Hướng dẫn cài đặt bộ điều khiển nhiệt độ CONOTEC DSFOX-XD20 cho hệ thống gia nhiệt và làm mát

Trong các hệ thống như lò sấy, buồng ấp, kho lạnh, tủ điều khiển, máy làm lạnh nước hoặc hệ thống thông gió, nhiệt độ cần được duy trì trong một khoảng phù hợp. Khi nhiệt độ xuống thấp, hệ thống gia nhiệt phải được kích hoạt; ngược lại, khi nhiệt độ tăng quá cao, quạt hoặc thiết bị làm mát cần hoạt động.

Conotec DSFOX-XD20 là bộ điều khiển nhiệt độ có hai ngõ ra relay độc lập, cho phép thiết lập đồng thời chức năng gia nhiệt – Heat và làm mát – Cool. Bài viết dưới đây hướng dẫn nguyên lý hoạt động, cách xác định chân đấu nối và thiết lập các thông số cần thiết cho hai ngõ ra OUT1, OUT2 dựa trên mô hình thực nghiệm.

I. Thông tin chung về bộ điều khiển nhiệt độ Conotec DSFOX-XD20

1. Thông tin tổng quan về DSFOX-XD20

Bộ điều khiển nhiệt độ Conotec DSFOX-XD20 là bộ điều khiển nhiệt độ sử dụng phương pháp điều khiển ON/OFF. Thiết bị nhận tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ NTC 10K, so sánh nhiệt độ thực tế với giá trị cài đặt và điều khiển hai ngõ ra relay.
Trong hệ thống, DSFOX-XD20 đóng vai trò là bộ điều khiển trung tâm giữa ba thành phần:

1. Cảm biến nhiệt độ: đo nhiệt độ thực tế của môi trường.
2. Bộ điều khiển DSFOX-XD20: xử lý tín hiệu và quyết định đóng hoặc ngắt relay.
3. Thiết bị chấp hành: điện trở sấy, quạt làm mát, máy nén lạnh, đèn báo hoặc thiết bị đóng cắt trung gian.

Hai ngõ ra của bộ điều khiển có thể được cấu hình độc lập:

1. OUT1: thường được sử dụng cho hệ thống gia nhiệt.
2. OUT2: thường được sử dụng cho hệ thống làm mát.

Nhờ đó, thiết bị có thể duy trì nhiệt độ trong một khoảng xác định mà không cần sử dụng hai bộ điều khiển riêng biệt.
Với hai ngõ ra độc lập và khả năng cấu hình Heat/Cool, DSFOX-XD20 có thể được sử dụng trong nhiều hệ thống như:

1. Buồng ấp và máy ấp trứng.
2. Lò sấy và tủ sấy công nghiệp.
3. Kho lạnh và tủ bảo quản.
4. Hệ thống quạt thông gió tủ điện.
5. Máy làm lạnh nước.
6. Hệ thống duy trì nhiệt độ phòng kỹ thuật.
7. Máy ép nhựa và thiết bị gia nhiệt.
8. Tủ điều khiển nhiệt độ có cả chức năng sưởi và làm mát.

Xem thông số kỹ thuật DSFOX-XD20 chi tiết tại: Thiết bị điện công nghiệp Amazen

2. Nguyên lý điều khiển nhiệt độ ON/OFF của DSFOX-XD20

1. ON (Mở 100% công suất): Cấp toàn bộ dòng điện cho thiết bị chấp hành.
2. OFF (Ngắt 0% công suất): Ngắt hoàn toàn dòng điện. Phương pháp này cực kỳ dễ cài đặt, chi phí phần cứng thấp và đặc biệt phù hợp với các hệ thống có quán tính nhiệt lớn (như lò sấy lớn, kho lạnh) nơi không yêu cầu độ chính xác nhiệt độ tuyệt đối đến từng vạch thập phân.

3. Hiện tượng rung tiếp điểm của DSFOX-XD20

1. Khi nhiệt độ môi trường (PV) đạt 36.9°C -> Bộ điều khiển đóng Rơ-le bật thanh sấy.
2. PV nhích lên đúng 37.0°C -> Bộ điều khiển lập tức ngắt Rơ-le tắt thanh sấy.
3. Ngay khi vừa tắt, nhiệt độ môi trường giảm nhẹ xuống 36.9°C -> Rơ-le lại lập tức đóng lại.

