- Các cảm biến sử dụng trong mô hình đều cho ra các kết quả đo đạc tốt, đáp ứng được yêu cầu về chức năng là thu thập các dữ liệu, độ chính xác đạt mức cần thiết cho nghiên cứu.
- Liên kết các phần cứng của hệ thống thu thập và xử lí dữ liệu thành công, kích thước nhỏ gọn, kết nối máy tính dễ dàng đúng theo ý tưởng ban đầu theo mục tiêu của đề tài.
- Phần mềm hoạt động đúng mục đích, đưa ra được các lỗi của hệ thống lạnh và xuất ra đồ thị từ các dữ liệu đưa về
- Cụ thể hóa được chất lượng hệ thống lạnh bằng cách hiển thị các cột sóng lên màn hình LCD.
60
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận
Đối với các hệ thống lạnh lớn hiện nay, chúng không thể thiếu một hệ thống giám sát thông số đi kèm nhằm đảm bảo bộ ổn định cũng như sự liên tục của một chuỗi hoạt động sản xuất mà trong đó hệ thống lạnh là một thành phần. Khi thực hiện đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu nhiệt độ của hệ thống lạnh bằng máy tính, nhóm đã hoàn thành một hệ thống thu thập dữ liệu và đưa vào thử nghiệm nhằm có những đánh giá khách quan về tình trạng cũng như xu hướng xảy ra những lỗi, hệ thống bao gồm:
1. Các cảm biến nhiệt độ và áp suất để đo đạc các thông số trên một hệ thống lạnh. 2. Một bộ phần cứng vi xử lý để kết nối giữa các cảm biến với máy tính, cụ thể là cung cấp dữ liệu cho phần mềm.
3. Một phần mềm được lập trình nhằm xử lý các vấn đề đối với dữ liệu nhận về, với công dụng: hiển thị các thông số đo đạc được, đưa ra đánh giá chất lượng hoạt động của hệ thống lạnh và các chẩn đoán sơ bộ về tình trạng của hệ thống lạnh.
4. Thiết bị và hệ thống đã được thực nghiệm lên hệ trữ đông để thực hiện nhiệm vụ chính của nó là: thu thập, xử lý và lưu trữ dữ liệu.
Hệ thống thực hiện giám sát các thông số của một hệ thống cụ thể bằng các cảm biến và đưa dữ liệu về máy tính xử lý. Với cách làm này, việc thu thập các thông số sẽ thường xuyên hơn, và các số sẽ chính xác hơn. Nhờ vậy, nhóm có được một lượng dữ liệu dày đặc làm cơ sở cho việc xem xét các lỗi có thể xảy. Từ đó, nhóm đưa ra các quyết định vận hành và bảo trì đúng đắn hơn, giảm chi phí sửa chữa và tránh được việc tổn hao do phải gián đoạn quy trình sản xuất.
Đây là một hướng đi mới trong quy trình quản lý hệ thống lạnh, và hướng đi này mang đầy sự hứa hẹn.
5.2 Kiến nghị
Ở thời điểm hiện tại, hệ thống chỉ được thực nghiệm trên hệ thống trữ đông tại xưởng Nhiệt – Điện lạnh. Để phần mềm có thể hoạt động chính xác và ổn định hơn,
Để tài cần được phát triển hơn về độ chính xác do có nhiều sai số xảy ra trong quá trình tính toán để đưa ra các thông số cuối cùng cho việc xử lý dữ liệu. Từ những số liệu
61
thu thập được, đề tài có thể mở rộng hơn về mặt dự đoán lỗi có thể xảy ra với hệ thống trong tương lai bằng các thuật toán tối ưu. Mặt khác, nhóm kiến nghị phần mềm nên được thử nghiệm trên nhiều hệ thống khác nhau để phần mềm được ổn định và tăng độ tin cậy.
Với hướng nghiên cứu hiện tại, nhóm thực hiện hệ thống thu thập, xử lý dữ liệu bằng máy tính cho 1 loại môi chất lạnh R22. Đề tài cần được bổ sung thêm nhiều loại môi chất lạnh hơn nữa để tăng tính phổ biến và dễ sử dụng hơn.
