DDC là gì? Tìm hiểu về khái niệm DDC

DDC là gì

Cùng đọc bài viết sau để tìm hiểu bộ điều khiển DDC là gì? Sự khác nhau của bộ điều khiển DDC khác với PLC cùng các ứng dụng của bộ điều khiển này trong công nghiệp và đời sống ra sao.

1. DDC là gì?

DDC viết tắt của “Direct Digital Control – bộ điều khiển kỹ thuật số trực tiếp”, là một loại hệ thống điều khiển quản lý chuyên dụng được sử dụng để điều khiển độc lập các hoạt động của các thiết bị và hệ thống quản lý trong các tòa nhà, nhà xưởng, nhà máy.

Hiện nay, chúng ta đã quen thuộc với việc sử dụng các thiết bị điện như điều hòa, đèn chiếu sáng, máy bơm, quạt máy, và có thể dễ dàng kiểm soát chúng trong một gia đình hoặc cá nhân. Tuy nhiên, khi sử dụng trong một không gian hay khu vực lớn hơn, việc quản lý này trở nên khó khăn hơn.

Để giải quyết bài toán này, bộ điều khiển DDC ra đời, trở thành 1 phần không thể thiếu của các hệ thống quản lý tòa nhà BMS, HVAC, AHU, Chiller và nhiều hệ thống khác.

DDC là gì?
DDC là gì?

2. Cấu tạo của DDC là gì?

Một mạng lưới hệ thống điều khiển bao gồm 3 thành phần chính: cảm ứng, bộ điều khiển và thiết bị chấp hành.

2.1 Cảm biến đo dữ liệu

Các cảm biến đo các thông số kỹ thuật được điều khiển hoặc cung cấp đầu vào cho các bộ điều khiển khác, một cách chính xác và có thể lặp lại hoàn toàn. Cảm biến đo dữ liệu, bộ điều khiển xử lý dữ liệu và công cụ được kiểm soát thực hiện một hành vi cụ thể.

2.2 Bộ điều khiển xử lý

Bộ điều khiển xử lý là bộ xử lý dữ liệu nhận được từ cảm biến, áp dụng các quy tắc điều khiển logic và thực hiện một hành vi 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 và cuối cùng là đến thiết bị được điều khiển.

Bộ điều khiển dựa trên bộ vi giải quyết và xử lý với các quy tắc điều khiển được thực thi 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 sử dụng.

2.3 Thiết bị chấp hành

Thiết bị chấp hành 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 và bộ truyền động tốc độ thay đổi cho các ứng dụng quạt và bơm.

3. Nguyên lý hoạt động của DDC là gì?

Bộ điều khiển hoạt động theo nguyên tắc điều khiển vòng kín, và chu trình này diễn ra theo các bước sau:

Tín hiệu đặt >> Bộ so sánh >> Bộ điều khiển >> Thiết bị điều khiển >> Cảm biến điện tử (đo lường và thống kê) >> Quay lại nơi bắt đầu.

Đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển DDC có thể là tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số. Tuy nhiên, bộ điều khiển DDC chỉ xử lý và giải quyết tín hiệu số, vì vậy trong các hệ thống DDC thường có bộ chuyển đổi tín hiệu. Quá trình chuyển đổi này diễn ra theo các bước sau:

Tương tự >> Số >> Xử lý tài liệu >> Xử lý tài liệu đã hoàn thành >> Đầu ra tương tự và số.

  • Đầu vào tương tự được sử dụng để theo dõi giá trị từ cảm biến từ 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 sử dụng để điều khiển bộ truyền động từ trường.
  • Đầu ra số được sử dụng để điều khiển rơ le hoặc phân phối điện áp thấp.
  • Một hệ thống DDC cần có ROM/RAM để lưu trữ các giá trị logic điều khiển và cảm biến.
  • Yêu cầu giao thức mạng phải có sẵn để truyền tải tài liệu giữa các thiết bị.
  • Một bộ điều khiển DDC tinh vi cần có khả năng triển khai giao thức BACnet cho việc kết nối và liên lạc.

