Ứng dụng Carel P+500BAA000M0 điều khiển hệ thống lạnh làm đá HPE-BRR20

Ứng dụng bộ điều khiển Carel P 500BAA000M0 cho hệ thống lạnh làm đá HPEBRR20. Thu thập, điều khiển tối ưu, nâng cao hiệu suất hệ thống.

• Tác giả: Trần Đức Thiện
• Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Đăng Toàn
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
• Đề tài: Ứng dụng bộ điều khiển Carel P+500BAA000M0 cho việc thu thập, điều khiển hệ thống lạnh làm đá trên mô hình HPE-BRR20
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN CAREL P+500BAA000M0
• 1.1. Các tính năng chính của bộ điều khiển
• 1.2. Cấu hình phần cứng bộ điều khiển
• 1.3. Ứng dụng của bộ điều khiển
• 1.4. Thông số kỹ thuật bộ điều khiển
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT
• 2.1. Giới thiệu về mô hình
• 2.2. Mô hình mạch động lực
• 2.3. Mô hình mạch điều khiển
• 2.4. Nguyên lý hoạt động của mô hình
• 2.5. Xây dựng cấu trúc hệ thống điều khiển và giám sát
• 2.6. Tín hiệu đầu vào
• 2.6.1. Cảm biến nhiệt độ
• 2.6.2. Cảm biến áp suất
• 2.7. Các thiết bị trong hệ thống lạnh làm đá
• 2.7.1. Quạt dàn ngưng
• 2.7.2. Van điện từ
• 2.7.3. Bơm bể dung dịch
• 2.8. Sơ đồ kết nối các thiết bị trong hệ thống
• 2.9. Phần mềm lập trình 1tool
• 2.9.1. Cách tạo chương trình trên phần mềm 1tool
• 2.9.2. Thanh công cụ trong phần mềm
• 2.9.3. Thư viện trong phần mềm
• 2.10. Phần mềm thiết kế giao diện SKTool
• 2.10.1. Giới thiệu về phần mềm SKTool
• 2.10.2. Cách tạo giao diện trên phần mềm SKTool V6
• 2.10.3. Thanh công cụ trong phần mềm
• 2.10.4. Thư viện trong phần mềm
• 3. CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
• 3.1. Xây dựng chương trình điều khiển cho bộ điều khiển Carel
• 3.2. Lập bảng địa chỉ vào/ ra
• 3.3. Phần mềm hệ thống và các khối chức năng
• 3.4. Xây dựng hệ thống giám sát trên màn hình Samkoon
• 3.5. Thiết lập thông số cho hệ thống
• 3.5.1. Cảm biến nhiệt độ
• 3.5.2. Cảm biến áp suất cao
• 3.5.3. Cảm biến áp suất thấp
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
• 4.1. Kết quả đạt được
• 4.2. Đánh giá kết quả
• 4.3. Đề xuất cải tiến hệ thống
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan về Điều Khiển Hệ Thống Lạnh Carel P 500BAA000M0

Kỹ thuật lạnh đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ công nghệ thực phẩm đến y học. Trên thị trường có nhiều bộ điều khiển lập trình hệ thống lạnh, nhưng Carel PCO5+ vẫn được đánh giá cao về khả năng xử lý và điều khiển trong môi trường công nghiệp. Đồ án này ứng dụng bộ điều khiển Carel P+500BAA000M0 để thu thập và xử lý tín hiệu, phân tích dữ liệu, và kiểm soát hệ thống làm lạnh đá. Điều này giúp hiểu rõ hơn về quy trình của hệ thống làm lạnh đá, đồng thời cung cấp cái nhìn chi tiết và rõ ràng về cách điều khiển hệ thống. Bộ điều khiển Carel P+500BAA000M0 cho phép kết nối với nhiều thiết bị ngoại vi, lưu trữ chương trình vĩnh viễn, có bộ vi xử lý 32 bit mạnh mẽ và khả năng kết nối mạng pLAN. Phần mềm 1Tool hỗ trợ tạo và tùy chỉnh chương trình ứng dụng, mô phỏng, giám sát hoạt động và thiết lập mạng pLAN. Các loại đầu nối khác nhau (lò xo, ốc vít, v.v.) và khả năng kết nối các đầu dò chủ động và thụ động, đầu vào kỹ thuật số, đầu ra tương tự và PWM mở rộng khả năng cấu hình đầu vào/đầu ra mà không cần cài đặt bộ điều khiển lớn hơn. Các chương trình chuyên dụng có sẵn để kiểm soát nhiều loại HVAC/R. Những ứng dụng điển hình bao gồm: thiết bị làm lạnh (Chiller), máy bơm nhiệt (Heat Pump), máy điều hòa, bộ xử lý không khí cỡ nhỏ và cỡ vừa, phòng lạnh.