4. Phân tích nguyên lý diF trong 2 chế độ

1. Rơ-le ngắt (OFF) khi PV ≥ SV.
2. Rơ-le đóng lại (ON) khi PV ≤ (SV - diF).

1. Rơ-le ngắt (OFF) khi PV ≤ SV.
2. Rơ-le đóng lại (ON) khi PV ≥ (SV + diF).

II. Thiết kế sơ đồ đấu nối bộ điều khiển nhiệt độ Conotec DSFOX-XD20

1. Đèn Đỏ (Nối với OUT1): Giả lập trạng thái hoạt động của hệ thống Lò sưởi (Heating).
2. Đèn Xanh (Nối với OUT2): Giả lập trạng thái hoạt động của Quạt tản nhiệt (Cooling).

1. Phân tích cấu trúc phần cứng và sơ đồ chân DSFOX-XD20

1. Khối nguồn cấp (Chân 11 và 12): Đây là cổng cấp nguồn nuôi bo mạch và màn hình hiển thị của đồng hồ. Thiết bị sử dụng điện áp xoay chiều lưới dân dụng 220VAC (hoặc dao động từ 100-240VAC).
2. Khối cảm biến (Chân 1 và 2): Cổng giao tiếp với cảm biến nhiệt độ đầu vào. Phiên bản XD20 sử dụng chuẩn cảm biến điện trở nhiệt âm NTC 10K. Nếu không cắm cảm biến hoặc đứt dây, đồng hồ sẽ báo lỗi (oPE/Err) và khóa toàn bộ hệ thống để bảo vệ an toàn.
3. Khối ngõ ra điều khiển (Relay Output): Đây là các "Tiếp điểm khô" (Dry Contact), hoàn toàn cách ly điện áp với bo mạch chủ, bao gồm:
   OUT1 (Chân 5, 6, 7): Rơ-le điều khiển số 1 (thường dùng cho chức năng Gia nhiệt). Trong đó chân 6 là chân chung (COM), chân 5 là Thường mở (NO) và chân 7 là Thường đóng (NC).
   OUT2 (Chân 9, 10): Rơ-le điều khiển số 2 (thường dùng cho chức năng Làm mát). Trong đó chân 10 là chân chung (COM) và chân 9 là Thường mở (NO).

2. Sơ đồ đấu nối nguyên lý trên CADe-SIMU

1. Từ chân số 5 (NO của OUT1), kéo dây tín hiệu đấu vào một cực của Đèn Đỏ.
2. Từ chân số 9 (NO của OUT2), kéo dây tín hiệu đấu vào một cực của Đèn Xanh.

III. Hướng dẫn cài đặt thông số và thực nghiệm trên bộ điều khiển nhiệt độ DSFOX-XD20

1. Cấu trúc Menu và các thông số điều khiển cốt lõi

1. Nhấn và giữ nút SET trong khoảng 5 giây cho đến khi màn hình hiển thị thông số cài đặt đầu tiên.
2. Sử dụng phím Lên/Xuống để chuyển qua lại giữa các menu và phím SET để xác nhận giá trị.

1. tYP1 / tYP2 (Output Function Option): Khai báo chức năng cho Rơ-le OUT1 và OUT2.
2. HEAt: Chế độ Gia nhiệt (Đóng Rơ-le khi nhiệt độ thấp).
3. Cool: Chế độ Làm mát (Đóng Rơ-le khi nhiệt độ cao).
4. diF1 / diF2 (Deviation Temperature): Cài đặt độ lệch nhiệt độ (Khoảng trễ Hysteresis) để chống rung tiếp điểm. Dải giá trị cho phép từ 0.1°C đến 25.0°C.
5. dLt1 / dLt2 (Delay Time Setting): Cài đặt thời gian trễ xuất tín hiệu. Tính năng này cực kỳ quan trọng để bảo vệ các máy nén lạnh không bị sốc điện do mất/có điện lại đột ngột. Trong mô hình thực nghiệm với đèn báo, thông số này được set về 0.00 để quan sát phản hồi ngay lập tức.
6. Cor (Correction of Current Temp): Bù trừ sai số cho cảm biến đầu vào. Dùng để đồng bộ nhiệt độ hiển thị trên DSFOX-XD20 với nhiệt độ của một nhiệt kế thủy ngân chuẩn bên ngoài môi trường.

2. Thiết lập cấu hình cho mô hình thực nghiệm

2.1. Cấu hình cho Hệ thống sưởi (OUT1 - Đèn Đỏ)

Chọn chế độ HEAT cho OUT1

Chọn vùng an toàn nhiệt độ OU1

Chọn nhiệt độ vùng an toàn OUT1 là 3 độ

Chọn thời gian trễ OUT1

Chọn thời gian trễ OUT1 là 5 giây

Chọn nhiệt độ mục tiêu ngõ ra OUT1

Chọn nhiệt độ mục tiêu ngõ ra OUT1 là 23

2.2. Cấu hình cho Hệ thống tản nhiệt (OUT2 - Đèn Xanh)

Chọn chế độ cho ngõ ra OUT2

Chọn chế độ COOL cho ngõ ra OUT2

Chọn vùng nhiệt độ an toàn cho ngõ ra OUT2

Chọn vùng nhiệt độ an toàn ngõ ra OUT2 là 3

Chọn thời gian trễ ngõ ra OUT2

Chọn thời gian trễ ngõ ra OUT2 là 5 giây

Chọn nhiệt độ mục tiêu cho ngõ ra OUT2

Chọn nhiệt độ mục tiêu cho ngõ ra OUT2 là 35

3. Quy trình thực hành và đánh giá kết quả bộ điều khiển nhiệt độ DSFOX-XD20

1. Phân tích logic: Nhiệt độ thực tế (PV) thấp hơn mục tiêu sưởi (SV1 = 23.0°C). Tuy nhiên, do có cài đặt dLt1 = 0.05, hệ thống không đóng rơ-le ngay lập tức mà sẽ đếm ngược 5 giây.
2. Kết quả quan sát: Sau 5 giây chờ, Rơ-le OUT1 đóng lại. Đèn Đỏ phát sáng (Lò sưởi bắt đầu hoạt động). 

Nhiệt độ dưới 20 độ C, lò sưởi được bật

1. Phân tích logic: Nhiệt độ PV tăng dần. Khi PV vừa chạm mốc SV1 = 23.0°C, hệ thống nhận diện buồng ấp đã đủ mức nhiệt yêu cầu.
2. Kết quả quan sát: Rơ-le OUT1 lập tức ngắt. Đèn Đỏ tắt. Hệ thống chuyển sang trạng thái tĩnh lý tưởng (Cả 2 đèn đều tắt).

Trong khoảng nhiệt độ từ 23 đến 35 thì không có relay nào được đóng lại

1. Phân tích logic: Nhiệt độ tiếp tục tăng cao. Khi PV đạt 35.0°C (SV2), hệ thống vẫn CHƯA bật tản nhiệt do bị can thiệp bởi khoảng trễ diF2 = 3.0°C. Buồng ấp tiếp tục nóng lên, chỉ khi PV chạm mốc 38.0°C (SV2 + diF2), vi xử lý mới xuất lệnh. Lúc này, bộ đếm thời gian trễ dLt2 = 0.05 được kích hoạt.
2. Kết quả quan sát: Vượt qua 38.0°C, hệ thống đếm 5 giây, sau đó Rơ-le OUT2 đóng mạch. Đèn Xanh phát sáng (Quạt tản nhiệt được bật để làm mát khẩn cấp).

Nhiệt độ trên 38 độ C, máy nén lạnh được bật

1. Phân tích logic: Nhiệt độ giảm dần. Khi PV hạ xuống đúng ngưỡng an toàn SV2 = 35.0°C, Đèn Xanh tắt (Ngắt quạt). Nhiệt độ tiếp tục rớt sâu xuống qua mốc 23.0°C, Đèn Đỏ vẫn chưa sáng nhờ có vùng đệm diF1 = 3.0°C. Phải đến khi PV chạm đáy 20.0°C (SV1 - diF1), mạch sưởi mới được kích hoạt lại (sau 5 giây trễ).
2. Kết quả quan sát: Đèn Đỏ bật sáng trở lại khi nhiệt độ rớt xuống 20°C, bắt đầu một chu trình duy trì nhiệt độ mới.

4. Video hướng dẫn cài đặt chi tiết bộ điều khiển nhiệt độ Conotec DSFOX-XD20