Từ những nội dung đề tài thực hiện được, nhóm hi vọng góp phần vào việc hoàn thiện một hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu, nâng cao mức độ hiệu quả của một phần mềm quản lý dữ liệu và có thể thực hiện được phần dự đoán lỗi từ sớm để hệ thống lạnh có thể hoạt động ổn định và nâng cao hiệu suất.
62
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Zhe Sun, Huaqiang Jin, Jiangping Gu, Yuejin Huang, Xi Shen, "Gradual fault early stage diagnosis for air source heat pump system using deep learning techniques,"
International Journal of Refrigeration, vol. 107, pp. 63-72, 2019.
[2] "Novel application of multi-model ensemble learning for fault diagnosis in refrigeration systems," Applied Thermal Engineering, vol. 164, 2020.
[3] Yubin Liu, Qing Gao, Tianshi Zhang, Chengwei Cui, Shi Jin, "Exploration of interactive thermal influence characteristics of power and air conditioning system based on 1D/3D coupling calculation in electric vehicle underhood," Applied Thermal Engineering, vol. 167, 2020.
[4] K. L. Cézar, A. G. A. Caldas, A. M. A. Caldas, M. C. L. Cordeiro,... P. S. A. Michima, "Development of a novel flow control system with arduino microcontroller embedded in double effect absorption chillers using the LiBr/H2O pair,"
International Journal of Refrigeration, vol. 111, pp. 124-135, March 2020.
[5] Lihao Huang, Leren Tao, Cheng Tang, Yue Chen, ... Hong Tao, "Experimental research on instability of expansion valve–dry evaporator refrigeration system,"
Applied Thermal Engineering, vol. 162, 5 November 2019.
[6] Zhenyu Yang, Karsten B. Rasmussen, Anh T. Kieu, Roozbeh Izadi-Zamanabadi, "Fault Detection and Isolation for a Supermarket Refrigeration System – Part Two: Unknown-Input-Observer Method and Its Extension," IFAC Proceedings Volumes,
vol. 44, pp. 4238-4243, 2011. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[7] Wilson R. Nyemba, Simon Chinguwa, Batsirayi L. Marango, Charles Mbohwa, "Evaluation and feasibility assessment of the sustainability of refrigeration systems devoid of harmful refrigerants for storage of vaccines," Procedia Manufacturing, vol. 35, pp. 291-297, 2019.
[8] Huaxia Yan, Yudong Xia, Shiming Deng, "Adaptive control for degree of refrigerant superheat in a direct expansion air conditioning system under variable speed operation," Energy Procedia, vol. 158, pp. 2182-2187, February 2019.
63
[9] Atena Montazeri, Seyed Mohamad Kargar, "Fault detection and diagnosis in air handling using data-driven methods," Journal of Building Engineering, vol. 31, September 2020.
[10] Ke Yan, Lulu Ma, Yuting Dai, Wen Shen, ... Dongqing Xie, "Cost-sensitive and sequential feature selection for chiller fault detection and diagnosis," International Journal of Refrigeration, vol. 86, pp. 401-409, February 2018.
[11] A. P. Rogers, F. Guo, B. P. Rasmussen, "A review of fault detection and diagnosis methods for residential air conditioning systems," Building and Environment, vol. 161, 15 August 2019.
[12] Sankaranarayanan Subramanian, Adeel Ahmad, Sebastian Engell, "Robust control of a supermarket refrigeration system using multi-stage NMPC," IFAC-PapersOnLine,
vol. 49, no. 7, pp. 901-906, 2016.
[13] Dan Li, Guoqiang Hu, Costas J. Spanos, "A data-driven strategy for detection and diagnosis of building chiller faults using linear discriminant analysis," Energy and Buildings, vol. 128, pp. 519-529, 15 September 2016.
[14] Maitreyee Dey, Soumya Prakash Rana, Sandra Dudley, "Smart building creation in large scale HVAC environments through automated fault detection and diagnosis,"
Future Generation Computer Systems, vol. 108, pp. 950-966, July 2020.
[15] Yuqiang Fan, Xiaoyu Cui, Hua Han, Hailong Lu , "Chiller fault diagnosis with field sensors using the technology of imbalanced data," Applied Thermal Engineering, vol. 159, August 2019.
[16] Yuqiang Fan, Xiaoyu Cui, Hua Han, Hailong Lu, "Feasibility and improvement of fault detection and diagnosis based on factory-installed sensors for chillers," Applied Thermal Engineering, vol. 164, 5 January 2020.
[17] B. Saleh, Ayman A. Aly, "Flow Control Methods in Refrigeration Systems: A Review," INTERNATIONAL JOURNAL OF CONTROL, AUTOMATION AND SYSTEMS, vol. 5, pp. 14-25, January 2015.
64
[18] Henry Nasution, Azhar Abdul Aziza, Zulkarnain Abdul Latiff , "PI CONTROL APPLICATION FOR BUILDING AIR CONDITIONING SYSTEM," Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering), pp. 61-69, 2015.
[19] Chin-Chi Cheng, Dasheng Lee, "Smart Sensors Enable Smart Air Conditioning Control," Sensors, vol. 14, pp. 11179-11203, 2014.
[20] B. P. Rasmussen and A. G. Alleyne, Air Conditioning and Refrigeration Center, Urbana: University of Illinois at Urbana-Champaign, 2006.
[21] A.M.Ali, S.A.Abdul Shukor, N.A.Rahim, Z.M.Razlan, Z.A.Z.Jamal, "IoT-Based Smart Air Conditioning Control for Thermal Comfort," IEEE International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems, pp. 289-294, June 2019. [22] Muhammad Aftab, Chi-Kin Chau, and Peter Armstrong, "Smart Air-Conditioning
Control by Wireless Sensors: An Online Optimization Approach," Proceedings of the fourth international conference on Future energy systems, pp. 1-12, January 2013.
[23] Mehmet Taştana, Hayrettin Gökozan, "An Internet of Things Based Air Conditioning and Lighting Control System for Smart Home," American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences, pp. 181-189, December 2018. [24] N. A. Moussa, "Smart Air Conditioning," INTERNATIONAL JOURNAL OF
SCIENTIFIC & TECHNOLOGY RESEARCH, vol. 8, no. 6, pp. 1-6, June 2019. [25] S. A. Tassou, I. N. Grace, "Fault diagnosis and refrigerant leak detection in vapour
compression refrigeration systems," International Journal of Refrigeration, vol. 28, pp. 680-688, 2005.
[26] Necati Kocyigit, Huseyin Bulgurcu, Cheng-Xian Lin, "Fault diagnosis of a vapor compression refrigeration system with hermetic reciprocating compressor based on p-h diagram," International Journal of Refrigeration, vol. 45, pp. 44-54, 2014. [27] Dian-ce Gao, Shengwei Wang, Fu Xiao, kui Shan, "A Fault Detection and Diagnosis
Method for Low Delta-T Syndrome in a Complex Air-conditioning System," Energy Procedia, vol. 61, pp. 2514-2517, 2014.
65
[28] Denchai Woradechjumroen, Haorong Li, Thanapat Promwattanapakee, "Fault Detection and Diagnosis Process for Oversizing Design on Multiple Packaged Air- conditioning Units," Procedia Computer Science, vol. 86, pp. 341-344, 2016. [29] Ke Yan, Adrian Chong, Yuchang Mo, "Generative Adversarial Network for Fault
Detection Diagnosis of Chillers," Building and Environment, vol. 172, 2020.
[30] Xu Zhu, Zhimin Du, Xinqiao Jin, Zhijie Chen, "Fault diagnosis based operation risk evaluation for air conditioning systems in data centers," Building and Environment,
vol. 163, October 2019. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[31] Shiqiang Wang, Jianchun Xing, Ziyan Jiang, Yunchuang Dai, "A Novel Sensors Fault Detection and Self-Correction Method for HVAC Systems Using Decentralized Swarm Intelligence Algorithm," International Journal of Refrigeration, vol. 106, pp. 54-65, October 2019.
[32] A. Beghi, R. Brignoli, L. Cecchinato, G. Menegazzo,... F. Simmini, "Data-driven Fault Detection and Diagnosis for HVAC water chillers," Control Engineering Practice, vol. 53, p. August 2016, August 2016.
[33] T. S. Pedersen, K. M. Nielsen, J. Hindsborg, P. Reichwald, ... R. Izadi-Zamanabadi, "Predictive Functional Control of Superheat in a Refrigeration System using a Neural Network Model," IFAC-PapersOnLine, vol. 50, no. 1, pp. 43-48, July 2017.
[34] Young-hak Song, Yasunori Akashi, Jurng-Jae Yee, "A development of easy-to-use tool for fault detection and diagnosis in building air-conditioning systems," Energy and Buildings, vol. 40, no. 2, pp. 71-82, 2008.
[35] Zhi Li, Baolong Yuan, Yupeng Li, Liangliang Sun, ... Yuchen Sun, "An Effective Fault Detection and Diagnosis Approach for Chiller System," IFAC-PapersOnLine,
vol. 52, no. 10, pp. 55-60, 2019.
[36] Hua Han, Xiaoyu Cui, Yuqiang Fan, Hong Qing, "Least squares support vector machine (LS-SVM)-based chiller fault diagnosis using fault indicative features,"
66
[37] Liangliang Sun, Jianghua Wu, Haiqi Jia, Xuebin Liu, "Research on Fault Detection Method for Heat Pump Air Conditioning System under Cold Weather," Chinese Journal of Chemical Engineering , pp. 1-23, 2017.
[38] Yuebin Yu, Denchai Woradechjumroen, Daihong Yu, "A review of fault detection and diagnosis methodologies on air-handling units," Energy and Buildings, vol. 82, pp. 550-562, 2014.
[39] Luis J. de Miguel, Eduardo Moya, José Candau, José R. Perán, "Fault Detection and Diagnostic System for an Industrial Refrigeration Installation," IFAC Proceedings Volumes, vol. 30, no. 18, pp. 397-403, 1997.
[40] Jiangyan Liu, Guannan Li, Huanxin Chen, Jiangyu Wang, ... Jiong Li, "A robust online refrigerant charge fault diagnosis strategy for VRF systems based on virtual sensor technique and PCA-EWMA method," Applied Thermal Engineering, vol. 119, pp. 233-243, 2017.
[41] L. N. Thịnh, "Nghiên Cứu Chế Tạo Các Mạch Tạo Pan Hệ Thống Điều Hòa Nhiệt Độ," TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT, HỒ CHÍ MINH, 10-2018. [42] Q. T. Vinh, "Mô Hình Hệ Thống Điều Hòa Nhiệt Độ Của Xe Ô Tô Có Giao Tiếp Với
Máy Tính," TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT, Hồ Chí Minh, 4-2017. [43] L. M. Mẫn, "Thiết Kế Chế Tạo Ecu Điều Khiển Hệ Thống Điều Hòa Tự Động,"
67
PHỤ LỤC Phụ lục 1: Code Visual Basic
Khai báo biến ‘Khai báo hệ thống
Imports System.IO Imports System.IO.Ports Public Class Form1
Dim val1 As Decimal 'T8: gió vào TBBH'
Dim val2 As Decimal 'T6: ga ra khỏi TBNT'
Dim val3 As Decimal 'T11: gió ra TBNT'
Dim val4 As Decimal 'T10: gió vào TBNT'
Dim val5 As Decimal 'T2: ga ra TBBH'
Dim val6 As Decimal 'T9: gió ra TBBH'
Dim val7 As Decimal 'T7: nhiệt độ ga trước tiết lưu'
Dim val10 As Double 'P1: áp suất LP'
Dim val11 As Double 'P2: áp suất HP'
Dim T1, h1, s1 As Double 'T1, s1, h1: được tính từ áp suất LP'
