Ứng dụng scada giám sát hệ thống thiết bị tòa nhà cao tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG SCADA GIÁM SÁT HỆ THỐNG THIẾT BỊ TÒA NHÀ CAO TẦNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ, ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN HOÀI NHÂN Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Đặng Thanh Hồng Đức 1711020272 17DCTA2 Nguyễn Văn Hoàng 1711030212 17DCTA2 Trần Trung Hiếu 1711030380 17DCTA3 Tp Hồ Chí Minh, tháng 09/2021 (ghi ngày tháng bảo vệ) Lời cam đoan Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 09 năm 2021 (Ký tên ghi rõ họ tên) i Lời cảm ơn Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Nguyễn Hoài Nhân bảo em suốt q trình làm khố luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường ĐH Cơng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung, thầy Viện Kỹ thuật Hutech nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập hồn thành khố luận tốt nghiệp TP HCM, ngày 04 tháng 09 năm 2021 Sinh viên thực ii Mục lục PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ii PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ iii PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ iv PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ v Lời cam đoan i Lời cảm ơn i Mục lục iii Danh sách chữ viết tắt iv Danh sách hình ảnh v Danh sách bảng vii Lời mở đầu CHƯƠNG Giới thiệu 14 CHƯƠNG Tổng quan giải pháp 40 CHƯƠNG Phương pháp giải 75 CHƯƠNG Quy trình thiết kế thiết kế mô 80 CHƯƠNG Chạy thử 95 CHƯƠNG Đánh giá kết luận 96 Tài liệu tham khảo 98 iii Danh sách chữ viết tắt SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition): Hệ thống giám sát lưu trữ liệu PLC (Programmable Logic Controller): thiết bị điều khiển cho phép người dùng lập trình BMS (Building Management System ): hệ thống Điều khiển & Quản lý nhà DDC( Direct Digital Control): điều khiển số trực tiếp HMI (Human – Machine Interface): thiết bị giao diện người dùng MTU(Central Host Computer Server): máy chủ trung tâm RTU (Remote Terminal Units): thiết bị vào đầu cuối FCU (Fan-Coil Unit) : thiết bị xủ lý không khí IEC 870-5-101 : Giao thức truyền tin ICCP (Impressed Current Cathodic Protection) NLMT ( inverter) : Bộ biến tần CCTV(Closed Circuit Television): camera quan sát ODBC ( Open Database Connectivity): kết nối liệu mở EBI (Enterprise Buldings Integrator): giải pháp quản lý tịa nhà tồn diện HONEYWELL OPC (Open Platform Communications ): chuẩn giao tiếp liệu phần mềm HVAC (Heating, Ventilating, and Air Conditioning): hệ thống điều hịa khơng khí PCCC : phịng cháy chữa cháy iv Danh sách hình ảnh Hình 1.1 Hệ thống BMS điều khiển liên động hệ thống điện 17 Hình 1.2 Sơ đồ cấp vận hành hệ thống BMS 20 Hình 1.3 Các ứng dụng hệ thống BMS tòa nhà 22 Hình 1.4 Sơ đồ kết nối hệ thống VRV BMS 28 Hình 1.5 Sơ đồ kết nối hệ thống thơng gió 29 Hình 1.6 hệ thống quản lý phịng, chống cháy nổ 31 Hình 1.7 hệ thống cấp , thoát nước 33 Hình 2.1 cấu trúc hệ thống BMS 42 Hình 2.2 main menu BMS chức 44 Hình 2.3 Chọn chức làm việc 45 Hình 2.4 Thiết lập User acount 46 Hình 2.5 Phân quyền theo chức 46 Hình 2.6 Cửa sổ graphic 47 Hình 2.7 Cửa sổ commander 47 Hình 2.8 