ควบคุมเครื่องทำความร้อนหม้อไอน้ำโดยใช้โมดูล Wi-Fi SCR โดยอัตโนมัติ

บทความนี้จะแนะนำวิธีควบคุมเครื่องทำความร้อนหม้อไอน้ำโดยอัตโนมัติโดยใช้โมดูล Wi-Fi SCR (SCR_485) และมิเตอร์ไฟฟ้า IAMMETER เพื่อปรับปรุงอัตราการใช้เองของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV)

ด้วยการปรับกำลังเอาท์พุตของโมดูล SCR แบบเรียลไทม์ตามการป้อนพลังงานไฟฟ้าของโครงข่าย มีเป้าหมายที่จะใช้พลังงานป้อนเข้าให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และเพิ่มอัตราการใช้เองของระบบ PV

ก่อนหน้านี้ เรามีบทช่วยสอนที่สอนวิธีใช้โมดูล Wi-Fi SCR พร้อมเฟิร์มแวร์ ESP Home เพื่อปรับกำลังขับของโหลดตัวต้านทานในแนวเส้นตรง สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดดูที่ลิงค์ต่อไปนี้:โมดูล ESP32 + SCR: ปรับกำลังไฟฟ้าเอาต์พุตของโหลดตัวต้านทาน เช่น เครื่องทำความร้อน เป็นเส้นตรง.

การแสดงเอฟเฟกต์

ดังแสดงในรูป หลังจากเปิดใช้งานโหมดอัตโนมัติแล้ว "Set Power" ของตัวควบคุม SCR จะถูกปรับอย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์ตามกำลังป้อนเข้า โดยคงกำลังป้อนเข้าไว้ที่ประมาณ 0W

กริดเพาเวอร์ REV: กำลังป้อนเข้า

SCR_485 กำลัง: "ตั้งค่าพลังงาน" ของ SCR_485

เกี่ยวกับ SCR_485

ตัวควบคุมกำลังเชิงเส้นที่มีเอาต์พุตกำลังสูงสุด 4 kW (ระบบ 220V) สามารถปรับกำลังขับเชิงเส้นได้ภายในช่วง 0-4 kW แนะนำให้ใช้สำหรับควบคุมโหลดความต้านทาน (เช่น เครื่องทำความร้อนหม้อไอน้ำ) และมีฟังก์ชัน Wi-Fi

สำหรับการแนะนำเพิ่มเติมดูลิงค์นี้.

เฟิร์มแวร์

ใช้ SCR_485เฟิร์มแวร์บ้าน ESP, ซึ่งได้รับการแฟลชล่วงหน้าก่อนจัดส่ง.

YAML

ไฟล์ YAML:SCR-485.yaml.

ลูกค้าจำเป็นต้องกำหนดค่าที่อยู่ IP และข้อมูลเฟสที่เกี่ยวข้องตามการใช้งานมิเตอร์ไฟฟ้าจริง

การเดินสายไฟระบบ

การเดินสายไฟของระบบดังแสดงในรูปด้านล่าง โดยมีส่วนประกอบหลักดังนี้

• เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าสามเฟส IAMMETER ใช้สำหรับวัดกำลังไฟฟ้าของโครงข่าย เนื่องจากเครื่องวัดพลังงานของ IAMMETER เป็นมิเตอร์แบบสองทิศทาง จึงสามารถวัดพลังงานแบบสองทิศทางได้ (พลังงานที่ดึงจากโครงข่ายและพลังงานที่ป้อนกลับไปยังโครงข่าย) และให้เอพีไอเพื่ออ่านผลการวัดแบบเรียลไทม์
• SCR_485: โมดูล Wi-Fi SCR ที่อ่านการอ่านค่าพลังงานจากมิเตอร์ IAMMETER ผ่าน API และปรับกำลังส่งออกแบบเรียลไทม์เพื่อขับเคลื่อนเครื่องทำความร้อนหม้อไอน้ำ

ปรับเอาต์พุตกำลังของโมดูล SCR_485 โดยอัตโนมัติตามกำลังของกริด

หลังจากเดินสายระบบเสร็จแล้ว ลูกค้าต้องดำเนินการต่อไปนี้:

1. กำหนดค่าข้อมูลรับรอง Wi-Fi “SCR_485”
2. กำหนดค่ามิเตอร์วัดกำลัง IAMMETER ในไฟล์ ESP Home YAML
3. ตั้งค่าพารามิเตอร์

กำหนดค่าข้อมูลรับรอง Wi-Fi “SCR_485”

กำหนดค่าข้อมูลรับรอง Wi-Fi “SCR_485”

กำหนดค่ามิเตอร์วัดกำลัง IAMMETER ใน ESP Home

เปิดหน้าเว็บใน ESP Home ในภาพรวม คุณจะสังเกตเห็นอุปกรณ์หกรายการอยู่ในรายการ เนื่องจากขณะนี้เรามีหน่วย SCR_485 จำนวนหกเครื่องที่อยู่ระหว่างการทดสอบในห้องปฏิบัติการของเรา

อัปเดตไฟล์การกำหนดค่า YAML ด้วยวิธีนี้scr-485.yaml.

แก้ไขการกำหนดค่า YAML ตามประเภทของเครื่องวัดพลังงานที่ใช้

WEM3080

WEM3080คือกำลังไฟฟ้าเฟสเดียวของ IAMMETER ดังนั้นหากคุณใช้ WEM3080 หมายความว่ากำลังที่วัดได้คือกำลังไฟฟ้าของโครงข่าย และคุณเพียงแค่ต้องตั้งค่าที่อยู่ IP ของมิเตอร์ดังนี้:

เปลี่ยน IP (10.10.30.33) ในไฟล์ YAML เป็น IP ของเครื่องวัดพลังงาน

ช่วงเวลาโค้ด yamlCopy:
  - ช่วงเวลา: 5 วินาที
    แล้ว:
      - ถ้า:
          เงื่อนไข:
            แลมบ์ดา: 'รหัสส่งคืน (auto_mode);'
          แล้ว:
            - http_request.get:
                URL: "http://10.10.30.33/monitorjson"
                ส่วนหัว:
                  ประเภทเนื้อหา: "application/json"
                Verify_ssl: เท็จ

WEM3080T/WEM3046T/WEM3050T:

WEM3080T/WEM3046T/WEM3050Tเป็นมิเตอร์กำลังสามเฟสของ IAMMETER ทั้งหมด หากใช้มิเตอร์ไฟฟ้าแบบสามเฟส นอกเหนือจากการกำหนดค่าที่อยู่ IP แล้ว คุณยังต้องเลือกเฟสเฉพาะที่จะใช้ในการวัดพลังงานกริดด้วย

ตั้งค่าที่อยู่ IP ของมิเตอร์

เปลี่ยน IP 10.10.30.33 ในไฟล์ YAML เป็น IP ของตัววัดพลังงาน

เลือกเฟสมิเตอร์เฉพาะเพื่อวัดพลังงานกริด

หากแหล่งจ่ายไฟของโครงข่ายเป็นแบบเฟสเดียว เฟสใดๆ ของมิเตอร์สามเฟสก็สามารถใช้เพื่อวัดกำลังไฟฟ้าของโครงข่ายได้ (ดังที่แสดงไว้ในส่วนการเดินสายไฟของระบบ เฟส B จะใช้ในการวัดกำลังโครงข่าย)

หากแหล่งจ่ายไฟของโครงข่ายเป็นแบบสามเฟส ควรใช้กำลังไฟฟ้าทั้งหมดของมิเตอร์สามเฟสเพื่อแสดงถึงกำลังไฟฟ้าของโครงข่าย

ความคิดเห็นในโค้ดด้านล่างระบุสิ่งนี้:

ช่วงเวลาโค้ด yamlCopy:
  - ช่วงเวลา: 5 วินาที
    แล้ว:
-

int16_t power_value = รูท["ข้อมูล"][1][2];
# ค่ากำลังไฟฟ้าในเฟส A: ["Datas"][0][2],
# ค่ากำลังไฟฟ้าในเฟส B: คือ ["Datas"][1][2]
# ค่ากำลังไฟฟ้าในเฟส C: คือ ["Datas"][2][2]
-

ตั้งค่าพารามิเตอร์

เข้าสู่หน้าเว็บ คำอธิบายพารามิเตอร์มีดังนี้:

โหมดอัตโนมัติ: โหมดแมนนวล/โหมดอัตโนมัติ

เกณฑ์: ค่าเกณฑ์ของลูปควบคุม

Hysteresis: พารามิเตอร์ฮิสเทรีซิสของทริกเกอร์ Schmitt เนื่องจากมีการใช้การควบคุมสูงและต่ำ พารามิเตอร์ "ฮิสเทรีซิส" จะถูกเพิ่มเพื่อป้องกันการสั่น การดำเนินการจะถูกทริกเกอร์เมื่อ Grid Power > เกณฑ์ + Hysteresis หรือ Grid Power < เกณฑ์ - ฮิสเทรีซิส

ตั้งค่าพลังงาน: เอาต์พุตพลังงานที่กำหนดโดย SCR_485

ตั้งค่ากำลังสูงสุด

พารามิเตอร์นี้เป็นกำลังสูงสุดของโหลดที่ควบคุมโดย SCR_485 เนื่องจาก SCR_485 ควบคุมโหลดโดยการปรับแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุต จึงจำเป็นต้องใช้กำลังสูงสุดนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเมื่อคำนวณกำลังที่ตั้งไว้

ตัวอย่างเช่น หากตั้งค่ากำลังสูงสุดไว้ที่ 3.3 kW SCR จะถือว่ากำลังเอาต์พุตอยู่ที่ 3.5 kW ที่แรงดันไฟฟ้าทำงาน 220V ต่อมาหากจำเป็นต้องปรับกำลังที่ตั้งไว้เป็น 0.875 kW SCR_485 จะลดแรงดันไฟฟ้าลงเหลือ 110V

ตั้งค่าเกณฑ์และฮิสเทรีซิส

การแนะนำฮิสเทรีซีสคือการป้องกันการทำงานของระบบควบคุมบ่อยครั้ง คล้ายกับหลักการของทริกเกอร์ Schmitt เฉพาะเมื่อค่าที่วัดได้ (กำลังกริด) มากกว่า "เกณฑ์ + ฮิสเทรีซิส" หรือน้อยกว่า "เกณฑ์ - ฮิสเทรีซิส" จะดำเนินการ (ปรับกำลังขับของ SCR_485)

ตัวอย่าง: เกณฑ์ = -20 W, ฮิสเทรีซิส = 50 W.

การตั้งค่าทั้งสองนี้มีไว้เพื่อเพิ่มกำลังที่ตั้งไว้ของ SCR_485 เมื่อกำลังโครงข่ายน้อยกว่า -70 W (-20-50)

การตั้งค่าทั้งสองนี้มีไว้เพื่อลดกำลังที่ตั้งไว้ของ SCR_485 เมื่อกำลังกริดมากกว่า 30 W (-20+50)

โปรดทราบว่าในการวัดแบบสองทิศทางของมิเตอร์วัดกำลัง IAMMETER ค่ากำลังไฟฟ้าลบบ่งชี้ว่าระบบ PV กำลังจ่ายพลังงานให้กับโครงข่าย ในขณะที่ค่ากำลังไฟฟ้าบวกบ่งชี้ว่าระบบกำลังใช้พลังงานจากโครงข่าย

อ้างอิง

“ตัวช่วย” เทอร์โมสตัทอัจฉริยะพร้อมการปรับกำลังไฟเชิงเส้น “ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า Wi-Fi”

โมดูล ESP32 + SCR: ปรับกำลังไฟฟ้าเอาต์พุตของโหลดตัวต้านทาน เช่น เครื่องทำความร้อน เป็นเส้นตรง

กิจกรรม - สมัครเครื่องควบคุมกำลังเชิงเส้น (SCR-485)

ผลิตภัณฑ์ของ IAMMETER

https://esphome.io/guides/getting_started_command_line

https://esphome.io/guides/getting_started_hassio

https://esphome.io/guides/installing_esphome.html