Tổng quan về bộ điều khiển DDC - bộ điều khiển chuyên dụng trong hệ thống BMS

Bài viết liên quan

Trong ngành kỹ thuật nói chung và lĩnh vực kỹ thuật tự động hóa nói riêng cụm từ “bộ điều khiển” chắc không còn xa lạ với ai trong ngành. Đối với ngành tự động hóa thì cụm từ liên quan thường được nhắc đến là “bộ điều khiển PLC”, còn trong kỹ thuật tòa nhà thì đó là “bộ điều khiển 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, PCS, Lighting,.. 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.

Sơ đồ hệ thống BMS sử dụng các DDC của Honeywell bao gồm cả một số loại bộ điều khiển khác như CP-DIO (Digital I/O controller), CP-IPC (Network controller), CP-SPC (Small point controller for FCU), CP-VAV (controller for VAV system), CP-EXPIO (Expansion IO board for more CP-DIO can used)

#1 Cấu hình bộ điều khiển DDC
Khi bộ điều khiển DDC được chạy lần đầu, các kỹ sư bắt buộc phải tới tận tủ để thực hiện việc cấu hình phần cứng. Với các bộ điều khiển mạng, thường phải kết nối trực tiếp máy tính bằng dây mạng đến bộ điều khiển mạng để thiết lập địa chỉ IP. Đặc biệt, khi quên địa chỉ IP của bộ điều khiển, rất mất thời gian để có thể tìm được lại địa chỉ chính xác (có thể tìm thông qua phần mềm như IPSCAN). Với các hệ thống sử dụng toàn bộ bộ điều khiển mạng, tương tự như quản lý một hệ thống CCTV với các camera IP, cần có một công cụ để cấu hình IP một cách đơn giản.

#2 Các ngôn ngữ lập trình cho bộ điều khiển DDC
Tương tự các bộ điều khiển PLC, các bộ điều khiển DDC dành cho BMS cũng được hỗ trợ các loại ngôn ngữ lập trình khác nhau, có thể kể đến Ladder Logic (LAD), Function Block Diagram (FBD) và Statement List (STL). Trong đó dạng Function Block thường được sử dụng nhiều nhất trong các giải pháp BMS, nó giúp kỹ sư nhanh chóng tiếp cận được công nghệ.

Lập trình Function Block
Lập trình Function Block không phức tạp như Ladder Logic (thường các kỹ sư nhiều kinh nghiệm lập trình mới có thể đọc hiểu nhanh được một lệnh ra của Ladder), hay Statement List (phải gõ từng lệnh, nhớ từng địa chỉ của các biến và thường gợi nhớ đến ngôn ngữ lập trình Assembly từ năm 1949). Lập trình Function Block chỉ cần sử dụng chuột để kéo và thả giống như phần mềm dạy lập trình cho trẻ em Scratch. Do vậy, một sinh viên mới ra trường cũng có thể nhanh chóng tiếp cận với phần mềm này và lập trình cho bộ điều khiển.

Function Block
Một chương trình bao gồm rất nhiều các Function Block được kết nối với nhau. Có rất nhiều các Function Block từ cơ bản (như AND, OR, NOT, ADD, SUB…) đến các Function Block phức tạp (như PID) để tạo thành một chương trình hoàn chỉnh. Một block sẽ bao gồm các đầu ra (Terminal Output) và đầu vào (Terminal Output) và được thể hiện dưới dạng một khung chữ nhật. Các kỹ sư đơn giản chỉ cần kéo các block vào chương trình, kết nối các terminal với nhau và… hoàn thành!

Một tính năng quan trọng đó là các MACRO Block, được tạo thành bởi nhiều block cơ bản, để sử dụng lại cho các dự án khác nhau mà không cần phải lập trình. MACRO Block cũng giống như các hàm Function hay thủ tục Procedure trong ngôn ngữ lập trình bậc cao.

#3 Ưu điểm của bộ DDC
Bộ điều khiển DDC thường đi cùng hệ thống HVAC, một DDC có thể điều khiển 1 hay nhiều FCU, AHU. Ngoài ra, DDC cũng có thể điều khiển được hoạt động của các Chiller, bơm, tháp giải nhiệt.

Tăng độ linh hoạt
Bộ điều khiển DDC có thể lập trình được và giúp cho việc điều chỉnh hệ thống HVAC với hiệu quả cao hơn bằng khả năng thu thập dữ liệu chính xác hơn.

Cảm biến điện tử đo các thông số trong tiêu chuẩn chất lượng HVAC thông thường như: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất chính xác hơn so với các thiết bị vận hành bằng khí nén trước đây.

Ngày nay, người ta thường sử dụng thuật toán điều khiển vòng lặp có phản hồi PID vào trong các ứng dụng thông qua các phần mềm, điều này khiến cho việc thay đổi dễ dàng hơn. Bộ điều khiển DDC ngày càng linh hoạt hơn trong việc đặt lịch, thiết lập lịch trình, định vị và điều khiển tổng thể.

DDC dễ dàng tích hợp với các hệ thống khác trong máy tính (ví dụ: DDC có thể tích hợp vào các phần mềm kiểm soát hỏa hoạn, hệ thống an ninh, hệ thống điều khiển ánh sáng hay hệ thống quản lý bảo trì, bảo dưỡng).

Tăng tính hiệu quả trong vận hành
DDC có khả năng kết nối các DDC thành một mạng lưới, từ đó dễ dàng định vị báo động và triển khai các hoạt động cảnh báo, báo động ra các điểm khác nhau.

DDC có thể xuất dữ liệu thu thập được lên trên biểu đồ, đồ thị và thông qua đó các kỹ thuật viên hay kỹ sư có thể dễ dàng chuẩn đoán và khắc phục các sự cố phát sinh một cách dễ dàng, chính xác và kịp thời.

Có thể thiết lập lưu trữ các bảng dữ liệu theo các khoảng thời gian khác nhau, để có thể theo dõi hiệu suất hoạt động và đưa ra các phương thức tối ưu để cải thiện kết quả.

Dễ dàng gửi các thông điệp như cảnh báo, báo động, thời gian tiến hành bảo dưỡng định kỳ,.. qua các hình thức truyền thông SMS hay Email,..

Tối ưu năng lượng sử dụng
DDC dễ dàng thu thập được các tín hiệu điều khiển, từ đó có thể xây dựng, lập các chiến lược và lập trình điều khiển các thành phần trong hệ thống nhằm tiết kiệm năng lượng sử dụng.

Chúng ta có thể dễ dàng theo dõi và kiểm soát các nhu cầu hoạt động một cách tổng thể cho hệ thống sử dụng bộ DDC thông qua điểm đặt của các hệ thống khác nhau tùy theo mức độ nhu cầu khác nhau.

Có thể lập trình DDC ở mỗi khu vực, mỗi cấp độ khác nhau cho phù hợp; có thể lên lịch bật/tắt các hệ thống khác theo một lịch trình được thiết lập trước đó và lịch trình này cũng có thể được thay đổi thường xuyên.

Chia sẻ bài viết