Nghiên ứu ứng dụng hệ thống quản lý tòa nhà thông minh ibms

GIỚI THIỆU CHUNG

Tổng quan hệ thống quản lý tòa nhà BMS

Chức năng chính của hệ thống quản lý tòa nhà Buiding Management System (BMS) là tích hợp phân tích và xử lý dữ liệu nhận được từ các hệ thống liên quan từ đó đưa ra phương hướng xử lý và vận hành cho tòa nhà sao cho đạt được mức tối ưu nhất 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

Chúng ta biết rằng trong tòa nhà có nhiều hệ thống kỹ thuật khác nhau, sử dụng công nghệ khác nhau và mức độ tự động hóa khác nhau Vì vậy BMS sẽ tích hợp các hệ thống trên thành một thể thống nhất thông qua mạng truyền thông, các giao thức truyền thông quốc tế như là BACnet, MODbus, LONworks, Profilebus, OPC… Qua đó các hệ thống có thể trao đổi thông tin với nhau và BMS dùng các thông tin này để tối ưu hóa hoạt động của các hệ thống kỹ thuật tòa nhà 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 hệ thống quản lý tòa nhà BMS hoặc trực tiếp tới bộ điều khiển

Mục tiêu của một hệ thống BMS là:

Cung cấp chức năng giám sát và vận hành thời gian thực đối với các thiết bị kỹ thuật trong hệ thống

Cho phép sự quan sát toàn diện và điều khiển đơn giản thông qua giao diện người dùng thân thiện

Quản lý tất cả các điểm dữ liệu

Cung cấp khả năng lưu trữ và hiển thị lại dữ liệu trong quá khứ trong trường hợp người dùng có yêu cầu

Trao đổi dữ liệu với các hệ thống kết nối tới BMS

Máy trạm của hệ thống BMS có thể đặt tại phòng điều khiển trung tâm hoặc tại hiện trường, được kết nối tới hệ thống qua mang LAN Có khả năng kết nối tới nhiều máy trạm trong cùng một thời điểm

Cung cấp khả năng truy cập vào hệ thống từ Internet Explorer bằng user name và mật khẩu Tất cả các hoạt động truy cập đều sẽ được ghi chép lại, và tự động truy xuất khỏi hệ thống sau một thời gian đủ dài không hoạt động.

Lợi ích của việc ứng dụng hệ thống BMS

Ưu điểm lớn nhất của hệ thống BMS là cung cấp cho người dùng một môi trường thoải mái, an toàn và tiện lợi Ngoài ra còn giúp cho chủ sở hữu(người vận hành) tiết kiệm năng lượng, giảm bớt nguồn nhân lực vận hành, đảm bảo các thiết bị hoạt động tốt Việc ứng dụng giải pháp quản lý tích hợp các hệ thống dịch vụ trong tòa nhà mang lại các lợi ích chính sau:

• Đơn giản hóa công việc vận hành: các thủ tục, các chức năng có tính lặp đi lặp lại được chương trình hóa để vận hành tự động

• Rút ngắn được thời gian đào tạo cho nhân viên vận hành: Do có các chỉ dẫn trực tiếp trên màn hình cũng như giao diện người-máy trực quan của tòa nhà Có thể thực hiện nhiều chức năng quản lý hơn nhờ sử dụng nhiều nguồn thông tin

• Giảm chi phí năng lượng: quản lý tập trung việc điều khiển và quản lý năng lượng Dùng các biện pháp như điều khiển và duy trì nhiệt độ được đặt trước hoặc sử dụng khí trời khi cần thiết để giảm tải trong tòa nhà

• Đảm bảo các yêu cầu an toàn: Bằng việc tập trung thông tin toàn bộ các thiết bị về đơn vị xử lý trung tâm có thể dễ dàng xác định trạng thái thiết bị, vận hành và khắc phục sự cố như mất điện, báo khói, báo cháy Nhờ vào hệ thống dữ liệu lưu trữ, chương trình bảo trì bảo dưỡng và hệ thống tự động báo cáo các cảnh báo Phản ứng nhanh với các đòi hỏi của người sử dụng và các sự cố kỹ thuật xảy ra

• Linh hoạt trong việc lập trình theo như cầu, kích thước, tổ chức và các yêu cầu mở rộng

Cải tiến hệ thống vận hành bằng việc tích hợp hệ thống phần mềm và phần cứng của nhiều hệ thống con khác nhau như: báo cháy, an toàn, điều khiển truy nhập hay điều khiển chiếu sáng

Với vòng đời khoảng 40 năm, chi phí đầu tư ban đầu của một tòa nhà hiện đại sẽ trở nên rất nhỏ bé so với tổng chi phí vận hành tòa nhà đó: Chi phí vận hành chiếm khoảng 75% tổng chi phí, trong khi chi phí đầu tư cho thiết kế và xây dựng cơ bản chỉ chiếm 11% [1]

Ngày nay các tòa nhà hiện đại được trang bị nhiều hệ thống dịch vụ đắt tiền nhằm đáp ứng như cầu ngày càng cao của người sử dụng, phải đáp ứng được các yêu cầu:

Việc ứng dụng giải pháp tích hợp cho tòa nhà cho phép tập trung hóa và đơn giản hóa việc giám sát, vận hành và quản lý tòa nhà, cho phép quản lý và giám sát thiết bị trong tòa nhà tốt hơn thông qua dữ liệu lịch sử, các chương trình bảo trì bảo dưỡng, hệ thống cảnh báo, từ đó giảm xác suất lỗi xảy ra trong hệ thống

Hình 1-1: Mô hình hệ thống BMS

Phân cấp hệ thống quản lý và điều khiển

Hệ thống BMS có cấu trúc một hệ thống điều khiển phân tán DCS Hệ thống được phân cấp thành 3 cấp :

Cấp vận hành giám sát và quản lý ( Management Level)

Cấp điều khiển hệ thống ( Control Level)

M Mạ ạn ng g t tr rụ ục c c củ ủa a t tò òa a n nh hà à/ / S St tr ru uc ct tu ur re e C Ca ab bl li in ng g s sy ys st te em m– – B Bu ui il ld di in ng g L LA AN N ( (T TC CP P/ /I IP P) )

Máy in các báo cáo

PA Đồng hồ đo đếm năng lượng

DDC DDC DDC CHIẾU SÁNG

Các thiết bị chính của cấp trường gồm:

Bộ điều khiển thiết bị cấp trường(Terminal Equiment Controller) riêng cho mỗi hệ thống cơ khí như AHU, FCU, VAV…

Van điều khiển điều khiển lưu lượng gió, nước

Bộ đóng cắt động cơ: động cơ cho các van được điều khiển nhịp nhàng nhờ có giao tiếp với các bộ điều khiển số

Hệ thống cảm biến: cảm biến chênh áp, cảm biến nhiệt độ(gió, trong phòng, ngoài trời), cảm biến báo cháy, cảm biến độ ẩm

Các rơ le đóng cắt, các bộ chuyển đổi đo đếm điện năng

Các thiết bị chấp hành

Các bộ điều khiển ở cấp độ khu vực là các bộ điều khiển số trực tiếp (DCC), cung cấp chức năng điều khiển số trực tiếp cho các thiết bị ở từng khu vực Các thiết bị trường này được nối với các bộ điều khiển DCC bằng các tính hiệu dạng DI/DO, AI/AO hoặc kết nối với bộ điều khiển mạng đa năng theo các giao thức chuẩn modbus, RS232…Hệ thống phần mềm quản lý năng lượng cũng được tích hợp trong các bộ điều khiển cấp khu vực

Các bộ điều khiển cấp khu vực sẽ được nối với nhau trên một đường bus, do vậy có thể chia sẻ thông tin cho nhau và với các bộ điều khiển ở cấp điều khiển hệ thống và cấp điều hành, quản lý

Cấp điều khiển hệ thống được trang bị các bộ điều khiển card giao tiếp mạng NAE có khả năng lớn hơn so với các bộ điều khiển ở cấp khu vực về số lượng các điểm vào ra, các vòng điều chỉnh và cả các chương trình điều khiển Các bộ điều khiển hệ thống được tích hợp sẵn các chức năng quản lý, lưu trữ và thường được sử dụng cho các ứng dụng lớn hơn như hệ thống điều hòa trung tâm, hệ thống máy lạnh trung tâm,

Các bộ điều khiển này trực tiếp giao tiếp với thiết bị điều khiển thông qua các cảm biến và cơ cấu chấp hành hoặc gián tiếp thông qua việc kết nối với các bộ điều khiển cấp khu vực Các bộ điều khiển hệ thống có thể hoạt động độc lập trong trường hợp bị mất truyền thông với các trạm vận hành

Giao tiếp giữa cấp điều khiển hệ thống với cấp quản lý và vận hành thông qua chuẩn Ethernet TCP/IP

1.3.3 C ấ p v ậ n hành, giám sát và qu ả n lý

Các trạm vận hành và giám sát chủ yếu giao tiếp với các nhân viên vận hành Các trạm vận hành ở cấp độ này chủ yếu là các máy tính PC

- 01 bộ máy chủ Server và màn hình cho hệ thống BMS Trên máy chủ và máy tính vận hành cài đặt chương trình quản lí tòa nhà và các ứng dụng khác Máy chủ làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các DDC lên hệ thống BMS và chia sẻ dữ liệu với các máy trạm các hệ thống khác

- 01 bộ máy tính vận hành và màn hình cho máy trạm của hệ thống BMS Với các giao diện đồ họa, người vận hành có thể theo dõi và điều khiển các thiết bị của tòa nhà ngay trực tiếp từ phòng điều khiển trung tâm

Một trạm vận hành thường bao gồm các gói phần mềm ứng dụng sau:

An toàn hệ thống: Giới hạn quyền truy cập và vận hành đối với từng cá nhân

Xâm nhập hệ thống: Cho phép những người có quyền được truy cập và lấy dữ liệu hệ thống thông qua máy tính các nhân hoặc các thiết bị lưu trữ khác Định dạng dữ liệu: Lắp ghép các điểm dữ liệu rời rạc vào trong các nhóm định dạng có quy tắc phục vụ cho việc in ấn và hiện thị

Tùy biến các chương trình: người sử dụng có thể tự thiết kế, lập trình các chương trình riêng tùy theo yêu cầu sử dụng của mình

Giao diện: Xây dựng giao diện dựa trên ứng dụng của khách hàng, có sử dụng các công cụ vẽ đồ thị và bảng biểu

Lập báo cáo: Có khả năng lập báo cáo tự động, định kỳ hoặc theo yêu cầu về các cảnh báo và các sự kiện, hoạt động vận hành Đồng thời cung cấp các khả năng tóm tắt báo cáo

Quản lý việc bảo trì bảo dưỡng: Tự động lập kế hoặch và tạo ra các thứ tự công việc cho các thiết bị cần bảo trì dựa trên lịch sử thời gian làm việc hoặc kế hoặch theo niên lịch

Tích hợp hệ thống: Cung cấp giao diện và điều khiển chung cho các hệ thống con

(HVAC, báo cháy, an toàn, giám sát truy nhập, ) và 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.

Truyền thông trong BMS

Một hệ thống BMS đầy đủ thường có 3 lớp mạng tương ứng với 3 cấp trong hệ thống phân cấp:

Lớp mạng mức trường (Field level Network)

Lớp mạng mức điều khiển (Control Level Network)

Lớp mạng mức quản lý (Management Level Network)

Tùy theo mức độ ứng dụng, độ lớn tích hợp mà có thể sử dụng cả 3 lớp mạng riêng hoặc chung 2 trong 3 lớp mạng với nhau

Mạng này kết nối các thiết bị ở cấp quản lý, mạng thường dùng là mạng

Ethenet LAN sử dụng giao thức TCP/IP, sử dụng chuẩn này không những tạo được tốc độ truyền cao mà còn đáp ứng được nhu cầu về khoảng cách truyền mà không cần bộ lặp, hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu thời gian thực của hệ thống BMS Tốc độ truyền trên mạng đạt 100Mbps

Tại các máy tính điều khiển, việc quản lý và cấp quyền sử dụng cho người vận hành hệ thống trên các trạm điều khiển sử dụng User Account Tùy theo quyền sử dụng được cấp, chức vụ của người vận hành mà có các mức độ can thiệp khác nhau vào hệ thống

Ngoài ra cũng có thể sử dụng mạng BAC Net/IP hoặc LON Talk/IP

1.4.2 L ớ p m ạ ng đ i ề u khi ể n Đây là lớp mạng sơ cấp(Primary Network) dùng để kết nối các bộ điều khiển DDC sơ cấp (Primary Control Unit) với nhau, thường sử dụng mạng Ethernet IP hoặc BAC Net/IP sử dụng đường truyền RS485 và giao thức ngang hàng “peer to peer”

Lớp mạng này có thể có thêm các bộ Gateway để kết nối với các hệ thống phụ khác…, các hệ thống phụ thường sử dụng giao thức BACnet hoặc LONwork

Trong nhiều ứng dụng cụ thể lớp mạng này có thể nối chung với mạng Lớp mạng mức quản lý tạo thành mạng chính tòa nhà, khi đó các bộ DDC được nối với nhau và nối với với máy tính điều khiển (server) của hệ thống BMS

1.4.3 L ớ p m ạ ng m ứ c tr ườ ng Đây là mạng thứ cấp(Secondary Network) dùng để kết nối tất cả các bộ điều khiển ứng dụng(secondary control unit), các thiết bị đo lường có khả năng nối mạng Mạng này sử thường sử dụng các giao thức như BACnet MS/TP, LONwork Mạng này sử dụng đường truyền RS485 dạng Master/Slaver, các bộ DDC đóng vai trò là các Master điều khiển các bộ điều khiển thứ cấp(Secondary Control Unit)

Các giao thức ứng dụng cho hệ thống BMS

BACnet là giao thức truyền thông dữ liệu cho mạng điều khiển và BA Điều làm cho BACnet trở nên đặc biệt là các qui định liên quan cụ thể đến nhu cầu thiết bị tự động hóa tòa nhà BA (Building Automatic); có nghĩa rằng chúng bao gồm những thứ như làm thế nào để yêu cầu giá trị của nhiệt độ, xác định lịch vận hành quạt hoặc gửi báo động tình trạng máy bơm

BACnet được phát triển dưới sự bảo trợ của Hiệp hội các kỹ sư nhiệt lạnh, điều hòa và không khí Mỹ (ASHARE handbooks) Đó là tiêu chuẩn quốc gia Châu

Mỹ, tiêu chuẩn Châu Âu,tiêu chuẩn toàn cầu ISO và tiêu chuẩn quốc gia cho hơn 30 nước Ủy ban thường trực tiêu chuẩn dự án ASHARE hỗ trợ và duy trì giao thức này Đó chỉ là giao thức mở ban đầu được thiết kế cho BA từ mặt đất lên và nó là giao thức mở được hỗ trợ các chức năng cấp cao như lập biểu,cảnh báo và xu hướng

Ki ế n trúc c ủ a giao th ứ c BACnet

Với rất nhiều các giao thức giao tiếp khác nhau, BACnet sử dụng mô hình OSI như là mô hình tham chiếu Mô hình tham chiếu cơ bản OSI (ISO 7498) là tiêu chuẩn quốc tế dùng để xác định mô hình cho việc phát triển các tiêu chuẩn giao thức giao tiếp máy tính nhiều nhà cung cấp Mô hình OSI xác định các vấn đề chung của giao tiếp máy tính – máy tính và truyền các vấn đề phức tạp vào seven smaller,nhiều sự quản lý hơn các vấn đề,mỗi một trong số đó liên quan đến chức năng giao tiếp cụ thể của nó Mỗi một vấn đề(sub-problems) hình thành 1 lớp trong kiến trúc giao thức

Tuy nhiên, mô hình OSI chỉ là mô hình tham chiếu và không thể yêu cầu các lớp thực thi BACnet thực hiên kiến trúc “collapsed” (được biểu diễn trong hình 5.2) Chỉ có các lớp được lựa chọn của mô hình OSI được thông qua bởi BACnet để giảm bớt độ dài các bản tin và xử lý thông tin mào đầu Như Kiến trúc “collapsed” cho phép ngành công nghiệp BA giảm giá thành và sản xuất hàng loạt các bộ xử lý Như hình 5.2, BACnet chỉ có 4 lớp, 1 collapse của kiến trúc 7 lớp

Trong phần 5.2, mô hình BACnet là mô hình hướng đối tượng và các loại bản tin phong phú được thảo luận.Việc thiết kế hệ thống cần được chọn một công nghệ mạng phù hợp để kết nối chúng với nhau Ủy ban BACnet đã dành rất nhiều thời gian trên một phần của tiêu chuẩn này và kết thúc với sáu tùy chọn khác nhau như hình 5.2 Đầu tiên là Ethernet, nhanh nhất là 10Mb/s và 100Mb/s với 1000Mb/c cũng có sẵn gần đây Ethernet cũng có thể tốn kém về chi phí cho mỗi thiết bị Tiếp đến là ARCnet với 2.5Mb/s Các thiết bi yêu cầu thấp hơn về tốc độ, BACnet xác định mạng chủ - tớ/token- passing(MS/TP) được thiết kế để vận hành với tốc độ 1Mb/s hoặc thấp hơn qua dây xoắn đôi Mạng LonTalk độc quyền của Echelon có thể được dùng trên các phương tiện phong phú.Tất cả các mạng này là LAN, BACnet cũng xác định giao thức quay số hoặc

“điểm-điểm” được gọi là PTP khi sử dụng qua kết nối đường dây thoại hoặc kết nối cứng EIA – 232 Ngày 29/1/2009, một phụ lục để xác định việc sử dụng công nghệ wireless ZigBee như một lớp liên kết dữ liệu của BACNet được Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ phê duyệt Một điểm quan trọng là các bản tin BACnet về cơ bản có thể được truyền bằng bất kỳ công nghệ mạng nào Nếu và khi nó muốn được truyền

Hình 1-2 Kiến trúc giao thức BACnet

Trên thực tế, nó yêu cầu nhiều tài nguyên hệ thống và chi phí cao hơn để thực hiện tất cả 7 lớp Đó cũng không phải là lựa chọn tốt để thực hiện tất cả các lớp vì vậy, rất nhiều giao thức, phổ biến như TCP/IP, không thực thi tất cả các lớp

Trong BA và nhiều ngành công nghiệp điều khiển khác, không yêu cầu phải thực hiện tất cả 7 lớp Kiến trúc thu gọn(collapsed) 4 lớp được lựa chọn sau khi cân nhắc, quan tâm tới các đặc điểm và yêu cầu của mạng BAS, trong đó, có khó khăn là các giao thức mào đầu cần được làm nhỏ nhất có thể Việc sử dụng dễ dàng các công nghệ phổ biến, có sẵn như Ethernet, ARCnet và LonTalk, sẽ giảm chi phí, tăng hiệu suất và mở cánh cửa mới cho việc tích hợp hệ thống

Giao thức LonWorks được biết đến như là giao thức Lontalk và tiêu chuẩn điều khiển mạng ANSI/EIA 709.1, là phần lõi của hệ thống LonWorks Giao thức này cung cấp việc thiết lập các dịch vụ giao tiếp cho phép các chương trình ứng dụng trong thiết bị để gửi và nhận các bản tin đến và từ các thiết bị khác qua mạng mà không cần biết Topo của mạng hoặc tên, địa chỉ, chức năng của các thiết bị khác

Ki ế n trúc c ủ a giao th ứ c LonWorks

Giao thức LonWorks là giao thức lớp, dựa trên gói, giao tiếp ngang hàng Nó hướng kiến trúc phân lớp của mô hình tham chiếu đa liên kết hệ thống mở OSI được biểu diễn trong hình 5.3.Lớp vật lý là lớp thực hiện, sử dụng các bộ thu phát từ nhóm LonWorks Có nhiều tùy chọn sẵn có cho các phương tiện vật lý và tốc độ LAN khác nhau Bằng việc lựa chọn thiết bị thu phát phù hợp, một mạng LAN LonWorks có thể được xây dựng sử dụng nhiều loại cáp LAN, bao gồm cáp xoắn đôi,đồng trục,dòng điện,tần số vô tuyến,hồng ngoại và cáp quang Các lớp giữa Lớp liên kết dữ liệu và Lớp trình diễn được thực hiện bằng cách sử dụng chip Neuron

Hình 1 - 3: Kiến trúc giao thức Lonworks Đị a ch ỉ

Thuật toán định địa chỉ xác định các gói được định tuyến như thế nào từ các thiết bị tại nguồn đến một hoặc nhiều các thiết bị đầu cuối Các gói được đánh địa chỉ đến các thiết bị đơn lẻ, tới bất kỳ nhóm nào của các thiết bị hoặc tất cả các thiết bị Để hỗ trợ cho mạng từ 2 đến 10 thiết bị của hàng nghìn thiết bị, giao thức LonWork hỗ trợ một số loại địa chỉ, từ các địa chỉ đơn giản đến các địa chỉ được tập hợp thiết kế cho nhiều thiết bị Các lo ạ i đị a ch ỉ LonWorks bao g ồ m: Địa chỉ vật lý: Mọi thiết bị LonWorks bao gồm 48 bit định danh duy nhất được gọi là Neuron ID Neuron ID được gán cho các thiết bị được sản xuất và không thay đổi trong suốt thời gian tồn tại của thiết bị Địa chỉ thiết bị: Thiết bị LonWorks được gán một địa chỉ thiết bị khi nó được cài đặt vào mạng cụ thể Địa chỉ thiết bị được dùng để thay thế các địa chỉ vật lý, vì chúng hỗ trợ định tuyến hiệu quả hơn cho các bản tin và chúng đơn giản hóa việc thay thế các thiết bị hỏng

Nhóm địa chỉ: Một nhóm là tập hợp logic các thiết bị trong một khu vực Không giống như subnet, các thiết bị được nhóm cùng với nhau không quan tâm tới vị trí vật lý trong khu vực Địa chỉ phát: Định danh tất cả các thiết bị với subnet hoặc tất cả các thiết bị trong khu vực

Giao thức LonWorks yêu cầu ba loại dịch vụ chuyển tin nhắn cơ bản và cũng hỗ trợ các bản tin xác thực Một mạng tối ưu sẽ thường xuyên sử dụng tất cả các dịch vụ Các dịch vụ này cho phép cân bằng giữa độ tin cậy, hiệu quả và bảo vệ: Tin nhắn báo nhận cung cấp báo nhận đầu cuối - đầu cuối Nếu báo nhận không được nhận,người gửi sẽ chờ một khoảng thời gian và cố gắng gửi lại lần thứ hai Số lần cố gắng gửi và thời gian chờ đều được cấu hình

Tin nhắn lặp do một bản tin được gửi đến thiết bị hoặc nhóm của một số các thiết bị nhiều lần Dịch vụ này được sử dụng thay vì các bản tin báo nhận vì nó

Xu hướng phát triển mới của hệ thống BMS

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ, hai xu hướng đang được nghiên cứu và áp dụng vào việc quản lý tòa nhà là :

Công nghệ web : việc sử dụng công nghệ web cho phép người vận hành không chỉ giám sát được từ phòng điều hành trung tâm mà có thể giám sát được từ tất cả các máy tính có nối mạng internet Chỉ cần gõ đúng địa chỉ web và mật khẩu truy nhập, người vận hành có thể truy nhập vào hệ thống vận hành giám sát để can thiệp từ xa mà không nhất thiết phải ở phòng điều hành

Công nghệ không dây : Sự phát triển của kỹ thuật truyền thông không dây đang tạo ra một ảnh hưởng sâu sắc đến các kỹ thuật truyền thống, đặc biệt trong kỹ thuật điều khiển với sự xuất hiện và ngày càng trở nên phổ biến hơn của các cảm biến không dây, giám sát không dây… các kỹ sư, kỹ thuật viên và ngay cả người sử dụng sẽ nhận được những lợi ích to lớn khi kỹ thuật này được áp dụng trong tòa nhà qua truy cập không dây của máy tính, các thiết bị xách tay (PDA)… vào internet Hơn thế nữa, lợi ích của kỹ thuật không dây cũng làm cho hệ thống đảm bảo tiện nghi cho người sử dụng trở nên “thông minh” hơn bằng cách cho phép các hệ thống kiểm tra sự hiện diện của con người, hệ thống thông gió, điều hòa không khí, chiếu sáng, điều khiển cấp nhiệt… phối hợp hài hòa với nhau và tạo được một môi trường thích hợp nhất cho từng người sử dụng tại các khu vực khác nhau trong tòa nhà.

Kết luận chương

Chương 1 đã giới thiệu một cách tổng quan nhất về hệ thống BMS: cấu trúc và sự phân cấp quản lý trong hệ thống BMS, các lợi ích mang lại của việc ứng dụng BMS Từ đó dẫn đến sự cần thiết phải trang bị BMS cho các tòa nhà mới xây tại Việt Nam Đưa ra xu hướng phát triển mới của hệ thống BMS trong thời gian tới Trong chương 1 cũng tìm hiểu hai giao thức được sử dụng nhiều trong hệ thống điều khiển và BA là BACnet và Lonworks.

HỆ THỐNG THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BMS

Máy chủ

Các máy chủ hệ thống bao gồm một số máy chủ có kiến trúc máy chủ- khách Số lượng các máy chủ hệ thống sẽ khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu hệ thống Máy chủ bao gồm các máy chủ quản lý hệ thống và các máy chủ lưu trữ dữ liệu Các máy chủ sử dụng hệ điều hành mã nguồn mở Linux

2.1.2 Máy ch ủ qu ả n lý h ệ th ố ng

Máy chủ quản lý hệ thống thực hiện hoạt động của quá trình quản lý toàn bộ hệ thống (hiển thị dữ liệu, xử lý thông tin, cảnh báo sự cố, v.v ) tới phần mềm duyệt Web cài đặt tại các máy tính khách

Máy chủ có cấu hình phần cứng tối thiểu gồm CPU 32-bit, bộ nhớ SDRAM 256 MB, hệ điều hành mã nguồn mở Linux Ổ đĩa cứng 2,5 inch có dung lượng 40 GB Mạng BACnet quản lý tối đa được 30.000 đối tượng Một máy chủ có khả năng dự phòng dữ liệu trong vòng 72 giờ

Máy chủ lưu trữ dữ liệu lưu trữ cơ sở dữ liệu cần thiết cho hệ thống BMS Máy chủ này quản lý dữ liệu được truyền từ bộ điều khiển tòa nhà cấp cao dưới dạng cơ sở dữ liệu của hệ BMS Máy chủ lưu trữ dữ liệu sẽ xử lý dữ liệu để hiển thị hoặc in ấn dữ liệu khi cần thiết

Máy chủ có cấu hình phần cứng tối thiểu gồm CPU 32-bit, bộ nhớ SDRAM 256 MB, hệ điều hành mã nguồn mở Linux Ổ đĩa cứng 2,5 inch có dung lượng 40 GB Mạng BACnet quản lý tối đa được 30.000 đối tượng Máy chủ có khả năng dự phòng dữ liệu trong vòng 72 giờ

2.1.4 Máy ch ủ qu ả n lý n ă ng l ượ ng

Máy chủ quản lý năng lượng thực hiện lưu trữ cơ sở dữ liệu cần thiết để quản lý năng lượng tiêu thụ

2.1.5 Máy ch ủ d ữ li ệ u an ninh

Máy chủ dữ liệu an ninh lưu trữ cơ sở dữ liệu cần thiết cho mục đích an ninh Máy chủ lưu trữ có khả năng lưu trữ 1 triệu lượt vào ra.

Máy chủ dự phòng

Trong thông tin công nghiệp, hệ thống thông tin phải đảm bảo sự an toàn tuyệt đối để quản lý, giám sát, vận hành toàn bộ hệ thống Các máy chủ hệ thống luôn có hệ thống dự phòng Hệ thống chạy đồng thời hai máy chủ (một máy chủ chạy chính và chủ còn lại sẽ thực hiện chức năng dự phòng ngay lập tức

Máy chủ thực hiện sao lưu các dữ liệu quan trọng như dữ liệu giám sát và dữ liệu quá trình Khi sự cố xảy ra, các biện pháp dưới đây sẽ được áp dụng để sao lưu dữ liệu:

Giả sử có hai máy chủ là "máy chủ A" và "máy chủ B" Khi thông tin trên

"máy chủ A" không thể truy cập được từ máy tính khách do lỗi mạng, hệ thống sẽ nhận biết tình trạng “máy chủ A bị lỗi” và khi đó "máy chủ B" (bình thường ở chế độ chờ) sẽ hoạt động và các kết nối từ máy tính khách được tự động chuyển sang “máy chủ B”

Khi lỗi mạng được giải quyết và "máy chủ A" được khôi phục (các máy tính khách có thể duyệt thông tin từ máy chủ) thì "máy chủ A" sẽ tự động thực hiện quá trình phục hồi (sao chép dữ liệu quá trình trong thời gian "máy chủ A" bị lỗi từ bộ điều khiển cấp cao tòa nhà và ghi nhận sự sai khác giữa cài đặt từ máy tính khách và dữ liệu sao chép đã được lập trình)

Sau khi máy chủ A khôi phục và hoạt động bình thường, các máy tính khách vẫn duy trì kết nối đến máy chủ B Người điều hành phải tái đăng nhập để chuyển đổi các kết nối đến máy chủ A.

Máy tính khách

Máy tính khách được cài đặt phần mềm trình duyệt web để truy cập cơ sở dữ liệu lưu giữ trên các máy chủ hệ thống Máy tính khách thường được lắp đặt trong phòng giám sát để quản lý toàn bộ tòa nhà Nó giám sát các tính năng sau đây:

- Giám sát: trạng thái, báo động và đo lường tại từng vị trí

- Điều hành: điều khiển từ xa bật/tắt

- Dữ liệu đầu ra: trạng thái hoạt động, trạng thái báo động và dữ liệu đo lường

- Phân tích dữ liệu: trạng thái hoạt động, trạng thái báo động và dữ liệu đo lường

Tối đa 5 máy tính khách có thể truy cập vào máy chủ cùng một lúc Máy tính khách cần có cấu hình như sau:

- Hệ điều hành: Windows® XP/Vista

- Trình duyệt : Internet Explorer 6 hoặc cao hơn

- Bộ vi xử lý: Pentium® IV 3 GHz hoặc cao hơn

- Dung lượng chính: 512MB hoặc hơn

- Hỗ trợ: IPv6, Java® vm 1.4 hoặc cao hơn, XGA, Acrobat® Reader.

Các thiết bị ngoại vi

Máy in được kết nối với hệ thống qua kết nối USB có thể kết nối vào bất kỳ chỗ nào trên mạng nội bộ(LAN)

Hệ thống máy in sẽ được kết nối với hệ thống mạng Ethernet sử dụng giao thức TCP/IP

Hệ thống máy in được dùng để in ra các bản báo cáo, các bản tóm tắt, tổng hợp và tất cả các báo cáo khác

Ngoài ra, máy in được dùng để in các thông báo lỗi, các tin cảnh báo cũng được đưa ra qua hệ thống máy in Các bản tin cụ thể sẽ được định tuyến đưa tới máy in này bao gồm các bản tin lỗi phần cứng, lỗi truyền thông, lỗi điều khiển xử lý lệnh

Một bộ UPS online 3KVA 1 pha được trang bị cho phòng điều khiển nhằm đảm bảo cho các thiết bị phòng điều khiển hoạt động liên tục trong vòng 30 phút khi xảy ra sự cố mất điện lưới.

Bộ điều khiển số trực tiếp

Các bộ điều khiển DDC được sử dụng điều khiển các hệ thống: thông gió, phòng cháy chữa cháy … Các DDC sẽ giám sát và có thể điều khiển các cảm biến CO, bơm nước, quạt thông gió, cảm biến chênh áp suất, cảm biến nhiệt độ, Các DDC cho phép tích hợp các hệ thống khác khi sử dụng phương pháp tích hợp mức thấp Để đáp ứng khả năng mở rộng, và ổn định hệ thống các bộ điều khiển DDC được cung cấp sẽ đáp ứng hoàn toàn các chức năng sau:

Mỗi bộ điều khiển kỹ thuật số trực tiếp là một bo mạch vi xử lí đơn, với khả năng lập trình điều khiển tự động toà nhà Cung cấp chuẩn giao thức mở hiện này là BACnet IP

Bộ điều khiển cho phép quản lí, lập trình một lượng lớn các ứng dụng quản lí: quản lí hệ thống điều hoà thông gió HVAC, các chức năng quản lí năng lượng bao gồm: tối ưu hoạt động Bật/Tắt, tối đa công suất tải yêu cầu; Các chức năng quản lý giám sát: chiếu sáng, đo đạc nhiệt và năng lượng và các ứng dụng khác

Cung cấp các cổng truyển thông: cổng RS485 trong các ứng dụng nạp chương trình hoặc điều khiển cục bộ

Khả năng phân cấp mức an ninh người dùng, mỗi người dùng được phân quyền đọc/ghi độc lập Nhằm đảm bảo tính bảo mật của hệ thống

Trong các tình huống mất nguồn điện cung cấp, gián đoạn đường truyền thông của hệ thống mạng BMS, các DDC sẽ tự động lưu giữ các tham số của quá trình hoạt động điều khiển, các tham số biến đổi theo thời gian như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất…sẽ được lưu trong bộ nhớ của DDC trong khoảng thời gian ít nhất là 3 ngày Khả năng này của DDC phải được đáp ứng, để đảm bảo rằng các tham số nêu trên không bị mất trong thời gian khắc phục các tình huống/ sự cố của hệ thống BMS

Các tủ điều khiển DDC cho phép người quản lý truy nhập bằng các máy tính cá nhân có mật khẩu hợp lệ, hỗ trợ việc thực hiện việc lập trình tại chỗ Đồng thời DDC khi được chế tạo, Micro processor phải được cài đặt sẵn các chương trình hỗ trợ, việc này sẽ giúp người vận hành lập các chương trình điều khiển cho thiết bị mà không cần thêm bất cứ phần mềm điều khiển nào Trong trường hợp bị gián đoạn truyền thông mạng BMS Ethernet LAN, các máy tính cá nhân sẽ thực hiện được việc điều khiển tại chỗ bởi người quản lý hệ thống thông qua kết nối trực tiếp với tủ điều khiển DDC

Hình 2.1 Bộ điều khiển số trực tiếp

Các DDC là các thiết bị có tính độc lập cao khi hệ thống mạng từ server đến có sự cố thì DDC vẫn tồn tại với các chương trình điều khiển đã được cài đặt và tiếp tục điều khiển các thiết bị hoạt động

Các DDC thực hiện việc tích hợp mức thấp với các thiết bị của các hệ thống: + Kết nối với thiết bị của hệ thống thông gió

+ Kết nối với thiết bị của hệ thống cấp, thoát nước

+ Kết nối với thiết bị hệ thống PCCC

+ Kết nối với thiết bị hệ thống âm thanh công cộng

+ Kết nối với thiết bị hệ thống cung cấp điện

2.5.2 Đặ c tính k ỹ thu ậ t c ủ a B ộ đ i ề u khi ể n s ố tr ự c ti ế p DDC

- Là bộ điều khiển số trực tiếp có khả năng lập trình dựa trên nền BACnet

- Tích hợp sẵn các điểm vào/ra, ngoài ra có khả năng mở rộng bằng các module vào ra mở rộng đi kèm

- Ngoài ra DDC còn đóng vai trò là một bộ điều khiển mạng, quản lí các bộ điều khiển cấp trường chuyên dụng

- Bộ vi xử lí: Coldfire; 548x; 32Bit High Performance free scale proccessor

- Vào/ra: 4DO; 6DI; 6AO; 8UI

- Cổng truyền thông RS485; RS232; Ethernet

Module vào/ra m ở r ộ ng g ồ m 2 lo ạ i:

• Là module mở rộng điểm vào/ra, sử dụng cho bộ điều khiển DDC nhằm tăng khả năng linh hoạt cho hệ thống

• Vào/ra: 4DO; 6DI; 6AO; 8UI

• Là module mở rộng điểm vào/ra, sử dụng cho bộ điều khiển DDC nhằm tăng khả năng linh hoạt cho hệ thống

• Dễ dàng lắp đặt, thay thế

• Các thông số kĩ thuật chính:

• Bộ vi xử lí: 32Bit

• Vào/ra: 8UI; 8DI; 16DO.

Bộ điều khiển giao tiếp mạng NAE

Hình 2 – 2 Bộ điều khiển giao tiếp mạng

NAE là một bộ điều khiển giao tiếp mạng theo dõi khả trình đầy đủ NAE theo dõi mạng của các bộ điều khiển phân tán ứng dụng cụ thể, cung cấp hệ thống quản lí và điều khiển ở cấp độ toàn bộ hệ thống, và liên kết nối (peer to peer) với NAE khác

Mạng tự động hoá: Mỗi NAE sẽ hỗ trợ một hoặc nhiều hơn các mạng con, mỗi mạng con sẽ quản lí tối thiểu 100 bộ điều khiển

Giao diện người dùng: Mỗi NAE có thể đọc một trang WEB dựa trên giao diện người dùng như đã trình bày ở trên Tất cả các máy tính đã kết nối với mạng tự động hoá tòa nhà đều có khả năng truy cập trang WEB dựa trên giao diện người dùng Việc truy cập vào các NAE thông qua phần mềm thông dụng Microsoft Internet Explorer phiên bản 6.0 hoặc mới hơn

Bộ xử lý – bộ điều khiển sẽ hoạt động thông qua bộ vi xử lý 32 bit 400MHz Geode GX533 Bộ vi xử lý này thực hiện được nhiều nhiệm vụ, nhiều người sử dụng cùng lúc và là bộ vi xử lý số hoạt động theo thời gian thực

Bộ nhớ – Bộ điều khiển: 256MB SDRAM cho các dữ liệu vận hành động, hoạt động và lưu trữ đủ bộ nhớ để đáp ứng cho nhu cầu hoạt động của hệ thống, cơ sở dữ liệu, chương trình điều khiển, và giám sát điều khiển cho tất cả những bộ điều khiển kết nối đến nó

Giao thức truyền thông đối với cấp mạng là TCP/IP, BACnet TCP/IP có khả năng giao tiếp với các thiết bị của các hãng sản xuất khác

Chẩn đoán – Bộ điều khiển có chức năng liên tục thực hiện việc tự chẩn đoán, chẩn đoán đường truyền, và chẩn đoán các đơn vị cấu thành khác

Khả năng làm việc độc lập cao, tự động quản lý các bộ điều khiển DDC, tự động lưu các thông tin dữ liệu, các chương trình điều khiển đến DDC

Trong quá trình mất nguồn bình thường, bộ điều khiển điều khiển trình tự tiến hành tắt hệ thống theo điều kiện thông thường Khi phục hồi nguồn điện thông thường và sau khoảng thời gian trễ tối thiểu, bộ điều khiển sẽ tự động gọi lại đầy đủ mọi hoạt động thông thường thông qua chương trình khởi động trình tự mềm mà không cần sự can thiệp bằng tay

Các thông số kỹ thuật cơ bản của bộ điều khiển giao tiếp mạng như sau:

Bộ vi xử lý 300MHz Renesas SH4 7760 RISC processor

Bộ nhớ 256 MB Flash nonvolatile memory for operating system, configuration data, and operations data storage and backup

256 MB Synchronous Dynamic Random Access Memory (DRAM) for operations data dynamic memory

Hệ điều hành Microsoft Windows ® CE embedded

Cổng kết nối -1 Ethernet port; 10/100 Mb; 8-pin RJ-45 connector

-2 optically isolated RS-485 ports; 9600, 19.2K, or 38.4K or 76.8k baud;with a pluggable and keyed 4 position terminal blocks

-1 N2 port; FTT10 78Kbps, pluggable, keyed 3-position terminal block

-2 RS-232-C serial ports, with standard 9-pin sub-D connectors, that support all standard baud rates

-1 USB serial ports, standard USB connectors support an optional, user-supplied external modem Options:

-1 telephone port for internal modem; up to 56 Kbps; 6- pin RJ-11 connector

Giao thức truyền thông Hỗ trợ các giao thức BACnet IP, BACnet MS/TP,

Giao diện WEB Xây dựng sẵn 1 trang Web với địa chỉ IP mặc định từ nhà máy Truy cập từ PC qua phần mềm thông dụng Internet Explorer ( IE6.0 ) Khả năng làm việc độc lập, việc truy cập WEB không phụ thuộc vào máy chủ Server

Giao thức mạng IT Hỗ trợ các giao thức mạng IT : Simple network managerment protocol(SNMP), Simple mail transport protocol (SMTP), Simple network time protocol (SNTP), Directory name services (DNS), Dynamic host configuration protocol (DHCP), XML / JAVA

Giao tiếp với các thiết bị

Tích hợp mức cao với các hệ thống An ninh, Báo cháy địa chỉ trung tâm, Máy lạnh trung tâm

Nguồn Pin 10 năm cho lưu trữ dữ liệu ở 21 o C

Nguồn cung cấp 24VAC, class 2, 50/60Hz, tiêu thụ tối đa 50V

Môi trường làm việc 0-50 độ C, 10-90% độ ẩm

Tiêu chuẩn được United States chứng nhận UL Listed, File E107041, CCN PAZX, UL 916, Energy

Management Equipment UL Listed, File S4977, UUKL

864 - 9th Edition, Smoke Control Equipment

UL Listed, UUKL 864 - 8th Edition, Smoke Control Equipment FCC Compliant to CFR47, Part 15, Subpart

UL Listed, File E107041, CCN PAZX7, CAN/CSA C22.2 No 205, Signal Equipment Industry Canada Compliant, ICES-003

CE Mark, EMC Directive 89/336/EEC, in accordance with EN 61000-6-3 (2001) Generic Emission Standard for Residential and Light Industry and EN 61000-6-2

(2001) Generic Immunity Standard for Heavy Industrial Environment

C-Tick Mark, Australia/NZ Emissions Compliant

BACnet Testing Laboratories™ (BTL) 135-2004 Listed BACnet Building Controller (B-BC)

Vỏ Bảo vệ Các bộ điều khiển cấp mạng NAE có vỏ nhựa bảo vệ

ABS + Polycarbonate UL94-5VB Chuẩn bảo vệ IP20 ( IEC 60529 )

Thiết bị cấp trường

Là thiết bị dùng để đo nồng độ khí carbon mono oxide khu vực tầng hầm Cảm biến là loại gắn tường, phải đảm bảo một số thông số kỹ thuật chính sau:

- Mở rộng phạm vi đo: 101 ~ 255 ppm

- Tín hiệu đầu ra: tượng tự dạng 0-10V hoặc 4-20mA

Là thiết bị cho biết độ chênh lệch áp suất đường ống gió

- Các thông số cần thiết:

- Là loại gắn trên đường ống

- Nguồn cấp: 18 24 30 Vac; 50/60 Hz hoặc 16 24 32 Vdc

- Dải áp suất hoạt động: 40 400Pa

C ả m bi ế n đ o áp su ấ t t ĩ nh đườ ng ố ng n ướ c:

Cảm biến dùng để đo áp suất trong đường ống nước chữa cháy, cần đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật sau:

- Nguồn cấp: 24 V AC / 18 33 V DC hoặc 11 33 V DC

- Tín hiệu ra: là tín hiệu dạng liên tục 0…10VDC hoặc 4…20mA

C ả m bi ế n đ o áp su ấ t t ĩ nh đườ ng ố ng khí:

Là thiết bị cho biết độ áp suất đường ống gió

- Các thông số cần thiết:

- Là loại gắn trên đường ống

- Tín hiệu ra: 0…10Vdc, 4…20mA

Các vỏ bảo vệ cảm biến được sản xuất với cấp bảo vệ IP54 và cung cấp các công tắc điện để thay đổi chức năng Đặc tính kỹ thuật như sau:

STT Đặc tính kỹ thuật Yêu cầu

2 Nhiệt độ môi trường –10°C to 70°C

3 Yêu cầu bảo vệ IP54

4 Độ ẩm môi trường 45% to 85% RH

5 Điện trở của cực khi hoạt động 0 4 kΩ

6 Điện trở của cực khi giải phóng 15 k ∞Ω

7 Kiểm soát đầu ra 2 A, 220 VAC (Tải cảm kháng: cosΦ 0.4) 5 A, 220 VAC (Tải thuần trở) Đồ ng h ồ đ o l ư u l ượ ng n ướ c: Đồng hồ đo lưu lượng nước phù hợp đo đạc với hầu hết các chất lỏng có tính dẫn điện Dòng chảy phải có tốc độ tối thiểu 5m/s Các yếu tố như nhiệt độ, áp suất, tỷ trọng chất lỏng không ảnh hưởng tới kết quả đo đạc Đồng hồ đo nước được ứng dụng rộng trong các ngành như:

- Công nghiệp hóa chất và dược phẩm

- Thực phẩm và nước giải khát

- Bộ đo đếm được lắp đặt cho đường ống cấp nước từ thành phố vào tòa nhà

STT Đặc tính kỹ thuật Yêu cầu

1 Nguồn cấp 18-90 DAC 50Hz hoặc 115-230 VAC 50Hz

2 Tín hiệu ra MODBUS RTU/RS 485 Đồ ng h ồ đ o đế m đ i ệ n n ă ng:

Là thiết bị đo các thành phần của dòng điện sử dụng (điện áp, dòng điện, độ lệch pha, công suất sử dụng, công suất phản kháng, tần số, …), nhằm mục đích giám sát chất lượng điện năng được cung cấp Các thông số kĩ thuật tối thiểu:

- Cổng giao tiếp RS485 theo giao thức Modbus để kết nối tới hệ thống

- Nguồn cấp: 100…415 ±10 % V AC, 5 VA hoặc 125 250 ±20 % V DC, 3

- Sai số về dòng điện 04,% (1…6A), điện áp 0,3% (50…277V), công suất 0,5%, tần số 0,02% (45…65Hz)

- Nhiệt độ hoạt động: -5° C đến 60° C (41° F đến 140° F) (đồng hồ)

- Cấp bảo vệ: 0.5S (theo IEC 62053-22), ANSI C12.20 0.5 Accuracy

Các giao thức truyền thông

BMS có khả năng tích hợp toàn bộ hệ thống gồm mạng BACnet IP, LonTalk, Modbus hay OPC

Truyền thông giữa các máy tính khách và các máy sử dụng giao thức chuyển văn bản cấp cao HTTP điều khiển cấp cao tòa nhà

Tùy theo yêu cầu kỹ thuật giao thức Internet phiên bản 4 (IPv4) hoặc phiên bản 6 (IPv6) được sử dụng

Giao thức LonTalk được sử dụng để truyền thông giữa bộ điều khiển cấp cao tòa nhà và các bộ điều khiển số trực tiếp, ví dụ như các bộ điều khiển đa dụng

Giao thức Modbus được sử dụng để truyền thông giữa các đồng hồ đo điện và các bộ điều khiển theo chuẩn RS485

Công nghệ OPC được sử dụng để tích hợp hệ thống với IBMS Với máy tính có nền tảng máy chủ OPC, BMS có thể kết nối với các hệ thống khác như IBMS bằng cách chuyển đổi giao thức BACnet thành giao thức có thể truyền thông được với OPC.

Phần mềm quản lý, giám sát điều khiển hệ thống EBI

Hệ thống sử dụng phần mền EBI R400 (Enterprise Building Intergrator) của nhà sản xuất Honeywell Các đặc tính chính của phần mềm này bào gồm:

- Phần mềm hệ thống là công cụ tích hợp toàn diện cho phép tích hợp các hệ thống Điều khiển truy nhập, an ninh, giám sát, cấp nhiệt và thông gió điều hòa, Quản lý năng lượng, và hệ thống an sinh

- Tích hợp với các dải hoạt động của thiết bị, hệ thống qui mô, Nguồn Internet và Intranet cho phép khai thác thông minh hệ thống quản lí thông tin

- Sử dụng chuẩn công nghiệp phần cứng và hệ điều hành windows server 2003

- Hỗ trợ các chuẩn công nghiệp hàng đầu hiện nay: BACnet, LonMark, ODBC, OPC, AdvanceDDE and Modbus

- Hệ thống phát triển theo các chuẩn UL864 (chống cháy), UL2017 (Tín hiệu hệ thống), UL916 (Hệ thống quản lý năng lượng), UL1017 (An ninh), UL1610 Trạm trung tâm) và UL294 (Điều khiển truy nhập)

- Thích hợp trong một môi trường thương mại điện tử CFR Part 11 sử dụng chữ ký điện tử

- Thiết kế và phát triển theo chuẩn chất lượng ISO 9001

- EBI sử dụng kiến trúc client/server (Khách/Chủ), cung cấp một hệ thống cho phép mở rộng cấu hình khác nhau với nhiều máy chủ và trạm kết nối trên LANs hoặc WANs

- Server cho phép chạy ứng dụng đa người dùng, đa tác vụ, sử dụng các hệ điều hành tiêu chuẩn công nghiệp Windows XP, Windows 2000 và Windows 2003 Máy chủ chạy ứng dụng phần mềm giao tiếp với các thiết bị điều khiển và cập nhật dữ liệu thời gian thực và cơ sở dữ liệu quan hệ

- Server cũng hành động như là máy phục vụ tập tin cho hiển thị hình ảnh EBI trạm cung cấp giao diện người-máy hiển thị màu độ phân giải cao Hệ thống cho phép kết nối lên đến 40 trạm đến một EBI Server đồng thời Người vận hành có thể sử dụng EBI Station hoặc một trình duyệt Web để thực hiện các tác nhiệm giám sát, quản lí như:

• Hiển thị và đáp ứng các cảnh báo

• Lập lịch vận hành các trang thiết bị

• Cấu hình các điểm thông tin trên cơ sở dữ liệu EBI cho mỗi bộ điều

• Hiển thị, thao tác, và phân tích dữ liệu từ các bộ điều khiển khác nhau

- Cấu trúc mạng toàn diện của EBI, dựa trên chuẩn giao thức truyền thông công nghiệp TCP/IP, cho phép thông tin liên lạc với hệ thống EBI khác, mạng máy tính, công ty quản lý hệ thống thông tin, thông qua hệ thống mạng cục bộ hoặc mạng diện rộng

- EBI cung cấp một giao diện mở cho phép kết hợp nhiều loại bộ điều khiển khác nhau, các thiết bị phần cứng chuẩn, và các giao diện truyền thông chuẩn thành một hệ thống tích hợp, trung tâm nhờ đó tối đa hóa hiệu năng vận hành của tòa nhà

- EBI có thể tích hợp các hệ thống sau:

• Các bộ điều khiển giám sát ra vào, và các đầu đọc thẻ

• Giám sát và điều khiển HVAC

• Giám sát và vận hành hệ thống báo cháy và chữa cháy

• Giám sát mức độ sử dụng năng lượng

• Honeywell DVM (Digital Video Management)

• Các bộ xử lí công nghiệp

• Giám sát quản lí tài sản và con người

- EBI cũng cấp rất nhiều các chuẩn hệ thống mở cho phép tích hợp các hệ thống khác Các chuẩn mở này bao gồm:

Hình 2-4 Các chuẩn mở EBI

HTML: EBI cho phép tạo các ứng dụng đồ họa trên nền HTML, điều này đảm bào rằng EBI là chuẩn mở phát triển ứng dụng đồ họa trên thị trường Các ứng dụng đồ họa này có thể được hiển thị trên các máy trạm của EBI cũng như thông qua các trình duyệt web như Mircrosoft’s Internet Explore

LonWorks: Là một chuẩn truyền thông mở kết nối các thiết bị từ nhiều nhà cũng cấp khác nhau có cũng cấp chuẩn LonMark Giao diện cung cấp cho phép đọc ghi các thông số cũng như thuộc tính cấu hình của thiết bị Giao diện EBI Lonworks dựa trên nền cơ sở dữ liệu LNS Echelon Kết nối giữa EBI và mạng LON có thể là trực tiếp, thông qua các cổng truyền thông nối tiếp hoặc thông qua mạng

EBI cung cấp chuẩn ASHRAE giao thức BACnet, cài đặt cả chức năng BACnet Operator Workstation và BACnet Gateway EBI cũng cung cấp giao thức BACnet truyền thông qua Ethernet và truyền thông IP

OPC: EBI cũng cấp chuẩn truy cập dữ liệu OPC 2.0 (OLE for Process Control), điều này cho phép EBI đọc ghi dữ liệu OPC server như một OPC client Khả năng này cung cấp quyền truy cập vào một loạt máy chủ OPC, giải pháp hiệu

OPC Server Máy khách và máy chủ OPC có khả năng được sử dụng như phương tiện trao đổi dữ liệu chính giữa hai hệ thống tương thích OPC cũng cấp tích hợp ở mức độ hệ thống

Advance DDE: EBI cung cấp chuẩn mở AdvanceDDE trao đổi dữ liệu EBI

AdvanceDDE client cũng cấp kết nối hiệu năng cao đến AdvanceDDE Server bên thứ ba Máy EBI AdvanceDDE client cũng cấp khả năng truy cập vào một loạt các máy chủ AdvanceDDE bên thứ ba

MODBUS: Modbus là tiêu chuẩn giao thức truyền thông có thể được sử dụng để tích hợp bộ điều khiển khác nhau vào EBI Các giao diện EBI Modbus là một EBI "Master" sử dụng giao thức Modbus RTU, ASCII, hoặc TCP (Ethernet)

Bộ điều khiển số EXCEL WEB và các modul vào ra

2.10.1.B ộ đ i ề u khi ể n s ố tr ự c ti ế p EXCEL WEB

Bộ điều khiển Excel Web là sản phẩm trên nền Ethernet của Hơneywell, bộ điều khiển này cho phép lập trình tự do trong hệ thống tự động hóa tòa nhà Excel Web ® kết hợp cả hai tiêu chuẩn mở lớn hiện nay trong các ngành công nghiệp xây dựng: BACnet ® và LONWORKS ®

Bộ điều khiển Web Excel ® có thể lưu trữ một lương khổng lồ các ứng dụng quản lí tòa nhà như ứng dụng điều hòa thông gió HVAC, ứng dụng quản lí năng lượng, bao gồm tối ưu hóa hoạt động bật/tắt, các ứng dụng điều khiển chiếu sáng, giám sát năng lượng và nhiều ứng dụng khác

Bộ điều khiển Excel web ® không phụ thuộc vào tính khả dụng của hệ thống quản lí giám sát cũng như các bộ điều khiển ứng dụng mạng khác Excel web cho phép tích hợp liên tục với hệ thống quản lí tòa nhà Enterpise Buildings Integrator ™ (EBI) của Howneywell

Giảm tổng chi phí lắp đặt: Cho phép thiết bị truyền thông dựa trên hệ thống mạng hạ tầng (Ethernet/LAN), với các bộ điều khiển Excel web khác, các bộ điều khiển BACnet của bên thứ 3, cũng như việc truyền thông với hệ thống quản lí tòa nhà

Vận hành đa năng: Cho phép vận hành bộ điều khiển Excel ® web từ bất kỳ nơi nào, từ bất kỳ máy tính tích hợp! Hệ thống Web-server tích hợp cho phép vận hành cục bộ hoặc từ xa bằng các trình duyệt chuẩn Độc lập về nhà cũng cấp: Việc truyền thông dựa trên chuẩn quốc tế ISO

16484-5 BACnet® và LONWORKS® Tương kết với các bộ điều khiển 3rd-party BACnet®, tương kết với các bộ điều khiển phòng, khu vực, các thiết bị trường, các mô đun vào ra trên chuẩn LONWORKS®

Bộ nhớ lịch sử có khẳ năng mở rộng: Cho phép có thể lưu đến 64,000 hướng mục, và có thể sử mở rộng bằng việc sử dụng thẻ nhớ chuẩn Compact Flash Cards Ứng dụng điều khiển nhanh: Cho phép chọn ưu tiên kiểm soát vòng lặp, bảng đổi biểu cho phù hợp và kiểm soát các ứng dụng có hiệu quả cao Điều khiển hiệu năng và tin cậy: Hệ điều hành nhúng Embedded Linux, đảm bảo đáng tin cậy, độc lập, và đảm bảo bảo mật hoạt động, đặc biệt là đối với các hệ thống truy cập Internet

An ninh mạng: Dựa trên những thiết kế như là thiết bị IP, Excel ® Web có thể dễ dàng được tích hợp vào bất kỳ cơ chế an ninh mạng hiện có

Lắp đặt linh hoạt: Cho phép lựa chọn lắp đặt trên DIN-rail, tường, hoặc gắn cửa trước của bảng điều khiển

Hình 2-6 Giao diện vận hành phần mềm Excel web

Các Excel ® web được điều hành thông qua một trình duyệt chuẩn Thông qua các phần mềm tiêu chuẩn, bất kỳ nền tảng máy tính có thể được sử dụng như là một nhà điều hành giao diện Ngoài các máy tính xách tay, máy tính để bàn máy tính cá nhân, hoặc máy tính công nghiệp, các bảng điều khiển, hoặc máy tính PC màn hình cảm ứng cũng có thể được sử dụng để gắn trực tiếp vào cửa trước tủ điều khiển Ngoài việc sử dụng hệ điều hành và trình duyệt Internet Explorer hay Mozilla Firefox không cần phần mềm cần phải được cài đặt thêm

Các đặc tính kỹ thuật của Excel ® web

Truyền thông với các bộ điều khiển Web Excel ® khác, các thiết bị 3rd party BACnet với hệ thống quản lí tòa nhà Hơneywell Enterprise Buildings Integrator™ và SymmetrE® dựa trên giao thức BACnet

Truyền thông với các mô đun vào ra vật lý, với các bộ điều khiển phòng và khu vực và với các bộ điều khiển Excel 50/500 dựa trên giao thức LonTalk

Bộ thu phát (FTT-10A or FT-X1) cho phép truyền thông tốc độ 78 Kbaud, Tối đa độ dài cáp truyền thông cho phép 320 m đến 2,200 m

Excel Web® cho phép vận hành bằng việc sử dụng các trình duyệt web chuẩn Internet Explorer hoặc Netscape Độ phân giải màn hình tối thiểu 800 x 600 pixels Trình duyệt cung cấp cookies, frames, CSS, và Java Script

Vi chương trình và các ứng dụng được nạp tải thông quan chuẩn standard FTP (File Transfer Protocol)

Các giao diện phần cứng

• Tốc độ 10/100 Mbit/s, RJ45, 1 LED “link”, 1 LED “activity” Cổng truyền thông LONWORKS

• Tốc độ truyền 78 Kbit/s, FTT10A, FT-X1,

• Chức năng giao diện phục vụ (Service interface)

• Tốc độ truyền dữ liệu: 9.6, 19.2, 76.8,or 115.2Kbaud tùy thuộc vào cấu hình

• Chức năng giao diện trình duyệt

• Tốc độ truyền dữ liệu: 9.6, 19.2, 76.8,or 115.2Kbaud tùy thuộc vào cấu hình

• Chức năng giao diện Modem cho các mô đem tương tự, các ISDN Adapter, hoặc các GSM Adapter

• Tốc độ truyền dữ liệu: 9.6, 19.2, 76.8,or 115.2 Kbaud tùy thuộc vào cấu hình

• Sử dụng nạp tải chương trình từ phần mền lập trình DDC CARE

Nút nhấn Reset Đặc tính điện Đ i ệ n áp ho ạ t độ ng

• Excel Web® và các thiết bị trường 24 Vac có thể dùng chung một bộ chuyển đổi nguồn

• 1 đèn LED báo nguồn "power"

Công su ấ t tiêu th ụ : Max 8 VA

B ả o v ệ quá áp: có cơ chế ngắt khi điện áp đầu vào nằm ngoài khoảng 24-

40VDC Đặc tính cơ khí:

Kích thước vỏ bảo vệ (L x B x T): 278 x 190 x 61 mm

Vật liệu vỏ bảo vệ: hỗn hợp ABS

Gá lắp: Lắp trên thanh DIN, trên tường, mặt trước vỏ tủ

Bộ vi xử lí (CPU)

XL1000A/B: 32-Bit Motorola Power PC MPC 855T

XL1000C: 32-Bit Motorola Power PC MPC 859

B ộ đ inh th ờ i, đồ ng h ồ th ờ i gian

• Rơ le cảnh báo bộ định thời (SPDT, thường đóng, 24VAC, tối đa 2 A)

• 128 MB (XL1000B) hoặc 64 MB SDRAM (XL1000A)

• 128 kB RAM, Cho phép lưu dữ liệu 72h sau khi mất điện

• Bố nhớ Boot Flash 2 MB

• Bộ nhớ chương trình ứng dụng Flash 64 MB (XL1000A/B) or 256 MB (XL1000C)

• Bộ nhớ lịch sử : 64,000 đầu mục Đồ ng h ồ th ờ i gian th ự c:

• Nhiệt độ hoạt động: 0 50 °C; nhiệt độ lưu kho: -20 +70 °C

• Độ ẩm tương đối (Hoạt động và lưu kho): 5 đến 93%

Chứng chỉ và xác nhận:

• Meets FCC Part 15, Subpart J for Class A equipment

Excel Web® cho phép lập trình tùy ứng bằng sử dụng công cụ lập trình giao diện đồ họa CARE Engineering Tool

Excel Web® cho phép định nghĩa lên đến 6 mức người dùng, mỗi người dùng được gán với quyền đọc ghi khác nhau Người dùng ở một phân mức có thể sử dụng mã khóa độc lập để truy cập

2.10.2 Các modul vào ra(I/O Module)

Các modul vào ra ngoại vi bao gồm các loại sau:

- Modul với 8 đầu vào số

- Modul với 16 đầu vào số

- Modul với 8 đầu ra rơle

- Modul với 16 đầu ra rơle

- Modul với 8 đầu ra rowle và 8 đầu vào số

- Modul với 4 đầu ra rơle điều khiển số

- Modul với 4 đầu vào đếm xung

- Modul với 16 đầu vào đếm xung

- Modul với 2 đầu ra dòng/áp

- Modul với 4 đầu ra dòng/áp

- Modul với 4 đầu vào dòng/áp

- Modul với 4 đầu vào nhiệt độ

- Modul với 2 đầu vào dong/áp và 2 đầu vào nhiệt độ

- Modul với 1 đầu vào động cơ Modutrol

- Modul với 3 đầu vào động cơ Modultrol Đặc tính chung

Mỗi mô đun vào ra cung cấp:

• 1 đèn vàng trạng thái LED

Tất cả đầu vào ra được bảo vệ quá áp 24 Vac, 40 VDC cũng như ngắn mạch Đèn dịch vụ LED

Mỗi mô đun I/O được trang bị với một LED màu vàng phục vụ cho dễ dàng

Mỗi I/O Module được trang bị riêng bộ vi xử lí

Mô đun vào ra LonWorks

Các LonWorkS I/O module có thể được sử dụng với bất kỳ bộ điều khiển LonWorks, Các I/O mô đun cũng có riêng Neuron chip (3120) Mỗi LonWorks I/O Module được trang bị với một bộ truyền phát tín hiệu

Các đặc tính về môi trường

Nhi ệ t độ môi tr ườ ng

• Nhiệt độ lưu kho: -20 +70 °C (-4 +158 °F) Độ ẩ m t ươ ng đố i môi tr ườ ng (v ậ n hành và l ư u kho)

Các đặc tính về cơ lí

V ậ t li ệ u v ỏ b ọ c: nhựa, Plastic, chất dẻo chụi lửa

Ph ươ ng pháp gá l ắ p: Lắp trên thanh DIN-rail (trong tủ điều khiển)

Chương 2 đã mô tả cụ thể các thiết bị phần cứng tiêu biểu của cấp trường và phần mềm điều khiển hệ thống Tìm hiểu hai bộ điều khiển quan trọng trong hệ thống BMS là bộ điều khiển số trực tiếp DDC và bộ giao tiếp mạng NAE Giới thiệu Bộ điều khiển số EXCEL WEB và các modul vào ra, phần mềm điều khiển giám sát hệ thống EBI.

3.1 Yêu cầu BMS của toà nhà

3.1.1 T ổ ng quan v ề toà nhà B ộ tài nguyên và Môi tr ườ ng Vi ệ t Nam

Toà nhà Bộ tài nguyên và Môi trường được đặt tại khu đô thị mới Cầu giấy, xã Mỹ Đình - Từ Liêm, Hà Nội là một toà nhà văn phòng của Bộ tài nguyên và Môi trường Việt Nam

Công trình này được xây dựng trên diện tích trên 13.800m2, diện tích xây dựng là 4.448m2, tổng diện tích sàn 27.590m2 Tòa nhà cao 18 tầng và 1 tầng hầm, được thiết kế đảm bảo tiêu chuẩn làm việc cho 1.234 người Tòa nhà còn có một hội trường đa năng 500 chỗ, nhà ăn 300 chỗ cùng nhiều phòng họp, hội thảo, tiếp khách quốc tế Ngoài ra, công trình được đầu tư đồng bộ các hạng mục phụ trợ, hạ tầng kỹ thuật trên tổng thể khu đất như nhà bảo vệ, trạm điện, trạm bơm, bể nước ngầm, cổng tường rào

Toà nhà sử dụng các vật liệu bên ngoài cao cấp như hệ thống kính chống nhiệt khổ lớn, tấm ốp alucobond với tông màu chủ đạo đen-trắng nhằm tạo sự khác biệt và làm nổi bật công trình Các hệ thống kỹ thuật trong toà nhà cũng là các hệ thống hiện đại nhất hiện nay ở Việt Nam như hệ thống theo dõi và quản lý toà nhà – BMS Hệ thống quản lý toà nhà này được thiết kế để phối hợp toàn bộ sự hoạt động các hệ thống cơ điện (M&E) trong toà nhà nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng tiêu thụ của hệ thống và quản lý, giám sát các hệ thống một cách hiệu quả Tất cả các thông tin về sự hoạt động của hệ thống điều hoà không khí, hệ thống điện, chiếu sáng, hệ thống camera giám sát…đều sẽ được truyền về phòng điều khiển BMS Tại đây, các thông tin sẽ được xử lý và gửi tín hiệu điều khiển đến các hệ thống Với sự hỗ trợ của BMS, bảo vệ sẽ không cần phải đến từng phòng làm việc để tắt, bật đèn và điều hoà bởi các tác vụ đã được lập trình sẵn, hoặc đơn giản chỉ cần thực hiện

THIẾT KẾ HỆ THỐNG BMS CHO TÒA NHÀ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Yêu cầu BMS của toà nhà

3.1.1 T ổ ng quan v ề toà nhà B ộ tài nguyên và Môi tr ườ ng Vi ệ t Nam

Toà nhà Bộ tài nguyên và Môi trường được đặt tại khu đô thị mới Cầu giấy, xã Mỹ Đình - Từ Liêm, Hà Nội là một toà nhà văn phòng của Bộ tài nguyên và Môi trường Việt Nam

Công trình này được xây dựng trên diện tích trên 13.800m2, diện tích xây dựng là 4.448m2, tổng diện tích sàn 27.590m2 Tòa nhà cao 18 tầng và 1 tầng hầm, được thiết kế đảm bảo tiêu chuẩn làm việc cho 1.234 người Tòa nhà còn có một hội trường đa năng 500 chỗ, nhà ăn 300 chỗ cùng nhiều phòng họp, hội thảo, tiếp khách quốc tế Ngoài ra, công trình được đầu tư đồng bộ các hạng mục phụ trợ, hạ tầng kỹ thuật trên tổng thể khu đất như nhà bảo vệ, trạm điện, trạm bơm, bể nước ngầm, cổng tường rào

Toà nhà sử dụng các vật liệu bên ngoài cao cấp như hệ thống kính chống nhiệt khổ lớn, tấm ốp alucobond với tông màu chủ đạo đen-trắng nhằm tạo sự khác biệt và làm nổi bật công trình Các hệ thống kỹ thuật trong toà nhà cũng là các hệ thống hiện đại nhất hiện nay ở Việt Nam như hệ thống theo dõi và quản lý toà nhà – BMS Hệ thống quản lý toà nhà này được thiết kế để phối hợp toàn bộ sự hoạt động các hệ thống cơ điện (M&E) trong toà nhà nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng tiêu thụ của hệ thống và quản lý, giám sát các hệ thống một cách hiệu quả Tất cả các thông tin về sự hoạt động của hệ thống điều hoà không khí, hệ thống điện, chiếu sáng, hệ thống camera giám sát…đều sẽ được truyền về phòng điều khiển BMS Tại đây, các thông tin sẽ được xử lý và gửi tín hiệu điều khiển đến các hệ thống Với sự hỗ trợ của BMS, bảo vệ sẽ không cần phải đến từng phòng làm việc để tắt, bật đèn và điều hoà bởi các tác vụ đã được lập trình sẵn, hoặc đơn giản chỉ cần thực hiện

Công trình phải đảm bảo tính tiện nghi, hiện đại, tính kinh tế cao đáp ứng được nhu cầu sử dụng và không bị lạc hậu ít nhất sau 10 năm

Có tính đến khả năng dự trữ, mở rộng hệ thống trong tương lai và đáp ứng được hiệu quả sử dụng vốn đầu tư cao nhất

Giải pháp thiết thiết kế

Lựa chọn giải pháp thiết kế phù hợp, thoả mãn yêu cầu chung của một hệ thống quản lý tòa nhà, tuân thủ các quy chuẩn và hệ thống tiêu chuẩn hiện hành và các tiêu chuẩn thế giới được chấp thuận trong lĩnh vực tự động hoá toà nhà tại Việt Nam Giải pháp thiết kế phải mang tính thời đại, phù hợp với các công nghệ tiên tiến hiện tại và đảm bảo không lạc hậu trong tương lai

Mục tiêu thiết kế Điều khiển: hệ thống quản lý toà nhà có khả năng tự động điều khiển toàn bộ các hệ thống, thiết bị cơ điện với chức năng điều khiển tự động đã được tích hợp với hệ thống quản lý trong toà nhà để tối ưu quá trình vận hành và tiết kiệm năng lượng Việc điều khiển có thể thực hiện với nhiều hình thức như tại chỗ, từ xa, Các thao tác điều khiển được cho phép một cách linh hoạt, dưới nhiều hình thức đồng thời vẫn phải được kiểm soát chặt chẽ bởi các bảo vệ cần thiết như mật khẩu truy cập, phân quyền truy cập

Giám sát: Hệ thống BMS phải có khả năng giám sát liên tục tại chỗ, từ xa cho toàn bộ các hệ thống hạ tầng kỹ thuật trong toà nhà được tích hợp với BMS Các giám sát sẽ được thực hiện thông qua các máy chủ, máy trạm tập trung dễ kiểm soát, tiện cho việc xử lý

Cảnh báo: hệ thống cảnh báo phải được thiết kế với rất nhiều các cấp độ khác nhau, bằng hình thức xử lý theo các mức độ ưu tiên Các hình thức cảnh báo đa dạng, linh hoạt : bằng âm thanh, e-mail, SMS, pop-up, Ngoài ra, hệ thống cảnh báo cũng phải đảm bảo khả năng lưu trữ theo thời gian, sự kiện nhằm phục vụ công tác lưu trữ, quản lý sau này

• Độ an toàn tin cậy cao: hệ thống BMS đóng vai trò hết sức quan trọng, cần đạt yêu cầu cao về độ an toàn cho người vận hành và thiết bị Các thiết bị vận hành một cách tự động, đảm bảo độ chính xác và tin cậy

• Tính tiện nghi: hệ thống BMS được thiết kế phải đảm bảo dễ vận hành sử dụng, môi trường làm việc thân thiện đảm bảo tiện nghi cho toà nhà

• Tính hiện đại: hệ thống được thiết kế với các mô đun điều khiển kết hợp các thiết bị vận hành cao cấp, tự động hoàn toàn hoạt động của các hệ thống hạ tầng kỹ thuật Bên cạnh đó, thiết kế sẽ cho phép phối hợp sử dụng công nghệ “có dây” và “không dây” với các chuẩn truyền thông cao cấp phổ biến như BACnet, Lonwork, modbus nhằm đảm bảo khả năng mở rộng và tương thích với thiết bị, hệ thống quản lý tòa nhà phổ biến hiện nay và trong tương lai

• Tính kinh tế: thiết kế BMS sẽ được tính toán sao cho phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng cũng như công năng của toà nhà Ngoài ra, hệ thống cũng phải được tính toán tối ưu hoạt động của thiết bị tiết kiệm chi phí năng lượng cho Chủ đầu tư Tuy nhiên, thiết kế vẫn phải đảm bảo được tính dự phòng trong tương lai khi có nhu cầu mở rộng, nâng cấp hệ thống mà không phải đầu tư thêm chi phí

Nhiệm vụ thiết kế chi tiết

Hệ thống BMS sẽ tích hợp toàn bộ hệ thống hạ tầng kỹ thuật của toà nhà, có chức năng điều khiển, giám sát, quản lý hoạt động bằng máy tính, tự động chọn chế độ làm việc thích hợp và cảnh báo khi sự cố xảy ra Các hạng mục chính tích hợp trong hệ thống quản trị toà nhà BMS bao gồm:

- Hệ thống điều hòa không khí VRV: Quản lý và điều khiển các thiết bị của hệ thống điều hòa VRV cho phép tích hợp BMS

- Hệ thống thông gió: quản lý và điều khiển hệ thống quạt cấp khí tươi, quạt thông gió thu hồi nhiệt, quạt hút khí thải-khí độc của tòa nhà, quạt nhà vệ sinh,

- Hệ thống cấp thoát nước:

+ Quản lý và điều khiển hệ thống bơm cấp thoát nước và giám sát bể chứa nước của tòa nhà

+ Theo dõi lưu lượng và tính lượng nước tiêu thụ của từng tầng

+ Theo dõi lưu lượng và tính lượng nước cấp từ vòi nước cấp thành phố

- Hệ thống phòng cháy chữa cháy: giám sát hệ thống báo cháy và điều khiển hệ thống bơm nước chữa cháy của tòa nhà, quản lý quạt tăng áp cầu thang

- Hệ thống thang máy: giám sát hệ thống thang máy của tòa nhà

+ Tích hợp hệ thống camera giám sát vào BMS

+ Tích hợp hệ thống điều khiển truy nhập

- Hệ thống chiếu sáng: Quản lý và điều khiển chiếu sang các khu vực

Chiếu sáng cầu thang bộ

+ Giám sát trạng thái của các MCCB,máy biến áp, các tủ điện phân phối chính, các máy phát điện

+ Đo đếm điện năng tiêu thụ của từng tầng

Kết nối hệ thống BMS tới các hệ thống khác trong tòa nhà

Hệ thống BMS cần phải có khả năng tích hợp hoàn toàn tới các hệ thống khác (các hệ thống khác đáp ưng đầy đủ các yêu cầu tích hợp của hệ thống BMS) Khi đó, mọi hoạt đông của hệ thống con sẽ được thưc hiện hoàn toàn trên hệ thống máy chủ BMS Đối với toà nhà Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, hệ thống BMS có nhiệm vụ kết nối đến các phân hệ kỹ thuật dưới đây:

+ Hệ thống điều khiển chiếu sáng EIB

+ Hệ thống điều hoà VRV

+ Hệ thống báo cháy và chữa cháy

+ Hệ thống nước sinh hoạt, nước thải

+ Hệ thống truyền thanh nội bộ PA

Bảng 3-1 Bảng tóm tắt chức năng và phương thức kết nối của hệ BMS

Chức năng hệ thống BMS

TT Hệ thống kỹ thuật Điều khiển

Yêu cầu về giao thức cho các phân hệ kỹ thuật được tích hợp với hệ thống BMS

Tủ điện hạ thế X Kết nối điểm – điểm

Tủ ATS X Kết nối điểm – điểm

Tủ phân phối điện tầng, tủ nguồn điều hòa X Kết nối điểm – điểm

Giám sát thông số nguồn điện X Tích hợp mức cao thông qua Modbus

2 Hệ thống Điều khiển chiếu sáng

Chiếu sáng theo vị trí x X Tích hợp mức cao

Chiếu sáng theo kịch bản lập trình x X Tích hợp mức cao

Tích hợp mức cao thông

Nồng độ khí CO tầng hầm X Kết nối điểm – điểm

Quạt cấp khí tươi, hút khí thải tầng hầm X X Kết nối điểm – điểm

Quạt hút khí nhà vệ sinh X X Kết nối điểm – điểm

Quạt tăng áp cầu thang X X Kết nối điểm – điểm

5 Hệ thống báo cháy /chữa cháy

Hệ thống báo cháy X Tích hợp mức cao thông qua OPC, BACnet IP, …

Hệ thống chữa cháy X Kết nối điểm – điểm

6 Hệ thống nước sinh hoạt, nước thải

Mức nước sinh hoạt, nước thải X Kết nối điểm – điểm

Bơm nước sinh hoạt, bơm nước thải X X Kết nối điểm – điểm

Hệ thống thang máy X Tích hợp mức cao thông qua BACnet IP, Modbus, …

Hệ thống An ninh X X Tích hợp mức cao thông qua BACnet IP,Lonworks…

9 Hệ thống truyền thanh nội bộ

Hệ thống truyền thanh nội bộ PA X X Kết nối điểm – điểm

Bảng 3-2 Hệ thống thiết bị và các điểm đấu nối vào ra tầng hầm

BMS Thiết bị Số lượng Tín hiệu

(Quạt hút khí thải B1-01) 1 Điều khiển chạy/dừng 1

(Quạt hút khí thải B1-02) 1 Điều khiển chạy/dừng 1

Cảm biến áp suất 4 Áp suât tĩnh trên đường ống nước 4

Bảng 3-3 Hệ thống thiết bị và các điểm đấu nối vào ra tầng 1

BMS Thiết bị số lượng Tín hiệu

Quạt hút khí thải nhà vệ sinh F1-01 1 Điều khiển chạy/dừng 1

Hệ thống PA 1 Kích hoạt bản tin thông báo 8

Tủ điện tầng TĐ-CSNN 1

Tủ điện tổng TĐT-2 1 Trạng thái sự cố

Tủ điện tổng TĐT-ĐH 1

Trạng thái mức đầy/cạn 4

Trạng thái chạy/dừng 1 Bơm chữa cháy F1-01 1

Trạng thái On/Off MCB 1

Trạng thái sự cố MCB 1

F2-02 Quạt hút khí thải nhà vệ sinh F2-03 1

Trạng thái sự cố 1 Điều khiển chạy/dừng 1

Quạt hút khí thải nhà vệ sinh F3-05 1 Điều khiển chạy/dừng 1 DDC

Trạng thái sự cố 1 Điều khiển chạy/dừng 1

Quạt hút khí thải nhà vệ sinh F5-02 1

Bảng 3-8 Hệ thống thiết bị và các điểm đấu nối vào ra tầng 6 ÷ 18

F8 Quạt hút khí thải nhà vệ sinh F8-01 1

Trạng thái Auto/Man 1 DDC Quạt hút khí thải nhà 1 Điều khiển chạy/dừng 1

Quạt tăng áp cầu thang FM-01 1 Điều khiển chạy/dừng 1

Quạt tăng áp cầu thang FM-02 1 Điều khiển chạy/dừng 1

Cảm biến chênh áp cầu thang 2 Tín hiệu chênh áp cầu thang 2

TÍCH HỢP HỆ THỐNG

Cung cấp một giao diện mở cho phép kết hợp nhiều loại bộ điều khiển khác nhau, các thiết bị phần cứng chuẩn, và các giao diện truyền thông chuẩn thành một hệ thống tích hợp, trung tâm nhờ đó tối đa hóa hiệu năng vận hành của tòa nhà ắ HỆ THỐNG MỞ

Cung cấp rất nhiều các chuẩn hệ thống mở cho phép tích hợp các hệ thống khác Các chuẩn mở này bao gồm: LonWorks Ethernet, BACnet IP, OPC, MODbus, ắ GIAO DIỆN NGƯỜI VẬN HÀNH

Phần mềm BMS cho phép tới 250 Operator trong hệ thống được quyền truy nhập Các Operator với các nhiệm vụ khác nhau được cấp quyền truy nhập, giám sát và điều khiển ở các mức khác nhau cho từng ứng dụng cụ thể và thiết bị cụ thể Các Operator khi thực hiện truy nhập với thao tác điều khiển trên máy tính của hệ thống BMS đều được ghi lại về thời gian cũng như các thao tác điều khiển các thiết bị theo thời gian

Nhiều cấp mật mã bảo vệ phải đuợc cũng cấp để giới hạn sự truy cập vào hệ thống của đối tuợng sử dụng

Mỗi nguời sử dụng phải có các thông tin sau: Tên (ít nhất 12 ký tự), mật mã (ít nhất 12 ký tự) và mức độ được phép truy cập (từ 1 đến 6) Chỉ có nguời giữ cấp mật mã cao nhất (cấp 1) mới được phép thay đổi mật mã Có 6 cấp truy cập hệ thống:

Level 6: Chỉ quan sát: cấp này phù hợp với các nhân viên an ninh tòa nhà

Level 5: Quan sát và thông tin: cho phép người sử dụng quan sát và báo nhận các cảnh báo, dành cho nhân viên vận hành tòa nhà

Level 4: Người vận hành: cho phép báo nhận cảnh báo và điều khiển hàng ngày

Level 3: Giám sát hệ thống

Level 2: Kĩ sư hệ thống

Level 1: Quản lí hệ thống

Trong trường hợp quan trọng, điều quan trọng là phải cung cấp dữ liệu cho người dùng theo một định dạng rõ ràng và súc tích Các máy trạm, các giao diện vận hành với độ phân giải cao hiển thị màu sắc đồ họa có thể được phù hợp với các sử dụng như là một giao diện vận hành với hệ thống Mở rộng việc sử dụng web theo các trình đơn, thanh công cụ, và các biểu tượng trực quan cho phép chuyển hướng và nhanh chóng truy cập vào thông tin quan trọng Các giao diện vận hành có thể được thiết kế theo kinh nghiệm của người vận hành

Màn hình vận hành hệ thống BMS thân thiện, dễ dàng sử dụng

Giao diện vận hành cho phép người vận hành thực hiện các tác vụ chính sau:

• Hiển thị và điều khiển các thiết bị trường

• Nhận biết các cảnh báo theo mức ưu tiên

• Hiện thị thông tin trạng thái, thông tin lịch sử của các điểm thông tin

• Định nghĩa và sửa đổi các chương trình định thời

• Khởi tạo các tác nhiệm in ấn

• Hiển thị, sao lưu và truy lục các sự kiện đăng nhập

• Giám sát các kênh truyền thông dữ liệu

• Cấu hình các thông số hệ thống

• Xây dựng các điểm thông tin

• Tạo các giao diện đồ họa màu

• Hiển thị các tài liệu ActiveX

• Ghi và hiển thị các video số

• Chọn và điều khiển camera CCTV

• Phân tích Video, bao gồm: dò tìm chuyển động, theo dõi và phân loại đối tượng, phân tích Video thông minh Intelligent Video Analytics ắ Bỏo độ ng

Mỗi trạm vận hành phải nhận và sử lý báo được gửi đến từ hệ thống điều khiển Việc quản lý báo động của phần mềm vận hành tối thiểu phải đáp ứng các chức năng sau:

• Liệt kê danh sách các báo động theo ngày giờ xuât hiện

• Cho phép vận hành, với mức độ truy cập cho phép của mình, có thể xác nhận ,xoá hoặc khoá báo động

• Cung cấp danh sách thống kê những ngươi vận hành đã truy cập vào màn hình báo đông để xác nhận , xoá hoặc khoá các báo động Danh sách này phải bao gồm tên của người vận hành , tên báo động , hành động đã thực hiện và ngày giờ thực hiện

• Lưu giữ tất cả các báo động đã nhân được trong đĩa cứng của trạm vận hành

• Cho phép người vận xem và thao tác với các dĩư liệu trên ổ đĩa cứng Sự chọn lọc theo từng báo động riêng và dùng thanh cuộn, cho phép người vận

• Những thay đổi điểm đặt cho báo động từ trạm vận hành phải trực tiếp sửa đổi cơ sở dữ liệu quản lý báo động

• Các báo động có thể cài đặt để in ra một cách tự động hay ở thời điểm thích hợp khác

Màn hình báo động ắ Bỏo cỏo

Các báo cáo phải được tạo ra và gởi đến màn hình của trạm vận hành Tối thiểu hệ thống phải cung cấp được các báo cáo như sau :

• Tất cả các điểm trong hệ thống

• Tất cả các điểm trong bộ điều khiển

• Danh sách nhóm điểm cho người sử dụng trên hệ thống.nhóm điểm náy không bị giới hạn

• Tất cả các điểm trong tình trạng báo động

• Tất cả các điểm đang bị điểu khiển cưỡng bức

• Tất cả các điểm đang bị khoá

• Tất cả các lịch vận hành trong tuần

• Tất cả hoặc một trong các thuộc tính bao gồm: Giá trị; Điểm đặt; Giới hạn báo động; Số liệu thống kê; Thời gian vận hành

• Tất cả các thời gian biểu vận hành

• Tất cả các báo động đã bị khoá

• Tất cả các báo động đang hiện hưu, các báo động đã được xác nhận và chưa xác nhận

• Bất kỳ thông số hoạt động của các bộ điều khiển

• Báo cáo phải được cung cấp cho mỗi loại điểm, mỗi nhóm điểm, mỗi nhóm người sử dụng hoặc toàn hệ thống mà không bị hạn chế bởi cấu hình phần cứng của hệ thống điều khiển hoặc mạng truyền thông

• Hệ thống phải cho phép tạo ra những báo cáo theo từng yêu cầu riêng biệt (custom repot) mà có thể bao gồm những điểm từ những bộ điều khiển khác nhau

• Trao đổi dữ liệu với Microsoft Excel

Hệ thống phải có khả năng xuất số lượng lớn dữ liệu cho Microsoft Excel Ít nhất, các chức năng sau đây được hỗ trợ:

• Cho phép hoặc thu hồi các dữ liệu định kỳ hoặc lấy nhanh

• Cho phép thu hồi dữ liệu thông qua các yêu cầu POINT.PARAMETER

• Cho phép thu hồi tên thẻ, mô tả, v.v

• Cho phép thu hồi dữ liệu lịch sử

• Viết các giá trị từ Excel trở lại hệ thống giám sát

Màn hình lập báo cáo tự động ắ Th ờ i gian bi ể u

Một dạng nhập vào lịch vận hành theo kiểu bảng tính phải được cung cấp.tối thiểu, những dạng lịch vận hành sau đây phải có :

• Lịch vận hành hàng tuần , theo hệ thống

• Lịch vận hành cưỡng bức tạm thời, theo hệ thống

• Lịch vận hành đăc biệt : Chỉ vận hành nếu là ngày nghỉ lễ, theo hệ thống

• Lịch vận hành hàng tuần phải được cung cấp cho mỗi thiết bị và định rõ thời gian sử dụng lịch Mỗi lịch vận hành phải bao gồm từng cột cho mỗi ngày của tuần, cũng như cột ngày lễ hay ngày đặc biệt trong lịch vận hành xen kẽ mà được định nghĩa bởi người sử dụng Lịch vận hành phải được thực hiện một cách đơn giản bằng cách chèn các thời gian sử dụng và không sử dụng vào các ô thích hợp

• Lịch vận hành hàng tuần sẽ không có tác dụng trong ngày lễ Hệ thống phải cho phép người sử dụng định nghĩa một lịch trong nhóm lịch vận hành mà chỉ có tác dụng nếu ngày hôm nay là ngày lễ

• Ngoài ra, một lịch vận hành tạm thời có thể chèn vào để thay đổi việc vận hành tạm thời Sau khi lệnh vận hành từ lịch tạm thời thực hiện, hệ thống tự trả về lịch vận hành ban đầu

• Lịch vận hành phải được cung cấp cho mỗi hệ thống hay hệ thống phụ trong toà nhà Mỗi lịch vận hành phải bao gồm tất cả các điểm có khả năng khởi động/dừng hệ thống Sự khởi động trình tự các thiết bị trong cùng một nhóm phải được thiết lập để tránh các thiết bị khởi động cùng lúc,

• Lịch hàng tháng cho giai đoạn 12 tháng phải được cung cấp để cho phép đơn giản hoá việc lập lịch vận hành.Ngày nghỉ và ngày đặc biệt phải chọn bởi người sử dụng bằng cách nhấp chuột hay sử dụng bàn phím

Chương 3 đã giới thiệu việc thiết kế ứng dụng hệ thống BMS cho một công trình cụ thể tòa nhà Bộ Tài nguyên và Môi trường Tìm hiểu về chức năng và các giao thức được sử dụng cho các phân hệ để kết nối tới BMS.

TÍCH HỢP CÁC HỆ THỐNG

Hệ thống điện

Nắm bắt được tầm quan trọng của hệ thống điện: có nguồn cung cấp tới thì hệ thống thiết bị tòa nhà tồn tại và hoạt động, ngừng cung cấp điện hệ thống kỹ thuật sẽ ngừng hoạt động nên việc giám sát hệ thống điện trong hệ thống BMS là một ứng dụng không tách rời

Hệ thống điện sẽ được kết nối với hệ thống BMS thông qua việc tích hợp mức cao là Modbus để giám sát các bộ đo đếm điện năng Và kết nối mức thấp để điều khiển và giám sát các MCCB, ACB

Các thông tin sau khi nhận được từ hệ thống điện thì sẽ được điều khiển và giám sát trên màn hình của hệ thống BMS Trên phần mềm quản lý BMS phải được tạo các giao diện đồ hoạ phù hợp cho việc hiển thị thuận tiện cho quá trình quản lý

Thông qua hệ thống BMS có thể quản lý các thiết bị bảo vệ nguồn điện nằm trong các tủ điện phân phối nguồn điện chính và các tủ điện phân phối nguồn phụ cho các tầng, các thiết bị bằng việc thu nhận các thông tin về trạng thái làm việc cũng như quá tải của các thiết bị này Tại các máy tính điều khiển trung tâm, nhân viên vận hành thực hiện việc giám sát các thiết bị bảo vệ của các tủ điện phân phối nguồn chính và các tủ điện phân phối nguồn phụ trên màn hình đồ hoạ của các máy tính điều khiển của hệ thống BMS Mỗi thay đổi của các điểm trạng thái làm thay đổi màu sắc của điểm điều khiển trên màn hình đồ hoạ cũng như có các báo cáo báo lỗi tại thời điểm xảy ra sự cố tại máy in báo sự kiện theo thời gian Để quản lý tốt hệ thống điện hệ thống BMS giám sát điện năng tiêu thụ của tòa nhà, thiết bị giám sát theo dõi được các thông số kỹ thuật chính của các nguồn thông qua các bộ đồng hồ đo đếm điện năng:

• Công suất hữu ích của tòa nhà P

• Công suất tiêu thụ của tòa nhà kWh

• Điện áp dây tại tủ cấp nguồn chính (V)

• Điện áp các pha tại tủ cấp nguồn chính (V)

• Dòng điện của các pha tại tủ cấp nguồn chính (A)

Các thông số này được giám sát chặt vì nó sẽ ảnh hưởng rất lớn tới việc vận hành của tất cả các thiết bị sử dụng điện của tòa nhà, quản lý tốt các tham số chính này cũng đồng nghĩa với việc giảm chi phí vận hành của tòa nhà, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị Các tham số này cần thiết được đo đếm nhờ bộ đo đếm điện năng kỹ thuật số có khả năng nối mạng và thể hiện các thông số đo lường trên giao diện màn hình máy tính điều khiển, có khả năng lưu giữ tại máy tính của hệ thống khi người quản lý có yêu cầu Đồ họa sau mô phỏng quản lý điện năng tại một tủ điện phân phối nguồn cấp chính cho một tòa nhà Trong đồ họa, các giá trị được thể hiện là số đo đếm được, các tham số được Việt hóa về tên và vị trí thiết bị để đơn giản hóa quá trình vận hành của người giám sát, quản lý hệ thống

Giao diện đồ họa hệ thống quản lý chất lượng điện điển hình

Giám sát trạng thái hoạt động của các thiết bị Đóng – Cắt nguồn điện tại các tủ phân phối tầng, tủ điện hạ thế, tủ điện tổng, tủ điện ATS: Mục đích việc quản lý này nhằm quản lý các thiết bị điện từ máy tính điều khiển của phòng điều khiển trung tâm

Giám sát các sự cố quá tải của các thiết bị đóng cắt chính tại các tủ phân phối, tủ điện hạ thếm tủ điện tổng, tủ điện ATS( Áp tô mát tổng, Áp tô mát cấp nguồn chính của các nhánh) Điều khiển đóng cắt các tủ điện phân phối tầng, tủ điện hạ thế, tủ điện tong Để thực hiện việc quản lý tốt các thiết bị Đóng – Cắt, các thiết bị điện nằm trong diện cần quản lý giám sát cần đáp ứng các yêu cầu về phần cứng:

Có khả năng cung cấp các điểm tín hiệu báo trạng thái của chính bản thân của chúng, tín hiệu đầu ra trạng thái là tín hiệu On/ Off của công tắc báo trạng thái

Nếu không có sẵn các điểm tín hiệu báo trạng thái này, thiết bị đóng cắt cần phải được lắp thêm các công tắc phụ trợ (Auxilary Contact)

Màn hình quản lí các thiết bị điện trong tòa nhà

Màn hình giám sát thông số điện năng

Hình 4-2 Hệ thống chiếu sáng

Hệ thống điện chiếu sáng trong tòa nhà thực hiện các chức năng sau:

• Lập đồ họa toàn bộ các tuyến chiếu sáng các khu vực hành lang của tòa nhà, khu vực nhà vệ sinh, tầng hầm, khu vực nhà ăn, sân khấu ngoài nhà nhằm theo dõi được trạng thái chiếu sáng từ phòng điều khiển trung tâm cũng như điều khiển từ xa tại phòng điều khiển trung tâm

• Điều khiển đóng, cắt đến từng cụm chiếu sáng (theo sự phân bổ mặt bằng sử dụng) theo các tình huống: lập trình theo thời gian, chế độ khẩn cấp, chế độ sửa chữa và một số chế độ chiếu sáng được lập trình sẵn (ngày Lễ, ngày nghỉ…)

• Các thao tác đóng cắt chiếu sáng được thực hiện cả 2 chế độ: chế độ tại chỗ (theo yêu cầu người dùng) và chế độ từ xa (theo yêu cầu quản lý vận hành tòa nhà)

Màn hình giám sát và điều khiển hệ thống chiếu sáng

C ấ u trúc h ệ th ố ng chi ế u sáng s ử d ụ ng công ngh ệ EIB:

Trong hệ thống điện thông thường, mỗi chức năng cần có một cáp riêng và mỗi hệ thống điều khiển có một mạng riêng Tuy vậy với mạng EIB tất cả chức năng và các quá trình đều có thể điều khiển, giám sát được sử dụng chung một cáp đơn Điều này có nghĩa là hệ thống cấp điện có thể nối trực tiếp đến các thiết bị tiêu thụ mà không phải đi đường vòng

Hình 4-3 Hệ thống chiếu sáng sử dụng công nghệ EIB Ưu điểm của hệ thống là lắp đặt các thiết bị trong toà nhà khá đơn giản nhưng cũng rất dễ dàng khi mở rộng cũng như thay đổi Nếu mục đích sử dụng hay cấu trúc trong toà nhà có thay đổi, hệ thống mạng EIB cũng dễ dàng sửa lại cho phù hợp bằng cách thay đổi các thông số của các thiết bị mà không cần phải đi thêm dây Lợi thế lớn nữa là trên mạng EIB có thể lắp lẫn hoặc bổ sung rất nhiều thiết bị của các nhà sản xuất thành viên của Hiệp hội EIB Điều đó tạo lợi ích cao nhất cho người sử dụng

