Nghiên ứu hệ thống điều khiển điều hòa thông gió ho tòa nhà trên ơ sở giải pháp bms

Thiết bị trung tâm hiện nay còn được gọi là hệ thống quản lý toà nhà tích hợp, có chức năng theo dõi số lượng lớn các thiết bị gồm đèn chiếu sáng, thang máy, hệ thống phòng cháy và các t

LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT NGÀNH : ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

PHAN VĂN PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU HÒA THÔNG GIÓ CHO TÒA NHÀ TRÊN CƠ SỞ GIẢI PHÁP BMS

NGÀNH : ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

Â

Hà Nội – 2012

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn “Ứng dụng giải pháp APOOGE để nghiên cứu giải pháp tự động hóa tòa nhà BMS cho hệ thống HVAC trong tòa nhà “ là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép của ai Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tác phẩm, tạp chí và các trang wed theo danh mục tài liệu của luận văn

Tác giả luận văn

Phan Văn Phương

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC TỪ TIẾNG ANH VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 5

MỞ ĐẦU 7

1 Chương 1 Tổng quan về hệ thống BMS 9

1.1 Khái niệm chung về BMS 9

1.1.1 Khái niệm về ệ thống BMS h 9

1.1.2 Cấu hình chung cuả hệ thống BMS 12

1.2 Chức năng và nhiệm vụ của hệ thống BMS 17

1.2.1 Chức năng của hệ thống BMS 17

1.2.2 Nhiệm vụ của hệ thống BMS 19

1.3 Các hệ thống kỹ thuật điển hình của BMS 20

1.3.1 Hệ thống cung cấp điện 20

1.3.2 Hệ thống chiếu sáng EIB 20

1.3.3 Hệ thống thông gió và điều hòa không khí (HVAC) 21

1.3.4 Hệ thống báo cháy và chữa cháy 23

1.3.5 Hệ thống thang máy 24

1.3.6 Hệ thống thông tin liên lạc và thông báo công cộng 25

1.3.7 Hệ thống cấp thoát nước 26

1.3.8 Hệ thống CAMERA giám sát 26

1.4 Hệ thống BMS trên thị trường hiện nay 26

1.5 Giải pháp tự động hóa tòa nhà APPOGEE của hãng SIEMENS 27

1.5.1 Giải pháp về cấp quản lý BMS 28

1.5.2 Giải pháp về thiết bị cấp điều khiển 34

1.5.3 Giải pháp về thiết bị cấp trường: 39

1.5.4 Giả pháp về mạng truyền thôngi 39

2 Chương 2 Tổng Quan về hệ thống HVAC 42

2.1 Khái niệm chung về hệ thống HVAC trong giải pháp BMS 42

2.1.1 Khái niệm HVAC 42

2.1.2 Lịch sử phát triển của HVAC 42

2.1.3 Nhiệm vụ của hệ thống HVAC 43

2.2 Phân loại hệ thống HVAC 48

2.2.1 Hệ thống HVAC cục bộ 48

2.2.2 Hệ thống chiller water 50

2.2.3 Hệ thống HVAC trung tâm 61

2.2.4 Hệ VRV 63

3 Chương 3 Phân tích lựa chọn giải pháp thực thi 67

3.1 Giới thiệu về tòa nhà và các yêu cầu của bài toán 67

3.1.1 Giới thiệu về tòa nhà 67

3.1.2 Yêu cầu đề ra cho hệ thống BMS-HVAC,thông gió 67

3.2 Nguyên lý điều khiển hệ thống HVAC 68

3.2.1 Điều khiển tự động hệ thống nước cụm máy chiller,boiler: 68

3.2.2 Điều khiển bộ xử lý không khí ,AHU ,FCU– .70

3.2.3 Điều khiển hệ thống thông gió tầng hầm và quạt tăng áp cầu thang 71

3.3 Sơ đồ và thuật toán điều khiển cấp trường 71

3.3.1 Điều khiển hệ thống Chiller-Cooling tower 71

3.3.2 Điều khiển các AHU 76

3.3.3 Điều khiển các FCU 78

3.3.4 Điều khiển các VAV 79

3.3.5 Điều khiển hệ thống thông gió tầng hầm 80

3.3.6 Điều khiển hệ thống quạt tăng áp cầu thang 81

3.4 Chọn phương án và các thiết bị chính trong hệ thống BMS HVAC– .82

3.4.1 Hệ thống máy chủ giám sát và điều khiển 82

3.4.2 Hệ thống mạng 82

3.4.3 Các thiết bị điều khiển (Controler) 83

3.4.4 Các thiết bị cảm biến 84

3.5 Thiết kế các tủ điều khiển hệ thống BMS 90

3.5.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống 90

3.5.2 Tủ điều khiển hệ thống Chiller 92

3.5.3 Tủ điều khiển hệ thống Collingtower 93

3.5.4 Tủ điều khiển hệ thống AHU 95

3.5.5 Tủ điều khiển hệ thống FCU 97

3.5.6 Tủ điều khiển hệ thống quạt thông gió hầm 98

3.5.7 Tủ điều khiển hệ thống quạt thông gió mái 100

3.5.8 Tủ điều khiển hệ thống quạt tăng áp cầu thang 101

3.6 Tích hợp hệ thống 102

3.6.1 Cấu hình và khởi tạo các thiết bị 102

3.6.2 Giao diện điều khiển và giám sát hệ thống 105

4 Kết luận 109

Tài liệu tham khảo 110

DANH MỤC TỪ TIẾNG ANH VIẾT TẮT

AHU – Air Hand Unit

AI – Analog Input

AO - Analog Output

Ala – Arlam

BAS – Building Automation System

BLN -Building Level Network

BMS –Building Management System

DCS – Distributed Control System

DDC – Digital Direct Control

DI - Digital Input

DO - Digital Output

EIB - European Intallation Bus

FCU – Fan Coil Unit

FLN - Field Lever Network

HVAC – Heating Ventilation and Air Conditioning

IP – Internet Protocol

LAN – Local Area Network

MNL –Management Level Network

PAU - Primary Airhanding Unit

SCADA – Supervision Control And Data Acquisition

Sche - Schedule

TEC - Terminal Equipment Controller

VAV – Variable Air Volume

VSD – Variable Speed Device

VRV -Variable Refrigerant Volume

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ tự động tòa nhà thông minh 10

Hình 1.2 Sơ đồ kiến trúc hệ thống 12

Hình 1.3 Cấu hình phần cứng của hệ thống BMS 13

Hình 1.4 Cấu trúc hệ thống mạng điều khiển hệ thống tòa nhà BMS 27

Hình 1.5 Thiết lập User acount 30

Hình 1.6 Phân quyền theo chức năng 30

Hình 1.7 Cửa sổ Alarm Status 31

Hình 1.8 Cửa sổ Schedule 31

Hình 1.9 Cửa sổ report builder 32

Hình 1.10 Cửa sổ report viewer 32

Hình 1.11 Cửa sổ graphic 32

Hình 1.12 Cửa sổ System Profile 33

Hình 1.13 Bộ điều khiển MBC 34

Hình 1.14 Bộ điều khiển MEC 35

Hình 1.15 Bộ điều khiển PXC 36 36

Hình 1.16 Sơ đồ của PXC 36 38

Hình 1.17 Nguyên lý mạng MLN 39

Hình 2.1 Bộ sưởi ấm trung tâm 43

Hình 2.2 Bộ xử lý không khí AHU 45

Hình 2.3 Cấu tạo của máy điều hòa không khí kiểu rời 49

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa water chiller 50

Hình 2.5 Hệ thống Chiller 51

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý AHU 55

Hình 2.10 Bộ điều khiển AHU dùng DDC 59

Hinh 2.11 Cấu tạo của Cooling Tower 59

Hinh 2.12 Nguyên lý hoạt động của Cooling Tower 60

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hoà dạng tủ 62

Hình 2.14 Hệ thống VRV 63

Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa VRV 64

Hình 3.1 Sơ đồ đường đi của nước làm mát và nóng 69

Hình 3.2 Nguyên lý tuần hoàn không khí lạnh 70

Hình 3.3 Nguyên lý tuần hoàn gió hầm 71

Hình 3.4 Sơ đồ điều khiển hệ thống Chiller-Cooling Tower 72

Hình 3.5 Sơ đồ điều khiển hệ thống Chiller 72

Hình 3.6 Sơ đồ điều khiển hệ thống-Cooling Tower 74

Hình 3.7 Sơ đồ điều khiển hệ thống AHU 76

Hình 3.8 Sơ đồ điều khiển hệ thống FCU 78

Hình 3.9 Sơ đồ điều khiển van VAV 79

Hình 3.10 Sơ đồ điều khiển hệ thống quạt thông gió hầm 80

Hình 3.11 Sơ đồ điều khiển hệ thống quạt tăng áp cầu thang 81

Hình 3.12 Bộ điều khiển TEC cho FCU 83

Hình 3.13 Bộ điều khiển VAV Box 84

Hình 3.14 Cảm biến áp suất QBE2002-P40 84

Hình 3.15 Cảm biến chênh áp đường nước QBE61.3-DP5 85

Hình 3.16 Cảm biến nhiệt độ nước QAE 2164.015 85

Hình 3.17 Cảm biến lưu lượng nước MAG5100w 86

Hình 3.17 Cảm biến chênh lệch áp đường ống gió QBM65.1-5 86

Hình 3.18 Cảm biến nhiệt độ đường ống QAM2161.40 87

Hình 3.19 Cảm biến nhiệt độ không khí ngoài trời QAC3161 88

Hình 3.20 Cảm biến khói DBZ1197A 88

Hình 3.21 Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm phòng QFA 3160 89

Hình 3.22 Cảm biến khí CO Model TP1-M 89

Hình 3.23 Cảm biến khí CO2 QPM2102 90

Hình 3.24 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống BMS 91

Hình 3.25 Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển máy lạnh và bơm nước lạnh 93

Hình 3.26 Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển collingtower và bơm nước giải nhiệt 95

Hình 3.27 Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển AHU 96

Hình 3.28 Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển FCU 97

Hình 3.29 Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển quạt thông gió tầng hầm 99

Hình 3.30 Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển quạt thong gió tầng mái 101

Hình 3.31 Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển quạt tăng áp cầu thang 102

Hình 3.31 System Profile 103

Hình 3.32 Khởi tạo điểm (point) 104

Hình 3.33 Giao diện đồ họa chính của tòa nhà Grand Plaza 105

Hình 3.34 Giao diện giám sát hệ thống HVAC 105

Hình 3.35 Giao diện giám sát hệ thống Chiller 105

Hình 3.36 Giao diện giám sát hệ thống Cooling Tower 106

Hình 3.37 Giao diện giám sát hệ thống Boiler 106

Hình 3.38 Giao diện giám sát hệ thống AHU 107

Hình 3.39 Giao diện giám sát FCU 107

Hình 3.40 Giao diện giám sát các VAV 108

Hình 3.41 Giao diện điều khiển và giám sát quạt thông gió hầm 108

MỞ ĐẦU

Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển nhanh chóng cùng với không khí hội nhập kinh tế quốc tế của Việt Nam hiện nay, chúng ta đã tiến được những bước dài và đã đạt được những thành công và kết quả tương đối khích lệ trong nhiều lĩnh vực kinh tế khác nhau Một trong những thành công đó là quy mô đô thị hóa với hàng loạt các công trình kiến trúc đồ sộ mọc lên để tô đẹp thêm cho thành công và phát triển kinh tế của Việt Nam

Đi cùng với các công trình xây dựng đó là các yêu cầu về quản lý và sử dụng chúng sao cho hiệu quả và tiện nghi nhất, đặc biệt với các tòa nhà cao tầng sử dụng làm văn phòng cho thuê Với những yêu cầu như trên cùng với thành tựu của khoa học kĩ thuật hiện nay, một giải pháp trọn gói về điều khiển và tự động hóa tòa nhà đã ra đời và đang phát triển mạnh, đó là hệ thống tự động hóa tòa nhà ( Building Management System –BMS) Mục tiêu của hệ BMS là tập trung hóa và đơn giản hóa giám sát, hoạt động và quản lý một hay nhiều tòa nhà để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của tòa nhà bằng cách giảm chi phí nhân công và lượng tiêu thụ điện năng đồng thời cung cấp môi trường làm việc an toàn, thoải mái hơn cho người làm việc bên trong

Nhiệm vụ chính của hệ thống BMS là điều khiển, giám sát và quản lý các thiết bị trong toàn bộ tòa nhà, giúp cho việc vận hành, bảo dưỡng và quản lý toà nhà mội cách thuận tiện an toàn và hiệu quả hơn Mặt khác hệ thống BMS là giải pháp tiết kiệm năng lượng tối ưu nhất, tiết kiệm chi phí nhân công và đơn giản hóa việc vận hành Người vận hành chỉ cần ngồi tại phòng máy mà có thể nắm bắt và điều khiển mọi cơ cấu chấp hành trong tòa nhà từ các hệ thống lớn đến nhỏ Tất cả những điều trên chính là ưu điểm vượt trội của hệ thống tự động hóa tòa nhà BMS

Toà nhà Grand Plaza được xây dựng bởi chủ đầu tư Hàn Quốc do đó tòa nhà được trang bị các hệ thống điều khiển và tự động hóa cao Grand Plaza là một tòa nhà lớn bao gồm cả văn phòng cho thuê và khách sạn cao cấp nên việc đầu tư cho BMS sẽ ở mức cao Do vậy mục tiêu đặt ra cho BMS của tòa nhà là phải giám sát và điều khiển

các hệ thống ở mức cao, đồng thời tạo ra mội trường an toàn và thân thiện cho người

sử dụng

Tòa nhà này được CHARMVIT thiết kế và cung cấp giải pháp về hệ thống BMS của hãng SIEMENS, NTC là đối tác để triển khai hệ thống đó bằng giải pháp tự động hóa tòa nhà APOGEE Là nhân viên của NTC lúc đó tác giả đã tham gia triển khai lập trình và cấu hình hệ thống tại Grand Plaza Đây là một tòa nhà lớn và phạm vi điều khiển rất rộng và trong khuôn khổ của luận văn tác giả chỉ đưa lên vấn đề điều khiển cho hệ thống HVAC một hệ thống phức tạp và quan trọng nhất trong bất kì tòa nhà nào

Phạm vi của đề tài này bao gồm việc khảo sát hệ thống điều hòa thông gió của tòa nhà Grand Plaza để đưa ra phương án thiết kế và triển khai hệ thống BMS nhằm giám sát và điều khiển hệ thống HVAC tòa nhà Tòa nhà sử dụng hệ thống điều hòa Chiller giải nhiệt bằng nước, đó cũng là xu thế chung của các tòa nhà cao tầng tại Việt Nam Tác giả đã đi sâu hơn về giải pháp APOGEE đối với tòa nhà này và từ đó ứng dụng cho các tòa nhà khác sử dụng BMS ở Việt Nam

Em xin chân thành cảm ơn cô Phan Xuân Minh và thầy cô khác trong bộ môn điều khiển và tự động hóa cùng các thầy cô trong khoa Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ em hòa thành luận văn nàyn

Hệ BMS còn đ c gọi là BAS ượ (Building Automation System) Về bản chất và cấu hình mạng, BMS giống như 1 hệ DCS thu nhỏ, nó khác hệ DCS công nghiệp là nó ko yêu cầu tính realtime cao nên các bộ điều khiển trường của nó thường có cấu hình thấp hơn, và phần mềm quản lý, giám sát diều khiển thì có nhiều tính năng gần với các tiện ích trong dân dụng, thương mại hơn Mạng thông tin của BMS chia làm 3 cấp (hoặc 02 cấp) tùy vào từng nhà cung cấp:

- Mạng trục backbone: thường là mạng Ethernet: TCP/IP hoặc Bacnet/IP 10100/1000Mb nối các bộ điều khiển tòa nhà (Builiding controllers) với nhau và nối với các Server của hệ thống (thường có 2 server chạy nóng và dự phòng)

- Mạng điều khiển tầng: là mạng dây chạy trực tiếp trong từng tầng, thường là mạng RS485, chuẩn truyền thông thường là LON, Bacnet MS/TP, N2, P2,… mạng này do

bộ điều khiển tầng quản lý và liên kết các bộ điều khiển nhỏ hơn đặt tại từng thiết bị cụ thể trong tầng của tòa nhà Thường các hệ BMS đơn giản chỉ có 02 phân lớp mạng như vậy Các hệ thống lớn và yêu cầu tích hợp cao thường có thêm phân lớp mạng thứ 3 nằm trên 2 lớp trên: ALN (Application Level network) Phân lớp này thường là lớp mạng interconnect giữa rất nhiều hệ thống khác nhau trong tòa nhà, cùng chia sẻ thông tin và quản lý, nó sẽ có 1 hệ thống SCADA trung tâm để thu thập và phân phối thông

tin cho các Client trong hệ thống mạng

Thiết bị trung tâm hiện nay còn được gọi là hệ thống quản lý toà nhà tích hợp, có chức năng theo dõi số lượng lớn các thiết bị gồm đèn chiếu sáng, thang máy, hệ thống phòng cháy và các thiết bị an ninh kiểm soát vào ra hoặc xâm nhập hệt hống từ các cổng người dùng.Có khả năng mở rộng thành hệ thống quản lý thông minh để điều khiển toàn bộ các thiết bị trong toà nhà đảm bảo cho chúng hoạt động hiệu quả

Hệ thống BMS linh hoạt, có khả năng mở rộng với các giải pháp sẵn sàng đáp ứng với mọi yêu cầu Với nhiệm vụ như vậy, hệ thống BMS bao gồm: Các thiết bị cảm - biến và cơ cấu chấp hành: đặt tại các thiết bị trường như: AHU, FCU, Chillers, Pump, Fan, làm nhiệm vụ thu thập các thông số : trạng thái hoạt động, nhiệt độ, áp suất, mức, lưu lượng, công suất, dòng, áp, Và thực thi các lệnh điều khiển: đóng/cắt, quay, xoay các cơ cấu cơ khí, điều khiển các biến tần,

Hình 1.1 Sơ đồ tự động tòa nhà thông minh

- Các bộ điều khiển số DDC: các bộ này có thể nằm tại nhiều phân lớp mạng khác nhau trong hệ thống: FLN: mạng tầng tòa nhà, BLN: mạng tổng tòa nhà.Có thể giao tiếp qua các chuẩn TCP/IP, Bacnet/IP, Bacnet MS/TP, làm nhiệm vụ điều khiển cho các hệ thống (các chương trình điều khiển nằm ở đây), thu thập và lưu trữ dữ liệu hoạt động

- Hệ thống quản lý và thu thập dữ liệu: hệ thống máy chủ, phần mềm: làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các DDC lên hệ thống BMS Tạo ra giao diện đồ họa người sử dụng, tạo ra công cụ lập trình từ xa, tạo ra công cụ giám sát, thu thập và xử lý dữ liệu, các tính năng diều khiển nâng cao : PID số, tối ưu, bền vững, remote,

Hệ thống quản lý tòa nhà BMS và gần đây là hệ thống quản lý tòa nhà thông minh

iBMS (interligent Building Management System) và nhà thông minh (Smart Home) đã phát triển và ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới, được ứng dụng ở hầu hết các hệ thống kỹ thuật của tòa nhà văn phòng (Office building) và trong cả các hệ thống tiết kiệm năng lượng, quản lý năng lượng của các nhà máy công nghiệp Với tính chất phức tạp, lượng người sử dụng dịch vụ đông và bất định trong toà nhà, đòi hỏi hệ thống quản lý và giám sát phải đơn giản, rõ ràng và luôn sẵn sàng đáp ứng các nhu cầu của người sử dụng một cách nhanh nhất

