کنترل سیستم تهویه مطبوع

کنترل سیستم تهویه مطبوع با صنعتی PLC آردوینو - کنترل دما ، تهویه و بو.

کنترل سیستم تهویه مطبوع
این مورد مطالعه پیاده سازی یک سیستم HVAC با استفاده از تجهیزات کنترل کننده آردوینو را برای یک راه حل خاص در این زمینه توضیح می دهد.

ما به نصب سیستم خنک کننده غوطه وری سرور ، علاوه بر کنترل دما ، بو و تهویه اتاقی که کل سیستم در آن نصب شده است ، اشاره می کنیم. همه این جمع آوری داده ها و کنترل فرآیند بخش مهمی در هر نصب صنعتی است.

کنترل خنک کننده
با توجه به الزامات جدید کارخانه ، مشتری به سیستم تبرید جدید و قوی برای بهبود نصب و راه اندازی تهویه مطبوع فعلی نیاز دارد. همچنین ایجاد یک مدل نصب که بتوان آن را به راحتی تکرار کرد ، با انعطاف پذیری برای تغییر توالی کنونی بسیار مهم است زیرا به دلیل مشخصات کولر امکان اشتراک گذاری یخچال روغن با مزارع سرور جدید وجود دارد.

این پروژه یک مزرعه سرور با سیستم یخچال خاص بر اساس روغن است. ویژگی خاص این نصب نیاز به کنترل و نظارت چند پارامتر مهم دارد. دمای کار سرورها ، رطوبت و همچنین بوی روغن به تمیز نگه داشتن محیط و همچنین عملکرد آن کمک می کند.

اهداف
سیستم تهویه مطبوع باید سرور غوطه ور در سیستم خنک کننده را کنترل کند. اتاق و مخزن باید در محدوده خاصی از دما و رطوبت باشند. همچنین یک سیستم تهویه وجود دارد که مسئول کاهش بوی روغن موجود در کارخانه است ، بنابراین اپراتورها می توانند در آن کار کنند.

نتیجه
PLC آردوینو صنعتی باید دما (اتاق و مایع) ، رطوبت و تهویه کل اتاق را با دو عنصر مهم دما و بو نیز کنترل کند. برای کنترل سیال ، نیاز به پیاده سازی PID در کنترل کننده صنعتی با سنسور دما است. مقدار سنسور با یک نقطه تنظیم مقایسه می شود و PLC جریان مورد نظر را برای کولر مورد بررسی قرار می دهد.

آب و هوای اتاق توسط دستگاه رطوبت گیر/رطوبت گیر و تجهیزات تهویه مطبوع کنترل می شود. آنها بسته به مقادیر سنسورهای دما و رطوبت فعال یا غیرفعال می شوند. تهویه با درایو فرکانس متغیر درمان می شود. PLC منبع باز آردوینو بسته به بو باعث می شود که دستگاه تنفس سریعتر یا کندتر بچرخد. AFD (درایو فرکانس متغیر) با استفاده از سیگنال آنالوگ کنترل می شود.

Industrial Shields مستقر در بارسلونا و در اکتبر 2012 تاسیس شد ، نام تجاری تحت شرکت Boot and Work Corp S.L. این یک شرکت در حال رشد سریع با هدف تبدیل شدن به بزرگترین توسعه دهنده و تولید کننده دستگاه های الکترونیکی اتوماسیون صنعتی بر اساس قطعات الکترونیکی سخت افزار منبع باز است. هدف این است که بیشترین انتخاب محصولات را با هزینه بسیار مناسب در مقایسه با محصولاتی که تحت رهبری کنونی بازار توسعه یافته اند ، ارائه دهیم. این شرکت در حال حاضر در سراسر جهان به بازارهای اصلی صنعتی تحویل می دهد.

جاسبیر سینگ می گوید سنسورهای هوشمند بستری را برای پیشرفت در اتوماسیون و بهبود کارایی فراهم می کنند.
 

شبکه سنسور سازگار با صنعت 4.0
حسگرها اساساً دستگاه هایی هستند که سیگنال ها را از یک شکل انرژی به سیگنال های الکتریکی/دیجیتال تبدیل می کنند. سنسورهای هوشمند نقش مهمی در صنعت فرآیند/تولید برای خواندن اطلاعاتی که برای آنها طراحی شده است ، بازی می کنند و همچنین اطلاعات مربوط به الگوی سلامتی/خرابی آن را منتقل می کنند تا از شکست پیش بینی نشده جلوگیری شود. سنسورهای دیجیتالی هوشمند امکان جمع آوری دقیق و خودکار داده ها را با نویز اشتباه کمتر در قالب مورد نیاز برای نظارت ، ذخیره و ورودی برای کنترل فرایند فراهم می کند.
 
برنامه ریزی تشخیصی و نگهداری
سنسورها بخش مهمی از برنامه تعمیر و نگهداری هستند زیرا به ما امکان می دهد تغییرات پارامترهای اندازه گیری شده را رصد کرده و در کنترل کننده ها برای تنظیم عنصر نهایی برای حفظ نقطه تنظیم شده بازتاب داشته باشیم. سنسورهای متعدد در سیستم ها برای نظارت بر پارامترهای مختلف برای جمع آوری اطلاعات از فرآیندها تا کنترل و جلوگیری از خرابی های اولیه که منجر به خرابی می شوند و باعث ضرر و زیان می شوند ، استفاده می شود.
 
حسگرهای هوشمند عوامل کلیدی اتوماسیون برای برنامه های کاربردی صنعت هوشمند در کارخانه ها و صنایع فرآوری هستند. سنسورهای هوشمند برای نظارت بر وضعیت و نگهداری پیش بینی بسیار مفید هستند. نظارت بر وضعیت و نگهداری پیش بینی ماشین آلات در کارخانه ها و سیستم های فرآیندی به چندین سنسور اتوماسيون صنعتي دلتا هوشمند برای جمع آوری داده ها از تجهیزات و تجزیه و تحلیل آنها با نرم افزار نیاز دارد.
 
سنسورهای هوشمند برای عملکردهایی با قدرت کم ، مصونیت نویز جمع و جور بالا و مقرون به صرفه در ارائه راه حل های شبکه حسگر سیمی و بی سیم سازگار با صنعت 4.0 مقرون به صرفه هستند. نرم افزارهای خاص و همچنین ثبت کننده های سرعت بالا از دانشمندان داده در جمع آوری اطلاعات و تجزیه و تحلیل این داده ها برای توسعه الگوریتم ها پشتیبانی می کنند. سنسورهای دیجیتالی هوشمند داده های بلادرنگ را با سرعت بالا از دارایی ها جمع آوری کرده و با ارائه پردازنده ذاتی در فرمت مورد نیاز و افزایش قابلیت های ارتباط داده با کنترل کننده تولید کننده ارتباط برقرار می کنند. یک سنسور هوشمند دارای قابلیت تشخیص هوشمند ، تعبیه شده و تشخیص داده شده در سیستم عامل های پیشرفته است. در گذشته داده ها از طریق ماژول ها/لایه ها منتقل می شدند که باعث ایجاد تاخیر در ارتباط و پاسخگویی می شد. به منظور جلوگیری از این تاخیرها ، سنسورهای هوشمندی توسعه یافته اند که قادر به جمع آوری داده های دیجیتالی هستند/از ابزارهای تبدیل برای کنترل/نمایش مستقیم استفاده می کنند. در صنعت 4.0 ، سنسورهای هوشمند نقش م inثری در تشخیص بیشتر تجهیزات ، فرآیندها و به اشتراک گذاری اطلاعات کلیدی شبکه در تأسیسات تولیدی دارند.
 
بهبود کارایی با محاسبه پیشین

سنسورهای هوشمند امکان جمع آوری خودکار داده ها را فراهم می کند
سنسورهای هوشمند ساختار و بستر کارآمد قابل توجهی را برای پیشرفت در اتوماسیون و بهبود کارایی ارائه می دهند. اطلاعات داده های ورودی ماشین را می توان در هر مرحله/شرایط و ارتباط بدون درز این اطلاعات در زمان واقعی با سرعت بالا که می تواند برای کاهش هزینه های نگهداری ، افزایش بهره وری عملیاتی و بهبود تجربه مشتری مورد استفاده قرار گیرد ، قابل دسترسی است. قابلیت های محاسباتی با سنسورهای دیجیتال هوشمند به طور قابل توجهی بهبود یافته است. حجم زیادی از داده ها در خود حسگرهای میدانی در حال پردازش هستند. محاسبات و کنترل میدانی غیر متمرکز می شود. این صنعت شاهد محاسبه و کنترل میدانی برای بهبود وفاداری و سرعت است. این امر باعث رشد کنترل كنندگان محلی ، كاهش تاخیر زمانی و نظارت بهتر بر سلامت می شود.
 
ویژگی های سنسورهای هوشمند
سنسور و مدیریت داده های آن: سنسورهای هوشمند در تعداد بیشتری از برنامه های کاربردی در بخش برنامه های کاربردی و تولید استفاده می شوند. با استفاده از حسگرهای هوشمند ، تجزیه و تحلیل داده ها همچنان بهبود می یابد و تصمیم گیری به موقع اپراتور و/یا مهندسان یا تصحیح خودکار را امکان پذیر می کند. ذخیره سازی داده های پیچیده در قالب مناسب و بازیابی آنها بیشتر قابل مدیریت است. الگوریتم های درست و بهبود مستمر آنها پیش بینی و در نتیجه درک مشکلات احتمالی برای اقدامات اصلاحی را آسان کرده است. با فراگیرتر شدن فرآیند تولید و جمع آوری داده ها ، سیگنال/سیگنال خروجی از چنین دستگاه های کنترل کننده حسگر یکپارچه باید دقیق و بدون ابهام باشد. چالش اصلی همیشه مدیریت داده های تولید شده از طریق شبکه حسگر است که روز به روز در حال افزایش است. مهندسان با سناریوهایی روبرو هستند که در آن زمان زیادی (حدود 80٪) صرف استخراج داده های مربوطه از سرور/دستگاه ذخیره سازی می شود در حالی که کمتر از 20٪ صرف تجزیه و تحلیل و تهیه استراتژی کنترل خروجی می شود. داده های خام اغلب نمی توانند به صورت خام استفاده شوند. جمع آوری داده های کارآمد و ذخیره سازی انباشته برای سریعترین بازیابی مهم است. مدیریت داده های مفید پارامترهای کلیدی فرآیند و استفاده مستمر از آن در الگوریتم ها برای حفظ فرایندها و تعریف برنامه های نگهداری ، ایمپرا استبرای بهره وری بالاتر و عملکرد روان زباله های داده های غیرقابل استفاده نباید ذخیره شوند.
 
سکوهای باز: الزامات اپراتورها عمدتا برای کارخانه های نیمه خودکار یا تولید چند محصول از ماشین های یکسان می تواند بسیار متفاوت باشد. اپراتورها الگوریتم های خود را با نیاز به توابع جدید و نیازهای مشتری توسعه می دهند/تغییر می دهند. قابلیت جمع آوری و پردازش داده ها با پردازش تعبیه حسگر در تلاش برای بازیابی اطلاعات مورد نیاز در زمان واقعی افزایش یافته است. داده ها در حسگر پردازش می شوند و مبدل الکترونیکی از مبدل دریافت می کند و سپس به کنترل کننده منتقل می شود تا یک نقطه تنظیم کننده کنترل برای فعال کننده ها برای تعدیل عنصر/دستگاه نهایی ایجاد شود.
 
حضور آزاد در داده های حسگرها: پیشرفت شبکه های بی سیم یا سیمی سنسورها که از طریق اینترنت برای دسترسی همه کاره متصل شده اند. حسگرهای مجهز به اینترنت اشیا که به شبکه های شرکتهای تولیدی متصل هستند از پروتکل های ارتباطی یکپارچه برای تعامل ماشین به ماشین از طریق ارتباطات بی سیم شبکه کم توان (LPWAN) استفاده می کنند.
 
مزایای اصلی سنسورهای هوشمند
آ. اطلاعات متعدد از طریق ارتباط: حسگرها اطلاعات متعددی را از یک دستگاه جمع آوری کرده و به صورت دیجیتالی از طریق سیم یا بی سیم متصل به سرور ارسال می کنند.
 
ب تشخیص خود: ویژگی های پردازش دیجیتال داخلی برای محاسبه و پردازش داده ها در حسگرها در نتیجه پردازش سیگنال در زمان واقعی و تشخیص خود فرصت ایجاد می کند. سرعت بالای پردازش حجم زیادی از داده ها عامل مهمی برای نتایج بهتر است.
 
ج سنسورهای بدون کالیبراسیون: کالیبراسیون خودکار به این معناست که سنسورهای بدون کالیبراسیون برای برنامه های کاربردی اینترنت اشیا با ضریب دسترسی بیشتر مورد نیاز اساسی است.
 
د حسگرهای پارامتری اضافی: سنسورهای هوشمند در صنعت 4.0 توسعه داده شده و تولید می شوند تا علاوه بر نیازهای فرایندی مانند ارتعاش ، فشار ، دما یا بیشتر برای ویژگی های تشخیصی ، پارامترهای متعددی را نیز حس کنند.
 
ه نظارت بر تولید و بازده: نظارت بر تولید و کارآیی و بهبود آن را می توان با حسگرهای هوشمند انجام داد. مشتریان می خواهند سرعت خود را افزایش دهند اما به دنبال راه حل های کم هزینه و موثر هستند.
 
f نظارت بر دارایی ها: سنسورهای هوشمند نقش مهمی در صنعت 4.0 ایفا می کنند. حسگرهای مبتنی بر اینترنت اشیا در حال حاضر به واقعیت تبدیل شده اند که نظارت بر شرایط دارایی را افزایش می دهد. سیستم شبکه با سرعت بالا قابلیت دسترسی به اطلاعات را در کل تنظیمات بهبود می بخشد.
 
انواع سنسورها/آشکارسازها/مبدل ها
انواع زیادی از حسگرها در میان بسیاری از زیر شاخه های آن موجود است. برای اتوماسیون کارخانه ، سنسورهای اثر هال مانند مجاورت بدون تماس ، فیبر نوری ، سنسورهای پرتو نور ، سنسورهای سطح ، سنسورهای حرکت و غیره معمولاً استفاده می شوند. حسگرهای مادون قرمز برای تشخیص شعله ، سنجش سطح و غیره به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. اندازه گیری سطح سوخت سوخت مادون قرمز ، اولتراسونیک ، هدایت راداری و غیر هدایت شونده/غیر تماسی در مخازن ، نظارت مداوم و خروجی سیگنال ایمنی را برای توقف پمپ ها فراهم می کند. حسگرهای پارامترهای فرایند هوشمند اطلاعات منظمی را برای نظارت و کنترل مواد شیمیایی پیچیده ، کارخانه داروسازی ، پالایشگاه ها و دیگر کارخانه های پردازش فلز ارائه می دهند.
 
انواع خروجی: سنسورهای کنترل از حلقه های جریان 4-20 میلی آمپر ، ارتباطات دیجیتالی مانند HART ، RS 232 ، RS 485S ، RS485L ، CANBUS ، FLEXCOM ، Profibus ، Ethernet ، MOD bus ، Device-net و غیره استفاده می کنند.
 
اجزای شبکه: برای اتصال و انتقال داده ، سیستم شبکه مناسب مانند VOIP ، LAN ، روتر ، فایروال ، وای فای ، سوئیچ های شبکه ، شبکه گسترده ، Gateways ، VPN ، هاب اترنت ، پل شبکه ، سرورها و کابل ها انتخاب می شود.
 
زمان پاسخگویی: سنسورهای هوشمند سریعترین زمان پاسخگویی را بر حسب میلی ثانیه ، میکرو ثانیه یا بیشتر برای گرفتن اطلاعات ، پردازش و تولید سیگنالهای خروجی دارند.
 
ویژگی های سنسورها: سنسورهای هوشمند مانند سنسورهای دیگر طراحی شده اند تا در محیط های آب و هوایی شدید ، گرد و غبار ، مکان های خطرناک و غیره با ایمنی عملکردی و عملیاتی کار کنند.
 
انتخاب سنسورها و محرک های هوشمند برای برنامه مورد نظر
انتخاب نوع مناسب سنسور برای نظارت بر پارامترهای سیگنال/پارامترها و اتوماسیون کارخانه برای اجرای ایمن ماشین آلات/کارخانه ها بسیار مهم است. محرک ها ممکن است درایوهای الکتریکی یا یک سیستم پنوماتیک برای تعدیل واحدها باشند. سنسورهای هوشمند شامل پردازشگر حرکت دیجیتال (DMP) است که در اصل ریزپردازنده ای است که برای پردازش داده ها و تولید خروجی در سنسور یکپارچه شده است. اینها اساساً به معنی عادی سازی داده ها ، فیلتر نویز و انجام تهویه سیگنال است. حسگرهای هوشمند قبل از هرگونه ارتباط با دستگاه های خارجی ، تبدیل داده ها را به پردازش دیجیتال انجام می دهند.