4. Ứng dụng của bộ điều khiển DDC là gì

Đối với các tòa nhà công nghiệp, trung tâm thương mại hoặc các khu vực khác như trường học, khu chung cư, khu văn phòng, việc sử dụng hệ thống điều khiển kỹ thuật số trực tiếp DDC chuyên dụng là cần thiết.

Hệ thống DDC cho phép kiểm soát chính xác hơn đối với các hệ thống HVAC và hoạt động chiếu sáng, cho phép thiết lập các vùng nhiệt độ khác nhau, lên lịch và tự động hóa hoạt động của hệ thống và theo dõi hiệu suất theo thời gian.

ddc la gi 2
Đối tượng sử dụng điều khiển DDC

Hơn nữa, DDC có thể được lập trình điều khiển cho từng khu vực hoặc cấp độ khác nhau, có thể được lên lịch đóng mở các hệ thống khác nhau theo một lịch trình được lập trình sẵn, phục vụ cho các nhu cầu kiểm soát độc lập hoặc kết hợp.

DDC có thể được coi như là một phiên bản rút gọn của Bộ điều khiển có thể lập trình PLC – Programmable Logic Controller. Nó cũng hoạt động như một bộ điều khiển trung tâm, được trang bị chip xử lý và bộ nhớ chương trình, cùng với các cổng tín hiệu vào/ra (Input/Output) để gửi tín hiệu điều khiển.

5. Ưu điểm của bộ điều khiển DDC

5.1 Tăng tính linh hoạt

Ưu điểm của DDC là gì? Đối với hệ thống HVAC, DDC có khả năng lập trình để điều khiển hệ thống một cách hiệu quả hơn và thu thập dữ liệu chính xác hơn từ các cảm biến điện tử. Các thông số trong tiêu chuẩn chất lượng HVAC, bao gồm nhiệt độ, độ ẩm và áp suất, có thể được đo bằng các cảm biến điện tử.

Ngày nay, bộ điều khiển DDC càng trở nên linh hoạt hơn trong việc điều khiển tổng thể và có thể dễ dàng tích hợp với các hệ thống trong máy tính để kiểm soát, duy trì và bảo dưỡng.

ddc la gi 3
Tăng tính linh hoạt

5.2 Tăng tính hiệu quả trong vận hành

DDC có khả năng kết nối nhiều thiết bị thành một mạng lưới, dễ dàng định vị, triển khai và báo động các hoạt động bất thường. Việc thu thập dữ liệu thông qua các cảm biến giúp DDC có thể theo dõi các thông số liên quan đến hệ thống HVAC và đưa ra phương án tối ưu để đạt hiệu suất hoạt động tốt nhất.

DDC cũng dễ dàng trong việc xuất dữ liệu đã thu thập qua sơ đồ, giúp cho các chuyên gia dễ dàng nhìn nhận và chuẩn đoán các sự cố kịp thời. Ngoài ra, hệ thống DDC cũng hỗ trợ việc lưu trữ các bảng dữ liệu theo nhiều khoảng thời gian khác nhau, giúp cho việc theo dõi và đánh giá hiệu suất hoạt động của hệ thống HVAC trở nên dễ dàng hơn.

ddc la gi 4
Tăng tính hiệu quả trong vận hành

5.3 Tối ưu năng lượng sử dụng

Bộ điều khiển DDC cho phép thu thập các tín hiệu điều khiển và thông tin về hoạt động của hệ thống HVAC. Từ đó, các chiến lược điều khiển có thể được lập trình để tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng của hệ thống.

Hơn nữa, thông qua hệ thống DDC, ta có thể dễ dàng theo dõi và kiểm soát nhu cầu của hệ thống HVAC, bao gồm vị trí đặt, mức độ sử dụng, và các hệ thống liên quan khác. Từ đó, ta có thể tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng của hệ thống HVAC, đảm bảo hiệu quả hoạt động và giảm thiểu chi phí.

ddc la gi 5
Tối ưu năng lượng sử dụng

6. Phân biệt bộ điều khiển DDC và PLC

Có nhiều quan điểm cho rằng có thể sử dụng PLC thay thế DDC hoặc ngược lại, sử dụng DDC thay thế cho PLC. Tuy nhiên, đây là hai quan điểm trái ngược nhau và không có quan điểm nào là sai hoặc đúng hơn. Bởi vì, không thể đánh giá được rằng PLC hoặc DDC có thể ứng dụng tốt hơn do sự khác biệt giữa hai loại thiết bị này.

6.1 Đối tượng điều khiển

DDC và PLC có đối tượng điều khiển khác nhau. Đối tượng điều khiển của DDC là các thiết bị điều hòa không khí và các cơ cấu chấp hành của hệ thống cơ điện trong toà nhà, cũng như hệ thống điều hòa không khí cho các nhà máy. Trong khi đó, đối tượng điều khiển của PLC là các thiết bị và cơ cấu chấp hành trong nhà máy, xưởng sản xuất.

ddc la gi 7
Đối tượng điều khiển

6.2 Mục đích ứng dụng

DDC được sử dụng để điều khiển các thiết bị cơ điện và tiết kiệm điện năng. Bình thường, một hệ thống DDC có thể quản lý vài chục điểm tín hiệu vào ra. Trong khi đó, PLC được sử dụng trong tự động hoá sản xuất và đạt chất lượng sản phẩm cao. Một PLC có thể quản lý tới vài ngàn điểm tín hiệu vào ra.

ddc la gi 8
Mục đích ứng dụng

6.3 Không gian và vị trí

DDC: Trong các toà nhà, các tủ DDC được đặt tại các phòng kỹ thuật trên các tầng để quản lý các thiết bị của hệ thống điều hòa không khí và các thiết bị cơ điện của tầng đó. Phòng điều khiển trung tâm của hệ thống (BMS) thường được đặt tại tầng hầm của toà nhà. Các tủ DDC được sắp xếp theo chiều dọc của tòa nhà và có thể lên tới vài ngàn trong một hệ thống BMS.

PLC: Thường được sử dụng trong các hệ thống SCADA, DCS với các tủ PLC hoặc tủ FCS được đặt tại trung tâm của một phân xưởng hoặc nhà máy để quản lý các thiết bị đo lường và các cơ cấu chấp hành trong phân xưởng đó. PLC hoạt động như một trung tâm điều khiển, đầu não của toàn bộ hệ thống để đảm bảo các quy trình phối hợp nhịp nhàng và đạt được chất lượng sản phẩm đầu ra tốt nhất. Trong một hệ thống có thể có vài đến vài chục PLC.

6.4 Giao thức truyền thông

DDC và PLC có sự khác biệt lớn về giao thức truyền thông. Do vị trí bố trí theo chiều dọc của các DDC, để cho việc thi công và truyền thông dễ dàng nhất, các DDC được thiết kế để cho phép truyền thông nối tiếp từ DDC này sang DDC khác và tới máy tính vận hành. Các giao thức truyền thông phổ biến hiện nay cho DDC bao gồm Bacnet MS/TP, Lonwork, N2 Open.

ddc la gi 9
Giao thức truyền thông

Trong khi đó, PLC thường được sử dụng trong các hệ thống SCADA, DCS với các tủ PLC, các 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 chấp hành trong phân xưởng này. Các giao thức truyền thông phổ biến cho PLC bao gồm Modbus, Profibus, Canbus, Ethernet/IP.

Bài viết đã cung cấp cho bạn những thông tin về DDC là gì cùng các kiến thức liên quan về bảng điều khiển này. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi cung cấp có thể giúp ích cho bạn.

Xem thêm video sau: