Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các cấu kiện và hệ thống tự động hoá phục vụ giám sát, điều khiển, điều hành cho các nhà cao tầng (nhà công ích và dân dụng)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC CẤU KIỆN VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ PHỤC VỤ GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN, ĐIỀU HÀNH CHO CÁC NHÀ CAO TẦNG (NHÀ CÔNG ÍCH VÀ DÂN DỤNG) Cnđt: TRẦN QUANG VINH 8911 HÀ NỘI - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI KC03.12/06-10 __________________ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2010 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI A. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài/dự án: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các cấu kiện và hệ thống tự động hoá phục vụ giám sát, điều khiển, điều hành cho các nhà cao tầng (nhà công ích và dân dụng). Mã số đề tài, dự án: KC03.12/06-10 Thuộc: Chương trình Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ tự động hoá. Mã số: KC.03/06-10 2. Chủ nhiệ m đề tài/dự án: Họ và tên: Trần Quang Vinh Ngày, tháng, năm sinh: 01-12-1950 Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: Phó Giáo sư, Tiến sỹ Chức danh khoa học: Giảng viên chính Chức vụ: Trưởng PTN SIS, Chủ nhiệm bộ môn. Điện thoại: Tổ chức: 04-37546575 Nhà riêng: 04-62510258 Mobile: 0913579838 Fax: 04-7547461 E-mail: vinhtq@vnu.edu.vn Tên tổ chức đang công tác: Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội. Địa chỉ tổ chức: 144 Xuân Thu ỷ - Cầu Giấy - Hà Nội Địa chỉ nhà riêng: 101 Hàng Đào, Hà Nội 4 3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án: Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường Đại học Công nghệ - ĐHQGHN Điện thoại: 04 - 7547 461 Fax: : (04) 7547 460 E-mail: coltech@vnu.edu.vn Website: http://www.coltech.vnu.edu.vn Địa chỉ: Nhà E3, 144 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà nội Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS. TS. Nguyễn Ngọc Bình Số tài khoản: 931.01.042 Ngân hàng: Kho bạc Nhà nước Cầu Giấy, Hà Nội Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Khoa h ọc và Công nghệ; Đại học Quốc gia Hà Nội B. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án: - Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 3 năm 2008 đến tháng 3 năm 2010 - Thực tế thực hiện: từ tháng 3 năm 2008 đến tháng 6 năm 2010 - Được gia hạn (nếu có): - Lần 1 từ tháng 3 năm 2010 đến tháng 6 năm 2010. 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 3.436 tr.đ, trong đó: + Kính phí h ỗ trợ từ SNKH: 2.536 tr.đ. + Kinh phí từ các nguồn khác: 900 tr.đ. b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH: Theo kế hoạch Thực tế đạt được Số TT Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr.đ) Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr.đ) Ghi chú (Số đề nghị quyết toán) 1 2008 1.250 8/2008 375,0 9/2008 388,4 12/2008 405,6 2 2009 1.215 3/2009 400,0 6/2009 451,0 11/2009 81,0 3 2010 71 4/2010 304,0 Tổng 2.536 2405,0 5 c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi: Đối với đề tài: Đơn vị tính: Triệu đồng Theo kế hoạch Thực tế đạt được Số TT Nội dung các khoản chi Tổng SNKH Nguồn khác Tổng SNKH Nguồn khác 1 Trả công lao động (khoa học, phổ thông) 1219 1219 0 1219 1219 0 2 Nguyên, vật liệu, năng lượng 1048 1048 0 1048 1048 0 3 Thiết bị, máy móc 940 40 900 940 40 900 4 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 00000 0 5 Chi khác 229 229 0 229 229 0 Tổng cộng 3.436 2.536 900 3.436 2.536 900 - Lý do thay đổi (nếu có): 3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án: (Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có) Số TT Số, thời gian ban hành văn bản Tên văn bản Ghi chú 1 Quyết định số 3071/QĐ - BKHCN ngày 21 tháng 12 năm 2007 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ. Quyết định phê duyệt các tổ chức và cá nhân trúng tuyển chủ trì đề tài năm 2008 thuộc Chương trình “Nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ Tự động hóa” mã số KC.03/06-10. 