Trong các dây chuyền sản xuất chính xác của tự động hóa công nghiệp, các kịch bản sống thuận tiện của nhà thông minh, và các mạng bảo vệ an ninh của các hệ thống an ninh,có ẩn một không đáng chú ý nhưng quan trọng "sĩ quan" - hộp điều khiển RCU (Remote Control Unit)Cái hộp dường như bình thường này, dựa trên sự hợp tác tinh tế của các thành phần bên trong, có thể điều chỉnh chính xác nhịp vận hành của các thiết bị khác nhau.Chúng tôi sẽ tiết lộ bí ẩn của hộp điều khiển RCU và chi tiết về thành phần cốt lõi của nó, logic điều khiển, ứng dụng thực tế, và thiết lập dây dẫn tối ưu.

I. Các thành phần cốt lõi của hộp điều khiển RCU: Một "quân đoàn chính xác" với trách nhiệm riêng biệt

Các chức năng của một hộp điều khiển RCU phụ thuộc vào cấu hình khoa học của các thành phần bên trong của nó.và sử dụng thương mại) có thể có sự khác biệt nhỏ trong lựa chọn thành phần, nhưng thành phần cốt lõi của chúng về cơ bản là như nhau, chủ yếu bao gồm các loại sau:

1. Đơn vị điều khiển chính: "Tâm trí thông minh" của hộp điều khiển

• Máy vi điều khiển (MCU): Như STM32, Arduino, PLC mô-đun, vv, nó là trung tâm tính toán cốt lõi của RCU. Nó có thể nhanh chóng nhận lệnh bên ngoài (như tín hiệu điều khiển từ xa,dữ liệu cảm biến) và phát ra tín hiệu điều khiển cho các thành phần khác theo các chương trình được đặt trước, có thể được gọi là "cốt lõi ra quyết định" của hộp điều khiển.

• Bộ nhớ: Đặc biệt được sử dụng để lưu trữ các chương trình điều khiển, nhật ký hoạt động và cài đặt tham số. Ngay cả khi thiết bị tắt, dữ liệu sẽ không bị mất.

2. Input Module: "Antenna nhạy cảm" để nhận thức thế giới bên ngoài

• Máy thu tín hiệu: Bao gồm các máy thu hồng ngoại, các mô-đun tần số vô tuyến (RF), các mô-đun Bluetooth / Wi-Fi, vv, chịu trách nhiệm nhận lệnh từ điều khiển từ xa, ứng dụng điện thoại di động hoặc các thiết bị khác.

• Giao diện cảm biến: Có thể được kết nối với các cảm biến khác nhau như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và cơ thể con người, cho phép RCU "nhận thấy" những thay đổi môi trường và do đó đạt được điều khiển tự động,như tự động bật đèn khi ánh sáng mờ.

• Nút và nút: Một số hộp điều khiển RCU được trang bị các thành phần vận hành vật lý để cài đặt thủ công địa phương thuận tiện hoặc phản ứng khẩn cấp.

3. Output Module: "Bàn tay và chân mạnh mẽ" để thực hiện lệnh

• Chuyển tiếp: Đây là thành phần đầu ra được sử dụng phổ biến nhất. Nó điều khiển bật / tắt thiết bị điện áp cao (như đèn, động cơ, van) thông qua tín hiệu điện áp thấp,thực hiện kiểm soát dòng điện yếu của dòng điện mạnh và đảm bảo an toàn trong sử dụng.

• Thyristor (SCR): Thích hợp cho thiết bị cần điều chỉnh công suất, chẳng hạn như đèn có thể tắt và động cơ điều chỉnh tốc độ, và có thể đạt được điều khiển điện áp / dòng chảy trơn tru.

• Chip lái xe: Được sử dụng để điều khiển thiết bị chính xác như động cơ bước và động cơ servo, và có thể đạt được điều khiển di chuyển hoặc tốc độ chính xác trong hợp tác với đơn vị điều khiển chính.

4. Power Module: "Trái tim ổn định" cung cấp năng lượng

• Máy biến đổi: Có thể chuyển đổi 220V AC thành AC điện áp thấp (chẳng hạn như 12V, 5V) để cung cấp năng lượng cho các thành phần nội bộ.

• Đường thẳng và chip điều chỉnh điện áp: Chuyển đổi AC sang DC và ổn định điện áp đầu ra để tránh biến động điện áp ảnh hưởng đến hoạt động của các thành phần.

• Pin dự phòng: Trong các kịch bản quan trọng như an ninh và chăm sóc y tế, các hộp điều khiển RCU được trang bị nguồn điện dự phòng để ngăn chặn thiết bị mất kiểm soát khi tắt điện.

5. Các thành phần bảo vệ: "Chiếc khiên vững chắc" đảm bảo an toàn

• Chuyển bộ an toàn/không khí: Khi một mạch ngắn hoặc quá tải xảy ra trong mạch, nó sẽ tự động ngắt nguồn cung cấp điện để ngăn chặn các thành phần bị cháy hoặc gây ra hỏa hoạn.

• Varistor: Có thể hấp thụ điện áp cao ngay lập tức như sét và sóng điện để bảo vệ các thành phần chính xác bên trong.

• Optocoupler: Thực hiện cách ly giữa dòng điện mạnh và yếu, tránh các tín hiệu điện áp cao can thiệp vào đơn vị điều khiển chính và đảm bảo an toàn cho người vận hành.

II. Lý thuyết điều khiển của hộp điều khiển RCU: Bí ẩn của hoạt động thiết bị "định lệnh"

Quá trình điều khiển của hộp điều khiển RCU có thể được tóm tắt đơn giản như một quy trình vòng kín của "nhận tín hiệu → phân tích và xử lý → thực hiện lệnh"được chia thành các bước sau:

Lý thuyết này cho phép hộp điều khiển RCU đáp ứng các lệnh thủ công và thực hiện kiểm soát tự động hoàn toàn.RCU sẽ tự động điều khiển khởi động và dừng băng chuyền theo vị trí vật liệu được phát hiện bởi cảm biếnTrong nhà kính nông nghiệp, RCU sẽ tự động chuyển van tưới theo dữ liệu cảm biến độ ẩm đất.

III. Các chức năng cốt lõi của hộp điều khiển RCU: Từ điều khiển cơ bản đến liên kết thông minh

Các chức năng của hộp điều khiển RCU bao gồm từ điều khiển cơ bản đến liên kết phức tạp, tùy thuộc vào kịch bản ứng dụng:

• Kiểm soát cơ bản: Thực hiện chuyển đổi, bắt đầu-ngừng, điều chỉnh tốc độ / độ sáng của thiết bị, chẳng hạn như kiểm soát tình trạng hoạt động của đèn đường, máy bơm nước và máy điều hòa không khí.

• Kiểm soát thời gian: Làm cho thiết bị hoạt động thường xuyên thông qua một chương trình thời gian đã được đặt trước, chẳng hạn như "tự động bật đèn lúc 18:00 và tắt đèn lúc 23:00 mỗi ngày".

• Kiểm soát liên kết: Làm cho nhiều thiết bị làm việc cùng nhau, chẳng hạn như "khi hệ thống an ninh kích hoạt báo động, tự động bật báo động âm thanh và ánh sáng, tắt động cơ cửa và cửa sổ,và bắt đầu video giám sát".

• Giám sát và quản lý từ xa: Tải trạng thái thiết bị lên đám mây thông qua mô-đun mạng, và người dùng có thể xem dữ liệu hoạt động, sửa đổi tham số và thậm chí chẩn đoán lỗi từ xa trên APP di động.

• Bảo vệ khẩn cấp: Khi phát hiện bất thường (như rò rỉ điện, hỏng thiết bị), tự động ngắt nguồn cung cấp điện và phát ra báo động để đảm bảo an toàn hệ thống.

IV. Trường hợp ứng dụng thực tế của hộp điều khiển RCU

1. Smart Home Field

Trong một hệ thống nhà thông minh hiện đại, hộp điều khiển RCU đóng một vai trò quan trọng.mô-đun Wi-Fi của hộp điều khiển RCU nhận tín hiệu và truyền nó đến vi điều khiểnSau khi tính toán chương trình, bộ vi điều khiển gửi một loạt các lệnh đến mô-đun đầu ra: điều khiển rơ-lê để đóng để bật đèn phòng khách;điều chỉnh động cơ rèm thông qua chip trình điều khiển để đóng rèm; điều khiển bộ chuyển tiếp của điều hòa không khí để bật điều hòa không khí và điều chỉnh nó đến nhiệt độ phù hợp.cảm biến nhiệt độ và độ ẩm trong nhà sẽ truyền dữ liệu đến hộp điều khiển RCU trong thời gian thực. Nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, RCU sẽ kịp thời điều chỉnh tình trạng hoạt động của máy điều hòa để giữ cho môi trường trong nhà thoải mái.

2. Dòng sản xuất công nghiệp

Trong dây chuyền sản xuất phụ tùng ô tô, hộp điều khiển RCU được sử dụng để điều khiển băng chuyền, robot hàn và các thiết bị khác.Khi các vật liệu trên băng chuyền đạt đến vị trí được chỉ định, cảm biến vị trí truyền tín hiệu đến đơn vị điều khiển chính của RCU. Sau khi phân tích, đơn vị điều khiển chính gửi lệnh cho bộ chuyển tiếp của băng chuyền để dừng băng chuyền;cùng một lúcTrong quá trình hàn, cảm biến nhiệt độ theo dõi nhiệt độ hàn trong thời gian thực.Nếu nhiệt độ vượt quá ngưỡng được đặt trước, hộp điều khiển RCU sẽ ngay lập tức phát ra một lệnh để đình chỉ công việc hàn và bắt đầu thiết bị làm mát.Nó sẽ tiếp tục chạy sau khi nhiệt độ trở lại bình thường để đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn sản xuất.

3. Nhà kính nông nghiệp

Trong nhà kính nông nghiệp nơi trồng rau, hộp điều khiển RCU được kết nối với các cảm biến độ ẩm đất, cảm biến ánh sáng, thiết bị tưới, v.v.Khi cảm biến độ ẩm đất phát hiện độ ẩm đất thấp hơn giá trị được đặt trước, tín hiệu được truyền đến đơn vị điều khiển chính của RCU.Đơn vị điều khiển chính gửi lệnh cho bộ chuyển tiếp của thiết bị tưới để mở van tưới để tướiĐồng thời, cảm biến ánh sáng sẽ theo dõi cường độ ánh sáng trong nhà kính.hộp điều khiển RCU sẽ điều khiển động cơ bóng râm để mở bóng râm để cho phép ánh sáng mặt trời nhiều hơn để vào nhà kínhNếu ánh sáng quá mạnh, nó sẽ điều khiển bóng râm để đóng để ngăn ngừa rau ăn bị cháy nắng.môi trường trong nhà kính luôn được duy trì ở trạng thái thích hợp cho sự phát triển của rau, cải thiện năng suất và chất lượng rau quả.

4. Hệ thống an ninh

Trong hệ thống an ninh của một cộng đồng, hộp điều khiển RCU được kết nối với các cảm biến tương quan hồng ngoại, máy ảnh, báo động âm thanh và ánh sáng và các thiết bị khác.Khi một người bất hợp pháp trèo qua bức tường, máy dò tương quan hồng ngoại được kích hoạt và gửi tín hiệu đến hộp điều khiển RCU. Sau khi nhận tín hiệu,đơn vị điều khiển chính ngay lập tức phát ra một lệnh để khởi động máy ảnh để ghi hình và kích hoạt báo động âm thanh và ánh sáng để báo độngĐồng thời, hộp điều khiển RCU sẽ gửi thông tin báo động đến APP di động của an ninh cộng đồng thông qua mô-đun mạng để nhắc nhở an ninh xử lý nó kịp thời.Ngoài ra, hộp điều khiển RCU cũng được trang bị nguồn điện dự phòng, có thể hoạt động bình thường khi nguồn điện tắt để đảm bảo hoạt động không bị gián đoạn của hệ thống an ninh.

V. Thiết lập dây điện hộp điều khiển RCU: Chìa khóa cho sự an toàn, ổn định và bảo trì dễ dàng

Thiết lập dây điện là cơ sở cho hộp điều khiển RCU để thực hiện các chức năng của nó.Sau đây là các nguyên tắc cốt lõi của thiết lập dây chuyền:

1- Phân biệt các dòng điện mạnh và yếu để tránh can thiệp

• Các đường dây dòng điện mạnh (như nguồn cung cấp điện 220V, đường dây điện động cơ) và đường dây dòng điện yếu (như đường dây tín hiệu, đường dây cảm biến) phải được dây riêng biệt,với khoảng cách ít nhất 50cm để ngăn chặn nhiễu điện từ từ các dòng điện mạnh ảnh hưởng đến truyền tín hiệu dòng điện yếu.

• Nếu cần dây chuyền chéo, nên áp dụng phương pháp chéo dọc để giảm khu vực nhiễu; các đường dòng yếu có thể được bảo vệ bằng ống kim loại để cô lập thêm nhiễu.

2. Sợi dây tiêu chuẩn với nhận dạng rõ ràng

• Các kết nối dây phải chắc chắn để tránh kết nối ảo (các khối đầu và cột gắn có thể được sử dụng để giảm các khớp hàn).5mm2) nên được sử dụng cho các dây chuyền thiết bị công suất cao để ngăn chặn sưởi ấm.

• Tất cả các dòng phải được dán nhãn hoặc đánh số, chỉ ra "kết thúc đầu vào", "kết thúc đầu ra", "tên thiết bị" (chẳng hạn như "đường điều khiển ánh sáng phòng khách") để bảo trì sau đó thuận tiện.

3. Định hình vùng để dễ dàng phân tán nhiệt

• Nội thất của hộp điều khiển được dây theo các khu vực tùy theo chức năng: các thành phần sưởi ấm như các mô-đun điện và rơ-lê tập trung ở những nơi có không khí tốt,cách xa các thành phần chính xác như vi điều khiển và cảm biếnCác đường dẫn đầu vào và đường dẫn đầu ra được định tuyến ở cả hai bên của hộp để tránh cuộn chéo.

• Các đường nên ngắn và thẳng nhất có thể để giảm dư thừa,và 10% -20% không gian nên được dành riêng để tạo điều kiện mở rộng thiết bị sau này (chẳng hạn như thêm các cảm biến hoặc mô-đun điều khiển mới).

4Bảo vệ mặt đất, an toàn trước tiên.

• Vỏ kim loại của hộp điều khiển phải được nối đất, với điện trở nối đất ≤ 4Ω; các mạch dòng điện mạnh phải được trang bị nối đất độc lập,tách khỏi việc nối đất dòng điện yếu để ngăn ngừa rò rỉ ảnh hưởng đến thiết bị dòng điện yếu.

• Các hộp điều khiển trong môi trường ẩm ướt và bụi (chẳng hạn như xưởng công nghiệp, tầng hầm) phải chống nước và niêm phong, và keo chống nước nên được áp dụng cho các khớp dây để tránh mạch ngắn.

5. Làm thế nào để thiết lập các mạch RCU

Thiết lập mạch RCU là một liên kết quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định của hộp điều khiển. Nó cần phải được lập kế hoạch khoa học kết hợp với các yêu cầu điều khiển và đặc điểm thiết bị.Các bước cụ thể và các điểm chính là như sau::

(1) Làm rõ các yêu cầu chức năng của mạch

Đầu tiên, xác định đối tượng điều khiển và chức năng của mỗi mạch, chẳng hạn như thiết bị nào cần được điều khiển bởi cùng một mạch,cho dù mạch nhận ra điều khiển công tắc đơn giản hoặc điều khiển phức tạp như điều chỉnh tốc độ và làm mờVí dụ, trong một ngôi nhà thông minh, đèn chính, đèn pha và dải ánh sáng trong phòng khách có thể cần phải được đặt trong cùng một mạch chiếu sáng để nhận ra chuyển đổi tổng thể và điều chỉnh độ sáng;trong khi các thiết bị công suất cao như máy điều hòa không khí và TV cần các mạch độc lập của riêng mình.

(2) Phân phối gánh nặng một cách hợp lý

Theo sức mạnh của thiết bị, phân bổ dung lượng tải thích hợp cho mỗi mạch để tránh quá tải mạch.và chọn dây phù hợp và các thành phần bảo vệ (như bộ an toànNói chung, tải trọng của mạch ánh sáng không nên vượt quá 10A. Đối với mạch điện (như động cơ, máy bơm nước),nó nên được chọn theo dòng điện định danh của thiết bị, và khả năng chịu điện của dây nên lớn hơn dòng điện hoạt động tối đa của mạch.

(3) Thiết kế cấu trúc topology mạch

Các cấu trúc topology mạch RCU phổ biến bao gồm cấu trúc cây và cấu trúc ngôi sao.trong dây chuyền sản xuất công nghiệp, mạch chính được kết nối với nhiều mạch chi nhánh, điều khiển thiết bị ở các phần khác nhau tương ứng, tạo điều kiện quản lý tập trung;cấu trúc ngôi sao phù hợp với các tình huống mà thiết bị tương đối phân tán và độc lậpMỗi thiết bị được kết nối với hộp điều khiển RCU thông qua một đường dây độc lập, và sự cố của một thiết bị sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị khác,như nhiều mạch camera trong hệ thống an ninh.

(4) Kết nối các thành phần điều khiển và bảo vệ

Kết nối các thành phần điều khiển tương ứng và các thành phần bảo vệ trong mạch. Đối với các mạch được điều khiển bằng công tắc, kết nối các relay theo chuỗi như các công tắc điều khiển;cho các mạch cần điều chỉnh công suất, kết nối thyristors; tất cả các mạch nên được kết nối hàng loạt bằng các bộ bảo hiểm hoặc công tắc không khí, có thể nhanh chóng cắt nguồn cung cấp điện khi mạch bị mạch ngắn hoặc quá tải.Đồng thời, một bộ kết nối quang được kết nối giữa mạch dòng điện mạnh và phần điều khiển dòng điện yếu để thực hiện cách ly điện và đảm bảo an toàn của đơn vị điều khiển chính.

(5) Thực hiện kiểm tra mạch

Sau khi kết nối mạch hoàn tất, thực hiện thử nghiệm bật điện. Kiểm tra xem thiết bị trong mỗi mạch có thể đáp ứng bình thường các lệnh điều khiển của RCU hay không.và liệu các thành phần bảo vệ có thể hoạt động bình thường trong trường hợp quá tải hoặc mạch ngắnTrong quá trình thử nghiệm, một máy đo đa số có thể được sử dụng để phát hiện xem điện áp và dòng điện của mạch có bình thường để đảm bảo hoạt động ổn định của mạch hay không.

Kết luận:

Mặc dù hộp điều khiển RCU có kích thước nhỏ, nhưng nó là "trọng tâm thông minh" của hệ thống tự động hóa.và sau đó để bố trí tiêu chuẩn của đường dây và thiết lập mạch, có liên quan đến sự ổn định và độ tin cậy của nó. cho dù đó là kiểm soát chính xác trong sản xuất công nghiệp, hoạt động thuận tiện trong nhà thông minh, trồng khoa học trong nhà kính nông nghiệp,hoặc bảo vệ an toàn trong các hệ thống an ninhChúng tôi hy vọng rằng thông qua bài viết này, bạn có thể có một sự hiểu biết rõ ràng và sâu sắc hơn về "đằng sau hậu trường chỉ huy",để nó có thể phục vụ tốt hơn cuộc sống và sản xuất của chúng ta trong các ứng dụng thực tế.