MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 2
Chương 1 3
TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN ĐO MỨC 3
1.1.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO MỨC 3
1.2.CÁC LOẠI CẢM BIẾN ĐO MỨC 5
Chương 2 10
XÂY DỰNG MODULE GHÉP NỐI MÁY TÍNH ĐO MỨC ĐA
KÊNH 10
2.1.SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG ĐO MỨC 10
2.2.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 13
Chương 3 23
CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 23
3.2.CHƯƠNG TRÌNH TRÊN VB 24
KẾT LUẬN
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay sự phát triển của kĩ thuật ghép nối máy tính đã mở rộng đáng kể
các lĩnh vực ứng dụng của máy tính, đặc biệt trong đo lường và điều khiển. Trong
công nghiệp các hệ thống tự động điều khiển quá trình cần có sự kiểm tra và giám
sát hoạt động của hệ thống.
Kết hợp giữa các phần mềM lập trình như C, C++, Visual C, Visual Basic … với
các môdul ghép nối ta có thể quan sát, điều khiển được quá trình hoạt động của hệ
thống.
Được sự hướng dẫn của thầy TRẦN SINH BIÊN em đã hoàn thành bài tập
môn điều khiển sản xuất máy tính với đề bài thiết kế trung tâm đo mức đa kênh
(tương tự ,số) ghép nối mạng theo tiêu chuẩn công nghiệp RS485,xây dựn modul
giám sát điều khiển dùng chuẩn RS232.Do kiến thức và thời gian có hạn nên bài
làm còn nhiều hạn chế và chưa thực sự được như mong muốn của bản thân. Rất
mong được sự nhận xét chỉ bảo của thầy cô và các bạn để bài tập của em được
hoàn thiện hơn.Em xin chân thành cảm ơn!
Hải phòng,11/2011

Các loại cảm biến thường thấy là cảm biến từ giảo,cảm biến sóng siêu âm,cảm biến
tia lazer,cảm biến mức radar.
1.2.CÁC LOẠI CẢM BIẾN ĐO MỨC
1.2.1 Đo mức dùng phao nổi kết hợp với biến trở
Nguyên lý:Dưới tác dụng của trọng lực chất lỏng và không khí chiếc phao sẽ nổi
trên bề mặt chất lỏng và dao động theo mức chất lỏng trong bình chứa.Khi mức
chất lỏng thay đổi phao sẽ nâng lên hạ xuống làm thay đổi biến trở,tín hiệu áp lấy
ra trên biến trở sẽ thay đổi tỷ lệ với mức chất lỏng,đo tín hiệu này sẽ suy ra mức
chất lỏng.
1.2.2.Cảm biến áp suất để đo mức
Loại này sử dụng một cảm biến áp suất vi sai để đo mức,bằng cách đo độ chênh
lệch về áp suất ở đáy bình và áp suất tĩnh (áp suất của khoảng không khí trong bình
chứa).Áp suất dưới đáy cột nước được tính theo công thức
P= .h
Trong đó là trọng lượng riêng của chất lỏng
h là chiều cao cột chất lỏng
1.2.3.Cảm biến điện dung đo mức
Cảm biến hoạt động dựa trên sự khác biệt hằng số điện
môi giữa chất lưu và không khí. Điều kiện cần thiết để áp
dụng phương pháp này là hằng số điện môi của chất lưu
phải lớn hơn hằng số điện môi của không khí, thường là
gấp đôi. Hằng số điện môi của không khí là khoảng
1.0,dầu có hằng số điện môi từ 1.8 đến 5; nước có hằng số
điện môi ở giữa khoảng 50 đến 80. Khi mức chất lưu thay
đổi thì điện dung cũng thay đổi tương ứng.
C=
Trong đó là hằng số điện môi của chất lỏng
d là khoảng cách giữa các điện cực

