37 Mô tả: Chất liệu nhựa ABS, chống cháy cao. Output: tín hiệu 1-10V. Loại dimmer: 1-10V. Chế độ hoạt động: điều chỉnh độ sáng của đèn bằng núm xoay. Điện áp ngõ vào: 220-240VAC/50Hz.
Chiết áp điện tử AMS1117
Thơng số kỹ thuật:
• Điện áp vào: DC 0V - 10V (điện áp vào tối thiểu phải cao hơn điện áp ra 1V).
• Điện áp ra: 0V - 5V, 800mA (dịng điện thực tế có thể vượt hơn 800mA). • Kích thước bảng mạch: 2,5x1.1cm.
Nguồn Adapter 24VDC 1A
Nguồn tổ ong 5V 5A
Hình 3.18 Adapter 24VDC 1A cấp nguồn bộ điều khiển DDC – C46
Hình 3.19 Nguồn tổ ong 5V 5A cấp nguồn cảm biến và module Relay Hình 3.17 Chiết áp điện tử AMS1117 Hình 3.17 Chiết áp điện tử AMS1117
38
Thiết kế phần mềm Yêu cầu hệ thống
Hệ thống điều khiển chiếu sáng phải đáp ứng các yêu cầu sau:
• Điều khiển độ sáng của đèn đúng với giá trị đặt trước (độ rọi mong muốn). • Điều khiển hệ thống chiếu sáng của mơ hình bằng hai phương pháp điều
khiển (tự động và thủ công).
Lưu đồ giải thuật
39
Mô tả lưu đồ:
Tiến hành cấp nguồn cho bộ điều khiển và hệ thống, kết nối với phần mềm điều khiển DDC-Configurator trên máy tính. Tiến hành cấu hình các ngõ vào Universal Input, các ngõ ra Analog Output và các ngõ ra Relay được sử dụng trong hệ thống. Nhập giá trị Setpoint (giá trị đặt trong hệ thống chiếu sáng là độ sáng mong muốn của hệ thống).
Ở trạng thái ban đầu, module Relay 5V chuyển mạch OFF, hệ thống hoạt động theo chế độ điều khiển tự động. Lấy dữ liệu đo được từ cảm biến ánh sáng so sánh với giá trị đặt trước. Nếu độ rọi của mơ hình chưa bằng với giá trị đặt trước, bộ điều khiển sẽ tự động điều chỉnh bằng cách điều chỉnh tín hiệu điện áp điều khiển ở ngõ ra Analog Output.
Trong trường hợp muốn điều khiển bằng phương pháp điều khiển thủ cơng, cấp tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển DDC-C46 để điều khiển module Relay 5V chuyển mạch. Khi đó, độ sáng của đèn được điều khiển bằng bộ Dimmer.
Phần mềm sử dụng trong hệ thống
DDC-CONFIGURATOR là phần mềm chuyên dung để cấu hình cho bộ điều
khiển DDC – C46. Phần mềm cho phép người dùng cấu hình và cài đặt các thơng số theo đúng yêu cầu của mình. Lưu ý: bạn cần update firmware bảng tương thích mới nhất để sử dụng phần mềm này. Phần mềm cho phép bạn đọc dữ liệu của các cảm biến, cấu hình ngõ vào, cài chế độ hoạt động các ngõ ra relay và các ngõ ra analog.
Phần mềm cho phép bạn cấu hình sử dụng hầu hết các loại cảm biến trên thị trường như:
- Cảm biến có ngõ vào dạng điện trở như cảm biến ánh sáng (quang trở), cảm biến nhiệt độ dạng NTC, PTC, Thermistor, …
- Tất cả các loại cảm biến có ngõ ra điện áp 0-10VDC, 0-5VDC, 1-5VDC, 2-10VDC.
- Tất cả các loại cảm biến có ngõ ra dịng điện như 0-20mA, 4-20mA. • Phần mềm cho phép tính tốn tổng hợp nhiều cảm biến theo chế độ MAX,
MIN, AVERAGE. Phần mềm cho phép cấu hình điều khiển biến tần valve xả gió dạng tuyến tính bằng giải thuật điều khiển PID với đầy đủ 4 thông số P, I, D, T giúp việc cấu hình thiết bị trở nên đơn giản hơn. Phần mềm cho phép cấu hình điều khiển quạt, điện trở và các thiết bị khác dạng ON/OFF thông qua 6 ngõ ra relay của bộ DDC-C46. Người dùng có thể
40 tuỳ chỉnh riêng biệt 6 Set point, 6 điểm điều khiển Diff value và các thông số khác.
Khung Universal Input:
- Raw value: hiển thị dữ liệu chưa qua tính tốn như dữ liệu dịng điện, điện
áp, điện trở hoặc nhiệt độ từ các cảm biến.