Mục tiêu của việc thiết kế cho toà nhà là tạo ra một toà nhà thông minh có những ứng dụng cao qua các hệ thống tích hợp Điều này không chỉ áp dụng cho hạ tầng và các dịch vụ của toà nhà, mà còn cho môi trường điều hành vật lý, các hệ thống thông tin, viến thông, an ninh và quản lý cần thiết để giúp điều hành toà nhà này một cách hiệu quả

Giải pháp BMS đã được hoàn thiện theo thời gian, theo nhiều khía cạnh như kết nối hoàn hảo với các hệ thống và ứng dụng khác nhau, qui trình quản lý dễ dàng, tập trung vào những người sử dụng khác nhau, vv

Theo yêu cầu hiện tại và tương lai, các nguyên tắc thiết kế BMS phải xoay quanh kết nối mở theo chuẩn của ngành với các hệ thống phụ, dễ kết nối với ứng

Nguyên nhân dẫn đến tỷ lệ áp dụng hệ thống BMS ở Việt Nam còn thấp là do: + Giá thành cho việc trang bị một hệ thống BMS đồng bộ cho một toà nhà cao tầng

là rất cao Thường chi phí này chiếm từ 10% đến 15% chi phí xây dựng toà nhà (tuỳ theo mức độ hiện đại của hệ thống BMS triển khai)

+ Chi phí cho việc bảo dưỡng, sửa chữa và duy trì hoạt động của hệ thống khá cao.Giải pháp để nâng cao khả năng ứng dụng hệ thống quả lí đối với các toà nhà ở Việt Nam:

+ Phải xây dựng được các đơn vị trong nước có đội ngũ cán bộ đáp ứng được các yêu cầu sau: Làm chủ kỹ thuật và công nghệ của hệ thống tự động điều khiển, giám sát

và quản lí nhà cao tầng, đáp ứng được nhu cầu của thị trường đối với các hệ thống BMS trong xây dựng và phát triển đô thị hiện đại, phù hợp với điều kiện Việt Nam Đủ năm lực đáp ứng các dịch vụ kỹ thuật (bảo trì, nâng cấp và thay thế,…) đối với các hệ thống quản lí tổ hợp văn phòng ở Việt Nam

1.1.2. Cấu hình chung cuả hệ thống BMS

1.1.2.1 Sơ đồ kiến trúc hệ thống

Hệ thống BMS bao gồm:

- Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành: đặt tại các thiết bị trường như AHU, FCU, Chillers, Pump, Fan, làm nhiệm vụ thu thập các thông số: trạng thái hoạt động, nhiệt độ, áp suất, mức, lưu lượng, công suất, dòng, áp, Và thực thi các lệnh điều khiển: đóng/cắt, quay, xoay các cơ cấu cơ khí, điều khiển các biến tần,

- Các bộ điều khiển số DDC: các bộ này có thể nằm tại nhiều phân lớp mạng khác nhau trong hệ thống: FLN: mạng tầng tòa nhà, BLN : mạng tổng tòa nhà Có thể giao tiếp qua các chuẩn TCP/IP, Bacnet/IP, Bacnet MS/TP, làm nhiệm vụ điều khiển cho các hệ thống (các chương trình điều khiển nằm ở đây), thu thập và lưu trữ dữ liệu hoạt động

- Hệ thống quản lý và thu thập dữ liệu: hệ thống máy chủ, phần mềm: làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các DDC lên hệ thống BMS Tạo ra giao diện đồ họa người sử dụng, tạo ra công cụ lập trình từ xa, tạo ra công cụ giám sát, thu thập và xử lý dữ liệu, các tính năng diều khiển nâng cao : PID số, tối ưu, bền vững, remote,

Hình 1.2 Sơ đồ kiến trúc hệ thống

1.1.2.2 Cấu hình phần cứng

Một hệ BMS gồm cấu hình phần cứng và hệ thống liên lạc cần thiết để truy cập dữ liệu trong toàn bộ tòa nhà hoặc truy cập từ các tòa nhà từ xa khác sử dụng đường truyền điện thoại Một hệ BMS có các cấp sau: Cấp quản lý ấp vận hành ấp điều , c , ckhiển hệ thống ấp khu vực cấp trường Các cấp độ thực tế được sử dụng trong từng , c –

hệ thống phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể hoặc mức độ phức tạp của từng tòa nhà Ở cấp

độ khu vực cấp trường, có thể sử dụng các cảm biến và cơ cấu chấp hành thông minh–

Hình 1.3 Cấu hình phần cứng của hệ thống BMS

1.1.2.2.1 Cấp điều khiển khu vực cấp trường –

Đây là bộ điều khiển sử dụng bộ vi xử lý, nó cung cấp khả năng điều khiển trực tiếp tới các thiết nằm trong phạm vi cấp vùng, như bơm nhiệt, hộp điều lượng gió (VAV — Variable Air Volume), thiết bị cấp gió đơn vùng Bộ điều khiển cấp này cũng có thể sử dụng phần mềm quản lý năng lượng Tại cấp xử lý vùng, cảm biến và actuator giao liên lạc trực tiếp với thiết bị được điều khiển Một bus liên lạc làm phương tiện kết nối các

bộ điều khiển, do vậy các điểm thông tin giữa các bộ điều khiển có thể chia sẻ cho nhau và chia sẻ với các bộ xử lý tại hệ thống và ở cấp xử lý hoạt động Các bộ điều khiển cấp vùng tiêu biểu có một cổng hoặc kênh giao tiếp để hỗ trợ sử dụng thiết bị đầu cuối di động trong quá trình thiết lập ban đầu và cả những lần điều chỉnh sau đó 1.1.2.2.2 Cấp điều khiển hệ thống:

Bộ điều khiển cấp này có công suất lớn hơn bộ điều khiển cấp khu vực nếu xét trên phương diện các điểm, vòng DDC và chương trình điều khiển Bộ điều khiển cấp hệ thống thường được dùng để điều khiển các thiết bị cơ khí như các hệ cung cấp khí, hệ VAV trung tâm và hệ thống làm mát Ngoài ra, nó còn thực thi điều khiển ánh sáng Bộ điều khiển tại cấp này giao tiếp trực tiếp với các thiết bị được điều khiển thông qua actuator và cảm biến, hoặc giao tiếp gián tiếp thông qua các bus liên lạc với bộ điều khiển cấp vùng Bộ điều khiển cấp hệ thống có một cổng để kết nối với các thiết bị đầu cuối lập trình và vận hành cầm tay trong suốt quá trình cài đặt ban đầu và cả các lần điều chỉnh sau này Khi bộ điều khiển cấp hệ thống được kết nối với bộ xử lý cấp hoạt

động, những thay đổi chương trình điều khiển thường được thực thi ở bộ xử lý cấp hoạt động và sau đó tải xuống bộ điều khiển Bộ điều khiển cấp hệ thống cũng cung cấp khả năng dự phòng trong trường hợp liên lạc bị đứt bằng chế độ hoạt động độc lập Một số kiểu bộ điều khiển cấp hệ thống cũng cung cấp chế độ bảo vệ an toàn cho toàn bộ tài sản thông qua tín hiệu cảnh báo hỏa hoạn, cảnh báo an ninh, bảo mật truy cấp

- Quản lý bảo trì: Tự động lên lịch bảo trì thiết bị dựa trên dữ liệu về lịch sử thiết bị

và thời gian hoạt động

- Tùy chỉnh khu vực theo nhu cầu

- Tích hợp hệ thống: Cung cấp cổng liên lạc và chức năng điều khiển cho các hệ thống phụ (HVAC, cứu hỏa, an ninh, điều khiển truy cập)

- Cung cấp khả năng tổng hợp thông tin từ các hệ thống con để từ đó đưa ra các tác động có tính toàn cục trong hệ thống

1.1.2.2.4 Cấp quản lý

Đây là cấp cao nhất trong cấu trúc của hệ BMCS Nó thực thi điều khiển và quản lý thông qua các hệ thống phụ Tại cấp này, vận hành viên có thể yêu cầu dữ liệu và ra lệnh tới các điểm từ bất kỳ đâu trong hệ thống Vận hành hoạt động thường nhật là chức năng thông thường của bộ xử lý cấp hoạt động Tuy nhiên, điều khiển toàn bộ có thể được chuyển sang cho bộ xử lý cấp quản lý trong những trường hợp khẩn cấp Bộ

xử lý cấp quản lý thu thập, lưu trữ, xử lý dữ liệu lịch xử như mức độ tiêu thụ điện năng, chi phí vận hành và hoạt động cảnh báo, các báo cáo để làm cơ sở hoạt định quản lý và vận hành nhà máy lâu dài

1.1.2.3 Kiến trúc giao tiếp

Phần này sẽ giới thiệu chi tiết những giao tiếp tới mỗi kiến trúc dịch vụ Chi tiết mỗi phần sẽ có những thông tin yêu cầu và sơ đồ giữa mỗi điều khiển toà nhà và hệ thống quản lý và toà nhà BMS Nhà cung cấp thực hiện xây dựng BMS nên làm việc với mỗi nhà cung cấp những dịch vụ và chắc chắn rằng cung cấp đầy đủ chức năng đã được liệt kê giữa toà nhà BMS và mỗi kiến trúc dịch vụ Những hệ thống con nên có sẵn những khả năng cần thiết trong thứ tự hiển thị và điều khiển những thiết bị của hệ thống con Tất cả những điểm nguy cấp của mỗi hệ thống nhỏ nên sẵn sàng cho hệ thống BMS Trong chuẩn chung giao tiếp giữa BMS với những hệ thống con trong toà nhà được chia làm hai loại giao diện mức cao và giao diện mức thấp

