông qua khối
ghép nối có hai thông số quan trọng là dạng truyền và nhịp truyền.
KGN
KGN
Song song
Nối tiếp
Nối tiếp
Song song
MVT2
c
Hình 2.4. Các dạng truyền số liệu
a. Truyền song song (ở khoảng cách gần)
b. Truền nối tiếp (ở khoảng cách gần) cho TBN nối tiếp.
c. Truyền song song-nối tiếp, nối tiếp- song song (ở khoảng
cách xa) MVT hoặc TBN song song
a. Dạng truyền.
Thông tin có thể truyền theo dạng song song-nối tiếp hoặc nối tiếpsong song, hình 2.4.
- Dạng song song: Các bít của một byte thông tin truyền đồng thời trên
nhiều đƣờng dây. Ƣu điểm của dạng truyền này nhanh đồng thời cho nhiều
bít, nhƣng tốn nhiều đƣờng dây nối, nên chỉ dùng khi trao đổi ở khoảng cách
b. Nhịp truyền
Thông tin truyền đi đƣợc trao đổi theo một nhịp thời gian nào đó, do đó
có thể truyền đồng bộ (Synchrone) và không đồng bộ (asynchrone).
gần.
- Dạng nối tiếp: Các bít của một byte thông tin truyền nối tiếp nhau trên
- Đồng bộ: Quá trình truyền và nhận xẩy ra gần nhƣ đồng thời (có sự
một đƣờng dây duy nhất. Tốc độ truyền (đơn vị baud = bít/set hay 1bps) đặc
trễ do vận tốc truyền trên đƣờng dây) theo từng bít hay nhóm bít do một máy
trƣng cho độ nhanh của trao đổi thông tin nối tiếp. Dạng trao đổi này áp dụng
phát xung nhịp tạo ra, trong một khung thông tin có các bít đánh dấu đầu và
khi trao đổi tin đi xa để tiết kiệm đƣợc dây dẫn.
cuối đoạn tin. Phƣơng pháp này có đặc điểm sau:
- Dạng song song-nối tiếp: Muốn trao đổi thông tin từ dạng song song
sang nối tiếp, phải biến đổi thông tin từ dạng song song ra nối tiếp và ngƣợc
+ Qúa trình truyền tin nhanh vì phát và nhận hầu nhƣ tức thời.
+ Không tin cậy, dễ mất thông tin.
+ Luôn đòi hỏi nguồn phát và nguồn nhận sẵn sàng trao đổi thông tin.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 32 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- Không đồng bộ: Việc phát và nhận xẩy ra không đồng thời, không
cùng một nhịp do hai máy phát nhịp thời gian khác nhau điều khiển, dạng
- 33 -
vi cùng yêu cầu) gửi yêu cầu vào máy tính và xác nhận trao đổi tin từ máy
tính.
thông tin phát ra và thu không giống nhau vì có xen các bít Start và Stop đánh
- Ghi nhận, biến đổi dạng tin, phát tin cho thiết bị nhận.
dấu đầu và cuối một byte thông tin. Quá trình phát và nhận diễn ra theo trình
- Nhận và phát tín hiệu nhịp thời gian trao đổi tin cho khối ghép nối và
tự sau:
thiết bị ngoại vi.
+ Nguồn phát hoặc nguồn nhận đƣa tín hiệu yêu cầu trao đổi thông tin
(hay sẵn sàng trao đổi thông tin).
II.1.5.2. Sơ đồ khối.
a. Khối phối hợp đường dây máy tính.
+ Nguồn nhận hoặc nguồn phát đƣa tín hiệu xác nhận (chấp nhận yêu cầu).
+ Nguồn phát đƣa thông tin vào đƣờng dây số liệu để ghi vào thanh ghi
số liệu đệm của khối ghép nối.
Khối này có nhiệm vụ:
- Phối hợp mức (TTL-NIM, TTL-mức điện báo), và công suất tín hiệu
với đƣờng dây chung song song của máy tính, thƣờng dùng vi mạch chuyển
+ Nguồn nhận, nhận số liệu từ khối ghép nối.
mức, vi mạch công suất.
Đặc điểm của phép truyền tin này là:
- Cô lập đƣờng dây máy tính, với số thiết bị ngoại vi khi không có trao
- Tin cậy vì thông tin đƣợc truyền theo phƣơng thức hỏi - đáp hay bắt
tay-Shake hand, hoặc hội thoại.
đổi tin.
- Điều khiển đƣa thông tin ra và lấy thông tin vào đƣờng dây máy tính.
+ Quá trình chậm, tốn thiết bị vì có cơ chế hỏi đáp và bộ đệm số liệu.
Các nhiệm vụ trên đƣợc thực hiện nhờ vi mạch 3 trạng thái (đƣa tín
II.1.5. Cấu trúc chung của một khối ghép nối.
hiệu ra, đƣa tín hiệu vào, trở kháng cao cô lập đƣờng dây tức không trao đổi).
II.1.5.1. Nhiệm vụ của các khối ghép nối.
b. Khối giải mã địa chỉ.
Khối ghép nối có nhiệm vụ chung là nhận và chuyển thông tin giữa
Mỗi thanh ghi đệm (điều khiển, trạng thái, số liệu đọc, số liệu ra) của
máy tính và thiết bị ngoại vi. Nhƣng cụ thể có những nhiệm vụ nhỏ khác nhau
khối ghép nối đƣợc chọn để ghi và đọc tin nhờ các lệnh đọc, ghi từ khối giải
của các khối nhỏ trong sơ đồ khối. Những nhiệm vụ và các khối tƣơng ứng là:
mã địa chỉ- lệnh. Khối giải mã này là những vi mạch giải mã hay tổ hợp các
- Ghép nối và biến đổi thông tin giữa đƣờng dây máy tính và khối ghép
cổng lôgic. Nó nhận các tín hịêu địa chỉ của khối ghép nối ở đƣờng dây địa
nối và khối ghép nối với thiết bị ngoại vi về mức tín hiệu, công suất tín hiệu
chỉ (A0-An), các tín hiệu đọc (RD), ghi (WR) và cả tín hiệu địa chỉ (ALE), ghi
và dạng thông tin (song song- nối tiếp, số, tƣơng tự ...).
số liệu (DEN).
- Giải mã địa chỉ- lệnh cho các thanh ghi đệm của khối ghép nối.
- Ghi nhận trạng thái thiết bị ngoại vi hay yêu cầu trao đổi thông tin của
Lối ra của các vi mạch giải mã là các tín hiệu đọc hay ghi cho từng
thanh ghi đệm của khối ghép nối.
thiết bị ngoại vi, xử lý yêu cầu theo ƣu tiên (nếu hai hay nhiều thiết bị ngoại
c. Các thanh ghi đệm gồm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 34 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- Thanh ghi điều khiển chế độ (mode) hoạt động, thanh ghi điều khiển
thiết bị ngoại vi.
- 35 -
- Thanh ghi đệm số liệu đọc
d. Khối xử lý ngắt.
Ghi nhận, che chắn yêu cầu trao đổi tin của thiết bị ngoại vi, xử lý ƣu
.
tiên (nếu có 2 yêu cầu đồng thời) và đƣa yêu cầu vào máy tính ví dụ: tín hiệu
yêu cầu ngắt chƣơng trình INTR.
Lệnh đọc
A0An
Giải
mã địa
chỉ
lệnh
WR
RD
e. Khối phát nhịp thời gian.
Lệnh viết
Phát nhịp thời gian cho hành động ở bên trong khối ghép nối hay cho
thiết bị ngoại vi. Đôi khi để đồng bộ khối còn nhận tín hiệu xung nhịp đồng
Xử lý ngắt
Thanh ghi
trạng thái
Lệnh đọc
Lệnh viết
Thanh ghi
điều khiển
Yêu cầu A
Yêu cầu
B
Đƣờng dây thiết bị ngoại vi
Xác nhận
INTA
g. Khối đệm thiết bị ngoại vi.
Phối hợp đƣờng dây thiết bị ngoại vi
Yêu cầu
INTR
Phối hợp đƣờng dây máy tính
Đƣờng dây máy tính
hồ (clock) từ đƣờng dây máy tính.
Điều khiển A
Điều khiển B
DO0DOn
DO0DOn
Thanh ghi
đệm viết
DI0DIn
Khối có thể biến đổi mức (TTL 12 V, 24 V), biến đổi công suất cho
điều khiển công suất và biến đổi dạng thông tin song song-nối tiếp hay nối
tiếp-song song.
h. Khối điều khiển
Điều khiển hoạt động của khối nhƣ phát nhịp thời gian, chế độ hoạt
động.
II.1.6. Chương trình phục vụ trao đổi tin cho khối ghép nối.
Mỗi khối ghép nối cần viết chƣơng trình phục vụ trao đổi thông tin và
khi sử dụng ngƣời dùng cần viết chƣơng trình ứng dụng, chƣơng trình phục
Lệnh viết
DI0DIn
Thanh ghi
đệm đọc
vụ trao đổi thông tin đƣợc viết bằng ngôn Assembly còn chƣơng trình ứng
dụng có thể đƣợc viết bằng ngôn ngữ Turbo Pascal hay C++.