- Actual value: hiển thị dữ liệu dạng bình thường sau khi tính tốn như giá
trị CO, CO2, áp suất, nhiệt độ, độ ẩm, …
Ngõ vào nào khi cấu hình rồi nhưng chưa có cảm biến gắn vào hoặc cảm biến bị lỗi, thiết bị khơng đọc được giá trị thì sẽ bị bơi màu xanh lá lên ngõ vào đó.
Hình 3.21 Màn hình Monitoring
41
Calculate value: hiển thị giá trị sau khi tính tốn bằng các thuật tốn Max,
Min, Average. Gồm có 10 kênh tính tốn song song với nhau.
Analog Output: hiển thị giá trị ngõ ra hiện tại tính bằng đơn vị %. Giá trị 0 –
100% tương ứng 0 – 20mA.
Relay Output: hiển thị giá trị ngõ ra relay. Màu xanh hiển thị relay ON, màu
đỏ hiển thị relay OFF.
Hình 3.24 4 kênh hiển thị giá trị Analog Output
Hình 3.25 6 kênh ngõ ra Relay
42
Màn hình Configurator: cho phép người dùng cấu hình tồn bộ thơng số
của bộ điều khiển.
Kết nối đến bộ DDC:
- Comport: Khi bạn kết nối cáp nạp vào bộ điều khiển, cài đặt Driver, hệ
thống sẽ nhận dạng cáp nạp là một cổng COM. Khi cổng kết nối đã hoạt động ổn định. Mở phần mềm lên, phần mềm sẽ tìm các cổng tương thích để bạn chọn.
- Baudrate: Tốc độ Baudrate của thiết bị đagn hoạt động. Baudrate mặc định
của phần mềm là 38400 (có thể thay đổi bằng hai nút nhấn trên bộ DDC). - Address: Địa chỉ mặc định của phần mềm là 1. Bảng update sắp tới sẽ bổ
sung thêm các tính năng update thông số trực tiếp từ phần mềm.
- Nút nhấn Connect/Disconnect: Cho phép bạn kết nối hoặc ngắt kết nối với bộ DDC.
Cập nhật dữ liệu cho DDC – C46:
Hình 3.26 Màn hình Configurator
43 - Read from DDC: Cho phép người dùng đọc các thông số hiện tại từ bộ
điều khiển DDC lên phần mềm. Các giá trị đọc được sẽ cập nhật trực tiếp lên phần mềm.
- Write to DDC: Ghi giá trị cài đặt trên phần mềm xuống DDC. Khi cài đặt
xong 1 ngõ vào/ra hay thay đổi nào đó trên thiết bị, người dùng phải nhấn Write to DDC để truyền xuống thiết bị.
- Load from PC: Đọc cấu hình đã lưu trên máy tính.
- Save on PC: Ghi tồn bộ cấu hình hiện tại trên phần mềm để lưu trữ, sử
dụng cập nhật vào các bộ DDC khác trong quá trình thay thế. File lưu trữ trong máy tính dưới dạng Config files (*.xml).
Cấu hình cho các ngõ vào UI:
Các bước cấu hình:
1. Chọn ngõ vào đa chức năng muốn sử dụng (DDC-C46 có 12 ngõ vào đa
chức năng trên thiết bị và 16 ngõ vào từ thiết bị khác truyền qua chuẩn Modbus).
Hình 3.28 Thanh thao tác với dữ liệu nạp vào bộ điều khiển
44
2. Chọn loại cấu hình bạn sử dụng: 12 ngõ vào đa chức năng cấu hình trực
tiếp bằng phần mềm. Bộ điều khiển sẽ tự động cấu hình sau khi người dùng update dữ liệu. Dịng điện tính bằng mA. Điện áp tính bằng Volt. Điện trở tính bằng Ohm. Nhiệt độ dạng Thermistor ra nhiệt độ chuẩn Celsius.
3. Chọn các thông số cơ bản cho ngõ vào:
- Channel: kênh tính tốn mà ngõ vào này sẽ kết nối.
- Calibration: hệ số hiệu chỉnh cho cảm biến. Hệ số này được cộng trực tiếp
vào giá trị hiển thị thực tế (Actual value). - Min Input: giá trị thấp nhất ngõ vào quy đổi.
- Max Input: giá trị cao nhất ngõ vào quy đổi.
- Min Real Value: giá trị thấp nhất ngõ vào thực tế.
- Max Real Value: giá trị cao nhất ngõ vào thực tế.
Phía dưới có nút Copy to All Inputs để cấu hình như nhau cho tồn bộ các ngõ vào.
