Trong thời đại hiện nay, việc áp dụng tự động hóa vào các lĩnh vực sinh hoạt và sản xuất ngày càng trở nên phổ biến. Công nghệ này mang lại nhiều lợi ích và ngày càng khẳng định vị trí ưu việt của nó. Trong bài viết này, HG Automation sẽ giới thiệu về DDC là gì (Direct Digital Control) – Một loại bộ điều khiển kỹ thuật số trực tiếp và là một trong những thiết bị thường được sử dụng trong lĩnh vực tự động hóa, đặc biệt trong giải pháp và ứng dụng quản lý sản xuất và vận hành.
Nội dung
DDC là gì?
DDC được viết tắt của Direct Digital Control là thuật ngữ tiếng Anh dùng để chỉ “bộ điều khiển kỹ thuật số trực tiếp” hoặc được gọi đơn giản là “bộ điều khiển DDC”. Trong các hệ thống BMS, HVAC, AHU, Chiller và nhiều ứng dụng khác, DDC đóng vai trò là bộ điều khiển chuyên dụng để điều khiển các hoạt động độc lập của các hệ thống trong tòa nhà hoặc nhà máy.
Khái niệm DDC là gì?
Thực tế, bộ điều khiển DDC có nhiều điểm tương đồng với PLC (Programmable Logic Controller). Đây là một bộ điều khiển trung tâm chứa một chip xử lý, bộ nhớ để lưu trữ chương trình, đồng hồ định thời và các cổng vào/ra I/O thực hiện việc nhận và xuất tín hiệu điều khiển.
>>> Tham khảo ngay: Nguyên tắc hoạt động và ứng dụng của bộ điều khiển PID
Cấu tạo của DDC
Trong một mạng lưới hệ thống điều khiển, có ba thành phần chính bao gồm cảm biến, bộ điều khiển và thiết bị thực hiện.
Cảm biến đo dữ liệu
Cảm biến đo dữ liệu có nhiệm vụ đo các thông số kỹ thuật được điều khiển hoặc đưa vào điều khiển từ nguồn khác một cách chính xác và có thể lặp lại. Bộ điều khiển xử lý dữ liệu và công cụ được kiểm soát để thực hiện một hành vi cụ thể.
Bộ điều khiển xử lý
Bộ điều khiển xử lý nhận dữ liệu từ cảm biến, áp dụng các quy tắc và logic điều khiển, và tạo ra các hành động đầu ra. Tín hiệu này có thể được truyền trực tiếp đến thiết bị được điều khiển hoặc đến các công cụ điều khiển logic khác sau đó là đến thiết bị được điều khiển. Bộ điều khiển này dựa trên bộ vi giải quyết và xử lý, thực hiện các quy tắc điều khiển được thực hiện bởi ứng dụng. Bộ chuyển đổi Analog-to-Digital (A/D) chuyển đổi các giá trị tương tự thành tín hiệu kỹ thuật mà bộ vi giải quyết và xử lý có thể sử dụng.
Cấu tạo của DDC bao gồm những gì?
Thiết bị thực hiện
Thiết bị thực hiện nhận tín hiệu từ bộ điều khiển hoặc logic điều khiển và thay đổi điều kiện của phương tiện hoặc trạng thái của thiết bị cuối. Các thiết bị này bao gồm:
- Bộ điều khiển van
- Bộ điều khiển van điều tiết
- Rơ le điện
- Quạt
- Máy bơm
- Máy nén
- Bộ truyền động tốc độ thay đổi cho các ứng dụng quạt và bơm.
>>> Xem thêm: Cách thức hoạt động của Encoder là gì? Một số ứng dụng của Encoder
Quy trình điều khiển DDC hoạt động như thế nào?
Bộ điều khiển DDC hoạt động theo nguyên tắc của một vòng điều khiển kín. Quá trình này được thực hiện theo các bước sau: Tín hiệu đặt >> So sánh >> Điều khiển >> Thiết bị điều khiển >> Cảm biến điện tử (đo đạc và thống kê) >> Quay trở lại điểm khởi đầu.
Bộ điều khiển DDC có thể nhận và đưa ra tín hiệu dưới dạng tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số. Tuy nhiên, việc xử lý và giải quyết tín hiệu trong DDC chỉ diễn ra với tín hiệu số, do đó các DDC thường được trang bị bộ chuyển đổi tín hiệu. Quá trình chuyển đổi này diễn ra theo thứ tự: Tương tự >> Số >> Xử lý >> Xử lý tín hiệu đầu ra tương tự và số.
Nguyên lý hoạt động của DDC
Cách hoạt động như sau:
- Đầu vào tương tự được sử dụng để theo dõi giá trị từ cảm biến trường.
- Đầu vào số được sử dụng để theo dõi trạng thái bật/tắt của công tắc nguồn/nút nguồn.
- Đầu ra tương tự được dùng để điều khiển bộ truyền động trường.
- Đầu ra số được dùng để điều khiển rơ le hoặc phân phối điện áp thấp.
- Một DDC phải có bộ nhớ ROM/RAM để lưu trữ các giá trị logic điều khiển và cảm biến.
- Giao thức mạng phải được hỗ trợ để truyền tải thông tin giữa các thiết bị.
- Bộ điều khiển DDC tiên tiến phải hỗ trợ giao thức BACnet để kết nối và giao tiếp với các thiết bị khác.
>>> Tham khảo ngay: Nguyên lý hoạt động của Contactor và các loại Contactor phổ biến trên thị trường
Ứng dụng DDC vào điều khiển hệ thống HVAC
Hệ thống HVAC thông thường bao gồm các thành phần như máy lạnh, bơm nhiệt, quạt, van điều khiển, cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, hệ thống ống và các thiết bị khác. DDC được liên kết với những thành phần này thông qua giao thức truyền thông như BACnet, Modbus, Lonworks hay Ethernet. DDC đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và giám sát hiệu quả cho hệ thống HVAC.
Các ưu điểm của việc sử dụng DDC để điều khiển hệ thống HVAC là như sau:
- Tự động hóa: DDC tự động điều khiển các thiết bị HVAC dựa trên các thông số môi trường và cài đặt yêu cầu, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.
- Quản lý từ xa: DDC có khả năng được quản lý và giám sát từ xa thông qua kết nối mạng, cho phép kiểm soát và giám sát hệ thống HVAC từ xa.
- Giám sát và báo cáo: DDC thu thập dữ liệu từ cảm biến và thiết bị trong hệ thống HVAC, cung cấp thông tin về hoạt động, hiệu suất và điều kiện của hệ thống, giúp phát hiện sự cố và phân tích hiệu suất.
- Điều khiển đa vùng: DDC cho phép việc điều khiển các vùng riêng biệt trong hệ thống HVAC, điều chỉnh nhiệt độ và luồng không khí theo yêu cầu của mỗi khu vực.
>>> Tham khảo ngay: Các loại MCCB và ý nghĩa của thông số trên MCCB
Phân biệt giữa PLC và DDC
Trong lĩnh vực DDC, có nhiều quan điểm khác nhau về việc sử dụng PLC thay thế DDC hoặc ngược lại. Mỗi quan điểm đều có tính chất đối lập, tuy nhiên, không có quan điểm nào sai hoặc đúng tuyệt đối. Điều này bởi vì không thể đánh giá được rằng PLC hoặc DDC có ưu điểm vượt trội hơn nhờ vào sự khác biệt giữa hai loại thiết bị này.
| DDC | PLC | |
| Đối tượng điều khiển | ● Thiết bị điều hoà không khí
● Các cơ cấu chấp hành của hệ thống cơ điện trong tòa nhà ● Hệ thống DHKK cho các nhà máy |
Thiết bị, cơ cấu chấp hành trong nhà máy, xưởng sản xuất. |
| Mục đích ứng dụng | Điều khiển các thiết bị cơ điện với mục tiêu tiết kiệm năng lượng điện. | Áp dụng trong tự động hóa quá trình sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm cao. |
| Không gian và vị trí | Đặt trong các phòng kỹ thuật ở các tầng của tòa nhà để quản lý hệ thống điều hòa không khí và các thiết bị cơ điện tại các tầng đó.
Phòng điều khiển trung tâm thường được đặt ở tầng hầm của toà nhà (hệ thống BMS). Các DDC thường được bố trí theo chiều dọc của tòa nhà. |
Sử dụng trong các hệ thống SCADA và DCS với các tủ PLC và tủ FCS được đặt tại trung tâm của một phân xưởng hoặc nhà máy để quản lý các thiết bị đo lường và cơ cấu thực hiện trong phân xưởng đó.
PLC đóng vai trò là trung tâm điều khiển và trí tuệ cho các hoạt động của các thiết bị cơ điện trong một phân xưởng lớn, đảm bảo sự ổn định và hiệu quả của tất cả các quy trình được phối hợp với nhau để đạt chất lượng sản phẩm cuối cùng tốt nhất. |
| Giao thức truyền thông | Do yêu cầu không gian và bố trí theo chiều dọc của các DDC. Để đảm bảo việc vận hành máy tính cho hệ thống BMS tại phòng điều khiển trung tâm của tòa nhà (tầng hầm) với ít dây cáp tín hiệu nhất và dễ dàng nhất cho việc triển khai, các DDC được thiết kế để hỗ trợ truyền thông nối tiếp từ một DDC sang DDC khác và kết nối với máy tính điều khiển. Các giao thức phổ biến được sử dụng hiện nay bao gồm Bacnet MS/TP, Lonwork, N2 Open… | |
>>> Tham khảo ngay: Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của biến tần
Ngoài ra DDC và khởi động mềm có thể được tích hợp thông qua giao thức truyền thông và cấu hình phần mềm phù hợp. Việc này cho phép DDC điều khiển và giám sát quá trình khởi động mềm của các động cơ điện, đồng thời thu thập dữ liệu và cung cấp thông tin về hiệu suất và điều kiện làm việc của hệ thống. Nếu bạn đang cần tìm loại khởi động mềm phù hợp hãy tham khảo ngay dòng khởi động mềm Danfoss, Vacon tại HG Automation.
Một số hình ảnh khởi động mềm kết hợp tốt với DDC
Qua bài viết này, HG Automation đã chia sẻ với bạn những thông tin cơ bản về DDC là gì và kiến thức liên quan đến hệ thống điều khiển này. Hy vọng rằng những kiến thức chúng tôi cung cấp sẽ mang lại giá trị và hỗ trợ cho bạn.
Bài viết liên quan:
- Phương pháp quản lý spare parts phổ biến hiện nay
