MẠNG CÔNG NGHIỆP TRONG VIỆC GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
NỘI DUNG

KHOA SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Nhiệm vụ

Sơ đồ khối

Sơ đồ mạch

Đề tài:

MẠNG CÔNG NGHIỆP TRONG VIỆC GIÁM SÁT
VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN

Phần mềm

Kết luận

Người thực hiện

: Võ Minh Thông

Lớp

: 04SK2

Người hướng dẫn : TS. Ngô Văn Sỹ
Đà nẵng, 2008

MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
NỘI DUNG

 Mục
Nhiệm vụ

Sơ đồ khối

Sơ đồ mạch

–

Xây dựng mạng công nghiệp gồm 3 vi điều
khiển AT89C51 nhằm điều khiển và giám sát
thiết bị điện trong nhà máy, xí nghiệp

 Nhiệm
–
–

Phần mềm

–
Kết luận

đích:

–

vụ:

Viết chương trình điều khiển trên máy tính
Thiết kế phần cứng và viết chương trình điều
khiển cho 3 kit vi điều khiển
Xây dựng mơ hình
Mỗi kit có những nhiệm vụ khác nhau


Nhiệm vụ các kit
NỘI DUNG

Nhiệm vụ

Sơ đồ khối

 Kit

1: Hệ thống thời gian thực hiển thị giờ,
phút, giây nhằm thực hiện tự động:
–
–

Bật chuông báo hiệu
Bật, tắt đèn đường, sân vườn, hành lang

 Kit

2: Hệ thống cảm biến gồm:

Cảm biến hiển thị nhiệt độ bật quạt làm mát,
loa báo động khi nhiệt độ quá mức cài đặt
Cảm biến ánh sáng để bật tắt đèn phân
xưởng tự động, hoặc bằng tay

Sơ đồ mạch

–

Phần mềm

–

Kết luận

 Kit3:
–
–

Dây chuyền đếm sản phẩm:

Đếm thùng và sản phẩm, thống kê, tính tốn
Điều khiển tốc độ động cơ tự động, bằng tay


Sơ đồ tổng quát của hệ thống
NỘI DUNG

MÁY TÍNH

( Master)