Chƣơng trình phục vụ trao đổi thông tin cần phải thực hiện đƣợc các
Lệnh đọc
chức năng sau:
- Khởi động khối ghép nối: tức ghi các lệnh xác định chế độ (mode) và
Hình 2.5. Sơ đồ khối của khối ghép nối
lời điều khiển (lời lệnh) khối ghép nối và thiết bị ngoại vi.
- Ghi che chắn và cho phép ngắt.
- Thanh ghi trạng thái hay yêu cầu trao đổi của thiết bị ngoại vi.
- Thanh ghi đệm số liệu ghi.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- 36 -
- 37 -
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
- Đọc trạng thái thiết bị ngoại vi (bằng lệnh đọc-IN) và xử lý ngắt theo
cách hỏi vòng (Polling) (lệnh so sánh- CMP), hoặc xử lý ngắt bằng mạch điện
tử (phần cứng).
- Ghi số liệu ra.
- Từ thanh ghi chứa A của vi xử lý đƣa thông tin về số liệu (D0-Dn)
bằng lệnh viết WR hay đƣa ra (OUT) thanh ghi đệm viết.
- Đọc số liệu (D0-Dn) vào máy tính ở thanh ghi đệm đọc bằng lệnh đọc
RD hay đƣa vào (IN) thanh ghi chứa A.
II.1.7. Giao diện của máy tính trong đo lường và điều khiển.
Trong đo lƣờng và điều khiển để ghép nối máy tính với các thiết bị
ngoại vi ta có thể thông qua các cổng ghép nối của máy tính.
II.1.7.1. Cổng ghép nối với máy in.
Việc nối máy in với máy tính đƣợc thực hiệu qua ổ cắm 25 chân ở sau
máy tính. Nhƣng đây không chỉ là chỗ nối máy in mà khi sử dụng máy tính
vào mục đích đo lƣờng và điều khiển thì việc ghép nối cũng có thể thực hiện
qua cổng cắm này.
Qua cổng này các bít dữ liệu đƣợc truyền song song, nên đôi khi còn
gọi là cổng ghép nối song song. Tất cả các đƣờng dẫn của cổng này đều tƣơng
thích TTL, nghĩa là chúng đều cung cấp một mức điện áp nằm giữa 0 và 5 V.
Bảng 2.1. Chức năng chân cắm ở cổng máy in
Chân
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Ký hiệu
STRORE
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
ACK
BUSY
PE
SLCT
AF
ERROR
INIT
SLCTIN
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
Vào/Ra
Lối ra ( output )
Lối ra
Lối ra
Lối ra
Lối ra
Lối ra
Lối ra
Lối ra
Lối ra
Lối vào ( Input )
Lối vào
Lối vào
Lối vào
Lối vào
Lối vào
Lối vào
Lối vào
Mô tả
U: Byte đƣợc in
Đƣờng dữ liệu Do
Đƣờng dữ liệu D1
Đƣờng dữ liệu D2
Đƣờng dữ liệu D3
Đƣờng dữ liệu D4
Đƣờng dữ liệu D5
Đƣờng dữ liệu D6
Đƣờng dữ liệu D7
Acknowledge ( xác nhận )
1: Máy in bận
Hết giấy
Select ( lựa chọn )
Auto Feed ( tự nạp )
Error ( lỗi )
0: Đặt lại máy in
Select in
Nối đất
Sự sắp xếp các chân ra ở cổng náy in với tất cả các đƣờng dẫn, xem hình 2.6.
Tất cả các đƣờng dẫn tín hiệu của cổng máy in đều cho phép trao đổi
13
1
thông tin qua các địa chỉ bộ nhớ máy tính, 17 đƣờng dẫn đƣợc sắp xếp thành
ba thanh ghi: ghi dữ liệu, ghi trạng thái và ghi điều khiển.
Địa chỉ đầu tiên đặt đến đƣợc cổng máy in đƣợc xem nhƣ là địa chỉ cơ
sở (Basic Address hoặc viết tắt là DCCS). Ở các máy tính PC đƣợc chế tạo
25
14
Hình 2.6. Bố trí chân ở cổng máy in của máy tính PC
trong thời gian gần đây có địa chỉ cơ sở của cổng máy in đƣợc sắp xếp nhƣ
LPT1 ( Cổng máy in thứ nhất ) Địa chỉ cơ bản = 378 (Hex )
sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
