Đề tài Tìm hiểu cấu trúc bộ điều khiển số trực tiếp DDC sử dụng trong điều khiển các hệ thống BMS - Phạm Hoàng Hiệp

Nội dung text: Đề tài Tìm hiểu cấu trúc bộ điều khiển số trực tiếp DDC sử dụng trong điều khiển các hệ thống BMS - Phạm Hoàng Hiệp

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN  BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG BMS CHO TÒA NHÀ ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CẤU TRÚC BỘ ĐIỀU KHIỂN SỐ TRỰC TIẾP DDC SỬ DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN CÁC HỆ THỐNG BMS GVHD: GVC. TS. Nguyễn Thế Công Sinh viên thực hiện: Phạm Hoàng Hiệp MSSV: 20181150 Mã lớp: 124664 Hà Nội, 06/2021
2. 1. Bộ điều khiển số trực tiếp DDC - DDC là từ viết tắt của cụm từ tiếng anh: Direct Digital Control, tạm dịch “bộ điều khiển kỹ thuật số trực tiếp” hay gọi là “bộ điều khiển DDC”. - DDC là bộ điều khiển chuyên dụng trong các hệ thống BMS, HVAC, AHU, Chiller, dùng để điều khiển các hoạt động độc lập của các hệ thống trong tòa nhà, nhà máy, - Bộ điều khiển DDC thực chất giống như là PLC (Programmable Logic Controller), là một bộ điều khiển trung tâm, bên trong có chip xử lý, có bộ nhớ để lưu trữ chương trình, có time clock để định thời, có các cổng vào ra I/O để nhận và xuất tín hiệu điều khiển. 2. Hệ thống điều khiển - Đối tượng điều khiển của DDC là thiết bị điều hòa không khí và các cơ cấu chấp hành của hệ thống cơ điện trong tòa nhà. Điều khiển hệ thống điều hòa không khí, HVAC trong tòa nhà, nhà máy, - Các tủ DDC được bố trí tại các phòng kỹ thuật tại các tầng của toà nhà để quản lý các thiết bị của hệ thống điều hoà, các thiết bị cơ điện của các tầng đó. Phòng điều khiển trung tâm thường được đặt tại tầng hầm của toà nhà (BMS). - Do đặc thù về mặt không gian bố trí theo chiều dọc của các DDC. Để Máy tính vận hành của hệ thống BMS tại phòng điều khiển trung tâm của toà nhà (tầng hầm) với ít dây dẫn tín hiệu nhất và dễ dàng nhất cho việc thi công, các DDC được thiết kế để cho phép truyền thông nối tiếp từ DDC nọ sang DDC kia và tới máy tính vận hành. - Một hệ thống BMS có thể có vài ngàn DDC. Mỗi tủ DDC thường chỉ có vài chục điểm vào ra IO, được thiết kế với các rơle trung gian đặt trong tủ và đấu nối trực tiếp với các tiếp điểm của các tủ điện động lực điều khiển các thiết bị cơ điện trong tòa nhà.
3. DDC điều khiển hệ thống HVAC Hệ thống điều khiển DDC trong thực tế 3. Hệ thống kết nối truyền thông - Trong hệ thống điều khiển BMS cho tòa nhà, các tủ DDC được đặt theo chiều dọc tòa nhà nên sẽ cho phép truyền thông kết nối trực tiếp từ DDC này sang DDC kia và kết nối với tủ điều khiển trung tâm ở dưới tầng hầm. Các giao thức kết nối phổ biển hiện nay là Bacnet MS/TP, Lonwork, N2 Open,
4. - Về khoảng cách tín hiệu về DDC tuỳ thuộc vào loại tín hiệu là AI,AO hay DI,DO. Phụ thuộc loại dây truyền dẫn tín hiệu. Theo khuyến cáo của các hãng sản xuất thiết bị BMS, khoảng cách dây dẫn tín hiệu từ các thiết bị về DDC cần đảm bảo nhỏ hơn 50m. - DDC được ứng dụng phổ biến trong tòa nhà bởi cân nhắc giữa tốc độ xử lý truyền thông và giá thành. - Đối với các bộ PLC thông thường có tốc độ xử lý nhanh hơn nhiều DDC để đáp ứng yêu cầu sản xuất trong công nghiệp. Còn đối với hệ HVAC thì không yêu cầu vòng quét dữ liệu cao như khả năng của PLC, nên ta chỉ cần một hệ thống DDC với tốc độ truyền thông vừa phải và giá cả phải chăng là đã có thể hoàn toàn đạt được mục đích giám sát và điều khiển tòa nhà. - Ngoài ra DDC được thiết kế đặc biệt chuyên dùng cho HVAC sử dụng giao thức và chuẩn riêng. Nó đáp ứng được hết các yếu tố điều khiển trong HVAC từ AHU, PAU, VAV, Chiller. Bên cạnh đó, cài đặt hệ thống DDC cũng khá dễ dàng. 4. Bộ điều khiển DDC - C46
5. DDC-C46 có ngõ vào đa chức năng giúp dễ dàng lựa chọn các cảm biến ngõ vào. Thiết bị hỗ trợ đầy đủ ngõ ra analog và relay giúp dễ dàng điều khiển các thiết bị khác. • Hỗ trợ 12 ngõ vào đa chức năng • Hỗ trợ ngõ ra Analog cho phép cấu hình điều khiển theo dạng PID. • Hỗ trợ ngõ ra Relay. • Cho phép giao tiếp qua chuẩn truyền thông BACnet MSTP hoặc Modbus RTU 485 từ hệ thống BMS. • 4 LED 7 đoạn hiển thị và cài đặt thông số đơn giản. • Bộ điều khiển được tích hợp đồng hồ thời gian thưc (RTC) cho phép cấu hình điều khiển chạy/dừng hệ thống theo lịch trình định sẵn 4.1. Thông số kĩ thuật Nguồn cấp cho thiết bị 24VAC ± 10% hoặc 24VDC ± 5% . Dòng cấp >=1A Tốc độ Baud 9600, 19200, 38400, 57600, 76800, 115200, 128000 Ngõ vào đa tính năng 12 ngõ vào đa chức năng cho phép cấu hình: • Dòng điện: 0-20mA / 4-20mA ( Mặc định ) • Điện áp: 0-10 VDC / 2 – 10VDC • Thermistor nhiệt độ NTC 10K • Drycontact ( Tiếp điểm không điện ) Ngõ ra • 4 ngõ ra Analog: o Hỗ trợ dòng điện 0-20mA / 4-20mA. o Điện áp ON/OFF: 0/24VDC. • 6 ngõ ra Relay (NO) Giao tiếp truyền thông BACnet MSTP hoặc Modbus RTU 485 Màn hình 4 Led 7 đoạn hiển thị các thông số, giá trị Đồng hồ thời gian thực Tích hợp thời gian thực chạy theo lịch định trước Nút nhấn Gồm 2 nút nhấn: • 1 nút di chuyển / chuyển đổi
6. • 1 nút xác nhận / chọn Giới hạn nhiệt độ hoạt từ 0°C tới 50°C động Giới hạn độ ẩm hoạt động nhỏ hơn 90% và không đọng sương Môi trường hoạt động Hoạt động ở nơi khô ráo, thoáng mát không có các tác nhân gây ăn mòn, dễ cháy nổ Vận chuyển và bảo quản Bảo quản ở nơi khô thoáng, tránh ẩm. Nhiệt độ bảo quản từ 25°C tới 70°C, độ ẩm 5% đến 95% và không đọng sương Kích thước 119 x 100 x 56 ( mm ) ( Dài x Rộng x Cao ) 4.2. Sơ đồ chân thiết bị • 24V IN và 0V IN : Nguồn cấp cho bộ điều khiển. 24VAC/DC. • NOn_1 + NOn_2 : Ngõ ra dạng Relay ON/OFF. • AOn + GND : Ngõ ra dạng Analog thứ n. • UI 0n : Ngõ vào đa chức năng thứ n. • A1+ và B1- : Tín hiệu RS485 hỗ trợ BACnet MSTP hoặc mobus RTU cho phép kết nối về BMS • A2+ và B2- : Tín hiệu RS485 cho Modbus RTU master cho phép kết nối đọc thiết bị Modbus khác
7. 4.3. Sơ đồ khối điển hình của hệ thống