* Mạng điều khiển cấp cao, điều khiển – giám sát

Trong trường hợp sử dụng giao diện mức cao giữa BMS và những hệ thống con của máy tính hay bộ điều khiển, chúng sử dụng một vài chuẩn như là OPC, BACNet, MODBUS, LNS, P2, Active X và MetaSys hỗ trợ chuẩn SNMP bởi những nhà cung cấp bộ điều khiển Khi BMS sẽ điều khiển những dịch vụ thông qua hệ thống con và bộ điều khiển BMS sẽ không trực tiếp điều khiển tới những kiến trúc dịch vụ Điều này

có nghĩa là BMS sẽ đưa ra các yêu cầu thích hợp hoặc những chỉ thị tới những hệ thống con thông minh hoặc khởi tạo những hành động thích hợp Như đã được đề cập ở phần trước, trong một vài trường hợp nhà cung cấp bộ điều khiển chỉ cung cấp giao thức không theo chuẩn TCP/IP và những nhà cung cấp cho BMS vẫn đang phát triển giao diện để kết nối tới hệ thống máy tinh Trong ví dụ dưới đây sử dụng giao tiếp mức cao với hệ thống BAC Mạng điều khiển và tự động tòa nhà (Building Automation and Control Networks) Mạng BAC là giao thức truyền dữ liệu cho toà nhà tự động và mạng điều khiển Trong sơ đồ trên đây nhà cung cấp hệ thống con sẽ cung cấp máy chủ BACNet và những thiêt bị BACNet Về cấu hình máy chủ BACNet sẽ được thực hiện bởi những nhà cung cấp hệ thống con Máy chủ BACNet giao tiếp với những thiết bị BACNet Những nhà cung cấp cho hệ thống BMS nên tích hợp với máy chủ BACNet

sử dụng bộ cổng vào BACNet (BACNet Gateway)

* Mạng điều khiển cấp trường Slave

Đối với những dịch vụ mà không có hệ thống con thông minh thì những dịch vụ này sẽ được điều khiển trực tiếp thông qua bộ mã hoá của BMS hoặc trực tiếp tới bộ điều khiển BMS sẽ giao tiếp sử dụng kết nối vật lý RS232/RS485 và những giao thức truyền thông thích hợp bởi những nhà cung cấp DDC/PLC Có rất nhiều bộ điều khiển trên thị trường, chúng có thể sử dụng cho giao diện cấp trường phù hợp với từng hệ thống cụ thể Dưới đây đưa ra một số loại bộ điều khiển chung: • Siemens • Johnson N2 • HoneyWell

1.1.2.4 Giao thức truyền thông

Giao thức truyền thông là một nhân tố thiết yếu trong cấu hình hệ thống BMCS vì lượng dữ liệu truyền từ điểm này tới điểm khác và do bộ xử lý phần tán có thể phụ thuộc, hỗ trợ lẫn nhau để truyền dữ liệu Các link hoặc bus liên lạc thường sử dụng giao thức liên lạc ‘poll/response hoặc ‘peer’ Các hệ BMCS đầu tiên sử dụng giao thức poll/response — trong đó các quá trình xử lý dữ liệu và trí tuệ hệ thống nằm cả ở bộ xử

lý trung tâm Vào giữa những năm 1990, mọi hệ thống BMCS sử dụng giao thức

“peer” Kiểu giao thức này không có thiết bị master mà nó chia đều giao thức cho mọi thiết bị bus

1.1.2.4.1 Giao thức truyền thông ngang ng hà

(Peer Communication Protocol)

So với giao thức hỏi vòng, giao thức ngang hành có các lợi ích sau:

- Liên lạc không có thiết bị nào làm master

- Liên lạc trực tiếp giữa các thiết bị kết nối bus, không phải thông qua bộ xử lý BMS trung tâm

- Thông điệp được truyền tới mọi thiết bị kết nối bus

1.1.2.5 Phương tiện truyền dẫn

Các phương tiện truyền dẫn chủ yếu bao gồm: Cáp xoắn bằng đồng Cáp quang Đường điện thoại Việc lựa chọn phương tiện truyền dẫn cho từng ứng dụng phụ thuộc vào tín hiệu, chi phí, phân bố địa lý và khả năng nhiểu tác động lên đường truyền 1.1.2.5.1 Cáp xoắn bằng đồng

Các loại dây dẫn kiểu cáp xoắn bằng đồng có kích thước từ 1.307mm2 đến 0.2051mm2 thường được sử dụng và là giải pháp kinh tế nhất trong việc truyền thông trong tòa nhà Chiều dài của đường truyền có thể lên đến 1200m mà không cần sử dụng đến bất kỳ thiết bị kéo dài nào Khi sử dụng các thiết bị kéo dài (repeater), có kéo dài đường truyền lên 3 đến 4 lần như thế Hai sơ đồ hay được sử dụng là kiểu bố trí hình sao và bố trí theo đường thẳng

1.1.2.5.2 Cáp quang

Cáp quang phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường có nhiễu lớn Điểm bất lợi lớn nhất đối với cáp quang là chi phí cao

1.1.2.5.3 Đường điện thoại

Đường điện thoại cho phép kết nối giữa các tòa nhà với nhau Có thể sử dụng đường kết nối liên tục hoặc dùng kết nối qua môđem

1.2 Chức năng và nhiệm vụ của hệ thống BMS

1.2.1 Chức năng của hệ thống BMS

BMS thực hiện tốt nhất các nhiệm vụ điều khiển vận hành hệ thống, là môi trường thu nhận, quản lý toàn bộ các thông số kỹ thuật của thiết bị của các hệ thống kết nối tới Thông qua trao đổi thông tin, BMS điều khiển vận hành các thiết bị chấp hành của từng hệ thống kỹ thuật khác nhau hoạt động theo yêu cầu của người quản lý, đảm bảo

các yếu tố kỹ thuật cũng như các yếu tố an toàn, an ninh…

Mục tiêu của BMS (Hệ thống quản lý tòa nhà) là tập trung hóa và đơn giản hóa việc giám sát, vận hành và quản lý tòa nhà BMS cho phép nâng cao hiệu suất của tòa nhà bằng cách giảm chi phí nhân công, chi phí năng lượng và cung cấp môi trường làm việc thoải mái và an toàn cho con người

người trong tòa nhà

- Tạo ra một công cụ giao tiếp Người/Máy cho các nhân viên vận hành tòa nhà để

họ có thể vận hành các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà một cách an toàn, chính xác và hiệu quả

- Thống kê các số liệu về tình trạng hoạt động, thông số kỹ thuật của các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà dưới dạng các báo cáo, cơ sở dữ liệu giúp cho việc vận hành tòa nhà của các kỹ sư vận hành tối ưu nhất

- Tự động phát hiện sớm các sự cố, đưa ra các cảnh báo nhanh chóng, chính xác nhất đến người vận hành để nhanh chóng sửa chữa, khắc phục, tránh các tai nạn đáng tiếc ảnh hưởng trực tiếp đến con người trong tòa nhà

- Tạo ra một môi trường làm việc thân thiện, thoải mái nhất cho con người tham gia hoạt động trong tòa nhà, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, làm việc.

-Hoạt động đơn giản hơn các thủ tục vói những chức năng lập trình lặp đi lặp lại được chương trình hóa để vận hành tự động

-Giảm thời gian huấn luyện vận hành viên nhờ các hướng dẫn và hỗ trợ trực quan trên màn hình đồ họa cũng như giao diện trực quan của tòa nhà

-Đáp ứng các nhu cầu của người làm việc trong tòa nhà và phản ứng với các điều kiện rắc rối, sự cố nhanh hơn và hiệu quả hơn

-Giảm lượng điện năng tiêu thụ thông qua khả năng điều khiển quản lý tập trung và chương trình quản lý điện năng

- Quản lý tốt hơn các thiết bị trong tòa nhà, quản lý cơ sở tài liệu hiệu quả hơn nhờ các báo cáo ghi lại quá trình hoạt động, bảo trì và chức năng tự động gửi cảnh báo

-Lập trình linh hoạt theo nhu cầu của từng tòa nhà, tổ chức và yêu cầu mở rộng

-Nâng cao hoạt động nhờ tích hợp phần mềm và phần cứng của nhiều hệ thống phụ như điều khiển số trực tiếp (DDC-Direct Digital Control), hệ thống báo cháy, an ninh, điều khiển truy nhập hoặc điều khiển ánh sáng

- Điều khiển quản lý hệ thống Chiếu sáng công cộng (Public Lighting)

- Hệ thống cho các tầng lắp đặt thiết bị viễn thông

- Quản lý hệ thống Camera giám sát an ninh: Giám sát an ninh cho phép giám sát, lưu trữ hình ảnh và điều khiển các camera từ máy chủ hệ thống BMS

- Quản lý hệ thống kiểm soát ra vào: giám sát hoạt động truy suất tại các cửa, phânquyền truy nhập, ra lệnh đóng hoặc mở trong tình huống khẩn cấp từ máy chủ hệ thống BMS

- Quản lý hệ thống chống trộm: giám sát và đưa ra tín hiệu cảnh báo trên máy chủ

hệ thống BMS

- Tích hợp hệ thống báo cháy tự động: giám sát và phát tín hiệu cảnh báo trên máy chủ hệ thống BMS khi có sự cố cháy nổ, đồng thời phát tín hiệu cảnh báo qua hệ thống truyền thanh nội bộ PA, điều khiển liên động tới hệ thống điều hòa thông khí hạn chế cháy lan truyền, cắt điện hệ thống điện nguồn và hệ thống chiếu sáng, điều khiển thang máy đảm bảo an toàn và thoát hiểm cứu nạn

- Tích hợp hệ thống chữa cháy tự động: giám sát toàn bộ trạng thái và điều khiển hoạt động của các bơm chữa cháy tự động, mức nước tại các bể chứa nước