Dim T2, h2, s2 As Double 'T2, s2, h2: được tính từ áp suất HP'
Dim deltaDN, deltaBH, deltaSC, deltaSH As Double Dim i, a, b, d, x1, x2 As Double (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dim c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8, c9, c10, c12, c13, c14, c11, c15, c16 As String Dim selPort As String
1.1. Chương trình
Private Sub Form1_Load(sender As Object, e As EventArgs) Handles MyBase.Load
RefreshPorts() SPSetup() End Sub
Private Sub ConnectSerial()
68 SerialPort1.Open()
End Sub
Private Sub RefreshPorts() txtPort.Items.Clear() If txtPort.Items.Count > 0 Then txtPort.SelectedIndex = 0 selPort = txtPort.Text End If End Sub
Private Sub Datarecieved(sender As Object, e As EventArgs) Handles SerialPort1.DataReceived
Try
Dim mydata As String
mydata = SerialPort1.ReadExisting() If TextBox12.InvokeRequired Then
TextBox12.Invoke(DirectCast(Sub() TextBox12.Text &= mydata, MethodInvoker))
Else
TextBox12.Text &= mydata End If Catch ex As Exception MessageBox.Show(ex.Message) End Try End Sub 1.2. Giao diện
Private Sub Timer_Thoigian_Tick(sender As Object, e As EventArgs) Handles Label20.Text = TimeOfDay.ToString("h:mm:ss tt")
Label21.Text = System.DateTime.Now.ToString("dd MMMM yyyy") End Sub
69
Private Sub Button_Testdata_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button_Testdata.Click
If (val10 > 0.2) And (val10 < 2) Then
MessageBox.Show("Dữ liệu nhận về ổn") Button_Testsensors.Visible = True
Button_Testdata.Visible = False End If
End Sub
Private Sub Button_Testsensors_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button_Testsensors.Click
If ((c3 <> "") And (c4 <> "") And (c5 <> "") And (c6 <> "") And (c7 <> "") And (c8 <> "") And (c9 <> "") And (c10 <> "")) Then
MessageBox.Show("Cảm biến ổn định" & vbCrLf & "Chọn chế độ Thủ công hoặc Tự động nhập áp suất chuẩn trước khi chạy chương trình")
Button_Testsensors.Visible = False GroupBox4.Visible = True
End If End Sub
1.4. Chẩn đoán lỗi hệ thống
If Not ((val1 - T1) >= 31) Then 'Qo giam' If (Math.Abs(val10 - x1) < 0.75) Then If Not ((val5 - T1) > 35) Then (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
If ((val1 - val6) < 0.75) Or ((val1 - val6) > 3) Then If ((val1 - val6) < 0.75) Then
c1 = "Thiết bị bay hơi bị bám bẩn" Else
End If End If Else
If Not ((T2 - val2) >= 0.5) And ((T2 - val2) <= 2.5) Then c1 = "Hệ thống thiếu gas"
70 Else
If (val2 - val7) >= 7 Then c1 = "Tiết lưu sớm" Else
c1 = "Van tiết lưu bé" End If
End If End If
Else
If ((val11 <= 12) Or (val11 >= 15)) And (Math.Abs(val10 - x1) > 0.75) Then
c2 = "Máy nén bé" Else
If (T2 - val2 >= 0.5) And (T2 - val2 <= 2.5) Then c2 = "Hệ thống thừa ga hoặc có khí không ngưng" Else
If ((val3 - val4) < 1.5) Then
'c2 được gán giá trị chuỗi
c2 = "Thiết bị ngưng tụ bị bám bẩn"
End If
If (val3 - val4) > 3 Then
c2 = "Thiết bị ngưng tụ thiếu lưu lượng không khí" End If
End If End If End If End If
If (val1 - val6 <= 0.1) Or (val4 - val3 <= 0.1) Then If val1 - val6 <= 0.1 Then
71 End If
If val3 - val4 <= 0.3 Then
c16 = "Xem lại vị trí cảm biến gió ra TBNT" End If
End If
If (c15 <> "") Or (c16 <> "") Then
MessageBox.Show(c15 & vbCrLf & c16) End If
If (((val1 - T1) > 32) Or ((c1 <> "") Or (c2 <> ""))) Then Button_xemloi.Visible = True
Button_xemloi.Enabled = True End If
1.5 Điều khiển hiển thị LCD
'Dành cho điều khiển LCD thông qua phần mềm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
''Nếu delta gió vào TBBH và To của LP nhỏ hơn 32
If (val1 - T1) <= 32 Then
''Gán giá trị Textbox1 bằng 5 tức 5 cột sống
TextBox1.Text = "5" End If
''Nếu delta gió vào TBBH và To của LP trong khoảng 32 đến 34
If ((((val1 - T1) > 32) And ((val1 - T1) <= 34))) Then
''Gán giá trị Textbox1 bằng 4 tức 4 cột sống
TextBox1.Text = "4" End If
''Nếu delta gió vào TBBH và To của LP trong khoảng 34 đến 36
If ((((val1 - T1) > 34) And ((val1 - T1) <= 36))) Then ''Gán giá trị Textbox1 bằng 3 tức 3 cột sống
TextBox1.Text = "3" End If
''Nếu delta gió vào TBBH và To của LP trong khoảng 36 đến 37
72
''Gán giá trị Textbox1 bằng 2 tức 2 cột sống
TextBox1.Text = "2" End If
''Nếu delta gió vào TBBH và To của LP lớn hơn 37
If (val1 - T1) > 37 Then
''Gán giá trị Textbox1 bằng 1 tức 1 cột sống
TextBox1.Text = "1" End If
''Gửi số liệu về mạch Arduino để hiển thị số cột sống
If SerialPort1.IsOpen Then SerialPort1.Write(TextBox1.Text) End If 1.5. Lưu Dữ liệu outputFile.Write(Label20.Text) outputFile.Write(" ") outputFile.Write(Label21.Text) outputFile.Write(" ") outputFile.Write(TextBox2.Text) outputFile.Write(" ") outputFile.Write(TextBox3.Text) outputFile.Write(" ") outputFile.Write(TextBox4.Text) outputFile.Write(" ") outputFile.Write(TextBox5.Text) outputFile.Write(" ") outputFile.Write(TextBox6.Text) outputFile.Write(" ") outputFile.Write(TextBox7.Text) outputFile.Write(" ")
73 Phụ lục 2: Code Arduino 1.6. Khai báo DeviceAddress CBNhietDo1={ 0x28, 0x11, 0x23, 0x56, 0xB5, 0x01, 0x3C, 0x45}; //gio vao TBBH DeviceAddress CBNhietDo9={ 0x28, 0x78, 0xB8, 0x56, 0xB5, 0x01, 0x3C, 0xD7}; //gio ra TBBH
DeviceAddress CBNhietDo10={ 0x28, 0x32, 0x4A, 0x56, 0xB5, 0x01, 0x3C, 0x48}; //ga ra TBBH
// Cảm biến TBNT
DeviceAddress CBNhietDo2={ 0x28, 0xD7, 0xBE, 0x56, 0xB5, 0x01, 0x3C, 0x33}; //ga ra khoi TBNT
DeviceAddress CBNhietDo3={ 0x28, 0xF6, 0x6D, 0x56, 0xB5, 0x01, 0x3C, 0xA2}; //gio ra TBNT
DeviceAddress CBNhietDo4={ 0x28, 0xC1, 0x9B, 0x56, 0xB5, 0x01, 0x3C, 0xF0}; //gio vao TBNT
//Nhiệt độ ga trước tiết lưu
DeviceAddress CBNhietDo8={ 0x28, 0xAC, 0x86, 0x79, 0xA2, 0x01, 0x03, 0xCC}; 1.7. Khởi chạy hệ thống float t1 = sensors.getTempC(CBNhietDo1); float t2 = sensors.getTempC(CBNhietDo2); float t3 = sensors.getTempC(CBNhietDo3); float t4 = sensors.getTempC(CBNhietDo4); float t7 = sensors.getTempC(CBNhietDo7); float t8 = sensors.getTempC(CBNhietDo8);
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});