1.2.4.Cảm biến siêu âm đo mức

+Có lối vào analog vi phân
+Tất cả các tín hiệu số tương thích TTL
+Bộ phát xung nhịp được tích hợp trên chip
+Dải tín hiệu Analog lối vào là 0 đến 5V khi điện áp nguồn nuôi là 5V
+Không cần tín hiệu chỉnh điểm 0
+Dòng tiêu thụ khoảng 1,9mA
• Các khối chuyển đổi:
+TTL/RS485 Vì tín hiệu làm việc của các IC theo chuẩn TTL nên để truyền thông
bằng mạng 485 ta cần một bộ chuyển chuẩn TTL sang chuẩn RS485.
*Giới thiệu về chuẩn RS485:Chuẩn này ra đời sau chuẩn RS232 với mục
đích khắc phục những nhược điểm của chuẩn RS232 là đường truyền ngắn và dễ bị
nhiễu,do chuẩn RS485 sử dụng phương pháp truyền hai dây vi sai do đó loại được
nhiễu chung.Hơn nữa với chuẩn RS485 ta có thể ghép nối bus nhiều modul,khác
với RS232 là kết nối điểm -điểm ,chỉ tối đa 2 thiết bị được giao tiếp với
nhau,chuẩn RS485 cho phép ta mở rộng tới 32 thiết bị.Như vậy ta có thể xây dựng
những hệ thống đo từ nhiều modul riêng biệt mà ở đây em ứng dụng cho 2 kênh đo
tương tự và số.Tất nhiên,tại một thời điểm chỉ có 2 thiết bị được giao tiếp với
nhau,việc này được thực hiện bằng cách gán địa chỉ cho các slaver,và thiết bị đóng
vai trò master sẽ gửi lệnh chọn địa chỉ,khi 1 slaver được chọn thì các slaver khác sẽ
ở mức trở khác cao tách ra khỏi hệ thống.
+RS485/RS232:Do qui định mức tín hiệu logic của 2 chuẩn này là khác nhau
(RS232:”1”=-3 đến -12V,”0”=3 đến 12V,RS485:”1” =-1.5 đến -5V,”0”=1.5 đến
5V) nên ta cần dùng một bộ chuyển chuẩn phù hợp mới có thể truyền thông với
máy tính qua cổng COM.
• PC :giao diện Visual Basic để điều khiển chọn kênh và hiển thị mức nước đo về
từ 2 kênh.
2.2.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
2.2.1.Module cảm biến
Ở đây em sử dụng thêm vi mạch D36402R là vi mạch tích hợp sẵn bộ UART dùng
chuyển tín hiệu song song thành nối tiếp và ngược lại.

cổng COM trở nên dễ dàng hơn.Mỗi 1 bộ nhận (Rin-
Rout) của MAX232 sẽ chuyển đổi mức điện áp RS232 của máy tính thành mức
điện áp TTL tương thích với các IC.Mỗi 1 bộ điều khiển (Tin-Tout) của MAX232
sẽ chuyển đổi những mức điện áp TTL của các IC thành mức điện áp RS232 tương
thích với máy tính.
Mức logic 1 phía bên RS232 sẽ mang điện áp âm,sau khi qua MAX232 sẽ mang áp
dương tương ứng với mức logic 1 bên phía TTL và ngược lại.Mức logic 0 bên phía
RS232 sẽ mang điện áp dương,sau khi qua MAX232 sẽ mang mức áp tương ứng
với mức logic 0 bên phía TTL.Cách mắc các tự thực hiện đúng theo hướng dẫn của
nhà sản xuất,tận dụng 2 chân 7 và 10 còn trống của MAX232 ta tạo ra mức điện áp
âm,từ đò gắn điện trở 4,7k làm điện trở kéo lên cho chân TxD.
Sơ đồ nguyên lý chuyển đổi chuẩn TTL sang RS232 .
2.2.3.Sơ đồ chuyển tín hiệu TTL thành RS485
Ở đây em sử dụng IC SN75176BP,là IC chuyên
nhận dữ liệu dựa vào sự sai lệch tín hiệu trên đường
truyền.Nó là mạch tích hợp được thiết kế cho việc
truyền thông dữ liệu 2 chiều trên những đường truyền đa điểm.SN75176BP truyền
dữ liệu theo kiểu cân bằng,phù hợp cho những chuẩn ANSI StandardsTIA/EIA-
422B,TIA/EIA485-A và ITU Recommendation V.11,X.27.
SN75176BP được kết hợp 1 chân điều khiển (DE) và 1 chân thu (RE) cho phép các
ngõ ra tương ứng đạt được 3 trạng thái.Tất cả được vận hành chỉ với 1 nguồn đơn
5VDC.Chân điều khiển tác động mức cao là cho phép phát đi,chân thu tác động
mức thấp là cho phép nhận vào.Hai ngõ thu tín hiệu sai biệt và 2 ngõ phát tín hiệu
sai biệt được nối lại với nhau bên trong IC tạo thành 1 bus xuất nhập 2 dây,điều
này cho phép tải trên bus là nhỏ nhất khi chân điều khiển không được tích cực.
• Mạch nhận tín hiệu:
Sơ đồ nguyên lý chuyển đổi tín hiệu RS485 sang tín hiệu TTL .
Chân được nối mass cho phép SN75176BP thực hiện chức năng nhận tín hiệu
vào.Tín hiệu RS485 với đường truyền 2 dây cân bằng từ các modul qua
SN75176BP chuyển thành tín hiệu TTL,qua ngõ vào chân 11 của MAX232 rồi kết

số
Bắt đầu
Gửi địa chỉ chọn kênh
Đọc giá trị ADC
Quy đổi ra mức nước
Đọc kết quả từ
cảm biến số
Truyền thông
Kết thúc
3.2.CHƯƠNG TRÌNH TRÊN VB
3.2.1.Giao diện trên máy tính
3.3.2.Chương trình
Private Sub cmd_analog_Click()
Dim b As Byte
Dim level As Double
Dim Lref As Double
SENDBYTE (1) 'CHON KENH TUONG TU
b = READBYTE()
Lref = 500
level = b * Lref / 256 ' chua xu ly duoc
Txt_analog = level
End Sub
Private Sub cmd_digital_Click()
Dim A As Byte
SENDBYTE (0) 'chon kenh digital
A = READBYTE()
If A = 7 Then '111b 3 cb deu tac dong
txt_digital.Text = 1
Check1 = 1
Check2 = 0