Luận văn tốt nghiệp về điều khiển thiết bị điện: Những điều cần biết

Luận văn tốt nghiệp kỹ thuật nghiên cứu Luận văn tốt nghiệp điều khiển thiết bị điện, điều tra thực trạng, phân tích số liệu, đề xuất biện pháp cải tiến thực tế.

• Tác giả: Phạm Trung Hiếu
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Viễn Quốc
• Trường học: Trường Đại Học Dân Lập Kỹ Thuật Công Nghệ TP.HCM
• Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp
• Đề tài: Tốt Nghiệp Điều Khiển Thiết Bị Điện
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về ngành điều khiển thiết bị điện

Ngành điều khiển thiết bị điện đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển công nghệ hiện đại. Chuyên ngành này không chỉ liên quan đến việc thiết kế và phát triển hệ thống điều khiển mà còn bao gồm việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến vào sản xuất và quản lý. Theo các nghiên cứu, việc tốt nghiệp trong lĩnh vực này mở ra nhiều cơ hội việc làm với mức thu nhập cao. Sinh viên sẽ được trang bị kiến thức về kỹ thuật điện, hướng dẫn dạy nghề nghiệp, và các kỹ năng cần thiết để làm việc trong môi trường công nghiệp. Sự phát triển của ngành điện và công nghiệp điện đang tạo ra nhu cầu lớn về nhân lực có kỹ năng trong lĩnh vực này.

1.1 Tầm quan trọng của ngành điều khiển thiết bị điện

Ngành điều khiển thiết bị điện không chỉ là một lĩnh vực kỹ thuật mà còn là một phần không thể thiếu trong sự phát triển của nền kinh tế. Các hệ thống điều khiển hiện đại giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu chi phí và nâng cao hiệu suất. Trong bối cảnh công nghiệp hóa, việc áp dụng các công nghệ mới trong điều khiển thiết bị điện trở thành yếu tố quyết định cho sự cạnh tranh và phát triển bền vững. Theo báo cáo của tổ chức chuyên ngành, nhu cầu về kỹ sư trong lĩnh vực này sẽ tiếp tục tăng trưởng trong những năm tới.

II. Kinh nghiệm làm việc trong ngành điều khiển thiết bị điện

Kinh nghiệm thực tiễn là yếu tố quan trọng giúp sinh viên tốt nghiệp có thể hòa nhập nhanh chóng vào môi trường làm việc. Việc tham gia vào các thực tập sinh trong các công ty điện tử hoặc các dự án thực tế sẽ giúp sinh viên nắm bắt được quy trình làm việc và các công nghệ hiện đại. Kinh nghiệm làm việc không chỉ giúp sinh viên phát triển kỹ năng chuyên môn mà còn cải thiện khả năng làm việc nhóm và giao tiếp. Các sinh viên nên tìm kiếm cơ hội thực tập tại các cơ hội nghề nghiệp trong ngành điện, nơi họ có thể áp dụng kiến thức đã học vào thực tế, đồng thời học hỏi thêm từ các chuyên gia trong lĩnh vực.

2.1 Thực tập và cơ hội nghề nghiệp

Thực tập là một phần không thể thiếu trong quá trình học tập của sinh viên ngành điều khiển thiết bị điện. Các công ty thường tìm kiếm những ứng viên có kinh nghiệm thực tế, do đó, việc tham gia vào các chương trình thực tập sẽ giúp sinh viên nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường lao động. Bên cạnh đó, việc thực tập cũng giúp sinh viên xây dựng mạng lưới quan hệ trong ngành, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tìm kiếm việc làm sau khi tốt nghiệp. Những kỹ năng như quản lý thiết bị, ứng dụng thiết bị điện và kỹ năng lập trình sẽ được cải thiện đáng kể thông qua thực tập.

III. Hướng dẫn và phương pháp học tập hiệu quả

Để đạt được thành công trong ngành điều khiển thiết bị điện, sinh viên cần áp dụng những phương pháp học tập hiệu quả. Việc sử dụng các tài liệu học tập chất lượng, tham gia vào các khóa học bổ sung về công nghệ điều khiển và phát triển sự nghiệp là rất cần thiết. Ngoài ra, sinh viên cũng nên tham gia các hội thảo và sự kiện trong ngành để cập nhật kiến thức mới và mở rộng mối quan hệ. Việc tự học qua các dự án cá nhân cũng là một cách tốt để củng cố kiến thức và kỹ năng. Học tập từ thực tế sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về các vấn đề trong ngành và phát triển khả năng giải quyết vấn đề.

3.1 Tài liệu và nguồn học tập

Việc lựa chọn tài liệu học tập phù hợp là rất quan trọng đối với sinh viên ngành điều khiển thiết bị điện. Các tài liệu từ các trường đại học uy tín, sách chuyên ngành và các khóa học trực tuyến có thể cung cấp kiến thức cần thiết cho sinh viên. Bên cạnh đó, việc tham khảo các bài viết nghiên cứu và các báo cáo từ các hội nghị chuyên ngành cũng giúp sinh viên mở rộng hiểu biết về các xu hướng mới trong lĩnh vực. Tạo một thói quen học tập liên tục sẽ giúp sinh viên luôn cập nhật và nâng cao kỹ năng của mình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại công nghiệp hoá đại hóa, việc điều khiển và giám sát từ xa trở nên cần thiết và phổ biến ở các quốc gia phát triển. Bên cạnh đó việc dùng máy tính để làm công cụ giám giác và điều khiển trở nên hữu dụng hơn. Nó được ứng dụng rộng rải trong công nghiệp cũng như trong đời sống. Xuất phát từ những nhu cầu trên thì một hệ thống giám sát và điều khiển bắt đầu hình thành để đáp ứng những nhu cầu đặc ra.

Để giải quyết những nhu cầu đó thì ta phải thực hiện các yêu cầu sao : Điều khiển được thiết bị ở khoảng cách xa qua máy tính. Quá trình điều khiển phải chính xác. Chi phí thấp. Phân giao diện trên máy tính ở đây dùng phần mềm Visual Basic của hẳng Microsoft.

Máy tính giao tiếp bên ngoài qua cổng COM nối tiếp. Để truyền tải đữ liệu đi xa được ở đây dùng mạng RS485 để truyền tải tính hiệu, dữ liệu điều khiển. Với tính ưu việc của mang RS485 nó cho phép truyền xa một cách đồng bộ và chuẩn hoá. Vấn để quan trọng nhất đó là chi phí thực hiện.

Với công nghệ phát triển bán dẩn ngày nay thì giá thành của các linh kiện giảm đi rất đáng kể. Các linh kiện stt dung 6 day nhu la : AT89C51 cia hang ATMEL, SN75176 cua hang Texas Instruments, Max232 cua hang Maxim. Với sự tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực máy tính, dần dần con người đã biết cách sử dụng máy tính cho nhiều ứng dụng trong đời sống thực tế. Điển hình là việc đưa máy tính vào để giám sát và điều khiển đã đem lại những kết quả đầy tính khả quan và ưu việt.

Các thiết bị, hệ thống giám sát và điều khiển ghép nối với máy tính có độ chính xác cao, thời gian điều khiển ngắn. Nhưng điều đáng quan tâm hơn là mức độ tự động hóa cao. Ngôn ngữ lập trình Visual Basic đã giúp cho việc điều khiển giám sát một cách dễ dàng.————a SVTH : PHẠM TRUNG HIẾU Trang 6 Luận án Tốt Nghiệp - - ĐIỀU KHIỂN TB ĐIỆN QUA MANG VĐK GVHD : NGUYÊN VIÊN QUỐC .ằằ—ằẮằằằẻ—ằẶằ—.ẼỀẼẼ}䟚#<“=“==< PHẦN I: LÝ THUYẾT CHUONG l1 : GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ VĐK 8951 I. GIỚI THIỆU CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỌ VĐK 8951.

VĐK §951 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản xuất. Chúng có các đặc điểm chung như sau: Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau : V¥ 8KB EPROM bên trong. 1Ï 128 Byte RAM nội. \ 4 Port xuat /nhap I/O 8 bit.

V Giao tiép ni tiép. \ 64 KB vùng nhớ mã ngoài 1| 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại. 1 210 vị trí nhớ có thể định vị bit. Vv 4 us cho hoạt động nhân hoặc chia.

SVTH : PHAM TRUNG HIEU Trang 7 Luận án Tốt Nghiệp - - : DIEU KHIEN TB ĐIỆN QUA MẠNG VĐK GVHD : NGUYÊN VIÊN QUỐC a Sơ đồ khối của 8951: TINTI\ INTO\ SERIAL PORT TIMER 0 TIMER 1 TIME 2 128 byte ROM TIMER2 |e RAM 4K: 8031 Wl 8951\8052 AK. 8951 ter: INTERRUPT OTHER T 128 byte EPROM 4K: : 8951 TIMERI * CONTROL REGISTER RAM CPU BUS SERIAL CONTROL, — a V/O PORT PORT OSCILATOR 1 oe) EA || > ALE\ oh aL __ » PSEN\ Po P; P2 P3 Ỷ RST Address\Data TXD RXD ee SVTH : PHAM TRUNG HIẾU Trang 8 Luận án Tốt Nghiệp ĐIỀU KHIỂN TB ĐIỆN QUA MẠNG VĐK GVHD : NGUYỄN VIỄN QUO C eee eee I. KHAO SAT SO DO CHAN 8951, CHUC NANG TUNG CHAN: 1.0 CG) 4 ~ 40D Voc Pi.0 L| 10 31 EA/VPP (TXD} PF3.1 LỊ 11 30 0 ALE/PROG (INTO)-P3.2 1 12 29h PSEN NT pee a 13 28 (1 P2. Chức năng các chân của 8951: - 8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập.

Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ.Các Port: Port 0: - _ Port0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 - 39 của 8951. Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO. Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu. ñ Port 1: - Port 1 1a port IO trên các chân 1-8.

Các chân được ký hiệu PI. có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. Port ¡ không có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài.——ằ——— NT SVTH : PHAM TRUNG HIEU Trang 9 Luận án Tốt Nghiệp ĐIỀU KHIỂN TB ĐIỆN QUA MẠNG VĐK GVHD : NGUYỄN VIỄN QUỐC ẩẩằẩằằ .nnnnns=sxnsnsnaĩaĩaĩa HH Port 2 : - Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21 - 28 được dùng như các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng. ñ Port 3: - Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10 - 17.

Cac chan cua port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 8951 như ở bảng sau: Bit Tên Chức năng chuyển đổi P3.0 RXT Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.I TXD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.2 INT0\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 0.3 INTI\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 1.4 T0 Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 0.5 TI Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 1.6 WR\ Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.7 RD\ Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài. Các ngõ tín hiệu điều khiển : Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable): - PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng thường được néi dén chan OE\ (output enable) cua Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh. - PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh. Các mã lệnh của chương trình được đọc từ Eprom qua bus đữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh bên trong 8951 để giải mã lệnh.

Khi 8951 thi hành chương trình trong ROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1. f1 Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable ) : - Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus đữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt. - Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động.

Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng lầm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống. Chân ALE được dùng làm ngõ vào xung lập trình cho Eprom trong 8951, ñ Ngõ tín hiệu EA\(External Access): mắc. nnNNẶNSs< SVTH : PHẠM TRUNG HIẾU Trang 10 Luận án Tốt Nghiệp ĐIỀU KHIỂN TB ĐIỆN QUA MẠNG VĐK GVHD :NGUYỄN VIỄN QUỐC a - Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu ở mức 1, 8951 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte.

Nếu ở mức 0, 8951 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng. Chân EA\ được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 8951. ñ Ngõ tín hiệu RST (Reset) : -Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 8951. Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống.

Khi cấp điện mạch tự động Reset. ï Các ngõ vào bộ dao động X1, X2: - Bộ dao động được tích hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 người thiết kế chi cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ. Tần số thạch anh thường sử dụng cho 8951 là 12Mhz. ñ Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn SV.

CẤU TRÚC BÊN TRONG VI ĐIỀU KHIỂN 1. Tổ chức bộ nhớ: FFFF FFFF FF CODE DATA Memory Memory 00 Enable Enable via via On - Chip 0000 PSEN 0000 |RD & WR Memory External Memory SVTH : PHAM TRUNG HIEU Trang 11 Luận án Tốt Nghiệp - - DIEU KHIỂN TB ĐIỆN QUA MANG VĐK GVHD : NGUYÊN VIÊN QUỐC re. Địa chỉ Bảng tóm tắt các vùng nhớ 8951. byte Địa chỉ byte TE Dia chi bit FF Dia chi bit FO |F7 |F6 |ES |F4 |F |F2|F1 |F0 |B 3 RAM da dung E0 |E7 |E6 |E5 |E4 |E |E2|EI |EO |ACC 3 DO |D7 |D6 [D5 |D4 [D3 |D2 |DI |D0 |PSW 30 B8|- |- |- |BC|BBIBA|B9 |B§ IIP 2F EE 7E {7D {7C {7B {7A {79 {78 2E {77 {76 {75 [74 [73 {72 [71 [70 B0 B7 |B6 |B5 JB4 JB3 |B2 BI B0 P.3 2D lF 6E 6D 6C l6B (6A 69 68 2C (67 bó b5 64 l3 62 li lo A8 JAF AC |JABIAA|A9 A8 ITE 2B BF BE BD BC BB BA 59 [58 2A [57 bó B5 B4 B3 52 [51 [50 A0 |A7 |A6 JAS |A4 |A3 JA2 [AI |A0 P2 - 29 HE ME HD KC MB BA 49 MS 28 47 46 45 44 43 42 41 40 99 không được địa chỉ hoá bịt SBUF 27 BF BE BD BC BB BA B9 BS 98 DF ĐE ĐD ĐC PBIA99 98 |SCON 26 37 B6 35 (34 33 B2 BI 30 25 2F RE 2D 2C PB PA 29 28 90 Ø7 96 95 94 |93)92 [91 90 PI 24 Ø7 26 25 P4 p3 22 D1 20 23 |IF JIE {ID JIC [1B {1A {19 {18 8D không được địa chỉ hoá bit THỊ 22 {17 {16 JI5 {14 |13 12 JI1 I0 8C |không được địa chỉ hoá bít THO 21 (OF OE (OD ĐC ĐB 0A 09 (08 8B không được địa chỉ hoá bít TLI 20 (07 06 05 104 (03 O2 01 ĐO 8A không được địa chỉ hoá bịt TLO 1F |Bank 3 89 không được địa chỉ hoá bịt TMOD 18 88 |8F |§E |8D |§C |SBISAIS9 &§§_ [TCON 17 [Bank 2 87 |không được địa chỉ hoá bit IPCON 10 OF [Bank 1 §3 không được địa chỉ hoá bịt IDPH 08 82 không được dia chỉ hoá bịt IDPL 07 |Bank thanh ghi 0 81 không được dia chi hoa bit SP 00 mac dinh cho RO -R7) 80 |87 |86 |§5 |84 |83|82 |81 [80 {PO RAM CÁC THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT mm.