KHỐI NGUỒN

Nhiệm vụ

Sơ đồ khối

GIAO TIẾP VÀ CHUYỂN ĐỔI
RS232/RS485

+ 5V

Sơ đồ mạch

Phần mềm

Kết luận

KIT SỐ 1

KIT SỐ 2

KIT SỐ 3

+ 12V


Sơ đồ khối kit 1
NỘI DUNG

Chuyển RS485
Nhiệm vụ

RxD

TxD
Hiển thị

Sơ đồ khối

Chuyển đổi
ADC

Sơ đồ mạch

Phần mềm

Kết luận

Vi điều
khiển
AT89C51

Điều khiển
đèn, quạt,
loa

Cảm biến
nhiệt độ

Dao động và
reset

Quạt
Đèn
loa

Cảm biến
ánh sáng


Sơ đồ khối của kit 2
NỘI DUNG
Chuyển RS485
RxD

Nhiệm vụ

TxD
Hiển thị

Sơ đồ khối

Realtime

Sơ đồ mạch

AT89C51

Phần mềm

Kết luận

Vi điều
khiển

Điều khiển
đèn,
chuông
Dao động
và reset

chuông

Đèn


Sơ đồ khối kit 3
NỘI DUNG
Chuyển RS485
Nhiệm vụ

RXD
Sơ đồ khối

RXD

Điều khiển
2 động cơ

Sơ đồ mạch

Hiển thị
Vi điều khiển
AT89C51
Bàn phím

Phần mềm

Cảm biến
Kết luận

Khối dao động
và Reset


Các sơ đồ mạch
NỘI DUNG

1.Mạch vi điều khiển:
5V

40

Nhiệm vụ

Sơ đồ khối

1
1 0k

Sơ đồ mạch

C1

33 p

1
2
3
4
5
6
7
8

2
3
4
5
6
7
8
9

P3.7
P3.6
P3.5
P3.4
P3.3

P3.2
P3.1
P3.0

17
16
15
14
13
12
11
10
19
18

Y1
C2

Phần mềm

P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7

31

9

P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7

P0.7/AD7
P0.6/AD6
P0.5/AD5
P0.4 /AD4
P0.3/AD3
P0.2/AD2
P0.1 /AD1
P0.0 /AD0

VCC

1 0k

2
3
4
5
6

7
8
9

P3.7/RD
P3.6/WR
P3.5/T1
P3.4/T0
P3.3/INT1
P3.2/INT0
P3.1/TXD
P3.0/RXD

P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15

XTAL1
XTAL2
EA/VPP
RST

PSEN

32

33
34
35
36
37
38
39

P0 .7
P0 .6
P0 .5
P0 .4
P0 .3
P0 .2
P0 .1
P0 .0

9
8
7
6
5
4
3
2

21
22
23
24

25
26
27
28

P2.0
P2.1
P2.2
P2.3
P2.4
P2.5
P2.6
P2.7

9
8
7
6
5
4
3
2

10k

1
10 k

1

29
30

GND

1

ALE/PROG

5V

5V

20

33 p
AT89C51
C4
104

5V

R6

1 00
R5
10k

0

0

P3.1

4

P3.2

3
2

p3.0

1

DI

A

DE
RE
RO

B

6
7

0
MAX485

0
0

1
2
3
4

8

U4

VCC

Kết luận

C3
10uf

GND

SW2

5

0

120

2. Mạch chuyển đổi RS232/RS485
NỘI DUNG
VCC

C9
104

VCC

Sơ đồ khối

2
V+

VC C

T2O U T
T1O U T
R 1 IN
C 1+

R 2O U T
R 1O U T
T 1 IN

C 1C 2+
C 2-

V-

0

9
12
11

C2
104

6

0 U7

VCC

C8

2

TR G

OUT

VCC

8

C 7
M A X232

DSCHG
5

0

CV
GN D

0

Kết luận

0

4

5

6
7
R2

C3
0 .1 u f
LM 555

0

3

RST

3
4

A
B

120

10

TH R

7

R1
100

6
C1
104

1

Phần mềm

C 6

7
14
13
1

T 2 IN

15

Sơ đồ mạch

1
6
2
7
3
8
4
9
5

R 2 IN

GND

8

O
E
E

I

M A X485

VC C

0
P1

R
D
R
D

5

16

C5

1
2
3
4

8

1
3
2

4

C4

J6

U6

0

GN D VC C

Nhiệm vụ

0

CON 4


3. Mạch hiển thị
NỘI DUNG

Nhiệm vụ
p 2 .4

C5

Q1

104

Q2

5V

R4

Q3

U5

Q4

3
8
T
L

8
DP

3
8
T
L

8

U4
A 7

B 6 A
C 4 B
D 2 C
E 1 D
F 9 E
G 10 F
G

5

8

U3
A 7
B 6 A
C 4 B
D 2 C
E 1 D
F 9 E
G1 0 F
G

DP

8

U2
A 7
B 6 A
C 4 B

D 2 C
E 1 D
F 9 E
G 10 F
G

3
8

3
8

U1
A 7
B 6 A
C 4 B
D 2 C
E 1 D
F 9 E
G1 0 F
G

DP

A
B
C
D
E
F

G

5
6
7
8
9
10
11

T
L

8
GND

LT
RBI
B I/R B O

7447

5V

R3

5

Kết luận

3
5
4

0
1
2
3

R
R
R
R
R
R
R

DP

5V

D
D
D
D

13
12
11
10

9
15
14

5

Phần mềm

7
1
2
6

5V

p 2 .0
p 2 .1
p 2 .2
p 2 .3

p 2 .7

2

16

Sơ đồ mạch

5V

R2

T
L

5V

5V

R1

p 2 .6

5

Sơ đồ khối

p 2 .5


4. Mạch LM35 kết nối với ADC
NỘI DUNG
5v

12
16

3V
1uF
C

Kết luận

9
7

A0
A1
A2

OE
EOC

START
ALE

3

Phần mềm

REF+
REF-

470

R

10

CLK

ADC0809

25
24
23
6
22

1
2
3

2

To P1

3

U8A

102
C
4

2

R

1
Fro m P3.7

5

Dz

VR
5k

1
2
3
4
5
6
7
8

U7A

U9A

6

75
R

GND

1

1

Sơ đồ mạch

1k

fromP3

3

1
2
3
4
5

D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7

17
14
15
8
18

19
20
21

13

2

220
R

LM35/1

IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7

VCC

1.5k

Sơ đồ khối

U6

26
27
28

11

1

Nhiệm vụ


5. Mạch điều khiển đèn quạt:
NỘI DUNG

Nhiệm vụ
3
6

1
2
3
4
5
6
7

1B
2B
3B
4B

5B
6B
7B

1C
2C
3C
4C
5C
6C
7C
COM

GND

Phần mềm

p 1 .0
P 1 .1

U LN 2003A

12V

U2
R L2

1

220VAC

V1

4
3
6
1
2

0

QUAT

2

0

16
15
14
13
12
11
10
9

8

Kết luận

7

1
2

U 11

Sơ đồ mạch

5
8

V2

Sơ đồ khối

U1

4

V1

12V

1

R L1

5
8

7

DEN

V2

2

1
2
CON2


6.Mạch kết nối giữa AT89C51 và
DS12887:

NỘI DUNG

5V
5V

1

C 1

Sơ đồ mạch

33p
C 2

Phần mềm

Y 1

3
3
3
3
3
3
3
3

.7
.6
.5
.4
.3
.2
.1
.0

1
2
3
4
5
6
7
8

1
1
1
1
1
1
1
1

7
6
5
4
3
2
1
0

19
18

12M hz

31
9

33p
5V

40

R 2

P
P
P
P
P
P
P
P

1
1
1
1
1
1
1
1

.0
.1
.2
.3
.4
.5
.6
.7

P
P
P
P
P
P
P
P

3
3
3
3
3
3
3
3

.7
.6
.5
.4
.3
.2
.1
.0

/R D
/W R
/T 1

/T 0
/IN T 1
/IN T 0
/T XD
/R XD

P
P
P
P
P
P
P
P

AT89C 51

P
P
P2
P2
P2
P2
P2
P2

Kết luận

C 3
10uf

R 6

R 5
10k

100

0

/A
/A
/A
/A
/A
/A
/A
/A

D
D
D
D
D
D
D
D

7
6
5

4
3
2
1
0

2 .0 /A
2 .1 /A
.2 /A 1
.3 /A 1
.4 /A 1
.5 /A 1
.6 /A 1
.7 /A 1

8
9
0
1
2
3
4
5

PSEN
A L E /P R O G

0
SW 2

.7
.6
.5
.4
.3
.2
.1
.0

2
3
4
5
6
7
8
9

P
P
P
P
P
P
P
P

2
2
2

2
2
2
2
2

1
2
3
4
5
6
7
8

P
P
P
P
P
P
P
P

0
0
0
0
0
0

0
0

.7
.6
.5
.4
.3
.2
.1
.0

9
8
7
6
5
4
3
2

18

1
R 3

XTA L1
XTA L2
E A /V P P
R ST

0
0
0
0
0
0
0
0

3
3
3
3
3
3
3
3

0

29
30

2
2
2
2
2
2

2
2

.0
.1
.2
.3
.4
.5
.6
.7

9
8
7
6
5
4
3
2

U 5

24

P
P
P
P
P

P
P
P

.0
.1
.2
.3
.4
.5
.6
.7

p 3 .6

15

p 3 .7

17
14
1
13

R ST

VC C

2
3

4
5
6
7
8
9

1
1
1
1
1
1
1
1

R /W
D S
AS
M O T
C S

A
A
A
A
A
A
A
A

D
D
D
D
D
D
D
D

0
1
2
3
4
5
6
7

SQ W

G N D

R 4

P
P
P
P
P

P
P
P

IR Q

4
5
6
7
8
9
10
11
23
19

D S12887

12

Sơ đồ khối

2
3
4
5
6
7
8

9

VC C

1

G N D

Nhiệm vụ

U 1

20

R 1

1

0

p
p
p
p
p
p
p
p

0

0
0
0
0
0
0
0

.0
.1
.2
.3
.4
.5
.6
.7


7. Mạch tạo tín hiệu loa:
NỘI DUNG
5V
R 1

Nhiệm vụ
U 3

V C C

8

6 8K

7

D IO D E

R 2
68 K

2

Sơ đồ mạch

TR G

6

C 1
C

O U T

TH R

N E 55 5

3
5

C V

G N D

D 1

P 1 .2

4

C 2
10 4

1

Sơ đồ khối

R S T

D S C H G

0
5V

R 3

Phần mềm

8

U 4

D 2

4 .7 u F

C 3

2
6

O U T

TR G
TH R

N E 555

G N D

Kết luận

R 4
47 0

R S T

D S C H G

C V

4
3
5
LE D
C 4
1 04

1

7

V C C

1K

R 6
R E S IS T O R

0

1
2
L O A


8. Mạch cảm biến ánh sáng
NỘI DUNG
5V
Nhiệm vụ

Sơ đồ khối
8

U 5A

Sơ đồ mạch

3
2

LD R
2
1

Phần mềm

Kết luận

R 7

5K

+

P 1 .3

1

LM 358

4

R 8
20K

C ON 2

0


9. Mạch điều khiển động cơ:
NỘI DUNG
1 2V

1

Nhiệm vụ
5V

+

Sơ đồ khối
R6

MC2

A
-

2

Sơ đồ mạch
R5

2

Q1

Phần mềm

1

Q2

P 3.1

3

Kết luận

0

1 2V

2

1

J4

NỘI DUNG

10. Mạch điều khiển động cơ băm xung:
24V

12V

Nhiệm vụ

R 1
1K 8
J 1

Sơ đồ khối

Q 2