Hình 4-4 Hệ thống kết nối EIB

Các thông số này có thể đặt lại bằng cách nối máy tính với hệ thống mạng EIB và sử dụng phần mềm ETS (EIB Tool Software) để cấu hình và đưa thiết bị vào hoạt động Phần mềm ETS được phát triển chung cho tất cả các nhà sản xuất của hiệp hội EIB

Với giao diện trên hệ thống mạng EIB có thể nối với trung tâm điều khiển của hệ thống quản lý và tự động hoá của toà nhà (BMS, BAC) hay với hệ thống điện thoại công cộng Điều này giúp giảm bớt chi phí khi sử dụng mạng EIB trong

Hình 4-5 Giao thức mạng của hệ thống EIB

Sơ đồ lắp đặt hệ thống EIB so với hệ thống điện cổ điển đơn giản hơn rất nhiều,

H ệ th ố ng đ i ệ n th ườ ng

Hình 4-6 Sơ đồ điện thông thường

Hình 4-7 Hệ thống điện sử dụng EIB

Sensor phát hiện chuyển động

Hẹn giờ Điều khiển trung tâm

Trung tâm Điện thoại Sensor phát hiện chuyển động

Local Control Bus EIB ,24Vdc

Hệ thống điều hòa VRV

Trong tòa nhà, hệ thống điều hòa không khí và thông gió HVAC là hệ thống phức tạp nhất và tiêu thụ lượng điện năng lớn nhất nên được ưu tiên hàng đầu trong việc tích hợp BMS Đối với một tòa nhà, hệ thống điều hòa đòi hỏi công suất tương đối lớn và không gian làm việc rộng Hiện nay có hai hệ thống điều hòa đang được sử dụng trong các nhà cao tầng là hệ điều hòa VRV và hệ điều hòa Chiller Điều hòa Chiller : Chiller là hệ thống điều hòa kiểu trung tâm sử dụng nước làm chất trung gian tải lạnh Một hệ thống điều khiển điều hòa chiller có cấu trúc đầy đủ gồm 3 cấp : cấp quản lý là máy tính trạm vận hành BMS Work Station sẽ đóng vai trò máy chủ của hệ thống điều hòa ; cấp điều khiển là các bộ giám sát mạng NC và các bộ điều khiển số DDC ; cấp trường bao gồm hệ thống bơm, van, các máy chiller, FCU, AHU, VAV, các bộ cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, áp suất để lấy thông số về hệ thống điều khiển giám sát Hệ thống điều khiển chiller được kết nối với nhau thông qua các đường bus theo các chuẩn BAC net, LON work hoặc MOD bus cho phép việc điều khiển hệ thống điều hòa chiller theo 3 hình thức : điều khiển tự động (AUTO), điều khiển bằng tay ( MANUAL) và điều khiển từ BMS Đối với hệ thống điều hòa không khí VRV, hệ thống BMS sẽ kết nối với VRV thông qua bộ chuyển đổi BACnet-TCP/IP Bên cạnh việc sử dụng các bộ điều khiển Remote controller để điều khiển các dàn nóng, dàn lạnh, các bộ thông gió thu hồi nhiệt một cách độc lập, thông qua BMS và phần mềm điều khiển, giao diện trực quan của phần mềm quản lý một mặt người vận hành vừa có thể giám sát toàn bộ các thông số của hệ thống, mặt khác có thể điều khiển toàn bộ các thiết bị của hệ VRV qua màn hình giao diện của máy tính trung tâm nhờ đó mà giảm được chi phí vận hành, tiết kiệm năng lượng, giảm thời gian hoạt động lãng phí, kéo dài tuổi thọ của thiết bị

Hình 4-8 Hệ thống điều hòa VRV

Trên màn hình điều khiển BMS, các thông số trạng thái, cảnh báo của hệ thống điều hòa không khí được hiển thị trên màn hình máy tính điều khiển, người vận hành có thế xử lý các thông tin này hoặc hệ VRV cũng có thể chạy ở chế độ tự động theo các yêu cầu đặt sẵn Hệ thống điều hòa cũng được lập trình trên BMS để hoạt động dựa trên lịch làm việc của tòa nhà cũng như cho phép tạo lịch trình làm việc vào ngày nghỉ Các chức năng có thể thực hiện trên BMS như sau:

• Đặt lệnh chạy/ dừng toàn bộ hay một phần hệ thống, thiết lập nhiệt độ phòng, đặt chế độ điều khiển theo bộ điều khiển phòng hay điều khiển tập trung bằng BMS,

• Giám sát nhiệt độ phòng, công suất tiêu thụ, trạng thái hoạt động, trạng thái máy nén…

• Đưa ra các cảnh báo, báo động khi có cháy hoặc khi có nguy hiểm, lỗi hệ thống

• Giám sát tình trạng hoạt động của hệ VRV: Run/stop/Alarm/Trip/normal;

• Giám sát tình trạng hoạt động của từng FCU trong từng phòng

• Giám sát thông số nhiệt độ của từng phòng

• Giám sát điện năng tiêu thụ của từng FCU

• Theo dõi thời gian làm việc để đưa ra lịch bảo trì

• Can thiệp từ xa để tắt bặt các FCU (khi không có người sử dụng trong phòng làm việc)

• Chuyển các chế độ vận hành của VRV từ BMS

• Liên động hệ thống báo cháy thông qua BMS

Màn hình giám sát hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống thông gió

Hệ thống quạt thông gió tầng hầm nhằm hút các khí thải do các phương tiện như ôtô, xe máy thải ra và cấp gió tươi vào tầng hầm đảm bảo độ thông thoáng và môi trường an toàn cho tầng hầm

Trong các phòng kỹ thuật như: phòng máy phát, phòng tủ điện chính, phòng kỹ thuật thang máy các quạt thông gió nhằm giảm nhiệt độ của phòng trong quá trình vận hành của các thiết bị

Hoạt động Quạt cung cấp/ hút không khí được điều khiền tự động hoặc nhân viên vận hành

Khi nồng độ khí CO trong khu vực đậu xe cao hơn so với cài đặt thì quạt cấp và hút gió khu này sẽ hoạt động, đến khi nào khí CO đo được giảm xuống dưới mức cài đặt cộng thêm mức chênh lệch thì các quạt này sẽ dừng hoạt động và ngược lại

Tất cả các quạt đếu được lập trình để hoạt động dựa trên lịch trình làm việc hoặc tự động theo cảm biến nồng độ khí CO (quạt thông gió bãi đỗ xe)

Giám sát • Trạng thái của quạt

• Chế độ chạy tự động/bằng tay của quạt

• Nhiệt độ không khí phòng biến thế, phòng máy phát

Các báo động được giám sát từ trung tâm điều khiển

• Báo động sự cố quá tải của mô tơ quạt

• Báo động nhiệt độ cao đối với một số phòng có gắn cảm biến nhiệt độ

• Báo động nồng độ khí CO cao

Trên màn hình đồ họa hệ thống BMS, người vận hành có thể theo dõi được chế độ vận hành của các quạt tăng áp cầu thang trong các điều kiện vận hành bình thường cũng như trong các các tình huống khẩn cấp có thoát hiểm báo cháy

Qu ạ t thông hút khí th ả i

Hệ thống quạt hút khí thải cho các khu vực nhà vệ sinh nhằm hút các khí thải từ các nhà vệ sinh ra ngoài đảm bảo độ thông thoáng và môi trường an toàn cho các khu vực này

Hệ thống quạt cấp khí tươi cho các khu vực văn phòng nhằm đảm bảo độ thông thoáng và luồng không khí trong lành các khu vực này

Màn hình giám sát hệ thống quạt thông gió

Hệ thống phòng cháy chữa cháy

• Liên động với các hệ thống phát thanh PA, cửa( card access ), CCTV

• Tự động giám sát trạng thái các tủ điện tầng

• Giám sát trạng thái trạm bơm chữa cháy và bể nước chữa cháy

• Có khả năng kết nối thông qua các đầu ra của Relay tại mỗi tủ điện tầng

• Tình trạng hệ thống điện cấp cho bơm chữa cháy, tình trạng các bơm, mức nước bể chữa phục vụ chữa cháy, áp suất nước trong hệ thống chữa cháy, giám sát thông số áp suất trong cầu thang bộ

Hình 4-10 Hệ thống phòng cháy chữa cháy

• Các tín hiệu báo động và giám sát trên BMS như sau Điều khiển Không có lệnh điều khiển nào cho hệ thống này

Trạng thái của bơm chữa cháy Mức nước bể nước ngầm cao/thấp Áp lực tĩnh của hệ thống Mức nước bể

Báo động áp suất nước trong ống cao/thấp

Báo động sự cố quá tải của bơm chữa cháy

Báo động mức nước trong bể ngầm cao/thấp

• Khi có tín hiệu báo động cháy được gửi từ hệ thống báo cháy tới, từ BMS sẽ có các điều khiển sau:

Trên màn hình máy tính trung tâm sẽ thể hiện báo động bằng hình ảnh nhấp nháy kết hợp âm thanh giúp người vận hành nhận biết nhanh chóng vị trí có cháy

BMS sẽ ra lệnh dừng tức thì đối với các thiết bị điều hòa không khí và thông gió để ngăn luồng không khí cấp cho các khu vực

Trạng thái hoạt động của các thiết bị chữa cháy, quạt tăng áp, cầu thang cũng được theo dõi trên các đồ họa giám sát hệ thống phòng và chữa cháy Khi có sự cố cháy, các thiết bị của hệ thống chữa cháy như bơm chữa cháy và quạt tăng áp lập tức hoạt động

Nếu áp suất quá lớn BMS sẽ điều khiển mở van xả bớt gió đảm bảo áp suất cầu thang trong pham vi 50 – 60 PA đủ để duy trì luôn luôn kép được cửa cầu thang tránh khói trong tầng tràn vào, mặt khác với áp suất như vậy giúp người thoát hiểm có thể đẩy cửa vào một cách dễ dàng và luôn đảm bảo an toàn cho người làm việc trong tòa nhà

Màn hình giám sát hệ thống phòng cháy chữa cháy

Hệ thống cấp thoát nước

Nhà thầu nước có nhiệm vụ cung cấp các thiết bị đo mức nước của các bể chứa của hệ thống cấp nước sạch, bể chứa và bơm nước thải của hệ thống chứa nước thoát mái (nước mưa, thoát mái) của toà nhà, cung cấp các tín hiệu cần thiết theo yêu cầu của nhà thầu BMS

Nhà thầu BMS có trách nhiệm kéo dây tín hiệu này để nối tới đầu vào của các DDC và thể hiện việc giám sát mức nước trên đồ hoạ của hệ thống BMS Hoạt động của các bơm nước sinh hoạt được giám sát bởi hệ thống BMS – áp suất tĩnh của trục chính, bơm nước thải ngoài việc giám sát bởi hệ thống BMS còn được điều khiển theo nhu cầu điều khiển từ xa, tự động theo mức nước Trên màn hình đồ hoạ các bơm này được giám sát về trạng thái hoạt động cũng như tình trạng sự cố, quá tải

• Giám sát và điều khiển các bơm cấp nước từ tầng hầm lên tầng mái

• Giám sát bơm cấp nước sinh hoạt tầng mái

• Giám sát cảnh báo mức nước của bể tầng hầm và bể tầng mái

Các máy bơm có thể được điều khiển thông qua hệ thống BMS hoặc điều khiển tại chỗ Trong tủ điều khiển máy bơm phải có khóa chuyển đổi chế độ điều khiển từ BMS sang bằng tay hoặc ngược lại

BAC Net/IP Server BMS

Hình 4-11 Hệ thống cấp thoát nước Điều khiển Điều khiển các bơm cấp nước sinh hoạt, bơm nước thải

• Trạng thái của bơm cấp nước và thoát nước

• Mức nước bể nước ngầm cao/thấp, bể nước trên tầng mái

• Rãnh hỗ chứa nước thải …

• Báo động sự cố quá tải của bơm cấp và thoát nước

• Báo động mức nước trong bể ngầm cao/thấp, bể nước tầng

Màn hình giám sát hệ thống cấp thoát nước

Hệ thống PA

Nhà thầu cung cấp lắp đặt hệ thống BMS cung cấp các tín hiệu điều khiển đầu ra chuẩn DO và kéo dây điều khiển tới hệ thống PA Các lệnh điều khiển này sẽ thực hiện điều khiển hệ thống PA phát các thông báo theo yêu cầu của người vận hành hoặc tự động theo các tình huống thực tế

Nhà thầu PA có trách nhiệm nối các dây điều khiển do nhà thầu BMS cấp tới vào hệ thống của mình

Hệ thống PA đóng vai trò quan trọng trong việc phát các thông tin thông báo trong mọi trường hợp bình thường cũng như sự cố thoát hiểm Hệ thống BMS cung cấp 02 tín hiệu điều khiển chuẩn DO đến đầu vào của hệ thống này Các tín hiệu này sẽ tác động đến hệ thống PA để đưa ra các thông báo đã được định sẵn Các tín hiệu này sẽ được sử dụng phù hợp với yêu cầu kiện thực tế khi vận hành tòa nhà.

Hệ thống thang máy

Hệ thống bms sẽ tích hợp với hệ thống thang máy thông qua giao thức bậc cao Bacnet IP Để kết nối được thì yêu cầu nhà thầu hệ thống thang máy cung cấp cổng truyền thông Bacnet IP ( Bacnet Gateway)

Hình 4-12 Hệ thống thang máy Để giám sát được hệ thống thang máy, hệ thống thang máy cần đưa tới đầu ra của chúng các thông tin đáp ứng để kế nối tới hệ thống BMS, quá trình kết nối sẽ được cụ thể hóa về phần cứng cũng như phần mềm đối với nhà thầu thang máy để có thể hiển thị, giám sát chế độ vận hành theo yêu cầu kỹ thuật Để kiểm soát vận hành của thang trong tình huống sự cố có thoát hiểm do đặc thù về các yâu cầu cao trong an toàn cho con người, các thang máy sẽ không hoạt động (Ngoại trừ thang máy chữa cháy), khi đó các thang máy được điều khiển đi về vị trí gần nhất thông ra mặt đất để thoát hiểm hoặc tránh tình trạng có người bị kẹt trong thang máy Nhà thầu cung cấp lắp đặt hệ thống thang máy cần cung cấp tại đầu ra các tín hiệu:

• Giám sát tình trạng hoạt động của các các thang: Run/ Stop/ Alarm/ Trip/ Normal;

• Giám sát chiều di chuyển và vị trí các cabin thang

• Giám sát số giờ làm việc của các thang để thống kê và đưa ra lịch bảo trì

• Các báo động của hệ thống như: Kẹt thang, có cháy trong thang…

• Đưa các thang về tình trạng khẩn cấp (hỏa hoạn) đưa các thang về tầng trệt

• Kích hoạt các kịch bản vận hành thang sẵn có (kịch bản tiếp đón khách, kịch bản ưu tiên theo số tầng, kịch bản trong chế độ bảo trì …), các kịch bản này sẽ được thảo luận trực tiếpkhi lập trình vận hành thang

Hệ thống an ninh vào ra

Hệ thống quản lý an ninh của tòa nhà phải có khả năng đồng bộ với phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu của hệ thống BMS Hệ thống an ninh sẽ bao gồm hệ thống quản lý vào ra và hệ thống CCTV, hệ thống BMS sẽ tích hợp với hệ thống an ninh thông qua giao thức Bacnet IP, OPC Hệ thống BMS sẽ phối hợp hoạt động giữa hai hạng muc này :

Ghi lại hình ảnh video tại cửa truy nhập khi có người cụ thể ra/vào vùng đó Ghi lại hình ảnh video khi có báo động

So sánh hình ảnh ghi trên camera với ảnh thẻ trên trung tâm lưu trữ dữ liệu

Hình 4-13 Hệ thống an ninh vào ra a/ H ệ th ố ng ki ể m soát vào ra Access control:

Việc tích hợp hệ thống cho phép nhân viên vận hành hệ thống BMS có thể truy nhập cơ sở dữ liệu của hệ thống kiểm soát ra vào thu thập thông tin cá nhân ra vào toà nhà qua các cửa được kiểm soát, tổng hợp các số liệu để thống kê và xuất ra các báo cáo như:

• Báo cáo chi tiết thời gian ra/ vào của mỗi nhân viên theo ngày hoặc tổng hợp theo tháng

• Báo cáo thời gian ra/ vào của khách

• Tra cứu thời gian, tên của người ra vào trong thời gian xảy ra sự cố

• Tra cứu các cảnh báo của hệ thống kiểm soát ra vào

Yêu cầu của hệ thống BMS tới hệ thống Access cotrol:

Với bộ điều khiển thích hợp và các phần cứng và phần mềm khác, hệ thống sẽ bao gồm một giao diện tùy chọn SAP đã được chứng nhận, giao diện này sẽ là hai chiều và cho phép dữ liệu cá nhân từ SAP tới hệ thống IBMS và ngược lại Chứng thực của chứng chỉ SAP sẽ được cung cấp bởi nhà cung cấp theo yêu cầu

- Thẻ thông minh (theo ISO 7816)

- Xấp xỉ ví dụ HID

Khi sử dụng Mifare, ta có thể sử dụng như số series thẻ nhận dạng hoặc để lưu trữ các thông tin nhận dạng cụ thể hoặc các ứng dụng vào trong vùng bộ nhớ được chỉ định sẵn để cho phép việc sử dụng nhiều ứng dụng của thẻ

Có thể chụp ảnh chân dung và chữ ký của tất cả các chủ thẻ và sau đó tạo ra mác nhận dạng ảnh sử dụng các ảnh này

Việc chụp ảnh và in các mác nhận dạng ảnh phải được tích hợp hoàn toàn trong hệ thống BMS và phải sử dụng cơ sở dữ liệu tương tự nhau Bất cứ một hệ thống nào sử dụng hệ thống mác ảnh riêng rẽ hoặc cơ sở dữ liệu riêng rẽ sẽ không được chấp nhận

Các thiết bị chụp phải bao gồm các thẻ chụp video, máy ảnh kỹ thuật số, máy quét và bản chữ ký và các phương tiện chụp phải hỗ trợ các chuẩn MCI, TWAIN hoặc WinTab cho việc chụp hình Các thiết bị có thể được kết nối trực tiếp thông qua bảng mạch PC hoặc qua các công nối tiếp hoặc USB Nếu sử dụng thẻ chụp video cho chụp hình, một phương tiện xem lại trực tiếp phải được cung cấp b/ Hệ thống camera CCTV:

Giao diện người vận hành

Hệ thống quản lý và ghi video kỹ thuật số (CCTV, DVRMS) sẽ tích hợp hoàn toàn vào trong hệ thống IBMS Người vận hành hệ thống IBMS có thể xem video trực tiếp từ camera, bắt đầu ghi hình và cấu hình các thiết lập camera khác nhau Tất cả các thiết lập an ninh vận hành, tất cả các hoạt động để quản lý video kỹ thuật số sẽ được thực hiện qua giao diện vận hành IBMS Các tính năng chính mà hệ thống IBMS có thể điều khiển, giám sát và lien động giữa hệ thống CCTV với các hệ thống khác như sau:

Việc ghi hình sẽ có thể bắt đầu bởi bất cứ một cảnh báo nào trong hệ thống IBMS Với mỗi cảnh báo có thể xảy ra, có thể xác định camera nào sẽ ghi hình, tỉ lệ khung cho ghi hình kỹ thuật số và thời gian ghi hình Điều này có thể thêm vào cùng với kế hoạch ghi hình đã thiết lập cho camera

Hệ thống BMS có nhiệm vụ liên động hệ thống CCTV với các hệ thống khác( Access, PA, SMS) trong những trường hợp cần thiết, cụ thể như sau:

Khi có người đột nhập trái phép tại vị trí bất kỳ, thì hệ thống BMS sẽ điều khiển các Camera tại chính những khu vực có đột nhập trái phép này ghi lại những diễn biến đã xảy ra đồng thời kết hợp với hệ thống PA(SMS) thông báo cho người vận hành, bảo vệ biết tại những vị trí đó đang có người đột nhập trái phép

Các chức năng phần mềm ứng dụng

- Video tr ự c ti ế p Đầu ra trực tiếp từ camera sẽ được cấu hình và được xem thông qua một loạt các màn hình hỗ trợ:

• Xem hình một camera đơn lẻ

• Xem cùng lúc lên tới 16 camera, mỗi cái với 25/30fps(khung hình/giây) và mỗi cổng nhìn hỗ trợ tuần tự thiết lập trước camera cho PTZ

• Xác định cac lựa chọn xem theo tỉ lệ màn hình cả 4:3 cũng như 16:9 (màn ảnh rộng) do đó chống lại việc biến dạng video nguyên bản trong khi vẫn tận dụng được toàn bộ khu vực màn hình cho việc hiển thị hình ảnh nhiều kênh video

• Xem tuần tự các vị trí đã thiết lập trước

• Thay đổi thiết lập cho mỗi camera

• Thay đổi thiết lập ghi hình cho mỗi camera

• Thêm vào và xóa đi camera

• Lập kế hoạch cho việc ghi hình, phân tích video và chuyển mạch và giám sát đầu vào/đầu ra

• Thay đổi thiết lập phân tích video và chỉnh định: o Dò tìm chuyển động video o Theo dõi đối tượng o Phân loại đối tượng o Phân tích video thông minh

• Thay đổi thiết lập cho đầu vào và đầu ra IP camera và streamer

• Xem và khởi tạo gọi Intercom với các camera được cấu hình với chức năng truyền âm thanh hai chiều

Người dùng có thể chọn camera từ danh sách điều khiển dạng cây các camera thích hợp với người dùng

Hệ thống cũng hỗ trợ đa màn hình trong các trường hợp sau:

• Màn hình cảnh báo: Khi một cảnh báo xảy ra trong máy chủ hệ thống điều khiển và an ninh, đầu ra video trực tiếp của camera liên kết với cảnh báo này sẽ được chuyển trực tiếp tới màn hình cảnh báo Người dùng sẽ có thể đáp nhận cảnh báo để đóng màn hình sử dụng bàn phím số Các camera trực tiếp tới màn hình cảnh báo sẽ không được gỡ bỏ từ hàng đợi trừ khi bị đóng bởi người vận hành

Có thể tạo ra một dãy các màn hình cảnh báo để quản lý các màn hình cảnh báo một cách đồng thời

• Màn hình cảnh báo vòng tròn: Một màn hình cảnh báo sẽ sẵn sàng tại cuối của mỗi dãy màn hình cảnh báo để nối vòng các hình ảnh camera từ các cảnh báo chưa đáp nhận nếu số camera để xem vượt quá số màn hình cảnh báo Mỗi khi dãy màn hình cảnh báo được điền, bất cứ một cảnh báo mới sẽ được đặt trong dãy theo với mức ưu tiên của nó và sau đó là thời gian xảy ra Trong trường hợp tất cả các màn hình cảnh báo đã sử dụng, camera kích hoạt cũ nhất sẽ được thêm vào màn hình cảnh báo vòng Việc xem các cảnh báo sẽ quay vòng trong màn hình cảnh báo cuối cùng này cho đến khi được đáp nhận và được xóa bởi người vận hành trong trường hợp nhiều cảnh báo được thêm vào màn hình này

• Màn hình giám sát: Người vận hành sẽ có thể ra lệnh màn hình của nhiều camera hoặc dãy hoặc màn hình camera đơn tới màn hình giám sát Người dùng có thể xóa màn hình dùng bàn phím số

• Các màn hình sẽ có thể được cấu hình để làm việc như là cả màn hình theo dõi và màn hình cảnh báo Trong trường hợp này, màn hình sẽ làm việc như màn hình theo dõi cho đến khi cảnh báo xảy ra, tkhi đó nó sẽ hiện ra video cảnh báo Mỗi khi cảnh báo được đáp nhận, video được chiếu trước đó (như là màn hình cảnh báo) được hiển thị lại

Trong mỗi trường hợp trên, các màn hình này sẽ hoặc là được kết nối với trạm vận hành sử dụng card PC đa màn hình hoặc tới cac PC khác

Các hệ thống không đề xuất chức năng này sẽ không được chấp nhận

Công cụ lập trình đồ họa CARE

CARE là công c ụ l ậ p trình đồ h ọ a và t ả i ch ươ ng trình đ i ề u khi ể n cho các b ộ đ i ề u khi ể n h ọ Excel 5000 bao g ồ m :

• Bộ điều khiển Excel Smart

• Bộ điều khiển Excel Web

• Bộ điều khiển kết nối Excel

• Các thiết bị LON/BACnet hãng khác

CARE cùng với E-Vision sử dụng quản lý, điều khiển hệ thống Excel 10( sử dụng Excel 10 zone manager) CARE cũng hỗ trợ cho các bộ điều khiển Excel Link, bộ điều khiển Olink/OPS

Phần mềm ứng dụng CARE chạy trên nền MicrosoftWindows được cài đặt trên máy chủ vận hành để quản lý và điều khiển các bộ điều khiển

Bộ điều khiển sẽ được CARE cung cấp các đặc tính cụ thể điều khiển như là bộ nhớ và khả năng dữ liệu

Các đối tượng được đưa ra dưới dạng sơ đồ nguyên lý, sơ đồ đó đưa ra các thiết bị của đối tượng và cách chúng được sắp xếp.Dưới các sơ đồ nguyên lý là các đầu vào đầu ra của thiết bị (các điểm dữ liệu)

Sơ đồ nguyên lý của đối tượng có thể được vẽ mà không cần các ký hiệu thành phần và chỉ hiển thị các điểm dữ liệu như là các mũi tên

CARE phân biệt giữa điểm vật lý và điểm phần cứng, chúng quan hệ tới đầu vào ra vật lý và điểm phần mềm Các điểm phần mềm có thể được tạo ra cho các kết quả tính toán quá trình của chương trình phần mềm Để điều khiển thiết bị, một chiến lược điều khiển, chương trình thời gian và logic được thêm vào cho sơ đồ nguyên lý Cho các quá trình điều khiển tới chương trình ứng dụng trong bộ điều khiển, các điểm dữ liệu ứng với các kết nối cho cung cấp chuyển đổi dữ liệu giữa bộ điều khiển và đối tượng Chuyển đổi dữ liệu tới các điểm dữ liệu sẻ được thực thi tùy vào chức năng logic đi kèm

CARE cung cấp 4 ứng dụng chính cho tạo lập các chương trình điều khiển :

• Sơ đồ nguyên lý đối tượng

Sau khi hoàn thành thiết kế và biên tập sơ đồ nguyên lý, chiến lược điều khiển, logic đóng cắt và chương trình thời gian, các file chương trình ứng dụng sẽ được biên dịch sang định dạng phù hợp với bộ điều khiển Rồi tải chương trình tới bộ điều khiển

Tạo giao diện quản lý tòa nhà EBI

Hệ thống EBI tích hợp đầy đủ với Microsoft Windows với chuẩn mạng công nghiệp và hoạt động đồng nhất với các thiết bị BACnet, EchelonLonwork Giao thức mạng TCP/IP chuẩn bao gồm LAN, WAN

EBI dựa trên kiến trúc Client-server Cơ sở dữ liệu thời gian thực đáp ứng cao duy trì bởi các server(có dự phòng) Hệ thống cung cấp thông tin thời gian thực tới các client vùng hoặc mạng cơ sở(LAN-WAN) như các trạm vận hành(Station) hoặc các ứng dụng như bảng tính hoặc các cơ sở dữ liệu liên quan Và bởi vì được modul hóa trong thiết kế, EBI là một giải pháp hiệu quả rất cao Cấu hình một dãi rộng từ các hệ thống node đơn nhỏ cho tới hệ thống tích hợp nhiều server Để cải thiện khả năng đáp ứng hệ thống sử dụng cấu trúc server dự phòng Trong cấu trúc đó EBI được cài đặt trên 2 server y hệt nhau

EBI sử dụng phân xử bằng phần mềm để xác định đâu là server thứ cấp, đâu là sơ cấp Với phân xử phần mềm, mỗi server sẽ hỏi tuần tự các server khác trong toàn mạng để xác định được hay không server đã bị lỗi

Kiến trúc hệ thống phân tán cho phép tích hợp tới 10 server trong một hệ thống đơn, DSA

Các server đ i ể m là giao diện mức cao cho phép EBI chuyển đổi dữ liệu với các ứng dụng khác hay hệ thống con như LON và BACnet mà ko cần phải cấu hình lại các điểm trong EBI

Các server điểm này đọc dữ liệu trực tiếp từ cấp trường khi được yêu cầu bởi EBI Kiến trúc mỗi tập dữ liệu(gọi là flexible point) được xác định bởi ứng dụng hoặc hệ thống con hơn là EBI

Tùy chọn server điểm LONwork, ví dụ, giúp EBI truy nhập tới Excel 10 mà không cần nhiệm vụ cấu hình các điểm phức tạp Nó cũng bao gồm các hiển thị cụ thể điểm xây dựng trước cho các thiết bị excel 10 vì thế có thể giám sát hệ thống HVAC của chúng

Hình 4-14 Server điểm LonWork với hệ thống EBI

Giao diện bộ điều khiển tạo khả năng EBI chuyển đổi dữ liệu tới các bộ điều khiển bởi vùng bộ nhớ “mapping“ trong bộ điều khiển tới các điểm chuẩn trong EBI( EBI cung cấp giao diện cho hầu hết các loại bộ điều khiển được sử dụng trong quản lý tòa nhà và an ninh)

Chương 4 đã phân tích nguyên lý tích hợp các phân hệ kỹ thuật với BMS Đưa ra những so sánh về tính năng của hệ thống được kết nối BMS với các hệ thống không có BMS Giới thiệu sơ lược về công cụ lập trình đồ họa CARE để ứng dụng cho các bộ điều khiển số DDC cũng như tìm hiểu về nguyên lý tạo giao diện quản lý tòa nhà EBI

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

Luận văn tập trung vào tìm hiểu giải pháp tự động hoá toà BMS nhà của hãng HoneyWell và các thiết bị trong một hệ thống BMS, đề ra giải pháp, thiết kế và xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị trong toà nhà Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam Về cơ bản, đồ án đã đạt được những mục tiêu đề ra Tuy nhiên nếu có thêm thời gian và cơ hội, tác giả mong muốn có thể tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện kiến thức về sản phẩm này Sau đây là kết quả đạt được, chưa đạt được, các khó khăn và định hướng phát triển hệ thống trong giai đoạn sau: Kết quả đạt được:

− Tìm hiểu được cấu trúc giải pháp tự động hoá toà nhà BMS của hãng HoneyWell

− Tìm hiểu được mô hình trang thiết bị trong hệ thống tự động hoá toà nhà

− Đề ra được giải pháp xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị trong một toà nhà

− Tìm hiểu sơ lược về công cụ lập trình đồ hoạ CARE cho các bộ điều khiển DDC

− Thiết kế giao diện người vận hành bằng phần mềm EBI

Kết quả chưa đạt được:

− Chưa tìm hiểu một cách hoàn thiện về các giao thức truyền thông sử dụng trong toà nhà

Khó khăn gặp phải trong quá trình làm đồ án:

− Phần mềm sử dụng trong hệ thống là các phần mềm đặc chủng của hãng, đòi hỏi key và lincenses nên không thể tiếp cận triệt để cũng như mô phỏng trong đồ án Định hướng phát triển trong tương lai:

− Hoàn thiện các chức năng đã xây dựng, cải tiến giao diện người vận hành được thuận tiện và thân thiện hơn Tìm hiểu và phát triển để ứng dụng rộng rãi trong các công trình khác.

Tiêu đề	Nghiên Cứu Ứng Dụng Hệ Thống Quản Lý Tòa Nhà Thông Minh IBMS
Tác giả	Nguyễn Văn Hoàn
Người hướng dẫn	PGS.TS Nguyễn Văn Khang
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Điện Tử Viễn Thông
Thể loại	Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật
Năm xuất bản	2012
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	121
Dung lượng	2,68 MB