Cửa sổ System Profile 48 Hình 2.9 Cửa sổ System activity log 48 Hình 2.10 Cửa sổ Alarm Status 49 Hình 2.11 Cửa sổ Schedule 50 Hình 2.12 Cửa sổ report builder 50 Hình 2.13 Cửa sổ report viewer 51 Hình 2.14 Cửa sổ Dynamic ploter 51 Hình 3.1 Biểu đồ thị phần tự động hóa tịa nhà khu vực Bắc Mỹ 75 Hình 3.2 Biểu đồ thị phần tự động hóa tịa nhà khu vực Bắc Mỹ 76 Hình 3.3 Biểu đồ thị phần tự động hóa tịa nhà Châu Á 77 Hình 3.4 Biểu đồ thị phần tự động hóa tịa nhà Nhật Bản 77 Hình 3.5 Biểu đồ thị phần tự động hóa tịa nhà Nhật Bản 78 Hình 4.1 Đèn báo phòng 80 v Hệ thống PCCC hoạt động: • Khi cảm biến khói tự động bật báo động, chng kêu vào báo có khói máy chủ • Khi cảm biến khói cảm biến nhiệt hoạt động, khích hoạt tồn hệ thống bơm tầng báo cháy tầng khu vực cháy, ngắt điện , tự động gọi điện thoại tin nhắn đến đội chữa cháy lập trình sẵn • Khi nhấn nút báo động thiết bị chuông kêu khoảng phút, không tắt khích hoạt tồn hệ thống chữa cháy 85 4.4 Hệ thống cấp nước Hình 4.7 sơ đồ khối hệ thống cấp nước 86 Hệ thống hoạt động: - Khi cảm biến khơng nhận tín hiệu ( hết nước) bơm hoạt động bơm đến cảm biến nhận ( đầy nước) sau bơm đầy thi bơm dừng, phải sử dụng nước đến cảm biến mực nước khơng nhận tiết tục bơm - Hệ thống cung cấp nước cho hệ thống PCCC hệ thống PCCC hoạt động Hình 4.8 hệ thống cấp nước 87 4.5 Hệ thống thang máy Hình 4.9 sơ đồ khối hệ thống thang máy 88 Hệ thống thang máy hoạt động: • Nếu hệ thống nhận tín hiệu từ tầng cao khích hoạt chế độ nâng đến tầng tín hiệu cơng tắc trình nâng khích hoạt thang máy di chuyển chậm dần dừng lại, mở cửa thang máy • Nếu hệ thống nhận tín hiệu từ tầng thấp khích hoạt chế độ nâng đến tầng tín hiệu cơng tắc trình hạ khích hoạt thang máy di chuyển chậm dần dừng lại, mở cửa thang máy • Nếu khơng nhận tín hiệu thang máy đóng cửa thang máy dừng chỗ • Nếu thang máy trình nâng ưu tiên tín hiệu tầng • Nếu thang máy trình hạ ưu tiên tín hiệu tầng • Thang máy bị cố báo lỗi hệ thống máy chủ Hình 4.10 thang máy Thang máy tầng hoạt động Thang máy khơng tầng Thang máy bị cố 89 90 4.6 Hệ thống điện lượng mặt trời Hệ thống điện lượng mặt trời báo lượng điện sản xuất ra, lượng điện tiêu thụ, lượng điện lại, số dịng điện tồn hệ thống báo lỗi số cường độ dịng điện, cơng suất sai với định mức định sẵn Hình 4.11 giám sát lượng mặt trời Hình 4.12 hệ thống hịa lưới 91 4.7 Hệ thống điều hịa máy lạnh Hình 4.13 sơ đồ khối hệ thống điều hòa 92 Hình 4.14 code hoạt động máy lạnh Hệ thống điều hịa máy lạnh: • Nhà dân: khơng đặt chế độ giờ, điều chỉnh nhiệt độ ( điều khiển tay) • Cơng ty : đặt sẵn nhiệt độ , có khoảng thời gian sử dụng ngày(7h – 11h 1h – 5h) 93 Hình 4.15 máy lạnh máy lạnh hoạt động máy lạnh không hoạt động Máy lạnh bị cố 94 CHƯƠNG Chạy thử 5.1.1 Kết Qua nhiều lần chạy thử mô phỏng, hệ thống mơ chạy ổn định cịn nhiều thiếu sót chúng em Thiếu hệ thống dự phịng Thiếu cảm biến Hệ thống nâng cấp 5.1.2 Một số giải pháp sữa chữa • Giải pháp: - Tìm hiểu kĩ hệ thống - Tham khảo nhiều hệ thống nước giới - Học thêm phần mềm khác - Không nên dung phần mền TIA thay APOGEE ( khơng tải phần mềm APOGEE) 95 CHƯƠNG Đánh giá kết luận 6.1 Đánh giá Qua trình nghiên cứu, tìm