1.1. Tính Năng Chính Của Bộ Điều Khiển Carel P 500BAA000M0

Bộ điều khiển Carel PCO5+ có thể kết nối với 3 thiết bị ngoại vi. Chương trình và thông số được lưu vĩnh viễn trong bộ nhớ flash, ngăn ngừa mất dữ liệu khi mất điện. Bộ vi xử lý 32 bit với dung lượng lưu trữ lớn đảm bảo hiệu suất cao về tốc độ và không gian bộ nhớ. Cho phép kết nối tối đa 32 thiết bị với mạng pLAN. Có thể sử dụng thiết bị đầu cuối bên ngoài hoặc tích hợp với bàn phím hiển thị và nút LED để tải lên phần mềm và vận hành. Việc tải lên/ tải xuống phần mềm điều khiển nhanh chóng miễn là bộ điều khiển được trang bị cổng kết nối tương ứng. Có khả năng kết nối các đầu dò chủ động và thụ động, đầu vào kỹ thuật số, đầu ra tương tự và PWM.

1.2. Thông Số Kỹ Thuật Quan Trọng Carel P 500BAA000M0

Kích thước bộ điều khiển là 110 x 315 x 60 mm. Nhiệt độ vỏ có thể lên tới 125 ℃. Điện áp vỏ ≥250 V. Nguồn cấp 24 ± 10% VAC; 50/60 Hz hoặc 28 ÷ 36 ± 10% VDC. CPU là 32 bit; 100 MHz với bộ nhớ FLASH 9MB (2MB BIOS + 7 MB chương trình ứng dụng) + 4MB bộ nhớ tệp và bộ nhớ EEPROM 32 kB. Số lượng tín hiệu đầu vào tương tự (Analog input) là 8 với dải 0 ÷ 1 V / 0 ÷ 10 V / 0 ÷ 20 mA / 4 ÷ 20 mA. Số lượng tín hiệu đầu vào số (Digital input) là 12. Số lượng tín hiệu đầu ra tương tự (Analog output) là 4 với chiều dài tối đa 30 m và loại 0 ÷ 10 V. Số lượng tín hiệu ra số (Digital output) là 13 loại Relay (NO, NC).

II. Xây Dựng Hệ Thống Điều Khiển và Giám Sát Lạnh Hiệu Quả

Việc xây dựng hệ thống điều khiển và giám sát hệ thống lạnh làm đá đòi hỏi sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm. Mô hình mạch động lực sử dụng máy nén, quạt dàn ngưng tụ, van điện từ và bơm bể dung dịch. Mô hình mạch điều khiển sử dụng bộ điều khiển PCO5+, màn hình giám sát HMI Samkoon, rơle trung gian, contactor và các tiếp điểm vào/ ra. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc nén môi chất lạnh, làm nguội, tiết lưu và tuần hoàn trong hệ thống. Cấu trúc hệ thống điều khiển và giám sát được chia thành ba cấp độ: giám sát (HMI), điều khiển (bộ điều khiển Carel) và hiện trường (cảm biến, máy nén, quạt, van, bơm). Các tín hiệu đầu vào từ cảm biến nhiệt độ và áp suất được xử lý bởi bộ điều khiển, sau đó điều khiển các cơ cấu chấp hành. Việc lập trình phần mềm 1Tool và thiết kế giao diện SKTool V6 đóng vai trò quan trọng trong việc vận hành và giám sát hệ thống.

2.1. Các Thành Phần Chính Trong Mô Hình Mạch Động Lực

Mô hình mạch động lực bao gồm máy nén (nén môi chất lạnh), quạt dàn ngưng tụ (làm nguội môi chất), van điện từ (kiểm soát dòng chảy môi chất) và bơm bể dung dịch (tạo sự lưu thông khí lạnh đồng đều). Máy nén nén môi chất lạnh dạng khí có nhiệt độ thấp, áp suất thấp trở thành nhiệt độ cao, áp suất cao. Qua quạt dàn ngưng thổi làm nguội môi chất, chuyển sang dạng lỏng khí có nhiệt độ trung bình, áp suất cao. Bình chứa cao áp giữ lại khí trong môi chất nên môi chất dạng lỏng lưu thông qua phin lọc, mắt ga và van điện từ. Qua van tiết lưu, nhiệt độ và áp suất của môi chất giảm để cấp vào bể dung dịch. Bơm trong bể dung dịch giúp tạo sự lưu thông đồng đều của khí lạnh. Khí lạnh thoát ra ngoài bể dung dịch ở dạng khí lỏng và chất lỏng được giữ lại trong bình tách lỏng nên chỉ còn môi chất lạnh dạng khí lưu thông đến máy nén. Chu trình tiếp tục hoạt động lặp lại.

2.2. Phần Mềm 1Tool Công Cụ Lập Trình Điều Khiển Carel

1tool là công cụ phát triển cho nền tảng điều khiển lập trình Carel. Phần mềm sở hữu năm môi trường khác nhau có sẵn cho nhà phát triển để quản lý tất cả các giai đoạn của chương trình ứng dụng: từ thiết kế đến thử nghiệm và gỡ lỗi và cho đến vận hành trong lĩnh vực này. Khía cạnh cơ bản của công cụ là tích hợp. Tất cả các môi trường được liên kết với nhau để hỗ trợ tốt nhất cho sự phát triển của chương trình ứng dụng. Mỗi môi trường được dành riêng cho sự phát triển của một chức năng cụ thể và tương tác với các môi trường khác để đảm bảo nhà phát triển độ tin cậy cao hơn, giảm thời gian phát triển và linh hoạt trong việc tùy chỉnh phần mềm.

2.3. Phần Mềm SKTool V6 Thiết Kế Giao Diện HMI Samkoon

SKTool cung cấp các chức năng hoàn chỉnh, bao gồm các hình vẽ cơ bản, kết xuất màu, kết xuất văn bản, hệ thống thư viện, hoạt ảnh, trạng thái bitmap, xu hướng màn hình, điều khiển cảnh báo, v. SKTOOL thậm chí còn được trang bị nhiều bộ công thức và dữ liệu lịch sử mới, điều khiển các hiệu ứng khi nhấn, v. Tất cả các Điều cần thiết để các kỹ sư đạt được thành công như mong đợi là thiết kế các chương trình và cấu hình theo nhu cầu về tính năng, đặc điểm dự án của họ. SKTOOL hỗ trợ trình điều khiển giao tiếp (communication drivers) PLC của các nhà sản xuất lớn trên thế giới như Samkoon, Siemens, Mitsubishi, Omron, Fujitsu, Panasonic, Schneider, Emerson, v., bao gồm hầu hết chúng. Đồng thời, chúng ta có thể tùy chỉnh một số trình điều khiển giao tiếp PLC nhất định.

