NOTA RINGKAS DDC

1. Course name: ACMV DIRECT DIGITAL
CONTROL (DDC)
Course code : MPP 6013
REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING TECHNOLOGY
Kolej Vokasional
MALAYSIA

2. 1. Describe fundamental of Building Automation system, Direct Digital
Controls & sensors and Control system applications.
LEARNING OUTCOMES:
REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING TECHNOLOGY
Kolej Vokasional
MALAYSIA
Upon completion of the course, students will be able to:
2. Practice the various applications and manipulate Direct Digital
Control (DDC) to detect working operation of Air Conditioning
Mechanical Ventilation system.
3. Perform diagnose, repair and commissioning of Air- Conditioning
Mechanical Ventilation system Direct Digital Control.

3. ACMV DCC CONTROL

4. Kawalan automatik bangunan?
• Kapasiti sistem HVAC biasanya direka untuk keadaan
persekitaran yang melampau –melibatkan beban haba.
• Operasi HVAC direkabentuk sebagai pembolehubah
menolak haba lampau seperti beban solar, penghunian,
suhu persekitaran, peralatan & beban lampu dan lain-
lain yang dipasang sepanjang hari.
• Proses ini mengakibatkan perubahan drastik atau
ketidakseimbangan bagi bangunan kerana kapasiti reka
bentuk adalah lebih besar daripada beban sebenar.
• Tanpa sistem kawalan, sistem akan menjadi tidak stabil,
menjadi panas lampau atau terlebih sejuk ruangan.

5. Parameter yang dikawal pada
bangunan?
1. suhu (temperature)
2. kelembapan (humidity)
3. pengudaraan (ventilation)
4. tekanan (pressure)
5.Pencahayaan

6. Suhu
ASHRAE 55-1992 mencadangkan julat suhu berikut untuk
keselesaan haba keseluruhan
Suhu berbeza-beza mengikut kehendak antara orang,
daerah dan negara. Keseragaman suhu adalah penting
untuk keselesaan. Suhu tidak boleh berubah dalam zon
tunggal atau berubah tiba-tiba atau secara drastik

7. Sumber : Stesen Meteorologi Butterworth, 2013
Bulan tertinggi
Bulan terendah
Min suhu luaran kawasan Utara Malaysia, 2003-2012

8. Kelembapan
• Kelembapan adalah wap air dalam udara dan ia
memberi kesan kepada keselesaan manusia.
• ASHRAE 55-1992 mencadangkan kelembapan relatif
(RH) untuk dikekalkan di antara 25% dan 60%.
• Biasanya kelembapan udara adalah antara 25 -45%
semasa musim sejuk dan bawah 70% semasa musim
panas (ideal).
• Sebarang angka di luar julat ini menunjukkan rasa tidak
selesa dan masalah kualiti udara dalaman (indoor air
quality-IAQ)

9. Pengudaraan
ASHRAE Standard 62-1999: “Ventilation for Acceptable
Indoor Air Quality” mencadangkan kadar pengudaraan
yang minimum bagi setiap orang di ruang yang diduduki.
Kadar pengudaraan yang dinyatakan oleh ASHRAE
berkesan mengurangkan karbon dioksida dan bahan
cemar lain yang dihasilkan melalui pernafasan dan aktiviti-
aktiviti lain.
Ia membekalkan oksigen yang mencukupi kepada
penghuni; dan ia membuang bahan cemar dari ruang.
Kadar pengudaraan yang lebih besar daripada yang
disyorkan oleh kriteria ASHRAE adalah diperlukan untuk
mengawal bau dan juga untuk penyejukan yang tidak
seimbang.

10. Tekanan
Udara bergerak dari kawasan tekanan tinggi ke kawasan
tekanan rendah melalui mana-mana bukaan.
Retak kecil atau lubang boleh dilalui sejumlah besar udara,
jika perbezaan tekanan yang cukup tinggi (yang boleh
menjadi sangat sukar untuk menilai).
Bilik-bilik dan bangunan biasanya mempunyai tekanan
sedikit positif untuk mengurangkan penyusupan udara luar.
Ini membantu dalam menjaga bangunan yang bersih.
Biasanya tekanan positif yang stabil 0.01-0.05 inWG
adalah disyorkan.

11. Dimanakah kawalan HVAC
diperlukan?
Sistem kawalan HVAC biasanya diagihkan di kawasan:
1. Peralatan HVAC dan kawalannya yang terletak di dalam bilik
utama mekanikal. (Chillers, boiler, hot water generator, heat
exchangers, pumps, AHU)
2. Pengawal bilik individu bergantung kepada reka bentuk
sistem HVAC. Peralatan termasuk fan coil units, variable air
volume systems, terminal reheat, unit ventilators, exhausters,
zone temperature /humidistat devices dan lain-lain.

12. Kebaikan
1) Mengekalkan persekitaran haba yang selesa
2) Mengekalkan kualiti udara dalaman yang
optimum
3) Mengurangkan penggunaan tenaga
4) Operasi yang selamat
5) Untuk mengurangkan kos tenaga kerja
6) Kenal pasti masalah penyelenggaraan
7) Operasi cekap yang sepadan dengan beban
8) Memantau prestasi sistem

13. Apa itu kawalan?
Mengawal sistem HVAC melibatkan tiga langkah yang
berbeza:
1) Mengukur pembolehubah dan mengumpul data
2) Memproses data dengan maklumat lain
3) Tindakan kawalan
Tiga fungsi di atas dicapai melalui sensor, pengawal
(controller) dan peranti kawalan (controlled device).

14. Tiga (3) Kunci Komponen Sistem Kawalan

15. LATARBELAKANG
• Terminologi
– Building automation system (BAS)
– Building management system (BMS)
– Building energy management system (BEMS)
– Energy management system (EMS)
– Central control monitoring system (CCMS)
– Direct digital control (DDC)
– Intelligent building (IB)

16. Building Automation Systems and Energy
Management Systems
Sistem automasi bangunan
(Building Automation Systems-BAS)
"pemantauan, pengendalian, dan sistem pengurusan
berpusat bagi HVAC&R, lampu, perlindungan kebakaran ,
keselamatan, dan perkhidmatan bangunan lain yang
digunakan untuk mencapai operasi yang lebih cekap"

17. BMS dengan DDC

18. Apa itu DDC?

19. Apa itu DDC?
– mamasuki industri HVAC pada lewat 1980’s
– mengunakan progrem microprocessor sebagai
pengawal
• ‘Direct’ = microprocessor adalah secara langsung
dalam loop kawalan
• ‘Digital’ = kawalan dicapai dengan elektronik digital
Direct Digital Control

20. • DDC systems menilai input seperti temperature dan
humidity levels
• Menghantar outputs yang mengawal valves dan kitaran
udara luar.
• Dengan rekabentuk yang baik, DDC systems
menjimatkan wang dan penggunaan tenaga.
3 alasan menggunakan Direct Digital
Control Systems dalam HVAC

21. Automatik DDC komersial

22. Pembekal pengawal DDC pada
masa kini

23. Sistem pengawal DDC
berasaskan PC

24. Sistem DDC mempunyai tiga tahap utama
1. Building level
2. The region, or floor(s), level
3. Zone/unit level

25. 1. Building level
• Operator berinteraksi dengan EMS melalui penggunaan
papan kekunci / tetikus, monitor, pencetak dan komputer
peribadi pusat (personal computer-PC). PC adalah alat
utama. Operator berkerja dengan panel DDC dan pengawal
DDC terminal seperti HVAC&R, lampu, perlindungan
kebakaran, dan sistem kawalan keselamatan.
• Fungsi komputer pusat adalah
1. memuat naik status semua point daripada kawasan dan zon,
2. untuk memuat turun set point,
3. untuk mengatasi (betulkan) arahan, jadual masa, dan
perisian kawalan jika perlu

26. 2. The region, or floor(s) level
• Tahap ini adalah sama seperti panel DDC. Panel DDC
adalah gabungan banyak pengawal. Ia juga mempunyai
kapasiti on-board , diprogramkan oleh pengendali, untuk
melaksanakan kawalan HVAC&R dan program lain yg
sukar. panel DDC berinteraksi dengan banyak sensor /
transduser melalui sambungan input / ouput (I / O)
• Panel DDC biasanya digunakan untuk mengawal
chillers, boilers, air-handling units (AHUs), packaged
units (PUS), terutamanya built-up unit, dan apa-apa
kelengkapan lain yang memerlukan program kawalan
khas. Penggunaan pelbagai panel DDC juga
mengurangkan kesan ke atas sistem DDC apabila salah
satu daripadanya gagal berfungsi.

27. 3. Zone/unit level
• Tahap ini dikawal oleh terminal pengawal DDC, atau
pengawal DDC . Sebuah pengawal DDC adalah
pengawal kecil dan khas dengan perisian yang
kebanyakannya telah diprogramkan. Hanya Jadual
masa, set point, dan pemalar talaan (tuning constants)
boleh diubah oleh pengguna.

28. Pengawal bangunan moden DDC
bagi empat tingkat bangunan

29. Sensor Level
Tangga bawah

30. Field Controller Level
Tangga tengah

31. Integration Level
Tangga atas

32. Management Level
Tertinggi

33. Fungsi DDC Controller
DDC Controller mempunyai 3 fungsi
1.menerima Input daripada Sensor
2.melaksanakan Fungsi Logik
3.memproses Output

34. HVAC DDC Sensor
• Humidity and Temperature Transmitters
• CO2 for Indoor Air Quality (IAQ) Utilizing
Demand Ventilation
• Power Meters
• Branch Circuit Monitors
• Energy Meters

35. Peranti rintangan suhu dengan suhu pekali positif
biasanya digunakan sebagai sensor suhu dalam sistem
DDC. (Resistance temperature devices-RTDs)
Spesifikasi:
• Sensing element Platinum film element,
3000 ohms
Positive temperature
coefficient, 4.8 ohms/°F
• Set point range 60 to 90°F

36. Sensor- kelembapan- pepejal (solid-state humidity-sensing)
mengukur tahap kelembapan relatif dan menghantar voltan
berkadar ke panel DDC atau pengawal DDC.
Spesifikasi:
• Power source 12 VDC 1 0.5 VDC
• Humidity range 10 to 80 percent
• Output range 1.14 to 1.93 VDC
• Accuracy (70°F) +/-3 percent at 10 to 60% range
+/-4 percent at 60 to 80% range
• Speed of response 90% response time at 8 minutes
• Mounting Wall mount

37. Sensor tekanan yang digunakan dalam sistem DDC
biasanya menukar perubahan perbezaan tekanan
kepada isyarat elektrik, seperti voltan, yang akan
digunakan sebagai input analog kepada panel DDC atau
pengawal DDC
Spesifikasi:
• Differential pressure range 0 to 1.33 in. WG
• Supply voltage 5 VDC
• Output signal 1 to 2 VDC
• Maximum pressure at 1 psig
• pressure connections
Diaphragm material Rubber

40. Contoh DDC Controls

41. Komponen DCC Control
1. Hardware.
2. Software.
3. Firmware.
4. Local DDC Controllers
5. Jenis I/O Point.
6. Global DDC Controllers.
7. Peralatan persisian.
8. Komunikasi LAN.
9. Kaedah Pengaturcaraan.

42. 1. Hardware
Di dalam panel DDC, biasanya ada dua papan litar bercetak.
1.Control board - Microprocessor(s)
2.Input/output (1/0) board

43. Memory
Jenis memori yang termasuk dalam panel DDC dan
pengawal DDC adalah seperti berikut:
1. Read—only memory (ROM), menyimpan perisian yang
disediakan
2. Random—access memory (RAM),
3. Electrically erasable programmable read-only memory
(EEPROM),

44. Input/Output (I/0)
 4 Jenis I/O point:
1. analog input (AI);
2. binary, or digital, input (BI);
3. analog output (A0);
4. binary, or pulsed, output (B0).
 Pengawal DDC mempunyai bilangan yang terhad I/0
point (biasanya 8 input dan 8 output atau kurang)
 Kapasiti I/O point:
– 18 analog/digital inputs
– 6 universal analog/digital input/outputs
– 12 digital outputs
– 4 totalizer inputs, pulsed inputs

45.  Beberapa pengawal menyediakan keupayaan untuk
sebarang Input dikonfigurasikan sebagai analog atau
digital.
 Begitu juga dengan Point Output.
Universal Points:
 Dalam beberapa aplikasi ia diperlukan untuk mengawal
dan mengira denyutan meter tenaga atau meter KWH.
Ia adalah perlu untuk memastikan bahawa Input Digital
boleh mengesan bilangan denyutan sesaat.
Pulse Input Points:

46. 2. Software
Software adalah arahan dan prosedur yang diberikan
kepada komputer apa yang perlu dijalankan dan apa yang
perlu dilakukan dengan keputusan yang diperolehi

47. 3. Firmware
 Firmware merujuk kepada arahan perisian yang
disimpan di dalam silikon, pada perkakasan cip memori .
 Firmware mempunyai kedua-dua ciri perkakasan dan
perisian. Ia adalah satu set arahan perisian yang boleh
dipasang ke soket litar bersepadu. (EEPROM)

49. 4. Local DDC Controllers
1. Penggunaan Pengawal Khusus (Application Specific
Controllers)
2. Penggunaan Pengawal aturan (Application
Programmable Controllers)
3. Fleksibel (Penuh) Pengawal aplikasi aturan (Flexible
(Fully) Programmable Application Controllers)
 Pengawal tempatan (Local Controllers) mengawal
peralatan HVAC secara langsung . Ia dikelaskan dalam
tiga jenis:

50. i. Application Specific Controllers
Pengawal ini direka khusus untuk beberapa unit
terminal, seperti Variable Air Volume (VAV) boxes,
Fan Coil Units (FCU)

51. ii. Application Programmable Controllers
Pengawal ini direka untuk jenis peralatan unit terminal
yang sangat khusus, seperti Variable Air Volume (VAV)
boxes, Fan Coil Units (FCU), Heat Pumps, RoofTop
Units and Unit Ventilators.

52. iii. Flexible (Fully) Programmable Application
Controllers
 Pengawal ini adalah sangat fleksibel dan bebas
diprogramkan.
 Ia boleh digunakan untuk kebanyakan aplikasi HVAC, seperti
Boilers Control, Chillers Sequencing, Full Air Handling Units
Control, Pumps Sequencing, ... dan sebagainya.
 Aplikasi utamanya adalah untuk Loji dan Peralatan utama.

53. 5. Global DDC Controllers
 Pengawal global tidak
disambungkan terus ke peralatan
HVAC, tetapi kepada pengawal
tempatan (Local Controllers)
 Fungsi utama pengawal global
adalah megumpulkan pengawal
tempatan bersama-sama, dan
berkongsi maklumat antara
pengawal tempatan dan dengan
pengawal global lain.
 Perkongsian maklumat yang
disebut sebagai "NETWORKING"
atau "Peer-to-Peer".

54. 6. Peralatan persisian
 Peralatan persisian disambung terus kepada pengawal
global seperti pencetak atau modem.
 Setiap peranti yang dipasang kepada Pengawal Global
mempunyai kelajuan komunikasi atau kadar baud.
 Kadar baud daripada pengawal global mesti sebanyak
kadar baud untuk peralatan persisian untuk kedua-dua
peranti supaya dapat berkomunikasi.

55. 8. Komunikasi LAN
 Apabila pengawal disambungkan bersama-sama,
terdapat sekurang-kurangnya dua penyusunan fizikal
berbeza.
1. Daisy chain, Bus or Trunk.
2. Star Connection

56.  Pengawal disambung secara siri.
 Sentiasa ada dua hujung pada rangkaian.
1. Daisy Chain

57.  Pengawal disambungkan dengan cara yang berbeza
(lebih mudah untuk wayar).
 Terdapat lebih daripada dua hujung pada rangkaian.
2. Star Connection

58. 9. Kaedah Pengaturcaraan
 Terdapat tiga pendekatan yang berbeza untuk menulis
program perisian dalam pengawal DDC:
1. Line By Line Programming: Ia adalah jenis program
Bahasa Asas
2. Block Programming (Object Oriented): Ia menggunakan
objek yang telah ditetapkan bagi setiap peralatan HVAC,
perhubungan di antara objek penting untuk membina
program ini.
3. Application Programming: Ia merupakan satu program
komputer yang meminta soalan mengenai pengaturcara
aplikasi tertentu dan mewujudkan program pengawalan

59. 9. Kaedah Pengaturcaraan

60. 9. Kaedah Pengaturcaraan

61. Kawalan suhu Zon Zone-Tunggal
• Ia terdiri daripada sensor, peranti pengawal DDC, untuk
fan-coils, fan-power terminal units, kotak VAV, kotak
pemanasan VAV dan lain-lain, dan juga air-handling unit
atau packaged unit dalam ruangan dingin yang besar,
zon tunggal seperti auditorium, arena, atau stadium
tertutup.

62. Untuk penjimatan tenaga, ia juga memerlukan perkara
berikut untuk mengawal suhu zon
1. Setpoint - untuk ruang penyejukan ia harus ditetapkan
sehingga 85 ° F atau lebih tinggi
2. Dead band control - julat kawalan pembolehubah input
yang pelbagai ke pengawal. Menyediakan dead band
sekurang-kurangnya 5 ° F kecuali untuk penghunian dan
penggunaan khas
3. Pencegahan pemanasan dan penyejukan serentak.
mampu membekalkan penyejukan dan pemanasan dalam
urutan dan untuk mengelakkan
- memanaskan semula
- penyejukan semula
- Pencampuran serentak bekalan udara sejuk dari
petisejuk dan udara panas dr barangan elektrik

63. Terminal
• Satu unit terminal, atau terminal, adalah sekeping
peralatan yang dipasang secara langsung dalam ruang
dingin atau di atas ruang
• Contoh unit terminal adalah Fan-coil units, fan-power
units, dan kotak variable air-volume (VAV).

64. Fan-Coil Units
• A fan-coil unit biasanya terdiri daripada centrifugal fan
kecil, two-row cooling coil dan satu row heating coil
• Jika cuaca luar adalah musim panas, T, adalah lebih
tinggi daripada 75 ° F, ia membuka injap dua hala
modulasi pada talian bekalan air sejuk V1 . Air sejuk
kemudian memasuki gegelung penyejukan. Pada masa
yang sama, injap dua hala modulasi pada talian bekalan
air panas V2 masih ditutup

65. DDC untuk Fan-Coil Units

66. Kotak VAV
• Kotak vav DDC dikawal dengan reheating coil. Kotak
VAV dan pengawal DDC termasuk sensor suhu zon,
butterfly damper dan penggerak elektrik yang berkaitan,
injap hot water reheating coil dua hala, pengawal DDC
dengan cip mikropemproses untuk mengira parameter
operasi dan mengendalikan pengawal, dan cip Erasable
Programmable Read-Only Memory (EEPROM)
(EEPROM)
• Semasa mode operasi penyejukan, jika suhu zon pada
operasi bahagian-beban, TRP, jatuh ke lebih rendah dari
75 ° F kerana pengurangan beban penyejukan qrsp,
pengawal DDC menerima input analog yang sepadan
dari RTS

67. Kotak VAV
Apabila suhu ruang jatuh dalam julat 70.2°F ≤ TRP ≤ 74.8°F,
kotak VAV beroperasi dalam mod dead-band. Dalam
mod dead-band,
• damper menutup sehingga pembukaan minimum.
• minimum Vs adalah 20 hingga 50 peratus daripada
jumlah kadar alir Vs.des reka bentuk , biasanya pada 30
peratus.
• gegelung pemanaskan semula dinyahtenagakan.
• Ruang kelembapan akan sedikit rendah daripada pada
keadaan reka bentuk.

68. Kos tenaga rendah Kos operasi rendah
Memudahcara
Kualiti persekitaran bangunan
Building Energy Management System

69. Kebaikan menggunakan DDC
(1) Pemantauan Pusat dan kawalan. Dengan sistem DDC,
operator anda boleh memantau dan operasi perubahan sistem
serta-merta, dari satu lokasi pusat.
(2) Pengurusan tenaga yang lebih tepat. sistem DDC
menggunakan elektronik berbanding sensor pneumatik,
membolehkan ketepatan lebih tinggi dengan kawalan suhu,
yang membawa kepada penjimatan tenaga.
(3) Analisis data. Sebagai pengendali bangunan, anda sentiasa
mencari data yang boleh membantu anda menyelaraskan
sistem bangunan untuk prestasi optimum dan kecekapan.
sistem DDC termasuk pengurusan data dan analisis alat yang
menunjukkan trend bagi kawasan kritikal atau masalah dan
membantu anda membuat peningkatan pada masa depan.

70. Kebaikan menggunakan DDC
Sistem Direct digital control memberikan
anda data dan akses serta-merta yang
perlukan untuk memastikan sistem HVAC
anda beroperasi pada peringkat tertinggi.

71. SOALAN