Hình 3.30 12 ngõ vào đa chức năng và 16 port mở rộng
45
Cấu hình ngõ ra Analog:
Ngõ ra Analog được dùng trong các ứng dụng điều khiển tuyến tính như điều khiển biến tần, van xả gió và các hệ thống khác ... Chọn ngõ ra Analog mà bạn muốn sử dụng. Ngõ ra này tương ứng với phần cứng của DDC-C46. DDC-C46 có 4 ngõ ra dòng điện 0 - 20mA và 16 ngõ ra thiết bị khác truyền qua chuẩn Modbus.
Chế độ Override:
- Khi ở chế độ Override ngõ ra sẽ xuất trực tiếp giá trị hiển thị trong Override value. Giá trị 0-100 tương ứng 4-20mA.
- Chế độ Override được dùng khi bạn muốn test biến tần, Actuator damper và các thiết bị điều khiển khác. Khi không sử dụng ngõ ra này ta chọn Override Enable = Enable. Override Value = 0 để bộ điều khiển không xuất tín hiệu ra ngồi.
- Khi chế độ Override bị Disable, bộ điều khiển sẽ hoạt động theo phần mềm. Đọc dữ liệu ngõ vào, tính tốn PID và xuất ra ngồi.
Read from channel: Phần mềm có 10 kênh tính tốn và các ngõa vào từ thiết
bị hoặc từ Modbus. Ta có thể dùng bất kỳ kênh nào làm ngõ vào điều khiển cho ngõ ra AO.
Control Mode: Chế độ điều khiển Giảm/Tăng. Cho phép người dùng cấu hình
theo u cầu của mình. Ví dụ trong hệ tăng áp cầu thang, nếu ta dùng biến tần để tăng áp suất trong cầu thang ta chọn chế độ INCREASE, nếu ta dùng van xả áp để giảm áp suất trong cầu thang xuống ta chọn chế độ DECREASE.
Hình 3.32 Cấu hình Analog Output
46
Cài đặt các thông số khác:
- Override Enable: Cho phép/không cho phép Override hoạt động.
- Override Value: Giá trị ngõ ra cưỡng bức khi ở chế độ Override.
- Set point: Điểm set point của hệ thống do người dùng yêu cầu.
- P value: Hệ số P trong điều khiển PID.
- I value: Hệ số I trong điều khiển PID.
- D value: Hệ số D trong điều khiển PID.
- T value: Thời gian quét của khối PID. 50 tương ứng 5 giây.
- Select AO Pin: Chọn ngõ ra Analog để cấu hình.
- Min Output: Giá trị ngõ ra thấp nhất của ngõ ra AO tương ứng. 10 tương
ứng 10%, tương ứng 2 mA.
- Max Output: Giá trị ngõ ra cao nhất cho phép của ngõ AO. 100 tương ứng
100%, tương ứng 20mA.
Nút Copy to All Analogs: khi nhập vào sẽ cấu hình tồn bộ các kênh tính tốn như nhau.
Cấu hình ngõ ra relay:
DDC-C46 có 6 ngõ ra relay, bạn có thể sử dụng 6 ngõ ra relay này cho các mục đích khác nhau.
Các relay điều khiển bằng chế độ so sánh với các giá trị cài đặt như sau: - Select DO: DO 01 đến DO 06 tương ứng với 6 ngõ ra relay.
Hình 3.34 Cài đặt thông số Analog Output
47 - Read from Channel: ngõ vào so sánh được lấy từ 10 bộ tính tốn ở trên.
- Override Enable: cho phép chạy chế độ Override (chạy cưỡng bức bỏ qua
chương trình). Chế độ Override của Relay chỉ có 2 trạng thái là ON /OFF. - Override Value: giá trị xuất ra khi ở chế độ Override. Ở chế độ Override
(Override Enable = Enable), khi Override Value = ON tiếp điểm tương ứng sẽ đóng lại, khi OFF tiếp điểm sẽ hở ra.
- Set point: điểm cài đặc kích hoạt khi hệ thống đạt.
- Diff value: điểm cài đặt giá trị vượt lố cho phép trong hệ thống.
- Control Mode: chế độ điều khiển tăng hoặc giảm. Ở chế độ tăng
(INCREASE) khi giá trị ngõ vào thấp hơn Set point ngõ ra ON, khi giá trị ngõ vào vượt qua giá trị (Set point value + Diff value), ngõ ra sẽ OFF. Ở chế độ giảm (DECREASE) khi giá trị ngõ vào lớn hơn Setpoint ngõ ra sẽ ON, khi giá trị ngõ vào nhỏ hơn giá trị (Set point value + Diff value), ngõ ra sẽ OFF.
Nút Copy to All Relays: khi nhập vào sẽ cấu hình tồn bộ các kênh tính tốn như nhau.
Cài đặt chế độ chạy cho DDC:
- Power ON: Khi thiết bị mất nguồn đột ngột, khi bật nguồn lại (Power ON),
thiết bị sẽ hoạt động dữa trên giá trị cài đặt. - OFF: không bật nguồn thiết bị.
- ON: Bật nguồn thiết bị.
- Auto Save: dựa vào trạng thái lúc thiết bị hoạt động.
- Control From: Chế độ điều khiển thiết bị.
- Local+Main: Nhận lệnh từ thiết bị điều khiển.
- Remote+Main: Nhận lệnh từ máy tính và thiết bị. khi đó phải bật Remote
Command lên ON thì mới điều khiển được.
48
Ghi nhận nhật ký với tính năng Datalogger của DDC - Configurator:
Phần mềm cho phép ghi nhận tên của các ngõ vào cảm biến, ngõ ra Analog và ngõ ra Relay giúp người dùng dễ sử dụng file datalog hơn.
- Nút nhấn Start: Cho phép người dùng bắt đầu ghi nhận nhật ký. Quá trình ghi nhật ký chỉ có thể được kích hoạt khi người dung kết nối với bộ điều khiển. Nút Start chuyển thành Stop.
- Nút nhấn Pause: Cho phép người dùng tạm ngưng quá trình ghi nhận nhật ký. Sau khi được nhấn nút tính năng này sẽ chuyển thành Continue cho phép người dùng tiếp tục ghi nhận nhật ký.
- Nút nhấn Open Folder: Cho phép người dùng mở folder chứa nhật ký.
Nhật ký được lưu dưới dạng file *.csv cho phép người dùng sử dụng mở bằng nhiều phần mềm như Excel, Open Office …
- Log time Cycle: Chu kỳ ghi nhận nhật ký do người dùng cấu hình với thời
gian nhỏ nhất là 1 giây.
Hình 3.37 Giao diện Datalogger của DDC – Configurator
49
Chương 4 THI CƠNG MƠ HÌNH VÀ HỆ THỐNG Thi cơng mơ hình
Hình 4.1 Mặt trước của mơ hình thực tế
50
Lắp đặt hệ thống
Sơ đồ nối dây hệ thống
Hình 4.3 Mặt sau của mơ hình
51 • Khối cảm biến: 2 cảm biến ánh sáng đo cường độ sáng truyền về bộ điều khiển DDC-C46 bằng tín hiệu analog điện áp qua 2 ngõ vào Universal Input để điều khiển hệ thống chiếu sáng tự động và giám sát độ rọi trong mơ hình.
• Bộ điều khiển DDC-C46: nhận tín hiệu analog từ cảm biến ánh sáng qua 2 ngõ UI 03 và UI 04. Ngõ ra Analog Output AO4 cấp tín hiệu điều khiển 0- 10V vào Led Driver khi hệ thống hoạt động ở chế độ Auto. Ngõ ra Relay output NO4 cấp tín hiệu điều khiển module relay 5V để thay đổi chế độ điều khiển. Ngõ ra Relay output NO3 đóng cắt nguồn điện 220VAC vào Led Driver.
• Module Relay: có nhiệm vụ chuyển chế độ điều khiển từ điều khiển tự động (Auto mode) sang thao tác bằng tay (Manual mode).
• Dimmer: trực tiếp điều khiển độ sáng của đèn bằng phương pháp thủ cơng (vặn tay).
• Khối nguồn: nguồn 24VDC cấp nguồn cho DDC-C46 hoạt động, nguồn tổ ong 5VDC cấp nguồn cho khối cảm biến và relay chuyển mạch, nguồn 220VAC cấp nguồn cho Led Driver.
• Chiết áp điện tử: điều chỉnh tín hiệu điều khiển 0 – 10V.
Lắp đặt thiết bị trên mơ hình
1- Bộ điều khiển DDC-C46. 2- Nguồn tổ ong 5V 5A. 3- Module Relay 5V.
4- CB cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống.
1 2
3 4
52
Hình 4.6 Đèn được gắn trên trần của mơ hình
Hình 4.7 Led Driver và đèn được lắp trên trần của mơ hình
53
Hình 4.9 Vị trí lắp đặt của 2 cảm biến ánh sáng
54
Chương 5 VẬN HÀNH VÀ KIỂM TRA MƠ HÌNH Vận hành mơ hình
Chế độ Auto
Bước 1: Cấp nguồn cho bộ điều khiển và kết nối với máy tính.
Mở cơng tắc ổ cắm cấp nguồn cho bộ điều khiển.
55 Trình tự kết nối DDC với máy tính theo các bước sau: