Building management system lighting control

Cā thÿ Å, đã án này s¿ t¿p trung vào điÃu khiÅn há tháng chiÁu sáng và ti n hành xây dÁ ư뀣ng mô hình đÅ mô phßng quá trình điÃu khi n trong Å thư뀣c tÁ.. Trong các toà nhà hián đ¿i đ°ÿc s

TR¯âNG Đ¾I HâC S¯ PH¾M Kþ THU¾T THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH KHOA ĐÀO T¾O CHÂT L¯þNG CAO

SVTH : ĐINH CÔNG C¯âNG MSSV 16142524 :

TR¯âNG Đ¾I HâC S¯ PH¾M Kþ THU¾T THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH KHOA ĐÀO T¾O CHÂT L¯þNG CAO

SVTH : ĐINH CÔNG C¯âNG MSSV 16142524 :

CàNG HÒA XÃ HàI CHĂ NGH)A VIàT NAM Đác l¿p – Tư뀣 do – H¿nh phúc

***

Tp Hã Chí Minh, ngày 28 tháng năm 2020

Họ và tên sinh viên: ĐINH CÔNG C¯äNG MSSV: 16142524 Họ và tên sinh viên: LÊ THÀNH TÂM MSSV: 16142201 GiÁng viên h°ãng dÁn: LÊ THà HâNG NHUNG ĐT: 0911755997

Ngày nh¿n đà tài: 24/02/2020 Ngày náp đà tài: 28/07/2020

1 Tên đà tài:

2 Các sá liáu, tài liáu ban đu:

3 Nái dung thư뀣c hián đà tài: 4 SÁn ph¿m:

CàNG HOÀ XÃ HàI CHĂ NGH)A VIàT NAM Đác l¿p – Tư뀣 do – H¿nh Phúc

*******

PHI UÊ NH N¾ XÉT CĂA GIÁO VIÊN H¯àNG DÀN

Họ v tên Sinh viên: .à

CàNG HOÀ XÃ HàI CHĂ NGH)A VIàT NAM Đác l¿p – Tư뀣 do – H¿nh Phúc

*******

PHI UÊ NH N¾ XÉT CĂA GIÁO VIÊN PHÀN BIàN

Họ v tên Sinh viên: .à

Tp Hã Chí Minh, ngày tháng năm 2020 Giáo viên phÁn bián

(Ký & ghi rõ họ tên) MSSV: MSSV:

LâI CÀM ¡N

Nhóm xin chân thành cÁm ¢n các hy t cô trong khoa Đào t¿o ch¿t l°ÿng cao và các thy cô trong tr°ång Đ¿i học S° ph¿m Kỹ thu¿t TP.HCM, đã giÁng d¿y cho nhóm những kiÁn thąc chuyên môn và c¢ bÁn và ngành trong suát khoá học 2016 – 2020 Tć đó giúp nhóm đánh h°ãng theo sư뀣 hiÅu biÁt và khÁ năng căa mình ĐÅ hôm nay nhóm có thÅ thư뀣c hián đã án tát nghiáp <Xây dāng mô hình BMS – há thßng điÃu khiÅn chiÁu sáng=

Nhóm chúng em xin chân thành cÁm ¢n cô Lê Thá Háng Nhung và thy Lê

Trãng Nghĩa, giáo viên h°ãng dÁn đã án tát nghiáp căa nhóm D°ãi sư뀣 h°ãng dÁn, chß bÁo t¿n tình căa thy và cô, đặc biát là các ý t°çng và góp ý kiÁn khi nhóm gặp trç ng¿i, nhóm đã hoàn thành tát đ°ÿc các māc tiêu đà ra căa đã án

Bên c¿nh đó, nhóm chúng em cũng hÁt lòng biÁt ¢n gia đình đã t¿o điÃu kián cho tāi em đ°ÿc học t¿p trong môi tr°ång đ¿i học và cũng xin cÁm ¢n các b¿n trong các nhóm đã án khác đã nhiát tình hß trÿ kiÁn thąc và kinh nghiám cho nhóm

Mặc dù đã đ¿t đ°ÿc māc tiêu đà ra nh°ng vì thåi gian còn h¿n chÁ, cũng nh° l°ÿng kiÁn thąc lãn nên nhóm không thÅ tránh khßi những thiÁu sót Vì v¿y nhóm r¿t mong s¿ nh¿n đ°ÿc nhiÃu ý kiÁn đánh giá, góp ý căa quý hy t cô và các b¿n đÅ nhóm có thÅ phát triÅn và hoàn thián thêm đà tài này

TÓM T T À

Ngày nay, h u h t các tòa nhà cao t ng Vi t Nam hi n nay  Á  ç á á đÃu không đ°ÿc trang b h th ng qu n lý tòa nhà thông minh á á á Á Trong các công trình đã s này s d ng á ử ā nhiÃu h thá áng k thu t toà nhà ỹ ¿ nh°: h th ng chi u sáng, h th ng thông gió, h á á Á á á á tháng đián năng, há tháng phòng cháy chữa cháy, & Chúng ngày càng trç nên hián đ¿i, tián nghi đÅ ph c v các yêu c u ngày càng cao cā ā  ăa con ng°åi Há tháng qu n lý Á toà nhà (Building Management System BMS) là m t h th ng tích h– á á á ÿp điÃu khi n Å và giám sát các h th ng k thu t trong toà nhà nh m ph i h p v n hành các h th ng á á ỹ ¿ ằ á ÿ ¿ á á này m t cách th ng nh t và linh ho t, giúp cho vi c qu n lý các toà nhà hi u qu và á á ¿ ¿ á Á á Á tinh t Á Đã án s tìm hi u t ng quan v h th ng qu n lý toà nhà BMS và các h th ng ¿ Å å à á á Á á á đ°ÿc tích h p trong BMS Cā thÿ Å, đã án này s¿ t¿p trung vào điÃu khiÅn há tháng chiÁu sáng và ti n hành xây dÁ ư뀣ng mô hình đÅ mô phßng quá trình điÃu khi n trong Å thư뀣c tÁ

Trong quá trình thư뀣c hián đã án, nhóm chúng em đã hiÅu h th ng qu n lý á á Á quÁn lý toà nhà BMS, các c p qu¿ Án lý điÃu khi n, các giao th c ng d ng trong h Å ą ą ā á tháng BMS; tìm hi u chÅ ąc năng và cách điÃu khi n b DDC-C46 Nghiên c u các Å á ą thành ph n trong h th ng chi u sáng  á á Á nh° các lo i ¿ đèn LED, Driver LED, Dimmer và các lo i c m bi n ánh sáng T ¿ Á Á ć đó hình thành ý t°çng xây dư뀣ng mô hình toà BMS l¿y ý t°çng là toà nhà trung tâm tr°ång Đ¿ ọc S° ph¿i h m K thu t thành ph H Chí ỹ ¿ á ã Minh và h th ng chiá á Áu sang trong toà nhà đ°ÿc điÃu khi n và qu n lý b i bÅ Á ç á điÃu khiÅn DDC-C46

Nhóm đã thành công trong viác xây dư뀣ng đ°ÿc mô hình BMS toà nhà trung tâm và h th ng chi u sáng Có th á á Á Å điÃu khi n h th ng chi u sáng trong toà nhà b ng Å á á Á ằ hai ph°¢ng pháp Auto va Manual, điÃu khi n và thi t lÅ Á ¿p đá sáng theo mong mu n, á giám sát đá sáng trong mô hình thông qua bá cÁm biÁn V¿n hành há tháng tư뀣 đáng theo l ch trình, thu nh p và qu n lý d li u hoá ¿ Á ữ á ¿t đáng c a h th ng m t cách tă á á á ư뀣 đá ng

Bên c¿nh đó vÁ ã ¿ ¿n t n t i h n ch trong thi t k , tính toán c th v công su t Á Á Á ā Å Ã ¿ chiÁu sáng và Ánh h°çng c a môi ă tr°ång đÁn h thá áng cũng nh° điÃu khi n h th ng Å á á bằng cách ph°¢ng pháp điÃu khiÅn tć xa do nhóm bá thiÁu sót kinh nghiám và h¿n chÁ v m t tài chính à ặ

Trong t°¢ng lai, nhóm s¿ cÁi tiÁn v thi t k , t o giao dià Á Á ¿ án điÃu khiÅn và thay thÁ b ng các thi t bằ Á á hián đ¿i phù hÿp sát vãi h th ng chi u sáng trong thá á Á ư뀣c tÁ

MĀC L C Ā

NHIàM VĀ Đâ ÁN T T NGHI Pà à i

PHIÊU NH N XÉT C A GIÁO VIÊN Hã Ă ¯âNG D NÀ ii

PHIÊU NH N XÉT C A GIÁO VIÊN PH N BI Nã Ă À à iii

Māc tiêu căa đà tài 2

Đái t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu 2

Gi i h n cã ¿ ăa đà tài nghiên c u 2 ą Ý ngh*a khoa học và thư뀣c tißn c a đà tài 2 ă Ph°¢ng án và quy trình thiÁt kÁ 3

Ch°¢ng 2C¡ Sæ LÝ THUYÀT 6

H th ng qu n lý toà nhà 6 á á Á Phân c p h th ng qu¿ á á Án lý điÃu khi n 7 Å Truy n thông trong h th ng BMS 8 Ã á á Gi i thi u m t s chu n truy n thông 9 ã á á á ¿ Ã

C m bi n và thi t bÁ Á Á á điÃu khi n 25 Å ChiÁn l°ÿc quÁn lý năng l°ÿng và ki m soát ánh sáng 26 Å u khi n b ng công t c, nút nh n và ch c 26

Đià Šằ Á ¿ ąc năng làm må ăa đèn t l u khi n theo giá tr c m bi n 26 Ch°¢ng 4THI CÔNG MÔ HÌNH VÀ H THà àNG 49

Thi công mô hình 49

LÁp đặ á át h th ng 50

S¢ đã nái dây há tháng 50 LÁp đặt thi t b trên mô hình 51 Á á

Ch°¢ng 5VãN HÀNH VÀ KI M TRA MÔ HÌNHÄ 54

V n hành mô hình 54 ¿

Ch Auto 54 Á đá B°ãc 1: C¿p nguãn cho bá điÃu khiÅn và kÁt nái v i máy tính 54 ã B°ãc 2: C¿p nguãn các thiÁt b cÁm biá Án ánh sáng, Driver đèn, Relay 57

B°ãc 3: C¿u hình thông sá các thiÁt bá cÁm biÁn ánh sáng, Driver đèn, r¢le 58

B°ãc 4: Kh i đáng chąç c năng ghi nh¿n d liáu 61 ữ B°ãc 5: N¿p ch°¢ng trình vào bá điÃu khiÅn DDC – C46 61

B°ãc 6: Há tháng bÁt đu ho¿t đáng điÃu chßnh đá sáng theo l ch trình 62 á B°ãc 7: Giám sát ho¿t đáng căa há tháng 63

Ch Manual 66 Á đá B°ãc 1: C¿p nguãn cho bá điÃu khiÅn và kÁt nái v i máy tính 66 ã B°ãc 2: C¿p nguãn các thiÁt b cÁm biÁn ánh sáng, Driver á đèn, Relay 66

B°ãc 3: C¿u hình thông sá ngõ vào, ngõ ra Relay, ngõ ra Analog 66

B°ãc 4: N¿p ch°¢ng trình vào bá điÃu khiÅn DDC – C46 68

B°ãc 5: Há tháng s¿ sẵn sàng đÅ ho¿t đáng theo ch Manual 68 Áđá Ki m tra h th ng 69 Å á á Ch°¢ng 6KÀT LUãN 70

Các v¿n đà đã đ°ÿc giÁi quyÁt trong đã án 70

H°ãng phát triÅn trong t°¢ng lai 70

TÀI LI U THAM KH Oà À 71

DANH M C CÁC T VI T T T ĀĆÀÀ

ABS: Anti-lock Braking System

AHU: Air Handling Unit

AI: Analog Input

AO: Analog Output

BAS: Building Automation System

BMS: Building Management System

BCU: Building Control Unit

Bps: Bit per second

COB: Chip On Board

DALI: Digital Addressable Lighting Interface

DCS: Distributed control system

DDC: Direct Digital Controller

DI: Digital Input

DIP: Duel In-Line Package

DO: Digital Output

FCU: Fan Coil Unit

GND: Ground

HID: High Intensity Discharge

HVAC: Heating, Ventilatiion and Air Conditioning

Kbps: Kilobit per second

LAN: Local Area Network

LED: Light Emitting Diode

MCOB: Multiple Chip On Board

NC: Normal Close

NO: Normal Open

NTC: Negative Temperature Coefficient

PBC: Printed Circuit Board

PID: Proportional-Intergal-Derivative

PTC: Positive Temperature Coefficient

PWM: Pulse-Width Modulation

RTC: Real Time Clock

RTU: Remote Terminal Unit

SMD: Surface Mounted Device

UI: Universal Input

USB: Universal Serial Bus

DANH M C CÁC B NG BI U ĀÀÄ

BÁng 2.1 Đặc điÅm và thông sá căa các chu¿n họ RS 9 BÁng 2.2 So sánh đÅ lư뀣a chọn giao thąc phù hÿp cho há tháng BMS 13 BÁng 2.3 Hai lo i ch¿ ¿n l°u đ°ÿc sử ā d ng ph bi n hi n nay 16å Á á BÁng 3.1 Thông s k thu t cá ỹ ¿ ăa cÁm bi n ánh sáng 34Á BÁng 3.2 Thông s k thu t cá ỹ ¿ ăa m¿ch Module Relay 5V 34 BÁng 3.3 Thông s k thu t c a Driver LED 35á ỹ ¿ ă BÁng 3.4 Thông s k thu t cá ỹ ¿ ăa đèn LED F4 10W 36

DANH M C CÁC HÌNH NH, BIĀÀÄU Đà

Hình 1.1 Há th ng chi u sáng trong toà nhà 1á Á

Hình 1.2 Quy trình thư뀣c hián đà tài 3

Hình 1.3 Quá trình hình thành ý t°çng 3

Hình 1.4 Quy trình thiÁt k mô hình 4Á Hình 2.1 Các há tháng điÃu khi n tÅ ư뀣 đáng hoá toà nhà 6

Hình 2.8 Các lo¿i ngu n Led 16ã Hình 2.9 Đ°ång đặc tuyÁn 0-10VDC Output và Dimming Input 18

Hình 2.10 Đặc tuyÁn c°ång đá ánh sáng theo đián áp đu vào 19

Hình 2.11 S¢ đã nái dây căa ph°¢ng pháp điÃu khiÅn biÁn trç 100k 19Ω Hình 2.12 ChiÁt áp đián tử 100K 20Ω Hình 2.13 B á điÃu chßnh đá sáng 0-10V 20

Hình 2.14 S¢ đã nái dây c a bián pháp xung PWM 21ă Hình 2.15 Hàm tuyÁn tính căa đián áp điÃu khi n theo xung PWM 21Å Hình 2.16 S¢ đã nái dây căa ph°¢ng pháp c¿p áp điÃu khiÅn 22

Hình 2.17 Hình d¿ng đián áp khi cÁt xung tr°ãc 22

Hình 2.18 Hình d¿ng đián áp khi cÁt xung s°ån sau 23

Hình 2.19 S¢ đã á n i dây giao thąc DMX 24

Hình 2.20 Há th ng DALI 24á Hình 2.21 S¢ đã nái dây c a há tháng DALI 25ă Hình 3.1 S¢ đã kh i thiÁ Áá t k phn cąng 28

Hình 3.2 Hình v¿ dư뀣ng 3D mô hình trên Sketchup Pro 2019 28

Hình 3.3 BÁn v m¿ ặt tr°ãc, mặt sau và hai m t bên c a mô hình 29ặ ă

Hình 3.15 Đặc tuyÁn điÃu khiÅn đá sáng theo đián áp 36

Hình 3.16 LED Dimmer DIMVINA 1-10V R01 36

Hình 3.17 ChiÁt áp đián tử AMS1117 37

Hình 3.18 Adapter 24VDC 1A c¿p ngu n bã á điÃu khi n DDC C46 37Å – Hình 3.19 Nguãn t ong 5V 5A c p ngu n c m bi n và module Relay 37å ¿ ã Á Á Hình 3.20 L°u đã giÁi thu¿t căa há tháng điÃu khiÅn chiÁu sáng 38

Hình 3.21 Màn hình Monitoring 40

Hình 3.22 Ngõ 2 và ngõ 3 ch°a gÁn cÁm biÁn nên b bôi ná Ãn xanh 40

Hình 3.23 10 kênh hi n th d liÅ á ữ áu sau khi đã đ°ÿc tính toán 41

Hình 3.24 4 kênh hiÅn th giá tr Analog Output 41á á Hình 3.25 6 kênh ngõ ra Relay 41

Hình 3.26 Màn hình Configurator 42

Hình 3.27 Māc Connection thi t l p các thông s k t nÁ ¿ á Á ái đÁn DDC- C46 42 Hình 3.28 Thanh thao tác vãi d li u n p vào bữ á ¿ á điÃu khi n 43Å

Hình 3.29 C¿u hình ngõ vào đa chąc năng (Universal Input) 43

Hình 3.30 12 ngõ vào đa chąc năng và 16 port mç ráng 44

Hình 3.31 Chọn lo i c u hình phù h p v i thi t b¿ ¿ ÿ ã Á á đu vào 44

Hình 3.32 C¿u hình Analog Output 45

Hình 3.33 ChÁ đá ch¿y c°ỡng b c (Override) 45ą Hình 3.34 Cài đặt thông sá Analog Output 46

Hình 3.35 Cài đặt thông sá Relay Output 46

Hình 3.36 Cài đặt chÁ đá ch y cho bá điÃu khiÅn 47¿

Hình 3.37 Giao dián Datalogger c a DDC Configurator 48ă – Hình 3.38 Dữ li u thu thá ¿p đ°ÿc l°u d°ã ¿i d ng file Excel 48

Hình 4.1 Mặt tr°ãc căa mô hình thư뀣 Á 49c t Hình 4.2 Hai m t bên c a mô hình 49ặ ă Hình 4.3 Mặt sau c a mô hình 50ă Hình 4.4 S¢ đã đ¿u dây các thiÁt b trong há thá áng điÃu khiÅn chiÁu sáng 50

Hình 4.5 Bá trí các thi t b trên mô hình 51Á á Hình 4.6 Đèn đ°ÿc gÁn trên trn c a mô hình 52ă Hình 4.7 Led Driver và đèn đ°ÿc lÁp trên trn căa mô hình 52

Hình 4.8 àng đi dây và vá trí gÁn chiÁt áp đián tử 52

Hình 4.9 Vá trí lÁp đặ ăa 2 cÁt c m bi n ánh sáng 53Á Hình 4.10 Dimmer g n m t bên c a mô hình 53Á ç ặ ă Hình 5.1 S¢ đã v¿n hành căa há th ng chá ç Á đá Auto và Manual 54

Hình 5.2 C¿p ngu n cho b ã á điÃu khi n b ng Adapter 24V 55Å ằ Hình 5.3 KÁt n i b ng dây cáp Modbus 55á ằ Hình 5.4 Icon phn mÃm điÃu khi n 56Å Hình 5.5 Giao dián chính căa phn m m DDC Configurator 56à Hình 5.6 C¿u hình các thông s á điÃu khi n 56Å Hình 5.7 Tác đá truy n cà ăa bá DDC 56

Hình 5.8 C¿u hình chąc năng điÃu khi n 57Å Hình 5.9 Thanh thông báo tr¿ng thái k t n i thành công 57Á á Hình 5.10 Thanh thông báo tr¿ng thái l i k t n i 57ß Á á

Hình 5.11 C¿p ngu n cho các thi t b cã Á á ¿p tr°ång 57

Hình 5.12 C¿u hình ngõ vào c m bi n ánh sáng s 1 58Á Á á Hình 5.13 C¿u hình ngõ vào c m bi n ánh sáng s 2 58Á Á á Hình 5.14 Cài đặt chÁ đá tính toán dữ li u Input 59á Hình 5.15 C¿u hình ngõ ra t°¢ng tư뀣 căa bá điÃu khiÅn 59

Hình 5.16 C¿u hình ngõ ra relay theo chÁ đá điÃu khi n tÅ ư뀣 đá ng 60

Hình 5.17 C u hình ngõ ra relay theo ch¿ Á đá điÃu khi n th công 60Å ă Hình 5.18 Cài đặt th i gian chå ¿y cho há tháng 61

Hình 5.19 Giao dián ghi nh n l i d li u ho¿ ¿ ữ á ¿t đáng căa há á th ng 61

Hình 5.20 Quá trình n p c u hình vào b ¿ ¿ á điÃu khi n 62Å Hình 5.21 Đèn sáng sau khi các c¿u hình đ°ÿc n¿p vào bá điÃu khiÅn 62

Hình 5.22 Sau mát kho ng th i gian, h th ng s hoÁ å á á ¿ ¿t đáng chính xác 63

Hình 5.23 Giám sát tr¿ng thái ho¿t đáng căa há á th ng 63

Hình 5.24 Tr¿ng thái căa phn mÃm khi đã ngÁ Á á ãt k t n i v i máy tính 64

Hình 5.25 Há th ng ng ng hoá ć ¿t đáng, đèn tÁt 65

Hình 5.26 Tag DataLogger ghi nh¿n l i d li u ho¿ ữ á ¿t đáng căa há á th ng 65

Hình 5.27 Th° māc Datalog l°u trữ file ghi dữ liáu ho¿t đáng 66

Hình 5.28 Dữ liáu đ°ÿc l°u trữ d°ã ¿i d ng file Excel 66

Hình 5.29 Nh¿t ký ho¿t đáng căa há á th ng 66

Hình 5.30 C¿u hình ngõ ra Analog output 67

Hình 5.31 C u hình ngõ ra Relay Output DO 03 67¿

Hình 5.32 C¿u hình ngõ ra Relay Output DO 04 68

Hình 5.33 C¿u hình ngõ ra Relay Output DO 01 68

Hình 5.34 ĐiÃu khiÅn đá sáng căa đèn bằng Dimmer vặn tay 68

Ch°¢ng 1 TâNG QUAN Lý do chãn đà tài

Trong những năm gn đây, khái niám tư뀣 đáng hoá đang dn trç nên quen thuác chą không còn là khái niám chß đ°ÿc sử dāng trong các l*nh vư뀣c chuyên môn kỹ thu¿t đặc thù Ngày nay, tư뀣 đáng hoá góp mặt trong moi l*nh vư뀣c tć trong các ho¿t đáng sÁn xu¿t đÁn phāc vā cuác sáng căa hằng ngày con ng°åi Bên c¿nh đó, viác đô thá hoá dÁn đÁn viác xây dư뀣ng các toà nhà cao tng sử dāng làm công trung tâm th°¢ng m¿i, khách s¿n, toà nhà công sç, & ngày càng trç nên phå biÁn Trong các toà nhà hián đ¿i đ°ÿc sử dāng nhiÃu há tháng kỹ thu¿t trong toà nhà nh°: há tháng quÁn lí và giám sát đián năng, há tháng phòng cháy chữa cháy, há tháng thông gió, há tháng chiÁu sáng, & các há tháng này càng trç nên hián đ¿i đÅ phāc vā các yêu cu ngày càng cao căa con ng°åi Māc tiêu chính căa công nghá tư뀣 đáng hoá là xây dư뀣ng mát há tháng mà trung tâm là con ng°åi, ç đó con ng°åi thư뀣c hián viác đặt ra yêu cu, còn viác tiÁp nh¿n và thư뀣c thi yêu cu đó tuỳ theo l*nh vư뀣c, tćng quá trình s¿ đ°ÿc đÁm nh¿n bçi những há tháng kỹ thu¿t đặc tr°ng

Ngày nay có thÅ dß dàng nh¿n th¿y có r¿t ít toà nhà cao tng đ°ÿc trang bá há tháng quÁn lý toà nhà thông minh Mát há tháng tư뀣 đáng hoàn chßnh s¿ cung c¿p cho công trình giÁi pháp điÃu khiÅn, quÁn lý điÃu kián làm viác nh° nhiát đá, đá ¿m, chiÁu sáng, l°u thông không khí, báo cháy, các há tháng an ninh, quÁn lý các há tháng thiÁt bá kỹ thu¿t ,& æ Viát Nam, trong những năm gn đây không khó nh¿n ra những đóng góp căa các há tháng tư뀣 đáng trong các công trình công nghiáp và dân dāng Những khái niám và quÁn lý toà nhà, tiÁt kiám năng l°ÿng cho toà nhà, bÁo vá môi tr°ång

Hình 1.1 Há th ng chi u sáng trong toà nhà á Á

,& đã không còn quá mãi mẻ nh°ng mąc đá ąng dāng các há tháng này vÁn còn giãi h¿n, ch°a thư뀣c sư뀣 sâu ráng Vãi những °u điÅm và mô hình này ch°a thư뀣c sư뀣 phå biÁn ç Viát Nam nên nhóm chúng em quyÁt đánh chọn đà tài là <XÂY DĀNG MÔ

HÌNH BMS – Hà THÞNG ĐIÂU KHIÄN CHIÀU SÁNG=

Māc tiêu căa đà tài

Māc tiêu căa đà tài này chă yÁu t¿p trung vào viác nghiên cąu viác điÃu khiÅn và giám sát há tháng chiÁu sáng căa toà nhà bằng hai ph°¢ng thąc điÃu khiÅn tư뀣 đáng và điÃu khiÅn thă công vãi māc tiêu cā thÅ nh° sau:,

• Tìm hiÅu và gi i thi u t ng quan v h th ng qu n lý toà nhà ã á å Ã á á Á • Tìm hi u và gi i thi u t ng quan v h th ng chi u sáng c a toà nhà Å ã á å Ã á á Á ă • ThiÁt k và thi công mô hình toà nhà lÁ ¿y ý t°çng là toà nhà trung tâm c a ă

tr°ång

• LÁp đặt và v¿n hành há tháng điÃu khiÅn • Đánh giá kÁt quÁ thư뀣c hián đ°ÿc

Đßi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu

Nái dung nghiên c u ch t p trung tìm hi u các ną ß ¿ Å ái dung liên quan đÁn h á tháng chi u sáng c a toà nhà Ti n hành xây dÁ ă Á ư뀣ng m t mô hình toà nhà thá ư뀣 Á đÅ c t kiÅm tra tính thư뀣c thi, kh Á năng ąng d ng c a h thā ă á áng cũng nh° có thÅ đánh giá đ°ÿc °u nh°ÿc điÅm đÅ có ph°¢ng h°ãng phát triÅn cho mô hình trong t°¢ng lai.

Giái h¿n căa đà tài nghiên c u ą

Viác ti p nh n mÁ ¿ át đà tài hoàn toàn mãi và do giãi h n v th¿ à åi gian và kinh phí nên nhóm chúng em ch gi i hß ã ¿n đà tài mç ąc đá mô hình có th quan sát và v n Å ¿ hành đ°ÿc Phn lãn các thao tác đÃu đ°ÿc làm thă công và sư뀣 h¿n chÁ kinh nghiám trong vi c thi công tá ư뀣 Á nên ch°a thÅ đáp ąng đ°ÿc t c tính th m m cao và các yêu ¿ ỹ cu k thu t cao c a mô hình Các khâu tính toán và v n hành trên ph n mỹ ¿ ă ¿  Ãm cũng ch°a đ°ÿ ái °u hoá hoàn toàn ĐÃc t tài căa nhóm chúng em chß dćng l¿i ç viác điÃu khiÅn v n hành và giám sát, v¿ ¿n đà điÃu khi n t xa và giám sát trên web v n Å ć Á ch°a đ°ÿc thư뀣c hián

Ý nghĩa khoa hãc và thāc tißn căa đà tài

Viác nghiên cąu thành công đà tài này mang l¿i nhiÃu ý ngh*a:

• Tư뀣 đáng hoá v n hành h th ng k thu t trong toà nhà nh m m¿ á á ỹ ¿ ằ āc đích giÁm chi phí v n hành, t¿ ái °u hoá viác s dử āng năng l°ÿng và tăng hi u qu ho t á Á ¿ đáng căa toà nhà T¿o nên mát mô hình t°ÿng tr°ng cho há áng quÁn lý th toà nhà BMS thư뀣 Ác t Nhi m v chính c a h thá ā ă á áng BMS là điÃu khi n, Å giám sát, qu n lý các thi t bÁ Á á đián trong toà nhà và đ¢n giÁn hoá vi c báo á lßi các thi t bÁ á, máy móc, h th ng á á

• H°ãng t i mô hình bên c¿nh viã ác điÃu khiÅn, v¿n hành còn có khÁ năng điÃu khiÅn và giám sát tć xa trong các tr°ång hÿp sư뀣 cá hay h° hßng • T¿o tiÃn đà cho vi c phát tri n h th ng toà nhà thông minh qu n lý t t c á Å á á Á ¿ Á

các h th ng mà không ch riêng h th ng chi u sáng T n d ng và ti t á á ß á á Á ¿ ā Á kiám chi phí h¢n so vãi giá thành thư뀣c tÁ

• ThiÁt k mô hìnhÁ :

Hình 1.4 Quy trình thi t k mô hìnhÁ Á

- Tìm hiÅu các lo¿i đèn LED có trên th á tr°ång - Tìm hiÅu các lo i Driver LED ¿

- Tìm hiÅu các ph°¢ng pháp điÃu khiÅn Driver LED - Tìm hiÅu v b à á điÃu khi n s DDC Å á

- V¿ b n v phác th o và thi t k mô hình Á ¿ Á Á Á - ThiÁt l¿p s¢ đã kh i k t n i ph n c ng á Á á  ą

• Thi công:

- Thi công phn c ng mô hình (khung, bą á đỡ, bánh xe, h p b o v thi t b ) á Á á Á á - TiÁn hành lÁp đặ á áng, đi dây kÁ ái các thi t bt h th t n Á á

- TiÁn hành thi t lÁ ¿p điÃu khi n h thÅ á áng đÅ hoàn thi n mô hình á

• V¿n hành và ki m traÅ :

- V¿n hành và giám sát ho¿t đáng c a mô hình ă

- KiÅm tra l i phát sinh và tính n ß å đánh căa h th ng trong quá trình v n á á ¿ hành

Ch°¢ng 2 C¡ Sä LÝ THUYÀT Há th ng qu n lý toà nhà ß Á

Há thßng quÁn lý tòa nhà (BMS), hay còn gọi là há thßng tā đßng hóa tòa

nhà (BAS), là mát há tháng điÃu khiÅn bằng máy tính dư뀣a trên các ch°¢ng trình điÃu

khiÅn đ°ÿc cài đặt trong tòa nhà, điÃu khiÅn và giám sát các há tháng kỹ thu¿t đ°ÿc liát kê d°ãi hình 2.1 [1]

Các há tháng BMS thÁ há hián t¿i hián đang thông qua m¿ng truyÃn thông, các giao thąc truyÃn thông quác tÁ nh° là BACnet, Modbus, LONworks, Profilebus, OPC & Tích hÿp các há tháng tć nhiÃu nhà cung c¿p há tháng và truy c¿p tć mọi n¢i trên thÁ giãi Tć đó, sử dāng các dữ liáu đ°ÿc trao đåi vãi nhau sau đó đ°a ra các giÁi pháp tái °u hoá ho¿t đáng căa há tháng

Chąc năng căa há thßng BMS:

• Cung c p ch¿ ąc năng giám sát và v¿n hành th i gian thå ư뀣c đá ãi v i các thi t Á bá k thu t trong h th ng ỹ ¿ á á

• Cho phép sư뀣 quan sát toàn dián và điÃu khiÅn đ¢n giÁn thông qua giao di n á ng°åi dùng thân thián dß sử dāng, t°¢ng tác vãi các thiÁt b xây dư뀣ng kỹ á thu¿t đ°ÿc kÁt n i á

• QuÁn lý t t c¿ Á các điÅm d li u ữ á

Hình 2.1 Các h thá áng điÃu khi n tÅ ư뀣 đá ng hoá toà nh

• Cung c p kh ¿ Á năng l°u trữ và hi n th l i d li u trong quá kh Å á ¿ ữ á ą trong tr°ång hÿp ng°åi dùng có yêu cu Truy xu¿t sang file word và excel Đ°a các biÁn s d li u thành các biá ữ á Åu đã và đã á ỳ th tu chßnh, báo cáo d ng b ng ¿ Á • Trao đåi dữ liáu v i các hã á th ng kÁt n i t i BMS á á ã

• ThiÁt l p các thông s¿ á đặt tr°ãc ví dā nh° há á th ng chi u sáng theo ngày Á và đêm

• Máy tr m c a h th ng BMS có th¿ ă á á Å đặ ¿i phòng điÃt t u khi n trung tâm Å hoặc t i hi¿ án tr°ång, đ°ÿc k t n i tÁ á ãi h th ng qua mang LAN Có kh á á Á năng kÁt nái tãi nhiÃu máy tr¿m trong cùng mát thåi điÅm

• Cung c p kh¿ Á năng truy c¿p vào h th ng t Internet Explorer b ng user á á ć ằ name và m t kh¿ ¿u ngăn chặn truy c p trái phép T t c các ho¿ ¿ Á ¿t đáng truy c¿p đÃu s¿ đ°ÿc ghi chép l i, và t¿ ư뀣 đá ng truy xu¿t kh i h th ng sau m t ß á á á thåi gian đă dài không ho¿t đáng

• H°ãng dÁn ng°åi v¿n hành thư뀣c hián hành đáng tích hÿp thông qua chß dÁn b ng âm thanh và hình ằ Ánh, Email, SMS đÅ tóm tÁt báo đáng Ngày nay các tòa nhà hián đ¿i đ°ÿc trang b nhi u h th ng d ch vá à á á á ā đÁt ti n à nhằm đáp ąng nh° cu ngày càng cao căa ng°åi sử dāng, phÁi đáp ąng đ°ÿc các yêu

Viác ng d ng gi i pháp tích hą ā Á ÿp cho tòa nhà cho phép t¿p trung hóa và đ¢n giÁn hóa vi c giám sát, v n hành và qu n lý tòa nhà, cho phép qu n lý và giám sát á ¿ Á Á thiÁt bá trong tòa nhà tát h¢n thông qua dữ á ách s li u l ử, các ch°¢ng trình b o trì b o Á Á d°ỡng, há tháng cÁnh báo, tć đó giÁm xác su¿t lßi xÁy ra trong há tháng

Phân cÃp h th ng quá ß Án lý điÃu khi n Å

Há th ng quá Án lý toà nhà BMS đang đ°ÿc phát tri n BMS là h thÅ á áng điÃu khiÅn phân c p (DCS) bao g m 3 c p trình bày ¿ ã ¿ ç hình 2.2

TruyÃn thông trong h th ng BMS á ß

Mát h thá áng BMS đy đă th°ång có 3 lãp m¿ng t°¢ng ąng vãi 3 c p trong ¿ há th ng phân c p[2]: á ¿

• Lãp m¿ng mąc tr° ng (Field Level Network) å

• Lãp m¿ng mąc tư뀣 đáng điÃu khiÅn (Automatic Level Network) • Lãp m¿ng mąc quÁn lý (Management Level Network)

Hình 2.2 Phân c p qu n lý trong h th ng BMS¿ Á á á

Hình 2.3 Các l p m ng truy n thông trong h th ng BMS ã ¿ Ã á á

Tùy theo mąc đá ą ng dāng, đá ã l n tích h p mà có th s d ng c 3 l p mÿ Å ử ā Á ã ¿ng riêng ho c chung 2 trong 3 l p m ng v i nhau ặ ã ¿ ã

Giái thi u m t sá ß ß chu n truy n thông ¿ Ã

Các chu¿n RS232/RS485

Các chu n này là các chu n truy n thông n i ti p (truy n t ng bit d li u trên ¿ ¿ à á Á à ć ữ á mát đ°ång dây) quy đánh và các thông s vá ¿t lý nh° đián áp, tác đá truy n, giao di n à á đu cÁm, chąc năng các chân giao tiÁp, & đÅ có thÅ thư뀣c hián truyÃn thông giữa các DÁi đu vào bá nh¿n ± 15V -7 12V ÷ Đián áp đu ra tái đa bá phát ± 25V -7 12V ÷ Đián áp cư뀣c tiÅu đu ra bá phá ± 5V ± 1.5V

Chu¿n Ethernet

Nguyên lý ho¿t đáng c a m ng Ethernet: t t c các tr m trên mă ¿ ¿ Á ¿ ¿ng LAN đÃu có quy n truy c p m ng (g i, nhà ¿ ¿ ử ¿n, thăm dò thông tin) Các thiÁt b á đ°ÿc k t n i, truy Á á c¿p vào m ng s d ng giao th c Carrier Sense Multiple Access with Collision ¿ ử ā ą Detection (CSMA/CD), là giao thąc đa truy c¿p nh n bi¿ Át sóng mang và xung đát, tąc là t t các tr m c a m¿ ¿ ă ¿ng đ°ÿc n i vào má át bus chung (đa truy c¿p) m t cách á ngÁu nhiên và do v y r t có th d n ¿ ¿ Å Á đÁn xung đát, khi phát hi n sá ư뀣 <va ch¿m= căa nhiÃu gói thông tin khác nhau trên m ng thì toàn b các gói thông tin s b¿ á ¿ á <lo¿i bß= (drop) đÅ truyÃn l¿i và giÁm xác su¿t xung đát ln hai xÁy ra khi cá gÁng truyÃn l¿i ĐiÃu này ng°ÿc l¿i vãi nguyên lý truy c¿p dư뀣a vào thẻ bài căa m¿ng Token Ring

LAN: khi tr m nào n m gi ¿ Á ữ đ°ÿc <thẻ bài °u tiên= (Token) thì tr¿m đó mãi có quy n à truyÃn, sau khi truy n xong thì nó l i th à ¿ Á <thẻ bài= l°u hành trên m¿ng đÅ <trao l°ÿt= truyÃn cho ng°åi sç hữu thẻ bài tiÁp theo

Ngoài m t s chu n truy n thông nêu trên thì còn r t nhi u chuá á ¿ à ¿ à ¿n khác đang đ°ÿc ąng dāng r¿t nhiÃu nh°: USB (Universal Serial Bus) là mát chu¿n truyÃn dữ liáu cho bus ngo¿i vi đ°ÿc Microsoft và Intel phát tri n, chu n máy in Cenntronics Å ¿ (IEEE-1284) m i máy tínọ h đÃu có chu n này, MBP là chu¿ ¿n đáp ąng yêu c u nghiêm  ngặt v an toàn cháy n và ngu n cung c p cho các thi t b à å ã ¿ Á á tr°ång (Manchester Code, Bus Power, &)

Các giao thąc ng d ng trong h th ng BMSą ā á ß [3]

Hián nay, có r t nhi u giao th c ng d ng trong BMS n i b¿ à ą ą ā å ¿t trong đó có thÅ kÅ đÁn là ModBus, BACNet/IP, LON Talk/IP, Ethernet Lan Trong 4 giao th c này ą đÃu đ¿t đ°ÿc thành công trong vi c tri n khai nhá Å ững há th ng tá ư뀣 đáng hóa tòa nhà có thÅ đåi lÁn nhau đ°ÿc, cách mà chúng gi i quy t v n Á Á ¿ đà thì l i khác nhau vô cùng ¿ Những sư뀣 khác nhau này không có ngh*a là cái nào hay h¢n cái nào, chß là khác nhau mà thôi

Giao th c BACnet ą

BACNet là tiêu chu¿n đ°ÿc phát tri n b i ASHRAE (Hi p h i k Å ç á á ỹ s° nhiát l nh ¿ và điÃu hòa không khí Hoa Kỳ) trong sư뀣 liên kÁt vãi các tå chąc quÁn lý tòa nhà, ng°åi sử dāng há tháng và các nhà sÁn xu¿t há tháng chuyên dāng cho các thiÁt bá điÃu khiÅn và tư뀣 đáng hóa tòa nhà Vào năm 2001, ASHRAE công bá tiêu chu¿n c p ¿ nh¿t tên ASHRAE/ANSI 135-2001 Vào năm 2003, BACnet trç thành tiêu chu n ¿ quác t ISO-16484-5 Á

Hình 2.4 Các thi t b Á á đ°ÿc kÁ á ằt n i b ng cáp RJ-45

BACnet là m t tiêu chu n thông tin giao tiá ¿ Áp không đác quy n, có tính m à ç Nó có th Å đ°ÿc áp d ng trong thā ư뀣 Ác t vào b t k h th ng nào c a tòa nhà ngày nay, ¿ ỳ á á ă bao g m HVAC, chi u sáng (Lighting), an toàn sinh m ng (Life Safety), ki m soát ã Á ¿ Å truy c p (Access Control), v n chuy n (Transportation) và b o trì (Maintenance) ¿ ¿ Å Á

ĐÅ đÁm b o r ng các s n phÁ ằ Á ¿m đ°ÿc phát tri n b i các nhà s n xu t khác nhau Å ç Á ¿ tuân theo tiêu chu n BACnet, m t phòng thí nghi m ki¿ á á Åm tra đ°ÿ ¿c l p ra Phòng thí nghiám này ki m tra và c p ch ng nh n cho m i thi t bÅ ¿ ą ¿ ọ Á á đ°ÿc tuân theo tiêu chu n ¿ Phòng thí nghiám cũng phát triÅn m t b hoàn ch nh các quy trình kiá á ß Åm tra đÅ cho các nhà sÁn xu t s d ng ¿ ử ā

Giao th c Lonmark ą

Tiêu chu¿n thą 2, LonMark đ°a ra cách giÁi quy t theo kiÁ Åu khác đá ã ¿i v i v n đÃtính đå Án i l Không nh° BACnet, LonMark là giao thą ç hc s ữu đác quyÃn b i t¿p ç đoàn Echelon Corporation liên kÁt vãi Motorola vào đu th¿p niên 1990 Tiêu chu¿n LonMark đ°ÿc dư뀣a trên giao th c thông tin có s h u v i tên g i LonTalk Giao th c ą ç ữ ã ọ ą LonTalk thi t l p m t b quy t c qu n lý vi c giao ti p thông tin trong m t m ng các Á ¿ á á Á Á á Á á ¿ thiÁt b cùng há ÿp tác ĐÅ đ¢n giÁn hóa vi c thá ư뀣c thi giao thąc, Echelon đã chọn làm viác vãi Motorola đÅ phát tri n m t chip x lý thông tin chuyên d ng có tên gÅ á ử ā ọi Neuron Thông qua vi c s d ng con chip x lý này cùng v i các ph n m m h tr , á ử ā ử ã  Ã ß ÿ giao th c thi t lą Á ¿p nên cách mà thông tin đ°ÿc trao đåi gi a các thi t b B i vì ph n ữ Á á ç  lãn c a giao th c giao tiă ą Áp đ°ÿc bao hàm trong con chip x lý, nhử ững ng°åi thi t k Á Á và lÁp đặ á át h th ng có th t p trung vào các khía c nh khác cÅ ¿ ¿ ăa há á th ng

ĐÅ đÁ m bÁo mọi thiÁt b á đ°ÿc lÁp đặt trong mát há th ng LonMark s¿ ho¿t á đáng đúng chąc năng vãi các thi t b khác, LonMark yêu c u thi t b phÁ á  Á á Ái đ°ÿc th¿m tra là tuân theo giao thąc LonMark đÅ có đ°ÿc logo căa LonMark trên nó

Giáng nh° BACnet, LonWorks cũng đ°ÿc ch¿p nh¿n và l°u hành bçi nhiÃu tå ch c tiêu chu n qu c t (ANSI/CEA 709.1 và IEEE 1473-L) Trên thą ¿ á Á ư뀣 Ác t , giao thąc có thÅ đ°ÿc t°¢ng tác vãi BACnet t°¢ng đá ßi d dàng - mi n là b n thi t k và ß ¿ Á Á tích h p c hai theo cách gi i quy t nhu c u c a khách hang Có th tham kh o thêm ÿ Á Á Á  ă Å Á và v¿n đà này trong bài viÁt Myths of LonWorks™ and BACnet™ căa Gerry G Hull

Giao th c Modbus ą

Giao th c thą ą ba đ°ÿ ử āng đÅ đ¿t đ°ÿc s d c tính i l n trong các h th ng tđå Á á á ư뀣 đáng hóa tòa nhà là Modbus Giao thąc Modbus đ°ÿc phát triÅn b i Modicon trong ç những năm 1970 cho viác sử dāng các há tháng tư뀣 đáng hóa công nghiáp vãi các bá điÃu khiÅn l¿p trình (Programable Controllers) Ngày nay nó là mát trong những

ph°¢ng tián đ°ÿc sử dāng ráng rãi nh¿t trong viác kÁt nái các thiÁt bá đián tử trong các ng d ng công nghią ā áp (industrial) Tính đ¢n giÁn cũng khiÁn Modbus tr thành ç mát công c h u dā ữ āng đÅ đem đÁn tính đå Ái l n trong các ng d ng tą ā ư뀣 đáng hóa tòa nhà

Modbus bao g m m t cã á ¿u trúc thông điáp đ°ÿc thi t kÁ Á đÅ thi t l p giao ti p Á ¿ Á chính-phā (master-slave), chă-khách (client-master) giữa mát ph m vi r ng các thi t ¿ á Á bá thông minh Nó h trß ÿ các giao th c tu n tą  ư뀣 và m ng Ethernet Nó th¿ ư뀣 ư뀣c s là m t á tiêu chu n m¿ ç và là m t trong nh ng giao thá ữ ąc đ°ÿc sử dāng r ng rãi nh t trong môi á ¿ tr°ång s n xu t công nghi p S d ng giao thÁ ¿ á ử ā ąc cũng nh° c¿p ch ng nh n (licensing) ą ¿ là hoàn toàn mi n phí Các công c và tài nguyên h trß ā ß ÿ cho vi c tri n khai lá Å Áp đặt và v¿n hành đ°ÿc cung c p tr¿ ư뀣c tuyÁn (online)

Phiên b n nguyên th y c a Modbus bao g m hai chÁ ă ă ã Á đá truy n tin: ASCII và Ã RTU Gn đây Modbus/TCP đ°ÿc phát tri n, cho phép giao th c Modbus có th Å ą Å truyÃn d n qua các h thÁ á áng m ng n n TCP/IP ¿ Ã

Vào năm 2004, tiêu chu¿n đ°ÿc chuy n giao v cho Modbus-IDA, m t t ch c Å Ã á å ą phi l i nhu n h p thành b i nhiÿ ¿ ÿ ç Ãu ng°å ử āi s d ng và nhà cung c p các thi t b t¿ Á á ư뀣 đáng hóa ch y u cho lãnh vă Á ư뀣c sÁn xu t ¿

Tuy r ng Modbus khằ çi đu đ°ÿc thi t k s d ng trong Á Á ử ā ąng d ng công nghi p, ā á viác d ng nó trong các ng d ng tā ą ā ư뀣 đáng hóa tòa nhà, v n chuy n và ¿ Å năng l°ÿng đang lan ráng nhanh chóng ĐiÅm m¿nh c a Modbus là tính mă ç, đ¢n giÁn và yêu c u  phn c ng ít nh t M t lą ¿ á ÿi ích đáng kÅ khác đó là viác Modbus có s d ng giao th c ử ā ą truyÃn tin TCP/IP, gi ng giao th c s d ng b i Internet á ą ử ā ç ĐiÃu này có ngh*a là Modbus có thÅ d dàng s dß ử āng đ°ÿc qua m¿ng Internet

Lāa ch n giao thã ąc sÿ āng trong h th ng BMS d á ß

Mßi giao thąc trên đÃu tuyên b giao th c cá ą ăa họ là t t nh t M i loá ¿ ß ¿i đÃu có °u nh°ÿc điÅm riêng tuỳ theo nhu cu khi thiÁt kÁ há tháng chúng ta cn tham khÁo các chuyên gia, các công ty có chuyên môn cao và đác l¿p bên ngoài Chúng ta có thÅ tham khÁo °u nh°ÿc điÅm c a c ba giao th c trong b ng tóm t t sau tă Á ą Á Á ć đó đ°a ra quyÁt đánh khi lư뀣a ch n s d ng giao th c nào ọ ử ā ą

BÁng 2.2 So sánh đÅ lư뀣a chọn giao thąc phù hÿp cho há tháng BMS hoà không khí Hoa K ) ỳ

Là giao thąc đ°ÿ ç ữu đác s hc quy n Echelon ÃCorporation liên k t vÁ ãi Motorola vào đu

Là m t tiêu chu n thông á¿tin giao tiÁp không đác quyÃn, có tính mç

Thiên v v n à ¿ đà các thiÁt b truyáÃn đ¿t thông tin nh° thÁ nào, nó l i không quan tâm ¿đÁn nái dung căa vi c átrao đåi thông tin

Đánh ngh*a nái dung

Khái ni m xây dá ư뀣ng tòa nhà thông minh đã không chß mãi có trong ngày hôm nay, nó đã tãn t¿i đ°ÿc mát thåi gian tr°ãc đây Ý t°çng này đ°ÿ ¿ ra nh° mát há c t o quÁ đÅ b o tÁ ãn năng l°ÿng và xây dư뀣ng các tòa nhà c– Á th°¢ng m¿i và dân c° – là n¢i tiÁt kiám năng l°ÿng ĐiÃu này là do b o tÁ ãn năng l°ÿng đã trç thành mát chă đà có t m quan tr ọng đáng kÅ đá ã à i v i n n kinh t nói chung Á

Đái vãi các tòa nhà th°¢ng m¿i, viác chuyÅn đåi sang các tòa nhà thông minh là r t quan tr¿ ọng đá ã ư뀣i v i s phát tri n c a t ch c Nó s giúp ban qu n lý tòa nhà ti t Å ă å ą ¿ Á Á kiám r t nhi u ti n vì hi u qu t¿ Ã Ã á Á át h¢n cũng nh° cÁi thi n hoá ¿t đáng chung c a tòa ă nhà

Tãng quan h th ng qu n lý chi u sáng á ß Á Á

Ánh sáng nhân t o r t c n thi t cho môi ¿ ¿  Á tr°ång th giác trong không gian s ng, á á làm vi c ho c các má ặ āc đích chung khác ç những không có đă ánh sáng ban ngày Trong m t sá á không gian đặc bi t, ch ng há ẳ ¿n nh° không gian đÅ Á gi i trí, ánh sáng là yÁu tá c n thi Át đÅ ¿ t o ra mát môi tr°ång ¿n t°ÿng ho c ặ năng đáng Vì th h th ng Á á á điÃu khiÅn ánh sáng nhanh chóng tr nên th¿t sư뀣 cn thiÁt ç

Māc đích căa há thßng chiÁu sáng

Ngoài các māc đích thông th°ång, có th Å đ¿t đ°ÿc bằng tay ho c tặ ư뀣 đáng, mát há th ng chi u sáng thì c n thiá Á  Át đÅ đáp ąng những điÃu sau đây:

Hình 2.6 Há th ng chi u sáng c a toà nhàá Á ă

Hình 2.5 Mát sá h°ãng phát triÅn trong t°¢ng lai

• Thay đåi đá sáng theo yêu cu bằng hai ph°¢ng pháp điÃu khiÅn tư뀣 đáng và điÃu khiÅn thă công

• Đáp ąng nhu cu chąc năng và tính linh ho¿t c a không gian ă • TiÁt kiám năng l°ÿng

• Sư뀣 tho i mái v thÁ Ã á giác căa ng°åi nhìn • Các yêu c u, tiêu chu n pháp lu t  ¿ ¿ • T¿o ra mát môi tr°ång năng đáng

Các thành phÅn c¢ bÁn trong há thßng chiÁu sáng Đèn

Các lo¿i đèn điÅn hình đ°ÿc s d ng cho mử ā āc đích chung bao gãm đèn sÿi đát, đèn halogen vonfram, đèn huỳnh quang và đèn huỳnh quang compact Các lo¿i đèn khác có th kÅ Å đÁn bao gãm đèn đÅ phóng đián c°ång đá cao (HID), ch ng hẳ ¿n nh° đèn thăy ngân cao áp, đèn natri cao áp, đèn halogen kim lo¿i, đèn xenon và đèn cho các māc đích đặc bi t á

Nh°ng đáng kÅ nh¿t trong các công nghá chiÁu sáng, công nghá LED là công nghá chi u sáng tiên ti n nh t vÁ Á ¿ ãi nhiÃu °u điÅm v°ÿt trái h¢n t¿ Át c

LED (vi t t t cÁ Á ăa Light Emitting Diode, có ngh*a là điát phát quang) là các điát có khÁ năng phát ra ánh sáng hay tia hãng ngo¿i, tử ngo¿i Cũng giáng nh° điát,

ChÃn l°u, chÃn l°u điÃu chßnh và LED Driver

Ch¿n l°u là thiÁt bá cn thiÁt đÅ Åm soát điá ki n áp khçi đáng và v¿n hành đèn phóng đián, nh° đèn huỳnh quang, đèn Neon và đèn HID

Hình 2.7 C¿u t o c¿ ăa đèn LED

BÁng 2.3 Hai lo i ch¿ ¿n l°u đ°ÿc sử ā d ng phå biÁn hián nay

- Ch¿n l°u điá ử ử ān t s d ng linh kián đián tử, trong m ch ch¿ ¿n l°u đián t v n có ử Á cuán dây nh°ng nhß h¢n r¿t nhiÃu - Ch s nh p nháy cß á ¿ ăa đèn nÁu s d ng ử ā ch¿n l°u đián tử l4à 0.01

Hián nay, các đèn LED th°ång s dử āng ch¿n l°u điá ửn t Các lo i ch¿ ¿n l°u đián t ử này còn đ°ÿc g i là LED Driver.ọ Các đèn LED đ°ÿc thi t k Á Á đÅ s d ng trong ử ā gia đình, có chąa các trình điÃu khiÅn nái bá h¢n là các trình điÃu khiÅn bên ngoài riêng biát Đèn LED th°ång đòi hßi mát trình điÃu khiÅn bên ngoài vì nó đ¢n giÁn và rẻ h¢n đÅ thay th Á trình điÃu khiÅn h¢n là thay thÅ c b Á á đèn LED, bao gãm đèn cove, downlights, và đèn dây, cũng nh° mát s á đèn khác nh° panel, và đèn chiÁu sáng ngoài tråi Những bóng đèn này th°ång đ°ÿc sử d ng cho mā āc đích chiÁu sáng th°¢ng m¿i, ngoài tr i hoå ặc đ°ång b á

Phân lo¿i Led Driver:

Hián nay, trên thá tr°ång có 5 lo i Led Driver: ¿

• Driver s d ng ử ā đián tr h áp dòng led driver xu t hi n s m nh t và thô ç đÅ ¿ ¿ á ã ¿ s¢ nh¿t Chß có các dòng đèn cư뀣c rẻ mãi sử dāng lo¿i led driver này • Led driver dòng sử d ng IC và h th ng bi n th ā á á Á Á đÅ điÃu chßnh dòng đián;

giúp ån đánh dòng đián sao cho phù h p v i hoÿ ã ¿t đáng c a chip Led ă • Led Driver Dimmable có th nói là hiÅ án đ¿i nh¿t và đ°ÿc s d ng ph bi n ử ā å Á

BÁn thân ngu n Led Dimmable có th thã Å ư뀣c hi n các công vi c c a các dòng á á ă đèn ç trên; bên c¿nh đó có còn có thÅ thay đåi đá sáng cÁ ánh đèn.