hiểu mạng Internet, tài liệu kỹ thuật hãng em hoàn thành đồ án Về bản, đề tài giới thiệu khái niệm hệ thống tự động hố quản lý tồ nhà, sản phẩm cơng ty chun tự động hố tồ nhà…từ thấy việc áp dụng tự động hoá cho việc giám sát, theo dõi bảo vệ tồ nhà cần thiết cơng trình lớn Hệ thống tự động hố nhà đem lại thuận tiện cho việc vận hành tồ nhà, khơng cịn đem lại tiết kiệm tiêu thụ lượng, giúp nhà thân thiện với môi trường Kết mà nhận thấy qua đề tài phát triển không ngừng hãng lớn lĩnh vực tự động hố áp dụng cho tồ nhà Giờ việc điều khiển thiết bị tự động hoá tồ nhà có phần mềm chun dụng, giao diện đồ hoạ giúp người vận hành thao tác dễ dàng Hướng phát triển: Các hệ thống quản gia hay hệ thống AI đơn giản xuất nhiều nước giới để chúng báo cáo, thông báo thông số quản lý dơn giản hệ thống, lệnh giọng nói giúp thao tác nhanh 96 6.2 Kết luận Sau thời gian làm đồ án với hướng dẫn tận tình thầy giáo thạc sĩ Nguyễn Hồi Nhân Em hoàn thành đề tài giao “Ứng dụng SCADA giám sát hệ thống điện tòa nhà cao tầng”.Thông qua đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện thực giúp em hiểu biết rõ ràng em học suốt thời gian qua Như việc nghiên cứu đề tài thiết thực thực tế Việc trang bị hệ thống tự động hố tồ nhà giúp tiết kiệm lượng, giúp cho nhà thân thiện với môi trường xu hướng tất yếu xã hội đại Tuy vậy, thời gian nghiên cứu trình độ cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn Em mong nhận góp ý Thầy Cô bạn để đề tài em hoàn thiện Trước kết thúc đề tài, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Hồi NHân, người tận tình hướng dẫn suốt trình em làm đề tài Em xin cảm ơn đến thầy cô, bạn giúp đỡ em nhiều thời gian qua 97 Tài liệu tham khảo 1) Công ty DSEATECH GROUP BMS gì? Đơi nét Hệ thống BMS Wed: http://dseatech.vn/chi-tiet-tin/bms-la-gi-doi-net-ve-he-thong-bms-he- thong-quan-ly-toan-nha/ 2) Công ty DAT TECH Xu hướng ứng dụng SCADA sản xuất công nghiệp Việt Nam Wed: https://dattech.com.vn/xu-huong-ung-dung-scada-trong-san-xuat-cong- nghiep-o-viet-nam-hien-nay/ 3) Công ty CP Công Nghệ Tự Động Đăng Khoa Những điều hệ thống BMS Wed: https://sites.google.com/site/hagervn/siemens-viet-nam/nhung-dieu-coban-ve-he-thong-bms -siemens-viet-nam -dka-vietnam?tmpl=%2Fsystem%2Fapp%2Ftemplates%2Fprint%2F&showPrintDialo g=1 4) Công ty TACOPUMP Nguyên lý hoạt động hệ thống bơm chữa cháy Wed: http://bomchuachay.net/bom-chua-chaykirloskar/nguyen-ly-hoat-dong- cua-he-thong-bom-chua-chay/ 5) Minhtuan1412 (2008) BMS (building management system) Wed: http://webdien.com/d/showthread.php?t=68&page=2 6) Kỹ thuật lý thú ( 2016) Giải pháp hệ thống quản lý tòa nhà HONEYWELL Wed: https://kythuatlythu.blogspot.com/2020/05/giai-phap-he-thong-quan- ly-toa-nha-cua.html 7) T&T automation (2021) Mô chuyển động tịnh tiến quay tròn Wed: https://www.youtube.com/watch?v=5eKO6mk9ESM 98 8) PLC sinh viên (2021) Cách tạo mực nước lên xuống Wincc dùng điều khiển s71200 Wed: https://www.youtube.com/watch?v=hO-HSl3eYe4 9) Hồng Minh Sơn (2006), Mạng truyền thơng cơng nghiệp, nhà Xuất khoa học- kỹ thuật Hà Nội 10) Hồ Anh Thắng Giải pháp tổng thể tối ưu hệ thống BMS tự động hóa nhà việt sử dụng BMS Siemens 99