2S C 2383

D O N G C O
Q 1
IR F 5 4 0 N /T O

Sơ đồ mạch
Q 4
2S A 1013

Phần mềm
Q 5
2S C 1815

Kết luận

1
2

R 2
4K 7

J2

R 3
1K

1
C O N 1

0


NỘI DUNG

11. Mạch cảm biến sản phẩm
5V

Nhiệm vụ
R4
R

2

3

1

+

R5
R

-

Sơ đồ khối

11

5V

4

LM324

Sơ đồ mạch
D2

Phần mềm

LED

D1
LED

Kết luận
0

0

p1.1


Thiết kế phần mềm
NỘI DUNG

Nhiệm vụ


Sơ đồ khối

Chương trình trên máy tính để truyền lệnh điều
khiển xuống các Kit, nhận dữ liệu về, tính tốn xử
lí, lưu trữ viết bằng visual basic
Các chương trình cơ bản của kit gồm:
–
–

Sơ đồ mạch

–
–

Phần mềm

–
–

Kết luận

–
–
–
–

Chương trình giao tiếp với máy tính
Chương trình gởi dữ liệu lên máy tính
Chương trình đọc thời gian thực
Chương trình bật đèn theo giờ
Chương trình báo chng theo giờ
Chương trình đọc nhiệt độ
Chương trình kiểm tra ánh sáng và bật đèn
Chương trình kiểm tra nhiệt độ bật quạt, loa
Chương trình đếm sản phẩm
Chương trình băm xung điều khiển tốc độ động cơ


1. Chương trình giao tiếp với máy tính
NỘI DUNG

BẮT ĐẦU

Nhiệm vụ
CÓ PHẢI ĐỊA

CHỈ KIT 1 ?
Sơ đồ khối

Đ
GỞI LẠI ĐỊA CHỈ KIT 1

Sơ đồ mạch

Phần mềm

NHẬN LỆNH ĐIỀU KHIỂN VÀ
GỞI DỮ LIỆU XEN KẼ
GỞI BYTE KẾT THÚC KIT 1

Kết luận
KẾT
THÚC

S


2. Chương trình con gởi dữ liệu
NỘI DUNG

BẮT ĐẦU

Nhiệm vụ

SETB CHO PHÉP
TRUYỀN P3.2

Sơ đồ khối

TI = 0
Đ

Sơ đồ mạch

Phần mềm

Kết luận

DT_PHÁT BỘ ĐỆM

GỌI DELAY
CLR CHO PHÉP
TRUYỀN P3.2

KẾT THÚC

S


3. Chương trình đọc thời gian thực
NỘI DUNG

Nhiệm vụ

BẮT ĐẦU

THIẾT LẬP CHẾ ĐỘ
CHO RTC

Sơ đồ khối

Sơ đồ mạch

GHI GIÁ TRỊ GIỜ, PHÚT,
GIÂY BAN ĐẦU

Phần mềm
ĐỌC GIÁ TRỊ GIỜ,
PHÚT, GIÂY
Kết luận
KẾT THÚC


4. Chương trình bật đèn theo giờ
NỘI DUNG

BEGIN

S

Nhiệm vụ

DT_CHẾ ĐỘ
=1
? Đ
GIỜ = GIỜ

BẬT
?
Đ

S

Sơ đồ khối

Sơ đồ mạch

Phần mềm

GIỜ = GIỜ
TẮT ?

S

PHÚT =
PHÚT TẮT ?
Đ

BẬT ĐÈN

Kết luận

3

S

Đ

PHÚT = PHÚT
BẬT ?
Đ

1

TẮT ĐÈN

S


Chương trình bật đèn theo giờ (tt)
NỘI DUNG
3
1

Nhiệm vụ
DT_BẬT
=1

Sơ đồ khối

S

Đ
BẬT ĐÈN

Sơ đồ mạch

Phần mềm

Kết luận
END

TẮT ĐÈN


5. chương trình báo chng
NỘI DUNG

Nhiệm vụ

Sơ đồ khối

BEGIN

S

GIỜ =
GIỜ CÀI
1?
Đ
PHÚT =
PHÚT
CÀI 1 ?

S

Đ

Kết luận

S

PHÚT =
PHÚT
CÀI 2 ?

S

Đ

Sơ đồ mạch

Phần mềm

GIỜ =
GIỜ CÀI
2?
Đ

GIÂY < 3
?
Đ
BẬT CHUÔNG

END

S

TẮT CHUÔNG