- Quản lý hệ thống truyền thanh nội bộ PA: Đưa ra các cảnh báo tự động (khi có sự

cố kỹ thuật hệ thống hoặc xảy ra cháy nổ) bởi các nhân viên kĩ thuật hoặc từ máy chủ

hệ thống BMS khi có sự cố

- Quản lý hệ thống vận hành thang máy (lift, elevator : giám sát trạng thái hoạt )động của thang máy bao gồm nhiệt độ buồng thang, nồng độ Oxy buồng thang, trạngthái hoạt động của động cơ, vị trí thang máy.Điều khiển liên động thang máy khi có sự

cố cháy nổ, điều khiển on/off động cơ thang máy

- Quản lý năng lượng: kiểm soát và lưu trữ các thông số lượng điện năng, nhiệtnăng và lượng nước tiêu thụ

- Điều khiển hệ thống cấp/ thoát nước & xử lý nước thải sinh hoạt

- Điều khiển hệ thống thông tin công cộng (hệ thống âm thanh thông báo, hệ thống màn hình thông báo )

1.3 Các hệ thống kỹ thuật điển hình của BMS

1.3.1. Hệ thống cung cấp điện

Các tòa nhà BMS được xây dựng với mục đích làm văn phòng cho thuê, do vậy yêu cầu hệ thống điện phải đảm bảo chất lượng và liên tục Ngoài nguồn cung cấp điện chính đến từ điện lưới, tòa nhà phải có máy phát dự phòng 100% với thời gian ngừng cung cấp điện là ngắn nhất

Hệ thống BMS sẽ cung cấp các chức năng điều khiển mức vùng cho các chức năng sau:

1 Bất kỳ thay đổi nào về trạng thái của bộ chuyển mạch điều khiển cần phải được phát hiện

2 Bộ chuyển mạch điều khiển sẽ cung cấp trạng thái là đang làm việc hay không

3 Giám sát các modul điều khiển của tất cả hệ thống điều khiển chiếu sáng

Hệ thống sẽ hiển thị chi tiết bên ngoài và các tầng cho thấy trạng thái của tất cả các đèn từng khu vực và mạch điện bộ cảm biến chuyển động, cảm biến mức ánh sáng.1.3.2. Hệ thống chiếu sáng EIB

Hệ thống chiếu sang bao gồm tất cả các thiết bị chiếu sang trong các khu văn hóa, hành lang va xung quanh tòa nhà Hệ thống BMS được thiết kế để quản lí hệ thống chiếu sang với mục tiêu tiét kiệm điện năng tiêu thụ Hệ thống phải có khả năng đóng

ngắt tự động, mỗi khu vực phải có hệ thống cảm biếnvà công tắc để có thể đóng ngắt bằng tay hay tự động Trong mỗi pham vi diện tích thuê, hệ thống đèn cũng có chức năng cắt tự động hay đóng cắt bằng tay Ngoài ra sau giờ làm việc, hệ thống chiếu sang hành lang cũng có chế độ tự động bật/ngắt nhờ hệ thống cảm biến di chuyển

1 Yêu cầu của người dùng cần có ánh sáng ngay

2 Yêu cầu của người dùng cần lên lịch trình cho việc chiếu sáng

3 Hệ thống cho phép bật tắt hoặc đặt cấu hình để điều khiển cho các bóng cố định

từ máy tính điều khiển trung tâm hay hệ thống các nút công tắc hiện trường

Hệ thống BMS sẽ bao gồm các chức năng điều khiển mức vùng như sau

1 Ánh sáng có thể được bật lên hoặc tắt đi ở một vùng xác định

2 Bộ chuyển mạch điều khiển sẽ đưa ra các trạng thái, cho phép hiển thị là chuyển mạch hoạt động tốt hay là không

3 Giám sát trạng thái tắt bật hiện tại và phần trăm hoặc là mức độ mờ của ánhsáng đèn

4 Bỏ qua hệ thống điều khiển của phòng và đặt sẵn chế độ bật tắt cho các bóng đèn

5 Có khả năng đặt lại cấu hình cho hệ thống điều khiển chiếu sáng để thay đổi bộ chuyển mạch chính hoặc bộ chuyển mạch phụ cho các vùng chiếu sáng mà đang được chuyển mạch bởi các công tắc trong phòng

6 Giám sát tất cả các modul điều khiển của hệ thống điều khiển chiếu sáng Hệ thống sẽ cung cấp việc hiển thị đồ hoạ toàn phần cho phần ngoại thất, và cho mỗi tầng

sẽ hiển thị trạng thái của các vùng chiếu sáng, các mạch điện, các bộ phát hiện chuyển động, các bộ cảm biến mức độ sáng

1.3.3. Hệ thống thông gió và điều hòa không khí (HVAC)

Hệ thống BMS sẽ điều khiển và/hoặc giám sát tối thiểu là:

1 Các máy lạnh trung tâm

2 Điều chuyển không khí

3 Chỉnh lượng không khí

4 Quạt khí thải/ khí tươi

5 Nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời

6 Nhiệt độ và độ ẩm phòng

7 Thời gian hoạt động của tất cả các khối

8 Các thông số môi trường khác

Hệ thống điều khiển này sẽ giao tiếp với thiết bị điều khiển chung của hệ thống điều hòa với các thủ tục mở như BACNet, MODBUS, LNS, P2 hoặc theo chuẩn của chính nhà sản xuất Hệ thống BMS sẽ giám sát và điều khiển các thông qua các thiết bị điều khiển này và cung cấp ít nhất là các tính năng sau:

1 Tình trạng của các thiết bị

2 Công suất hệ thống

3 Các mức quá nhiệt của hệ thống

4 Mức quá tải của hệ thống

5 Giám sát các trạng thái hoạt động

6 Thời gian hoạt động của tất cả hệ thống hoặc cục bộ

7 Tính toán hoạt động với hiệu suất cao nhất

*Hệ thống thông gió

Bao gồm các quạt thông gió được điều khiển bởi các bộ điều khiển tốc độ VSD hoạt động đẩm bảo đủ cấp gió tươi cho khu vực văn phòng, hành lang chung cũng như các sảnh thang máy Ngoài ra hệ thống còn có một số quạt có công suất lớn duy trì áp suất bên trong cầu thang, đảm bảo chênh áp giữa bển trong cầu thang bộ và bên ngoài

để khói sẽ không vào khu vực cầu thang bộ trong trường hợp có hỏa hoạn trong mỗi đường ống chính của hệ thống thông gió có lắp đặt các Damper hoạt động bằng cơ cấu coe khí và tự độn đóng lại khi có nhiệt độ bên trong đường ống tăng lên đến 70˚C Hệ thống thông gió sẽ ngừng hoạt động khi có tín hiệu báo cháy bên trong tòa nhà Đối với hệ thống cấp gió tươi cho hệ thống lạnh trung tâm, hệ thống sẽ tự điều chỉnh lưu lượng gió tươi thông qua các cảm biến khí CO2 đặt tại mỗi phòng AHU Trong trường hợp, lượng khí CO2 tại tầng đó vượt quá giớ hạn cho phép thì tín hiệu được truyền đi để mở VAV cung cấp trực tiếp gió tươi đến AHU đó

Khi có quá nhiều VAV cấp gió tươi được mở, áp suất khí tươi bên trong đường ống chính bị giảm xuống dưới áp suất đặt BMS điều khiển để tăng tốc độ quạt cấp gió tưới cho hệ thống Áp suất, nhiệt độ và các chế độ hoạt động cùa hệ thống thông gió luôn

được ám sát Lượng CO2tại mỗi tầng luôn được giám sát bởi người vân hành.

1.3.4. Hệ thống báo cháy và chữa cháy

1.3.4.1 Hệ thống báo cháy

Hệ thống báo cháy sẽ là hệ thống thông minh với các phần điều khiển của riêng nó

Hệ thống này sẽ giao tiếp với hệ thống BMS thông qua một cổng giao tiếp thông minh Cổng giao tiếp này sẽ đưa ra giao diện RS232 hay RS485 và nhà thầu phụ của hệ thống BMS sẽ đưa ra thủ tục giao tiếp riêng tiêu chuẩn Thủ tục này có thể là mức thấp Nhưng những chi tiết về định dạng gói thông tin phải được cung cấp cho bên làm BMS Thủ tục giao tiếp của hệ thống và định dạng các thông điệp sẽ được cung cấp cho bên làm hệ thống BMS Thông qua cổng giao tiếp (gateway), tối thiểu là các dòng thông tin sau sẽ được cung cấp:

1 Trạng thái của tất cả các bộ bơm phục vụ cứu hoả

2 Mức nước trong các bể chứa nước cứu hoả

3 Giám sát áp lực nước trong các bình chứa chính của hệ thống cứu hoả

4 Có thể truy cập đến tất cả các bộ cảnh báo

5 Trạng thái của bảng điều khiển

Hệ thống BMS sẽ cung cấp sơ đồ bố trí và sơ đồ chức năng hoạt động của các dịch

vụ cứu hoả Sơ đồ sẽ được mô phỏng động để chỉ ra trạng thái của các thiết bị và sự vận hành của hệ thống

1.3.4.2 Hệ thống chữa cháy

Hệ thống chữa cháy bao gồm các bể nước phục vụ chữa cháy lớn, hệ thống bao gồm các thiết bị phục vụ chữa cháy như: hệ thống phun tự động Sprinkler, hệ thống chữa cháy vách tường, hệ thống vòi phun chữa cháy Tại mỗi tầng sẽ có mõi cụm alarm valve có thể giám sát trạng thái và dòng chảy tại mỗi tầng Trong trường hợp các sprinkler của tầng bị vỡ do nhiệt độ vượt quá 680ºC hoặc do yếu tố cơ học, hệ thống sẽ báo động cho toàn bộ tòa nhà Ngoài ra, trạng thái hoạt động của tất cả các bơm cung cấp nước cho hệ thống chữa cháy đều được giám sát bằng mắt Thông qua người vận hành để biết hoạt động của hệ thống