III. Hướng Dẫn Lập Trình và Điều Khiển Hệ Thống Lạnh Chi Tiết

Quá trình lập trình và điều khiển hệ thống bao gồm lập bảng địa chỉ vào/ ra, xây dựng chương trình điều khiển bằng phần mềm 1Tool, và thiết kế giao diện giám sát trên màn hình Samkoon. Bảng địa chỉ vào/ ra xác định kết nối giữa các thiết bị và bộ điều khiển. Chương trình điều khiển được xây dựng dựa trên các khối chức năng có sẵn trong phần mềm 1Tool. Giao diện giám sát trên màn hình Samkoon cho phép theo dõi các thông số hoạt động và điều khiển hệ thống. Hệ thống hoạt động dựa trên các cảm biến (nhiệt độ và áp suất) và các cơ cấu chấp hành (máy nén, quạt, van, bơm). Các cảm biến thu thập dữ liệu và bộ điều khiển xử lý, sau đó điều khiển các cơ cấu chấp hành để duy trì trạng thái hoạt động mong muốn.

3.1. Xây Dựng Chương Trình Điều Khiển Trên Phần Mềm 1Tool

Chương trình điều khiển được xây dựng bằng phần mềm 1Tool. Các khối chức năng như AND, NOT, Hyst_Dir_OnOff và Hyst_Rev_OnOff được sử dụng để thực hiện các phép toán logic và điều khiển các thiết bị. Ví dụ, khối Hyst_Dir_OnOff được sử dụng để điều khiển van điện từ dựa trên nhiệt độ, áp suất bể dung dịch. Chương trình bao gồm các bước kiểm tra trạng thái rơle nhiệt, bật/ tắt bơm, van, máy nén và quạt dựa trên tín hiệu từ các cảm biến. Quá trình này lặp đi lặp lại để duy trì nhiệt độ và áp suất trong phạm vi mong muốn.

3.2. Thiết Kế Giao Diện Giám Sát Trên Màn Hình Samkoon

Giao diện trên màn hình Samkoon được thiết kế để hiển thị các thông số hoạt động (nhiệt độ, áp suất), trạng thái của các thiết bị (bật/ tắt) và cho phép người dùng điều khiển hệ thống. Các thành phần như công tắc, nút nhấn, đèn báo và hiển thị dữ liệu được sử dụng để tạo giao diện thân thiện và dễ sử dụng. Giao diện giúp người dùng theo dõi và điều chỉnh các thông số để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

IV. Kết Quả Đạt Được và Đánh Giá Hệ Thống Điều Khiển Lạnh

Hệ thống điều khiển và giám sát được xây dựng đã đạt được những kết quả nhất định. Hệ thống có khả năng thu thập và xử lý tín hiệu từ các cảm biến, điều khiển các cơ cấu chấp hành, và hiển thị các thông số hoạt động trên màn hình HMI. Hệ thống hoạt động ổn định và đáp ứng các yêu cầu điều khiển. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế cần được cải thiện trong tương lai, như độ chính xác của cảm biến và khả năng chống nhiễu của hệ thống.

4.1. Hiển Thị và Kiểm Soát Thông Số Nhiệt Độ Áp Suất Thực Tế

Giao diện trang chủ hệ thống lạnh hiển thị đầy đủ thông số nhiệt độ, áp suất của hệ thống, giúp người vận hành dễ dàng theo dõi tình trạng làm việc. Chức năng này cho phép kiểm soát và điều chỉnh các thông số cài đặt cho phù hợp với yêu cầu vận hành của hệ thống. Các giá trị áp suất trước và sau quạt dàn ngưng cũng được hiển thị, giúp đánh giá hiệu quả làm mát của dàn ngưng tụ. Bộ điều khiển van tiết lưu giúp duy trì áp suất và nhiệt độ ổn định, đảm bảo hiệu suất làm lạnh tối ưu.

4.2. Đề Xuất Cải Tiến Hệ Thống Để Tăng Hiệu Quả và Độ Tin Cậy

Để cải tiến hệ thống, cần xem xét nâng cấp cảm biến để tăng độ chính xác. Ngoài ra, nên tích hợp các chức năng bảo vệ hệ thống, như tự động ngắt khi có sự cố. Nâng cấp phần mềm điều khiển để tăng tính linh hoạt và khả năng tùy biến. Cần bổ sung thêm các biện pháp chống nhiễu để tăng độ tin cậy của hệ thống, đặc biệt trong môi trường công nghiệp.

