Sebuah perusahaan HVAC yang mencari keunggulan kontrol mesin modern menemukan pengontrol PLC terbuka yang kompatibel dengan Arduino adalah solusinya.
Seperti banyak pembuat dan penghobi modern, saya selalu terinspirasi oleh kemungkinan komputasi dan otomatisasi berteknologi tinggi. Meskipun riwayat pekerjaan saya telah membuat saya berakar pada kebutuhan praktis sistem kontrol komersial dan industri, saya telah mencari cara untuk menggabungkan perangkat yang lebih mampu dan terbuka ke dalam aplikasi industri.
Kecintaan saya pada dinas lapangan langsung membuat saya memulai Bicknell Heating & Cooling di wilayah Cincinnati. Kami mendukung semua jenis klien dengan kebutuhan pemanas, ventilasi, dan penyejuk udara (HVAC) menggunakan sebagian besar produk tradisional. Artikel ini menjelaskan bagaimana kami menggunakan mikrokontroler Arduino industri modern untuk mengoperasikan penangan udara, pendingin, sistem air panas, dan lainnya.
Banyak mikrokontroler
Ada banyak jenis mikrokontroler khusus yang digunakan untuk mengoperasikan peralatan, dan ada juga berbagai pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC). Ini semua bekerja dengan baik, tetapi mereka tidak memiliki keterbukaan pengontrol tujuan umum saat ini. Mengenai pengontrol "terbuka" ini, ada banyak pilihan untuk mikrokontroler kelas konsumen dan penghobi, dan beberapa bahkan "terindustrialisasi" ringan.
Saya mencoba beberapa jenis mikrokontroler di berbagai proyek pribadi, seperti memodernisasi kontrol di kapal saya. Fleksibilitasnya bagus, dan saya bisa menggunakan bahasa dan metode pemrograman modern seperti C++ dan "sketsa", dan biaya materialnya minimal.
Terutama penting untuk aplikasi saat ini adalah kemampuan untuk menghubungkan perangkat seluler atau browser ke mikrokontroler untuk mengakses data untuk visualisasi dan analisis. Salah satu opsinya adalah menghosting halaman web langsung di pengontrol. Cara lainnya adalah menggunakan perangkat lunak eksternal yang berjalan di PC atau perangkat seluler untuk mengakses data mikrokontroler, lalu menampilkan dan menindaklanjutinya sesuai kebutuhan. Saya mengalami kesuksesan yang baik menggunakan lingkungan pengembangan aplikasi cepat lintas platform Xojo untuk melakukan ini.
Namun, meskipun mempertimbangkan banyak manfaat dari mikrokontroler, saya tahu daya tahannya dicurigai, dan menghubungkannya ke level sinyal tegangan dan arus biasa yang digunakan dengan instrumen industri standar bisa menjadi masalah. Tidak ada yang saya temukan meyakinkan saya jenis pengontrol ini akan cocok untuk aplikasi industri.
Menemukan pengontrol terbuka yang tangguh
Setelah penelitian lebih lanjut, tim saya dan saya menemukan vendor otomasi industri telah mengembangkan pengontrol yang kompatibel dengan Arduino, dan mengemasnya dalam faktor bentuk yang kompatibel dengan lini PLC I/O, komunikasi, dan modul lainnya (Gambar 1). Perangkat Lunak Arduino open-source memudahkan untuk menulis kode dan mengunggahnya ke papan komputer yang kompatibel.
Dengan solusi dari AutomationDirect ini, pengguna seperti saya dapat memanfaatkan metode pemrograman modern dan menggunakan bahasa pemrograman grafis khusus yang disertakan dengan pengontrol. Kita dapat menghubungkan sensor fisik dan perangkat yang dikendalikan menggunakan sinyal industri yang khas dan modul yang telah terbukti, dan bahkan memanfaatkan banyak jenis modul "pelindung" Arduino khusus untuk tujuan lain.
Membuat sistem otomasi bangunan terbuka
Tim kami sudah sangat terbiasa menggunakan platform kontrol HVAC eksklusif yang tersedia secara komersial, yang dapat diandalkan tetapi bisa mahal dan agak terlalu terspesialisasi. Kami juga memiliki banyak pengalaman dengan PLC tradisional, yang tentunya dapat digunakan untuk aplikasi kontrol HVAC. Namun, setelah menyelidiki kemampuan lini produk pengontrol PLC terbuka AutomationDirect yang ditargetkan, kami yakin platform yang kompatibel dengan Arduino ini akan memiliki fleksibilitas terbuka yang kami inginkan dikombinasikan dengan karakteristik kuat dari sistem PLC yang sudah mapan.
Proyek pertama kami adalah mengotomatisasi ulang sistem HVAC di sekolah terdekat. Proyek HVAC perlu memantau banyak jenis sensor untuk suhu, kelembapan, tekanan, aliran udara, dan lainnya. Mereka juga perlu mengontrol perangkat seperti solenoida dan katup. Di beberapa lokasi, penggerak kecepatan variabel diperlukan untuk kontrol kipas dan pompa (Gambar 2). Berbagai panel kontrol diperlukan, dan tim dapat mengambil semua jenis perangkat yang diperlukan dari satu pemasok, sehingga mempercepat upaya desain, pengadaan, dan fabrikasi.
Untuk proyek ini, kami mengotomatiskan peralatan dan sistem pengemasan berikut (Gambar 3):
15 penangan udara (yang memasok kipas dengan koil pemanas dan/atau pendingin)
satu pendingin
dua ketel uap
empat ketel air panas
beberapa pompa pemasok air.
Semua logika dikembangkan untuk dijalankan dalam pengontrol PLC terbuka yang dipilih. Logika pengontrol sangat cocok bagi kami untuk membuat algoritme kontrol suhu kami sendiri, termasuk fungsi pengaturan ulang cuaca yang memungkinkan sistem beradaptasi dengan iklim luar. Dalam banyak hal, hasil kontrol lebih baik daripada yang kami alami dengan mikrokontroler lain yang umum tetapi berdedikasi.
Sebuah PC yang menjalankan Visual Basic seperti Xojo menyediakan ujung depan pengawasan sehingga operator dapat memvisualisasikan fungsi sistem dan menyesuaikan titik setel.
Sistem ini ditugaskan dengan cepat, dan karena situs tersebut adalah sekolah operasi, maka perlu dilakukan pemotongan terakhir sebagian besar pada jam-jam libur. Kami menemukan bahwa pembayaran I/O sangat mudah, sama seperti untuk PLC.
Sistem kontrol telah berfungsi dengan andal; ada banyak kapasitas untuk berkembang; dan personil sekolah telah menemukan sistem yang mudah digunakan. Kami sekarang menggunakan sistem untuk visualisasi dan kontrol di tempat. Di masa mendatang, kami dapat menambahkan sistem yang lebih terkontrol dan bahkan memperluas kemampuan pengoperasian. Saat ini, akses jarak jauh dilakukan menggunakan Google Desktop. Ini bekerja dengan sangat baik, tetapi menambahkan akses jarak jauh langsung ke platform kontrol juga akan mudah. Setiap upaya akses jarak jauh memerlukan pertimbangan keamanan siber yang cermat.
Fleksibilitas modern, ketahanan tradisional
Terkadang, jawaban teknik otomasi terbaik melibatkan produk dan solusi yang relatif berdedikasi, terkadang dikenal sebagai "cocok untuk tujuan", tetapi solusi ini seringkali mahal dan tidak fleksibel. Untuk mengatasi masalah ini dan lainnya, pengguna saat ini lebih menyukai desain yang lebih modern dan terbuka yang dapat terhubung dengan berbagai sistem lain, sangat fleksibel, dan memiliki banyak ruang untuk berkembang.
Untuk jenis sistem HVAC yang secara rutin diotomatisasi oleh perusahaan kami, kami menemukan bahwa platform pengontrol PLC terbuka yang kompatibel dengan Arduino ini mampu dan memiliki nilai yang sangat baik. Kita dapat menggunakan bahasa dan metode pemrograman modern untuk memberikan kontrol tingkat lanjut, sambil menghubungkan ke semua jenis perangkat lapangan menggunakan modul I/O dan pensinyalan yang telah terbukti.
Meskipun pengalaman kami dengan platform ini hingga saat ini hanya dengan sistem HVAC, kami yakin keunggulannya juga akan signifikan untuk jenis aplikasi komersial dan industri lainnya.
Semua angka milik AutomationDirect dan penulis
Fitur ini awalnya muncul di
majalah InTech edisi April .