Tình trạng hoạt động của các bể nước chữa cháy luôn được kiểm soat theo các trạng thái: thấp, trung bình và cao Hệ thống BMS sẽ phát tín hiệu cảnh báo khi các bể chứa

không ở mức cao và sẽ phát tín hiệu báo động khi bể nước ở mức thấp Các thông số nhiệt độ và áp suất của hệ thống chữa cháy luôn được giám sát bởi người vận hành Tất

cả các trạng thái hoạt động các bơm chữa cháy và cấp nước luôn được kiểm soat và có thể đóng ngắt từ xa

Hệ thống chữa cháy tự động được giám sát qua tình trạng cũng như lưu lượng nước

đi qua tại vị trí mỗi tầng thông qua các flow switch Toàn bộ các thiết bị được kết nối với các DDC tại các tầng tương ứng

BMS sẽ điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ thống, trong trường hợp có cháy hệ thống ngay lập tức khởi động các bơm của hệ thống chữa cháy và sẵn sang chạy ở trạng thái chờ, hệ thống sprinkler, chữa cháy bằng vòi, chữa cháy bằng cuộn vải.BMS giám sát trạng thái các flow switch tại mỗi tầng để xác định khu vực đang có cháy hoạt động Thông qua bộ kiểm tra lưu lượng đặt tại mỗi tầng, người vận hành có thể biết được phạm vi đám cháy mà có phương án xử lí sự cố một cách phù hợp Trong trường hợp có cháy lớn, hệ thống có chức năng quay số trực tiếp đến trung tâm chữa cháy của cảnh sát PCCC khu vực quản lí trực tiếp của tòa nhà

1.3.5. Hệ thống thang máy

Gần đây, hệ thống thang máy đã trở thành một hệ thống quan trọng và hệ thống này thường đi kèm với một phần mềm trên máy PC để giám sát và điều khiển Thêm nữa,

hệ thống này cũng sẽ cung cấp một cơ chế giao tiếp để cho các nhà tích hợp bên thứ 3

ví dụ như BMS để Truy nhập và lấy thông tin Một giao tiếp mức cao sẽ được cung cấp cho hệ thống điều khiển thang máy và thang trung tâm Thông qua giao diện này, hệ thống BMS sẽ có thể giám sát và điều khiển các thông tin liên quan đến thang máy và cũng giao tiếp với hệ thống thông báo, hệ thống nhắn tin, và màn hình hiển thị của thang máy Toà nhà sẽ trang bị nơi đặt hệ thống, rack, kết nối mạng và các hạng mục liên quan cần thiết cho cổng giao tiếp với hệ thống thang máy Các nhà cung cấp thang máy thường cung cấp các hệ thống thang máy với các giao thức như OPC, BACNet, MODBUS, LNS, P2 hoặc đơn giản hơn là TCP/IP Hệ thống thang máy của các nhà cung cấp lớn như Schindler, Ryoden, Mitsubishi… hỗ trợ giao thức TCP/IP

Mỗi một hệ thống thang máy sẽ cung cấp các chức năng sau để có thể dùng BMS điều khiển chúng (thông qua cổng giao tiếp của BMS):

1 Tất cả các điểm kiểm tra trạng thái của thang máy và các điểm cảnh báo sẽ được giám sát

2 Vị trí của mỗi thang sẽ được chỉ ra và có thể đặt được

3 Hiển thị Trạng thái hoạt động của thang máy

4 Các thông báo bằng hình ảnh đang hiển thị hoặc được lên lịch trình hiển thị cũng

sẽ xem được bằng hệ thống BMS

5 Các bản thông báo bằng hình ảnh cho mỗi hay cả một nhóm thang sẽ thể thiết lập

và được đưa vào ngay lập tức hoặc lên lịch để đưa vào hiển thị

6 Hiển thị Tầng nghỉ của thang máy

7 Hướng đi của thang máy

8 Giám sát được trạng thái dừng khẩn cấp của thang máy

9 Giám sát trạng thái của các cảnh báo của thang máy.Các cảnh báo chung của hệ thống thang máy sẽ không cần phải đưa ra Hệ thống BMS sẽ nhận các thông tin cảnh báo và trạng thái chi tiết của hệ thống

Hệ thống BMS sẽ cung cấp màn hình đồ hoạ mô phỏng động để chỉ ra các chuyển động và trạng thái của tất cả thang máy

1.3.6. Hệ thống thông tin liên lạc và thông báo công cộng

1.3.6.1 Hệ thống liên lạc nội bộ-intercom

Hệ thống liên lạc nội bộ được thiết kế để đáp ứng nhu cầu thông tin liên lạc nội bộ

và phục vụ nhu cầu thông tin trong các trường hợp khẩn cấp Hệ thống Intercom được thiết kế bao gồm một tổng đài nội bộ phân vùng cho toần bộ tòa nhà thông qua các máy nhánhđược lắp đặt tại các vị trí quan trọng bên trong tòa nhà Hệ thống này đảm bảo giữ thông tin giửa ung tâm điều khiển của tòa nhà đến các vị trí quan trọng khác trnhư các phòng AHU, các hành lang chữa cháy, các phòng kỹ thuật, các phòng cung cấp điện cao thế, hạ thế và phòng máy phát

1.3.6.2 Hệ thống âm thanh công cộng-PA

Hệ thống được bao gồm các bộ khuyếch đại, và loa đặt tại các vị trí cần thiết trong tòa nhà Hệ thống âm thanh được phân thành nhiều khu vực trong mỗi tầng bao gồm phân vùngcho hành lang, khu nhà vệ sinh, khu vực các phòng kĩ thuật Người vận hành

có thể gửi thông báo đến từng khu vực riêng biệt hay cho toàn bộ hệ thống

Trong trường hợp có sự cố, hệ thống được kích hoạt và toàn bộ hệ thống loa của tất

cả các khu vực trong tòa nhà sẽ hoạt động Thông tin cần cung cấp đến các văn phòng trong trường hợp có cháy sẽ tự động kích hoạt để hướng dẫn nhân viên làm việc trong tòa nhà di tản một cách hiệu quả nhất

1.3.6.3 Hệ thống điện thoại –internet

Hệ thống điện thoại phải đảm bảo thông suốt, chất lượng cao cũng như khả năng dự phòngcủa hệ thống trong trường hợp có sự cố Hệ thống bao gồm tổng đài và các kênh thuê riêngcủa nhà cung cấp VNPT đảm bảo dung lượng thông tin cho toàn bộ ngôi nhà Ngoài ra ngôi nhà cũng được cung cấp dịch vụ ADSL và dịch vụ đường truyền tốc độ cao của VDC, VNPT và PFTP

1.3.7. Hệ thống cấp thoát nước

BMS sẽ thực hiện chức năng giám sát toàn bộ hệ thống cung cấp nước cho tòa nhà Tại mọi thời điểm, trạng thái của các bể nước được giám sát qua các mức nước chứa: mức cao, mức trung bình và mức thấp Mỗi một khu vực hệ thống phải có bộ báo lưu lượng nước để hệ thống giám sát và thực hiện chức năng đóng cắt từ xa để tiết kiệm năng lượng thông qua các cơ cấu chấp hành Ngoài ra trạng thái hoạt động của các bơm cấp nước cũng phải được giám sát và điều khiển bởi hệ thống BMS

1.3.8. Hệ thống CAMERA giám sát

Các toà nhà BMS có trang bị các máy Camera.tại phòng điều khiển trung tâm, người vận hành có thể quan sát thu nhận hình ảnh tại hiện trường.Khi có tín hiệu cảnh báo khu vực đột nhập, Operator xem hình ảnh tại hiện trường thông qua màn hình.Hệ thống có chức năng lưu giữ dữ liệu trong vòng 480 giờ trước khi dữ liệu được ghi đè lên để phục vụ công tác an ninh của tòa nhà

1.4 Hệ thống BMS trên thị trường hiện nay

Hiện tại các hãng tự động hóa lớn đều có giải pháp BMS của mình:

+ Advantech – Đài loan,

+ Point Sys – Pháp

1.5 Giải pháp tự động hóa tòa nhà APPOGEE của hãng SIEMENS

Hệ thống BMS là một hệ thống hiện đại nhằm quản lý một tòa nhà để thu được nhiều lợi ích.BMS là một hệ thống vô cùng rộng lớn,do đó trên phương diện bó hẹp của bài luận văn em chỉ đi sâu nghiên cứu một giải pháp ứng dụng.HVAC là khởi đầu của hệ thống BMS và cũng chiếm phần lớn trong việc tiêu thụ điện năng của giải pháp BMS.Do đó em sẽ chọn hệ thống HVAC để tập trung chuyên sâu.Trong quá trình làm luận văn em có cơ hội được đi làm tại công ty trách nhiệm hữu hạn NIỀM TIN NTC Công ty chuyên về thiết kế và lắp đặt hệ thống BMS của hãng SIEMENS Sau đây là giải pháp tự động hóa tòa nhà APPOGEE của hãng SIEMENS

BMS: Building Management System là một hệ thống điều khiển và giám sát kỹ thuật Hệ thống này có giải pháp mang tính tổng thể cao trong điều khiển và giám sát các hệ thống kỹ thuật của toà nhà

Hệ thống BMS thực hiện tốt nhất các nhiệm vụ điều khiển vận hành hệ thống là môi trường thu nhận, quản lý toàn bộ các thông số kỹ thuật của thiết bị của các hệ thống kết nối tới Thông qua trao đổi thông tin, BMS điều khiển vận hành các thiết bị chấp hành hoạt động của từng hệ thống kỹ thuật khác nhau hoạt động theo yêu cầu của người quản lý, đảm bảo các yếu tố kỹ thuật cũng như các yếu tố an toàn, an ninh…

Hệ thống BMS là một hệ thống mở, có khả năng kết nối với các hệ thống khác thông qua các chuẩn giao tiếp quốc tế thông dụng nhất hiện nay như: Lonwork, Bacnet, Modbus RS485, P2,…