V. Ứng Dụng Thực Tế và Nghiên Cứu Về Hệ Thống Điều Khiển Lạnh

Các hệ thống điều khiển lạnh bằng Carel P+500BAA000M0 được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp thực phẩm đến y tế. Các nghiên cứu tiếp tục được thực hiện để cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Việc ứng dụng các công nghệ mới như IoT và trí tuệ nhân tạo hứa hẹn mang lại nhiều tiềm năng cho hệ thống điều khiển lạnh trong tương lai. Các tài liệu tham khảo và nghiên cứu khác cung cấp thêm thông tin chi tiết về các ứng dụng và công nghệ liên quan.

5.1. Ứng Dụng Thực Tế Của Carel P 500BAA000M0 Trong Công Nghiệp

Các hệ thống điều khiển lạnh sử dụng Carel P+500BAA000M0 được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm để bảo quản và chế biến thực phẩm. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng trong y tế để bảo quản dược phẩm và mẫu bệnh phẩm. Các hệ thống điều hòa không khí và làm lạnh công nghiệp cũng là những ứng dụng quan trọng của công nghệ này.

5.2. Hướng Nghiên Cứu và Phát Triển Hệ Thống Điều Khiển Lạnh

Các hướng nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc cải thiện hiệu suất năng lượng và giảm tác động môi trường của hệ thống điều khiển lạnh. Việc tích hợp các công nghệ mới như IoT và trí tuệ nhân tạo đang mở ra những tiềm năng mới cho việc điều khiển và quản lý hệ thống một cách thông minh và hiệu quả.

VI. Kết Luận và Tương Lai của Điều Khiển Hệ Thống Lạnh

Ứng dụng bộ điều khiển Carel P+500BAA000M0 cho hệ thống lạnh làm đá đã cho thấy tiềm năng lớn trong việc tự động hóa và tối ưu hóa quy trình. Việc sử dụng phần mềm 1Tool và SKTool V6 giúp đơn giản hóa việc lập trình và thiết kế giao diện, đồng thời cung cấp khả năng giám sát và điều khiển hệ thống một cách hiệu quả. Trong tương lai, việc tích hợp thêm các công nghệ mới và cải tiến hệ thống sẽ giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của các ngành công nghiệp.

6.1. Tổng Kết Về Ưu Điểm và Hạn Chế của Hệ Thống

Hệ thống có nhiều ưu điểm như khả năng điều khiển chính xác, giám sát trực quan và dễ dàng tùy chỉnh. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế như chi phí đầu tư ban đầu cao và yêu cầu kỹ năng chuyên môn để vận hành và bảo trì.

6.2. Triển Vọng Phát Triển của Điều Khiển Hệ Thống Lạnh

Triển vọng phát triển của điều khiển hệ thống lạnh là rất lớn, với sự phát triển của các công nghệ mới và nhu cầu ngày càng tăng về tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo và IoT sẽ giúp hệ thống trở nên thông minh và hiệu quả hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về bộ điều khiển Carel P+500BAA000M0 Hình 1.1: Bộ điều khiển Carel PCO5+ 1. Các tính năng chính của bộ điều khiển.  Cùng một bộ điều khiển Carel PCO5+ [1] có thể được kết nối với 3 thiết bị ngoại vi;  Chương trình và thông số được lưu vĩnh viễn trong bộ nhớ flash, ngăn ngừa mất dữ liệu trong trường hợp mất điện (mà không cần pin dự phòng);  Bộ điều khiển bộ vi xử lý 32 bit với dung lượng lưu trữ 5 hoặc 9 MB đảm bảo hiệu suất cao về tốc độ và không gian bộ nhớ;  Cho phép kết nối tối đa 32 thiết bị với mạng pLAN. Mỗi bộ điều khiển có thể trao đổi dữ liệu với các bộ điều khiển khác ở tốc độ cao mà không cần thêm phần cứng;  Thiết bị đầu cuối bên ngoài hoặc tích hợp với bàn phím hiển thị và nút LED; có thể được sử dụng để tải lên phần mềm và vận hành;  Tải lên/ tải xuống nhanh phần mềm điều khiển miễn là bộ điều khiển được trang bị cổng kết nối tương ứng;  Kết nối các đầu dò chủ động và thụ động, đầu vào kỹ thuật số, đầu ra tương tự và PWM.

Điều này mở rộng khả năng cấu hình đầu vào/ đầu ra mà không cần phải cài đặt bộ điều khiển lớn hơn; 10  Cho phép sử dụng phần mềm 1Tool (có thể cài đặt trên máy tính cá nhân) để tạo và tùy chỉnh các chương trình ứng dụng, thực hiện mô phỏng, giám sát hoạt động và thiết lập mạng pLAN;  Nhiều chương trình chuyên dụng có sẵn để kiểm soát nhiều loại HVAC/R;  Các loại đầu nối khác nhau (lò xo, ốc vít, v. Cấu hình phần cứng bộ điều khiển.2: Cấu hình phần cứng bộ điều khiển Carel.1: Cấu hình phần cứng bộ điều khiển Carel. Cổng Kết nối đến Đặc điểm kết nối - Tích hợp trong bảng mạch chính; - Trình điều khiển trong mạng pLAN theo kiểu truyền 2 chiều gián đoạn 32 thiết bị trong RS485; pLAN mạng pLAN - Kết nối bằng giắc cắm điện thoại và phích cắm 3 chân; - Chiều dài tối đa 500m; - Tốc độ truyền dữ liệu 115200 bps. - Không được tích hợp trong bảng BMS 1 Hệ thống tự động mạch chính; Serial hóa tòa nhà - Có thể sử dụng với tất cả các thẻ Card mở rộng BMS trong họ pCO.

- Không được tích hợp trong bảng Fieldbus 1 Cảm biến, cơ cấu mạch chính; Serial chấp hành trong - Có thể sử dụng với tất cả các thẻ Card mạng Fieldbus mở rộng BMS trong họ pCO. - Tích hợp trong bảng mạch chính; - Trình điều khiển Slave (trong kết pGD Touch, nối Master - Slave) theo kiểu truyền module kết nối BMS2 2 chiều gián đoạn RS485; GPRS (tích hợp - Kết nối bằng phích cắm 3 chân; trong thẻ) - Chiều dài tối đa 1000m; - Tốc độ truyền dữ liệu 38400 bps. Cảm biến, cơ cấu - Tích hợp trong bảng mạch chính; FieldBus 2 chấp hành trong - Trình điều khiển Master hoặc Slave 12 mạng Fieldbus (trong kết nối Master - Slave) theo (tích hợp trong kiểu truyền 2 chiều gián đoạn RS485; thẻ) - Kết nối bằng phích cắm 3 chân.3: Cấp nguồn 24VAC kết nối đầu vào tín hiệu dạng số.4: Cấp nguồn 24VDC kết nối đầu vào tín hiệu dạng số.5: Kết nối đầu vào tín hiệu dạng tương tự.6: Kết nối đầu ra tín hiệu dạng số.7: Kết nối đầu ra tín hiệu dạng tương tự. Ứng dụng của bộ điều khiển.8: Bộ xử lý không khí.9: Bộ xử lý bơm nhiệt.

 Thiết bị làm lạnh (Chiller), máy bơm nhiệt (Heat Pump);  Máy điều hòa;  Bộ xử lý không khí cỡ nhỏ và cỡ vừa;  Phòng lạnh, … 16 1. Thông số kỹ thuật bộ điều khiển.2: Thông số kỹ thuật của bộ điều khiển Carel. STT Thông số Giá trị 1 Kích thước 110 x 315 x 60 mm 2 Nhiệt độ vỏ 125 ℃ 3 Điện áp vỏ ≥250 V 24 ± 10% VAC; 50/60 Hz 4 Nguồn cấp 28 ÷ 36 ± 10% VDC 5 Cáp 0.5 mm2 6 CPU 32 bit; 100 MHz 9MB (2MB BIOS + 7 MB chương 7 Bộ nhớ FLASH trình ứng dụng) + 4MB bộ nhớ tệp 8 Bộ nhớ EEPROM 32 kB Chu kì làm việc (xét với ứng 9 0.2 s dụng có độ phức tạp trung bình) 10 Pin Pin Lithium 3VDC 0 ÷ 1 V / 0 ÷ 10 V 8 Số lượng tín hiệu đầu vào tương 11 0 ÷ 20 mA / 4 ÷ 20 tự (Analog input) 7 mA Số lượng tín hiệu đầu vào số 12 12 (Digital input) Số lượng tín hiệu đầu ra tương 13 4 tự (Analog output) 14 Chiều dài tối đa Analog output 30 m 15 Loại Analog output 0 ÷ 10 V Số lượng tín hiệu ra số (Digital 16 13 output) 17 Loại Digital output Relay (NO, NC) 17 Chương 2: Xây dựng hệ thống điều khiển và giám sát 2. Giới thiệu về mô hình.

Từ ứng dụng của bộ điều khiển Carel P+500BAA000M0 trong thực tế và yêu cầu của đề tài, nhóm em đưa ra đề xuất xây dựng mô hình điều khiển và giám sát hệ thống lạnh làm đá như sau: 2. Mô hình mạch động lực. Trong mô hình mạch động lực, thiết bị được sử dụng chính là máy nén (1), quạt dàn ngưng tụ (2), van điện từ (3) và bơm bể dung dịch (4).1: Mô hình hệ thống lạnh làm đá. Mô hình mạch điều khiển.

Để thu thập dữ liệu và điều khiển giám sát mô hình mạch động lực, nhóm đã sử dụng một số thiết bị như: Bộ điều khiển PCO5+ (1), màn hình giám sát HMI Samkoon (2), rơle trung gian (3), contactor (4) và nhóm các tiếp điểm vào/ ra (5).2: Mô hình bộ điều khiển và giám sát hệ thống. Nguyên lý hoạt động của mô hình. Máy nén nén môi chất lạnh dạng khí có nhiệt độ thấp, áp suất thấp trở thành nhiệt độ cao, áp suất cao. Qua quạt dàn ngưng thổi làm nguội môi chất, chuyển sang dạng lỏng khí có nhiệt độ trung bình, áp suất cao.

Bình chứa cao áp giữ lại khí trong môi chất nên môi chất dạng lỏng lưu thông qua phin lọc, mắt ga và van điện từ. Qua van tiết lưu, nhiệt độ và áp suất của môi chất giảm để cấp vào bể dung dịch. Bơm trong bể dung dịch giúp tạo sự lưu thông đồng đều của khí lạnh. Khí lạnh thoát ra ngoài bể dung dịch ở dạng khí lỏng và chất lỏng được giữ lại trong bình tách lỏng nên chỉ còn môi chất lạnh dạng khí lưu thông đến máy nén.

Chu trình tiếp tục hoạt động lặp lại. Xây dựng cấu trúc hệ thống điều khiển và giám sát. Dựa trên các thiết bị có sẵn trên mô hình, nhóm đưa ra cấu trúc hệ thống điều khiển và giám sát lạnh làm đá. Cấu trúc được chia làm ba phần chính: Cấp độ giám sát, cấp độ điều khiển và cấp độ hiện trường.

19 Cấp HMI độ Màn hình Samkoon giám sát Cấp Bộ điều khiển độ Carel P+500BAA000M0 điều khiển Cấp Cảm biến Cảm biến Máy nén Quạt dàn Van điện tử Bơm bể độ nhiệt độ áp suất ngưng tụ dung dịch hiện trường - Giao diện HMI: Sử dụng phần mềm SKTool thiết kế giao diện trên màn hình Samkoon. Qua đó nhằm hiển thị các thông số cơ bản và điều chỉnh hệ thống làm việc. - Bộ điều khiển Carel P+500BAA000M0: Sử dụng phần mềm 1Tool thiết lập chương trình điều khiển trên mô hình HPE-BRR20. Qua đó xử lý tín hiệu đầu vào và điều khiển các thiết bị đầu ra tương ứng.

Đồng thời hiển thị trực quan trên màn hình HMI. - Cảm biến nhiệt độ: Thu thập dữ liệu nhiệt độ trong bể dung dịch và đưa dữ liệu đến bộ điều khiển Carel P+500BAA000M0. Từ đó hiển thị giá trị nhiệt độ trên màn hình Samkoon. - Cảm biến áp suất: Thu thập dữ liệu áp suất trước và sau máy nén, đưa dữ liệu đến bộ điều khiển Carel P+500BAA000M0.

Từ đó hiển thị giá trị áp suất trên màn hình Samkoon. - Máy nén: Hút môi chất lạnh dạng khí ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp và nén môi chất đó đến nhiệt độ cao, áp suất cao trước khi đưa vào quạt dàn ngưng tụ. - Quạt dàn ngưng tụ: Thổi gió mát qua dàn ngưng giúp môi chất giảm nhiệt. - Van điện từ: Kiểm soát dòng chảy của môi chất lạnh.

20 - Bơm bể dung dịch: Dẫn môi chất làm lạnh trong bể được đồng đều ở tất cả các vị trí. Tín hiệu đầu vào. Mô hình sử dụng cảm biến để thu thập tín hiệu nhiệt độ và áp suất từ môi trường qua đó nhằm điều khiển các cơ cấu chấp hành làm việc tuần tự. Cảm biến nhiệt độ.

Khi làm đá lạnh việc kiểm soát nhiệt độ là vô cùng quan trọng. Ta sử dụng cảm biến nhiệt độ kiểm soát hoạt động làm đá, đủ lạnh thì ngắt và thiếu lạnh thì hoạt động. Cảm biến nhiệt độ hay còn gọi là can nhiệt, cặp nhiệt điện, nhiệt điện trở là cảm biến được sử dụng để đo nhiệt độ, khi nhiệt độ thay đổi thì các cảm biến sẽ đưa ra một dạng tín hiệu mà từ tín hiệu này các bộ đọc sẽ đọc được và quy ra nhiệt độ.3: Cảm biến nhiệt độ âm. 21 b) Thông số kỹ thuật của cảm biến nhiệt độ: Xuất xứ Termotech – Italy Loại cảm biến RTD / Pt100 – 3 dây Đường kính đầu dò 8mm Độ dài 250mm Thang đo nhiệt độ -80 ~ 600℃ Ren kết nối G1/2 ~21mm Sai số 0,15 ℃ Vật liệu Inox 304 2.

Cảm biến áp suất. Đầu dò áp suất Carel loại P[2] là sản phẩm tiết kiệm chi phí, có độ chính xác cao, sử dụng công nghệ áp suất, với đầu ra tỷ lệ 0,5-4,5 và vỏ bằng đồng. Các ưu điểm của cảm biến áp suất trên phù hợp với môi trường làm việc khắc nghiệt nhất. Các cảm biến này có thể được lắp trực tiếp trên đường ống môi chất lạnh (không cần ống mao dẫn) tương thích với các chất làm lạnh thông dụng nhất.4: Cảm biến áp suất Carel loại P.

22 b) Thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất. Nguồn cấp 5VDC Loại cảm biến P – 3 dây Thời gian phản hồi < 10ms Dải đo -1 ~ 30 Bar Sai số 1,2 % 2. Các thiết bị trong hệ thống lạnh làm đá. Máy nén lạnh là máy nén môi chất lạnh.

Máy nén lạnh được coi là trái tim của hệ thống lạnh và hệ thống điều hòa không khí. Máy nén lạnh hút môi chất lạnh dạng khí ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp. Và nén môi chất đó đến nhiệt độ cao, áp suất cao trước khi đưa vào thiết bị ngưng tụ.