2 Quyết định số 271/QĐ - BKHCN ngày 22 tháng 2 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ. Quyết định phê duyệt kinh phí các đề tài cấp Nhà nước bắt đầu thực hiện năm 2008 thuộc Chương trình “Nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ Tự động hóa” mã số KC.03/06-10. 3 Số: 12/2008/HĐ - ĐTCT - KC.03/06 - Hợp đồng NCKH & PTCN. 6 10 ngày 17/4/2008. 4 Quyết định số /QĐ - BKHCN ngày tháng năm 200 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ. Quyết định cho phép thực hiện đoàn ra của đề tài KC.03.12/06- 10 5 Quyết định số /QĐ - BKHCN ngày 11 tháng 3 năm 2010 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ. Quyết định cho phép kéo dài thời gian thực hiện đề tài đến 30 tháng 6 năm 2010. 4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án: Số TT Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh Tên tổ chức đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú* 1 Viện cơ học ứng dụng - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Trung tâm NC. Điện tử - Viễn thông - Trường ĐHCN - ĐHQGHN Thiết kế hệ thống điều khiển thành phần Thiết kế, chế tạo hệ thống tự động chiếu sáng. - Lý do thay đổi (nếu có): 5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án: (Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm) 7 Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú * 1 PGS.TS. Trần Quang Vinh PGS.TS. Trần Quang Vinh Chủ nhiệm đề tài 2 TS. Phạm Mạnh Thắng TS. Phạm Mạnh Thắng Nghiên cứu cấu hình hệ thống, tích hợp hệ thống, phát triển phần cứng, lập trình nhúng cho sản phẩm. 3 GS.TS. Nguyễn Hữu Đức GS.TS. Nguyễn Hữu Đức Nghiên cứu, thiết kế chế tạo và ứng dụng các cảm biến 4 PGS. TS. Ngô Diên Tập PGS. TS. Ngô Diên Tập Nghiên cứu, thiết kế chế tạo các bộ giám sát điều khiển báo cháy. 5 ThS. Nguyễn Quốc Tuấn ThS. Nguyễn Quốc Tuấn Nghiên cứu ứng dụng truyền thông. Tham gia Báo cáo Khoa học. 6 TS. Bạch Gia Dương TS. Bạch Gia Dương Nghiên cứu thiết kế chế tạo các bộ giám sát điều khiển thành phần về phần cứng và phần mềm 7 ThS. Đặng Anh Việt ThS. Đặng Anh Việt Nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ giám sát điều khiển điều hòa thông gió. 8 ThS. Nguyễn Kiêm Hùng ThS. Nguyễn Kiêm Hùng Nghiên cứu thiết kế chế tạo các bộ giám sát điều khiển chiếu sáng. - Lý do thay đổi ( nếu có): 8 6. Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Ghi chú* 1 Thực hiện đoàn ra (nước đến, số người, số ngày, số lần ): - Nauy: 2 người, 7 ngày, 1 lần. Nội dung: - Tham gia Báo cáo Khoa học. Thực hiện đoàn ra (nước đến, số người, số ngày, số lần ): - Cộng hòa Áo : 2 người, 7 ngày, 1 lần. Nội dung: - Báo cáo Khoa học tại hội nghị quốc tế về Tự động hóa và sản xuất thông minh DAAAM t ại Wien - Áo. - Trao đổi học thuật về thiết kế và điều khiển cho hệ thống tự động hóa tòa nhà với nhóm GS. Từ Đại học Công nghệ Brno (Cộng hòa Séc) nhằm mở ra quan hệ hợp tác trong lĩnh vực thiết kế và điều khiển tự động tòa nhà. Kinh phí dự kiến : 81 Tr. Kinh phí thực tế : 81 Tr. - Lý do thay đổi (nếu có): 7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Ghi chú* 1 Khởi động triển khai đề tài KC03.12. Các báo cáo kỹ thuật về yêu cầu tính năng của các hệ thống thành phần, 2008, 6Tr. Khởi động triển khai đề tài KC03.12. Các báo cáo kỹ thuật về yêu cầu tính năng của các hệ thống thành phần, 2008, 6Tr. 9 2 Nguyên lý và thiết kế các chuẩn truyền thông RS485, TCP/IP, GSM; Thiết kế Bo mạch chủ với VĐK AVR, PsoC,2008, 6Tr. Nguyên lý và thiết kế các chuẩn truyền thông RS485, TCP/IP, GSM; Thiết kế Bo mạch chủ với VĐK AVR, PsoC,2008, 6Tr. 3 Điện tử công suất và thiết bị chấp hành; Nguyên lý và ứng dụng của cảm biến trong hệ thống HVAC, 2009, 6tr. Điện tử công suất và thiết bị chấp hành; Nguyên lý và ứng dụng của cảm biến trong hệ thống HVAC, 2009, 6tr. 4 Intouch và Bộ công cụ phát triển HMI hãng Wonderware; Chuẩn giao thức Modbus, 2009, 6tr. Intouch và Bộ công cụ phát triển HMI hãng Wonderware; Chuẩn giao thức Modbus, 2009, 6tr. - Lý do thay đổi (nếu có): 8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu: (Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài) Thời gian (Bắt đầu, kết thúc - tháng … năm) Số TT Các nội dung, công việc chủ yếu (Các mốc đánh giá chủ yếu) Theo kế hoạch Thực tế đạt được Người, cơ quan thực hiện 1 Nghiên cứu mô hình của hệ thống tự động hoá giám sát, điều khiển và điều hành toà nhà phù hợp với điều kiện tại Việt Nam. 3/2008 – 8/2008 3/2008 – 8/2008 Cả nhóm 2 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống tự động điều khiển giám sát các thiết bị điều hòa, thông gió. 04/2008 - 08/2009 04/2008 - 08/2009 Cả nhóm 3 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống tự động điều khiển, điều hành chiếu sáng (Lighting) 03/2008 - 12/2009 03/2008 - 12/2009 Cả nhóm 4 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo 3/2008 - 3/2008 - Cả nhóm 10 hệ thống tự động điều khiển đóng ngắt các thiết bị điện dân dụng (Control of Appliances) 12/2009 12/2009 5 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống quản lý điện năng/năng lượng (Electrical/Energy Management) 3/2008 - 9/2009 3/2008 - 9/2009 Cả nhóm 6 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống tự động cảnh báo an ninh điện tử (Security) 03/2008 - 11/2009 03/2008 - 11/2009 Cả nhóm 7 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống tự động Báo cháy (Fire System) 03/2008 - 11/2009 03/2008 - 11/2009 Cả nhóm 8 Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển vào ra tòa nhà (Access Control) 3/2008 - 10/2009 3/2008 - 10/2009 Cả nhóm 9 Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) trên cơ sở tích hợp truyền thông của 07 hệ thống thành phần nêu trên 6/2008 - 12/2009 6/2008 - 2/2010 Cả nhóm 10 Thử nghiệm dài hạn quá trình vận hành hệ thống, hiệu chỉnh, sửa lỗi và hoàn thiện hệ thống 1/2010 - 3/2010 4/2010 - 6/2010 Cả nhóm - Lý do thay đổi (nếu có): Vì hệ thống hệ thống tự động hoá phục vụ giám sát, điều khiển, điều hành cho các nhà cao tầng bao gồm rất nhiều hệ thống điều khiển thành phần nên quá trình hoàn thiện và lắp đặt thử nghiệm yêu cầu nhiều thời gian hơn so với dự kiến như trong đề cương đã được phê duyệt. Bộ Khoa học và Công nghệ đã đồng ý cho phép ra h ạn đề tài đến hết tháng 6/2010 theo quyết định số /QĐ-BKHCN. 11 C. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN 1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra: a) Sản phẩm Dạng I: Số TT Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng chủ yếu Đơn vị đo Số lượng Theo kế hoạch Thực tế đạt được 1 Hệ thống tự động điều khiển giám sát điều hòa, thông gió Bộ 01 01 01 2 Hệ thống tự động điều khiển, điều hành chiếu sáng Bộ 01 01 01 3 Hệ thống điều khiển đóng ngắt các thiết bị điện Bộ 01 01 01 4 Hệ thống quản lý điện năng/ năng lượng. (Energy - Management) Bộ 01 01 01 5 Hệ thống thành phần tự động cảnh báo an ninh điện tử (Security) Bộ 01 01 01 6 Hệ thống tự động báo cháy (Fire System). Bộ 01 01 01 7 Hệ thống điều khiển giám sát vào/ ra toà nhà. Bộ 01 01 01 8 Hệ thống SCADA điều khiển, giám sát tổng thể toà nhà trên cơ sở tích hợp truyền thông của 07 hệ thống thành phần nêu trên. Bộ 01 01 01 - Lý do thay đổi (nếu có): [...]... toà nhà, tao điều kiện tiện nghi nhất cho người sử dụng b) Mục tiêu thứ hai là: Làm chủ về công nghệ kể cả phần cứng và phần mềm trong việc thiết kế, chế tạo hệ thống tự động hoá phục vụ giám sát, điều khiển và điều hành nhà cao tầng (có thể áp dụng cho cả nhà công ích và dân 28 dụng) trong đó tập trung vào nghiên cứu, thiết kế chế tạo các hệ thống thành phần như sau: 1 Hệ thống tự động điều khiển giám. .. công nghệ: (Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới…) Làm chủ về công nghệ kể cả phần cứng và phần mềm trong việc thiết kế, chế tạo hệ thống tự động hoá phục vụ giám sát, điều khiển và điều hành nhà cao tầng, trong đó nhóm tác giả đã thiết kế chế tạo các hệ thống thành phần như sau: - Hệ thống tự động điều khiển giám sát các thiết. .. của hệ thống tự động pháp khoa học và hoạch giám sát, điều khiển và quy trình xây dựng điều hành toà nhà mô hình của hệ thống tự động giám sát, điều khiển và điều hành toà nhà phù hợp với điều kiện tại Việt Nam Sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in điện tử của 07 hệ thống tự động điều khiển giám sát thành phần, đó là: Hệ thống tự động điều khiển giám sát các thiết bị điều hòa, thông gió Hệ thống tự động điều. .. điều hành cho các nhà cao tầng nhằm nâng cao chất lượng và hiệu năng sử dụng của các tòa nhà, cụ thể như sau: a) Mục tiêu thứ nhất là: Đề xuất được mô hình của hệ thống tự động hoá giám sát, điều khiển và điều hành toà nhà phù hợp với điều kiện tại Việt Nam Hệ thống tự động hoá toà nhà phải được lập trình, số hoá và là một mạng lưới các thiết bị điện tử hiện đại, thông minh để điều khiển và giám sát... về các hệ thống Điều khiển tự động tòa nhà (ĐKTĐTN) ở Việt nam sẽ ngày càng đòi hỏi rất lớn Theo khảo sát: khoảng 90% số nhà cao tầng ở Việt Nam đều chỉ có các hệ thống cơ sở hạ tầng thông thường, khoảng 50% số tòa nhà có trang bị hệ thống điều hòa, hệ thống bảo vệ và báo cháy, hệ thống báo động xâm nhập và giám sát bắng camera nhưng chưa có hệ thống BMS Hơn nữa, tất cả thiết bị của các hệ thống điều. .. trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước đã có những bước phát triển rất nhanh Một trong những bước thành công đó là qui mô đô thị hóa với hàng loạt các công trình kiến trúc đồ sộ đã và đang được xây dựng trên mọi miền của tổ quốc, góp phần cho sự phát triển kinh tế Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các cấu kiện và hệ thống tự động hoá phục vụ giám sát, điều khiển, điều. .. đảm bảo được các yêu cầu về điều khiển và giám sát các hệ thống thành phần 4 Phần mềm của hệ thống Có được mã phần - Theo kế SCADA điều khiển, giám mềm điều khiển hoạch sát tổng thể toà nhà trên cơ giám sát toà nhà - Giao diện sở tích hợp truyền thông theo 03 mức: Mức phần mềm của 07 hệ thống thành phần độ các thiết bị nêu trên chấp hành trong toà nhà, mức độ của hệ thống điều khiển tự động, mức độ... một hệ thống tiên tiến với các hệ thống điều khiển thành phần: hệ thống điều khiển ánh sáng; hệ thống điều khiển điều hoà thông gió, theo dõi độ ẩm, nhiệt độ; hệ thống chấm công; hệ thống theo dõi năng lượng sử dụng trong toà nhà Phần cứng của hệ thống bao gồm các bộ điều khiển số trực tiếp (DDC - Direct Digital Control) Các bộ điều khiển trung tâm được thiết kế trên nền tảng vi xử lý thế hệ mới Các thiết. .. 5.4 Thiết kế, chế tạo mô đun quay số và nhắn tin qua mạng điện thoại 225 5.5 Kết quả của nội dung nghiên cứu .243 CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BÁO CHÁY .244 6.1 Sự cần thiết phải có các cảm biến cảnh báo .244 6.2 Sự cần thiết phải tích hợp hệ thống 247 6.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cảm biến 248 6.4 Thiết kế chế tạo sản phẩm 264 CHƯƠNG 7 - HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM... 65 1.5 .Điều khiển trung tâm 76 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN, ĐIỀU HÀNH CHIẾU SÁNG .91 2.1 Thiết kế, chế tạo các mô - đun điều khiển chiếu sáng 91 2.2 Phần mềm truyền thông và điều khiển 99 2.3 Thiết kế hệ thống điều khiển chiếu sáng cấp căn hộ : 104 2.4 Xây dựng phần mềm điều khiển qua mạng 123 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG NGẮT CÁC THIẾT . HỌC CÔNG NGHỆ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC CẤU KIỆN VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ PHỤC VỤ GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN, ĐIỀU HÀNH CHO CÁC NHÀ CAO TẦNG (NHÀ CÔNG. kiện và hệ thống tự động hoá phục vụ giám sát, điều khiển, điều hành cho các nhà cao tầng (nhà công ích và dân dụng). Mã số đề tài, dự án: KC03.12/06-10 Thuộc: Chương trình Nghiên cứu, . của hệ thống tự động giám sát, điều khiển và điều hành toà nhà. Có được phương pháp khoa học và quy trình xây dựng mô hình của hệ thống tự động giám sát, điều khiển và điều hành toà nhà.