Hình 1.4 Cấu trúc hệ thống mạng điều khiển hệ thống tòa nhà BMS

Hệ thống BMS dựa trên nền tảng của hệ điều khiển phân tán Distributed Control

System - DCS, phần mềm điều khiển đóng vai trò giao diện người máy HMI giữa máy tính điều khiển với các bộ điều khiển kỹ thuật số Hệ thống sẽ hoạt động ổn định tại các thiết bị điều khiển số DDC cho dù có các gián đoạn truyền thông trong mạng điều khiển hay có sự cố đối với các máy tính điều khiển của hệ thống mạng tại cấp quản lý điều khiển tại phòng điều khiển trung tâm Hệ thống quản lý tòa nhà BMS được chia thành 3 cấp độc lập: cấp quản lý, cấp điều khiển và cấp trường Các cấp điều khiển được phân biệt rõ ràng về cấu trúc phần cứng và phần mềm

1.5.1. Giải pháp về cấp quản lý BMS

1.5.1.1 Giải pháp về phần mềm điều khiển, quản lý trung tâm BMS

Phần mềm quản BMS cung cấp một giao diện quản lý và điều khiển toàn bộ hệ thống tòa nhà một cách dễ dàng, nâng cao hiệu suất quản lý đồng thời dễ dàng truy cập thông tin về các hệ thống Cùng với phần mềm quản lý BMS, người vận hành hệ thống

- Thu thâp, xem và phân tích các thông tin của tòa nhà

- Kết nối cùng với các máy trạm khác và các hệ thống quản lý tập trung thông qua giao thức mở

- Đưa ra các quyết định quản lý thông tin và khả năng báo cáo

- Lưu trữ và truy xuất thông tin lâu dài

- Hệ thống có khả năng chỉnh sửa và sửa chữa toàn bộ dữ liệu hệ thống khi cầnMục đích:

Phần mềm quản lý BMS cung cấp một giao diện thiết kế tối ưu, giúp người dùng có thể dễ dàng điều khiên hệ thống thông qua các câu lệnh

Tiện ích:

Phần mềm quản lý BMS giúp người dùng có thể nhanh chóng và dễ dàng truy cập các ứng dụng của hệ thống từ trạm vận hành Thêm vào đó, người sử dụng có thể thực thi và trao đổi thông tin của toàn bộ ứng dụng thông qua công cụ “ kéo và thả”, điều

này giúp tăng năng suất quản lý

Tính linh hoạt:

Phần mềm quản lý BMS hỗ trợ một loạt các giao thức mở phổ biến, như : Ethernet, BACnet/IP, P2, Lonwork… trên nền Ethernet, RS 485 và các kết nối thoại chuyên - dụng khác

Mỗi một máy trạm điều khiển có khả năng quản lý lên tới 64 mạng cấp điều khiển,

và mỗi mạng điều khiển này có thể quản lý lên tới 100 nốt

Ngoài ra mỗi mãy trạm có khả năng quản lý lên tới 4 mạng chuyên dụng cấp điều khiển thông qua chuẩn RS 485, quản lý lên tới 8 mô đem quay số tự động.-

Kết nối mạng:

Kết nối các máy trạm điều khiển thông qua các giao thức BACnet/IP, TCP/IP Ethernet… , giúp cho hoạt động của toàn bộ hệ thống có thể thông suất tại bật cứ vị trí của máy trạm điều khiển nào

Môi trường hệ thống mở:

Phần mềm BMS hỗ trợ các giao thức mở phổ biến như BACnet, Lonwork, P2, …,

có thể kết nối cùng với cả máy trạm và thiết bị thứ 3, và các hệ thống khác; cho phép các chức năng như: giám sát, điều khiển các đối tượng, lập lịch, phục hôi dữ liệu, nhận các thông tin cành báo từ thiết bị, ghi dữ liệu

Ứng Dụng:

Bảo mật hệ thống:

Với chức năng bảo mật hệ thống, phần mềm BMS cho phép phân cấp người quản lý truy cập vào các ứng dụng khác nhau của hệ thống BMS từ máy trạm điều khiển Nhằm ngăn chặn những cá nhân không phải là người được quyền điều hành hệ thống nào đó Lấy ví dụ: như người điều hành có thể chỉnh sửa một sự kiện đã lập lịch, nhưng lại không chỉnh sửa được các điểm làm việc của hệ thống Mỗi một ứng dụng đều có phân cấp truy cập với người điều hành về khả năng: xem thông tin, chỉnh sửa và ra lênh điều khiển Người điều hành hệ thống được cấp phép mọi đặc quyền thì có khả năng truy cập tới toàn bộ ứng dựng, cũng như với các thiets bị đầu cuối (bao gồm máy điều khiển trạm, cũng như các thiết bị điều khiển) Nhờ chức năng này mà người quản

lý hệ thống, có thể cấp các quyền điều khiển tương ứng cho người cấp dưới khi cần

- Lập Account người sử dụng dựa trên các Account của Window, cho phép phân cấp các tài khoản truy cập vào hệ thống đảm bảo an ninh

- Cấp khả năng truy cập vào các ứng dụng (bao gồm các khả năng: xem thông tin, chỉnh sửa và ra lệnh) cho từng tài khoản sử dụng

- Mỗi tài khoản truy cập vào hệ thống có mật khẩu riêng và bí mật

- Phần mềm BMS tự động ghi lại các thông tin, thời gian, tài khoản người sử dụng khi truy cập vào hệ thống vào nhật ký

Hình 1.5 Thiết lập User acount

Phân quyền theo chức năng thiết lập số lượng các chức năng mà user đươc can thiệp ở mức độ khác nhau: Read only, Command, Configure/Edit hoặc Not Allow

Hình 1.6 Phân quyền theo chức năng

Xác định và quản lý báo động:

Với chức năng quản lý báo động, người điều khiển có thể nhận biết thông tin khi có

sự một sự cố nào xảy ra Đồng thời có thể khắc phục sự cố đó mà không làm ảnh hưởng tới các hệ thống khác Với chức năng quản lý báo động, giúp người vận hành có thể xác định được nguyên nhân và vị trí xảy ra lỗi Các đặc trưng của quản lý báo động bao gồm:

- Alarm Summary: đưa ra một danh sách các trạng thái cũng như cảnh của các điểm lạm viêc tại thời điểm hiện tại

- Phân cấp cảnh báo: phân thành 6 cấp cảnh báo khác nhau thông qua chỉ thị bằng

mã màu sắc

- Lưu chữ các âm thanh cảnh báo dưới dạng file wav

- Tăng cường báo động định tuyến.

- Có khả năng xem lại các cảnh báo trong quá khứ

- Đính kèm một bản ghi nhớ cho các bản ghi cảnh báo

- Các tin nhắn cụ thể cho mỗi báo động

Hình 1.7 Cửa sổ Alarm Status

*Lập thời gian biểu:

Phần mềm BMS với chức năng lập lịch dễ dàng, dễ sử dụng, cho phép người vận hành hệ thống có thể tạo ra các thời gian biều về hoạt động cho các hệ thống

Chức năng lập thời gian biểu bao gồm: lập theo tuần cùng với các ngày bình thường, các ngày đặc biệt, các ngày có sự kiện đặc biệt, và các ngày nghỉ lễ Sự linh hoạt này cho phép lập thời gian biểu tối ưu theo từng năm

Chức năng lập lịch thể hiện qua dưới 3 dạng:

- Zone schedule và Event schedule cho các thao tác lệnh đóng mở

- Trending schedule: thu thập dữ liệu từ các PXC về máy tính

- Report schedule: Tự thực hiện các report: in ra, xuất ra màn hình hoặc tạo file.Chức năng lập lịch còn cho phép overrides kế hoạch của một ngày bất kỳ mà không phải thay đổi kế hoạch chung

Hình 1.8 Cửa sổ Schedule

Report builder: tạo các report theo nhiều dạng có thể được tạo để kiểm soát hệ thống và database

Hình 1.9 Cửa sổ report builder

Report Viewer: xem các report được tạo hoặc lưu trong bộ nhớ

Hình 1.10 Cửa sổ report viewer

Tạo và chỉnh sửa giao diện đồ họa:

Sử dụng giao diện Micrografx Designer, một gói phần mềm giao diện chạy trên nền Microsoft Windows, giúp người sử dụng dễ dàng tạo và chỉnh sửa Chương trình thiết

kế sử dung các công cụ thiết kế đơn giản như: vẽ tay, hộp, đường tròn, vòng cung, e líp… Các chữ viết miểu ta cả thể được cản chỉnh kích cớ, loại phông chữ, màu sắc Với thiết kế mảng rộng của bảng màu, các nhà điều hành có thể chọn các màu tiêu chuẩn, hoặc tùy chỉnh màu sắc Chương trình thiết kế hỗ trợ một thư viện đặc trưng về các ký hiêu của các thiết bị quản lý trong tòa nhà, đặc biệt là các ký hiệu về thiết bị của hệ thống HVAC, như: quạt, nhiệt độ, Chiller, FCU, AHU, các cảm biến…Người thiết kế cũng có thể sử dụng các hình ảnh bên ngoài, hoặc các bản vẽ Autocad…

Hình 1.11 Cửa sổ graphic

Thư viện tài liệu điện tử

Thư viện tài liệu điện tử sẵn có gồm các tài liệu được công bố, Các tài liệu trên địa chỉ mạng online, các tài liệu bản in, các hướng dẫn đào tạo sẽ giúp người dùng có thể xem lại thuận tiện Những tài liệu này chi tiết đến từng bước với từng ứng dụng và rất đầy đủ cho phép bạn định hướng và xem lại nhanh nhất

Cấu hình và Duy trì hệ thống:

Chức năng Backup của phần mềm BMS cung cấp những khả năng sau:

+ Sao lưu và phục hồi cơ sở dữ liệu

+ Lịch trình sao lưu định kỳ

+ Xóa những bản sao lưu không muốn nhằm là trống không gian ổ đĩa

+ Tiện ích System Profile (thông tin hệ thống) cung cấp cho bạn đồ, điều khiển toàn

hệ thống để xác định, cấu hình và duy trì toàn bộ hệ thống điều khiển tòa nhà

Hình 1.12 Cửa sổ System Profile

Khả năng báo cáo Thông tin Khả năng báo cáo thông tin của phần mềm BMS mở rộng nhiều để cung cấp cho người sử dụng không chỉ thông tin, mà còn là cái nhìn sâu sắc về hệ thống tòa nhà của

họ Thiết lập các báo cáo giản thể chuẩn theo đó người dùng không phải quan tâm đến những phức tạp của các hệ thống điều khiển tòa nhà mà vẫn nắm được thông tin là cần thiết Gói phần mềm BMS sẵn có hơn 60 mẫu báo cáo Khi thiết lập một báo cáo, nó có thể được thiết lập theo năm và chạy thường xuyên đáp ứng các yêu cầu được đặt ra Các báo cáo cũng có thể được lập lịch để in, để lưu lại thành các file, hoặc/ và lựa chọn gửi thư điện tử đến cá nhân cụ thể Vì thế lập lịch báo cáo xong, người dùng có thể đi

xa mà vân tự tin rằng có không bỏ lỡ các báo cáo chứa đựng những thông tin quan trọng

Đồ họa động:

Hiển thị thông tin điểm và cập nhật về đồ họa trên màn hình máy tính Đồ họa có thể được liên kết theo cấu trúc logic sao cho biểu đạt được thông tin ý nghĩa nhất đối

với người vận hành, cho phép các nhà vận hành định hướng từ việc lên kế hoạch các tầng của tòa nhà liên kết các AHU chỉ mất vài giây Đồ họa có thể được truy cập trực tiếp theo tên hoặc tập điểm từ một cửa xổ màn hình ứng dụng khác như cửa xổ báo động hay cửa xổ Trend Plot (cửa xổ thu thập thông tin) Hoạt hình đồ họa cho phép bạn xác định chuyển động trực quan của việc điều khiển dựa trên giá trị của điểm Các giá trị điểm có thể được xem và điều khiển từ mỗi đồ họa Thanh Analog có thể được dùng

để theo dõi và kiểm soát các giá trị tương tự như giá trị đặt hay áp suất không khí tĩnh Giới hạn cao/thấp cũng được hiển thị theo tỉ lệ Đồ họa có thể được liên kết đến các tài liệu hoặc ứng dụng có liên quan Đồ họa có thể được tạo ra và tùy chỉnh cho phù hợp

với nhu cầu của bất kỳ nhà điều hành nào

1.5.1.2 Giải pháp về phần cứng thiết bị điều khiển quản lý trung tâm

Hệ thống sử dụng một máy tính quản lý trung tâm và hai máy trạm nhận và điều - khiển thông tin từ máy tính trung tâm Các máy tính điều khiển trung tâm thu nhận và

xử lý thông tin từ các hệ thống và thực hiện vận hành điều khiển các hệ thống 1.5.2. Giải pháp về thiết bị cấp điều khiển

Bộ điều khiển kỹ thuật số DDC thực hiện chức năng thu thập thông tin từ cấp trường, trực tiếp điều khiển các thiết bị cấp trường Bộ điều khiển DDC có chức năng tạo mạng, kết nối với cấp quản lý BMS thông qua các giao thức truyền thông phổ biến như Ethernet, Bacnet/IP, P2,… Bộ điều khiển DDC có thể vận hành độc lập hoặc thành

1 mạng nhiều thiết bị để thực hiện những chức năng điều khiển phức tạp, giám sát và quản lí năng lượng Bộ điều khiển DDC của SIEMENS thường được sử dụng là các bộ như PXC-compact, MBC, MEC

1.5.2.1 Bộ điều khiển MBC

Bộ điều khiển có cấu trúc module

Hình 1.13 Bộ điều khiển MBC

Tính năng

Các cấu kiện phần cứng dạng modun để phù hợp thiết bị với các yêu cầu điều khiển ban đầu, nhưng vẫn đảm bảo mở rộng trong tương lai Thiết kế dạng modun giúp lắp đặt và sửa chữa dễ dàng Các ô trong suốt trên mặt tủ máy cho phép xem các đèn LED trạng thái và thay đổi vị trí các công tắc Nền tảng tích hợp để liên lạc và kết nối với các hệ thống và thiết bị khác Trình tự chương trình được kiểm nghiệm để phù hợp các ứng dụng điều khiển thiết bị Thuật toán chỉnh định tham số theo vòng cho bộ điều khiển tỉ lệ vi tích phân (PID) để điều khiển Sưởi-Thông gió-Điều hòa không khí (HVAC) để hạn chế tối thiểu dao động và đảm bảo điều khiển chính xác Các ứng dụng quản lý năng lượng và chương trình DDC tích hợp sẵn để quản lý hoàn toàn các thiết

bị Quản lý cảnh báo, thu thập khuynh hướng dữ liệu lịch sử, các chức năng điều khiển

và giám sát của quản trị viên Hỗ trợ liên lạc ngang hàng trên mạng 10/100 Base-T TCP/IP theo tiêu chuẩn ngành

1.5.2.2 Bộ điều khiển MEC

Hình 1.14 Bộ điều khiển MEC

Mô tả

Các bộ điều khiển thiết bị thiết kế dạng modun mạnh bao gồm các thiết bị mở rộng điểm và các panel hiện trường là một phần không thể tách rời của Hệ thống Tự động hóa APOGEE® Đây là csac bộ điều khiển giám sát thiết bị Điều khiển Kỹ thuật số Trực tiếp (DDC) thiết kế dạng modun, tính năng cao Các thiết bị này có thể hoạt động riêng lẻ hoặc nối mạng để thực hiện việc điều khiển, giám sát phức tạp và các chức năng quản lý năng lượng mà không cần phụ thuộc vào bộ xử lý cấp cao hơn Các thiết

bị điêù khiển liên lạc với các panel hoặc máy trạm ở hiện trường trên mạng ngang hàng Cấp độ Tòa nhà (BLN) hoặc được kết nối từ xa (tuỳ chọn) vào máy tính trung tâm Mạng BLN có thể có giao thức P2 hoặc giao thức TCP/IP tuỳ chọn Thiết bị điều khiển

có thể (tuỳ chọn) cung cấp việc giám sát và điều khiển trung tâm tới các thiết bị thuộc mạng phân tán Cấp độ Tầng (FLN) Mạng FLN có thể có giao thức P1 hoặc LonTalk®

1.5.2.3 Bộ điều khiển PXC-compact

+ Tạo mạng P2 trên nền RS485.

- Với việc ghép thêm một module là module mở rộng (Expansion Module), bộ điều khiển PXC có thể tạo ra 1 mạng cấp trường FLN (Field level network) RS485 để giao tiếp với các thiết bị điều khiển cấp trường Đồng thời qua đó có thể mở rộng số modun I/O vào ra

- Người vận hành có thể lập các chương trình điều khiển rồi truyền tải qua mạng Ethernet TCP/IP từ các máy điều khiển trung tâm tới các bộ điều khiển PXC, mạng truyền thông quản lý tòa nhà cho phép truyền tải online các chương trình điều khiển tới các thiết bị điều khiển mà không cần phải ngừng các chương trình vận hành điều khiển hay làm gián đoạn các hoạt động của các thiết bị trong tòa nhà

- Các bộ điểu khiến PXC cho phép người quản lý truy nhập bằng các máy tính cá nhân của các nhân viên vận hành điều khiển, thực hiện việc sửa đổi chương trình làm việc của thiết bị, việc lập trình, cấu hình tại chỗ Đồng thời bộ vi xử lý của PXC đã được cài đặt sẵn các chương trình ứng dụng nhúng giúp cho người vận hành lập các chương trình điều khiển cho thiết bị trên các ứng dụng điều khiển máy tính của hệ điều hành Microsoft Window

- Các PXC là bộ điều khiển có tính độc lập cao: khi hệ thống mạng từ server đến

có sự cố thì các bộ điều khiển này có khả năng thực hiện các chương trình điều khiển thiết bị nhờ vào bộ nhớ RAM

- Để thực hiện việc kết nối tích hợp các hệ thống kỹ thuật, các thiết bị điều khiển với các giao thức khác nhau, các PXC có khả năng lắp các bộ vi xử lý tích hợp có giao thức tương thích Bacnet, Lonmark, Modbus,… để thực hiện việc truyền nhận thông tin với các hệ thống cấp cao khác Các thông tin này được gửi tới các máy tính điều khiển trung tâm thông qua mạng quản lý tòa nhà và có thể hiển thị trên màn hình của các máy tính trạm vận hành qua các giao diện đồ hoạ

- Khi có sự cố về nguồn cung cấp, các bộ điều khiển PXC sẽ tự động lưu giữ các thông tin liên quan tới các quá trình vận hành điều khiển, các tham số này được lưu giữ tại PXC trong thời gian do người vận hành chỉnh đảm bảo các yêu cầu về lưu trữ dữ liệu đặt ra

- Bộ điều khiển PXC compact có bộ nhớ từ 24MB trở lên được xây dựng trên nền

tảng đa nhiệm nhằm tối ưu trong việc thực hiện chương trình và giao tiếp với các thiết

bị điều khiển khác Trong quá trình hoạt động PXC compact sẽ thực hiện quét các cổng vào ra, tối ưu các tham số điều khiển và quản lí các yêu cầu của người vận hành theo từng giây

- Bộ điều khiển PXC compact cung cấp sẵn các cổng I/O vào ra Bao gồm 3 loại: -

+ PXC 16: cung cấp 16 điểm vào ra Gồm: 3DO, 3AO, 2 DI, 8 I/O có thể được cấu hình tùy chọn bằng phần mềm

Các thông số kĩ thuật I/O của PCX

+ UI (Universal inputs ): chấp nhận các dạng tín hiệu sau:

- Cảm biến tĩnh (điện trở) : Ni 1000 , Pt 1000 ,T1

- Cảm biến động (dạng điện áp) : 0- 10V , 4- 20 mA