• Led Driver đián áp không đåi là lo i ngu n led ho¿ ã ¿t đáng và biÁn đián áp 220V; thông th°ång chuy n thành m t giá tr Å á á đián áp không đåi m t chi u á à • Led Driver dòng không đåi hiÅu đ¢n giÁn là ngu n Lã ed có c°ång đá dòng

đián không đåi

Hình 2.8 Các lo i ngu n Led¿ ã

Dimmer

Dimmer là thi t bÁ á đ°ÿc s dử āng đÅ thay đåi đá sáng căa đèn Dimmer thay đåi c°ång đá đu ra ánh sáng căa đèn bằng cách giÁm hoặc tăng đián áp Hián nay, có 4 giao th c ą khác nhau đÅ điÃu chßnh đá sáng căa đèn.

1 ĐiÃu khi n 0-10V/1-10V Dimming: Å

Khái ni m: là h th ng tín hiá á á áu điÃu khi n chiÅ Áu sáng điá ử đu tiên và đ¢n n t giÁn nh t, b ¿ á điÃu chßnh đá sáng 0-10V đián áp th p s d ng tín hi u DC 0-10V, ¿ ử ā á đián áp th¿p đ°ÿc k t n i v i m i ngu n cung cÁ á ã ß ã ¿p đèn LED hoặc ch¿n l°u huỳnh quang Tín hi u 10V truy n t á à ć đ°ång Dim(+) sang đ°ång Dim(-) Khi các dây tín hi u không á đ°ÿc kÁt nái dây v i b ã á điÃu chßnh đá sáng tąc là không có bá điÃu chßnh đá sáng, tín hi u á ç mąc 10V, do đó đu ra 100% ánh sáng m c 0V, thi t b s m æ ą Á á ¿ å đÁn mąc ánh sáng t i thiá Åu đ°ÿc cho phép bçi trình điÃu khi n m và m c 10V, thi t b s Å å ç ą Á á ¿ ho¿t đáng ç m c 100% Bą á điÃu chßnh đá sáng 0-10V ho¿t đáng theo nguyên lý làm må dư뀣a vào tín hi u á t°¢ng tư뀣 Trên thư뀣 Ác t cho th y, hi u qu¿ á Á khi điÃu chßnh v i ã ph°¢ng án này có cÁm giác nháp nhàng, m°ÿt mà h¢n ph°¢ng án điÃu chßnh đián áp trư뀣c tiÁp

Phân lo i: hi n nay, có hai tiêu chu n 0-10V ¿ á ¿ đ°ÿc công nh¿n đó là Current sourcing và Current sinking

• Current sourcing:

ĐiÃu khiÅn 0-10V thi t kÁÁ theo tiêu chu n ANSI E1.3, Entertainment ¿ Technology - Lighting Control Systems - 0 to 10V Analog Control Specificatio, th°ång đ°ÿc sử dāng trong há tháng chiÁu sáng sân kh¿u, bá điÃu khiÅn gửi đián áp đÁn thiÁt b Các thiÁt b á á điÃu chßnh ánh sáng đ°ÿc thiÁt kÁ đáp ąng theo mßi giá đÅ trá đián áp khác nhau hình thành nên các đ°ång cong tuyÁn tính thÅ hián sư뀣 thay đåi ánh sáng theo đián áp đu vào

• Current sinking (đa phn s dử āng cho điÃu khi n 1-10V): Å

ĐiÃu khiÅn theo tiêu chu n IEC60929 (Annex E).Lo¿ ¿i này th°ång đ°ÿc sử dāng trong chi u sáng cho các công trình Khi k t n i tín hi u Á Á á á điÃu khi n này vÅ ãi trình điÃu khiÅn thì trình điÃu khiÅn s¿ giÁm đián áp điÃu khiÅn tuỳ theo nhu cu căa ng°åi sử dāng NÁu nh° các bá điÃu khiÅn này h° hßng do đąt dây hoặc không đ°ÿc kÁt n i v i tín hiá ã áu điÃu khi n trên Led driver thì mÅ ąc đá sáng căa đèn là cao nh t ¿

Thông th°å , đián áp điÃng u khiÅn 10V đ°ÿc điÃu khiÅn thông qua mát đián trç ĐiÃu khiÅn đ¿t đ°ÿc bằng cách kÁt nái mát biÁn trç giữa cư뀣c đián áp điÃu khiÅn (Dim +) và mặt đ¿t (Dim -)

KÁ đÁn, nhiÃu đu vào điÃu khi n làm m 0-10V có thÅ å Å đ°ÿc v n hành b ng ¿ ằ cách thay th bi n trÁ Á ç điÃu khi n bi n b ng m t công tÅ Á ằ á Ác điá ửn t Khi b t công t¿ Ác, đián áp điÃu khiÅn gn 0V và ánh sáng må hoàn toàn Khi tÁt công tÁc, đián áp điÃu khiÅn là tái đa và đèn sáng hoàn toàn

Ngoài ra chúng ta có th s d ng tín hiÅ ử ā áu PWM (điÃu chÁ đá áng xung) đÅ thay đå r i đián áp điÃu khiÅn Ph°¢ng pháp PWM không yêu cu lư뀣a chọn các giá trá đián trç chính xác chß c n k t n Á ái song song vào hai đu đián áp điÃu khi n Å

Hình 2.9 Đ°ång đặc tuyÁn 0-10VDC Output và Dimming Input

Hián nay đã có nhiÃu sÁn ph¿m tích hÿp đ°ÿc cÁ há tháng current sourcing và current sinking trong cùng mát trình điÃu khi n Các s n ph m c a MeanWell là ví Å Á ¿ ă dā điÅn hình

Xử lý tín hiáu đián áp điÃu khi n 0-10V: theo nhà s n xu t hi n nay, có 3 cách Å Á ¿ á đÅ x lý tín hiử áu đián áp điÃu khi n 0-10V Å đó là sử d ng bi n tr , dùng tín hi u PWM ā Á ç á hoặc cung c¿p đián áp t 0-10V ć

a) Ph°¢ng pháp sử dāng biÁn trç:

Thông th°ång Rc th°ång có giá trá t 0-ć 100k Ω là phù hÿp nh¿t đÅ điÃu chßnh tín hiáu đián áp điÃu khi n 0-10V Å

Mát trong nh ng giữ Ái pháp đ¢n giÁn và hÿp lý nh¿t đÅ làm må vãi trình điÃu khiÅn LED là s d ng chiử ā Át áp Ohm đ¢n giÁn 100kΩ Đây là mát đián tr ç thay đåi d ß dàng g n gi a hai dây tín hiÁ ữ áu điÃu khiÅn đián áp, ph°¢ng pháp này đỡ á t n kém, ti t Á kiám chi phí

Hình 2.11 S¢ đã nái dây căa ph°¢ng pháp điÃu khiÅn biÁn trç 100k Ω

Hình 2.10 Đặc tuyÁn c°ång đá ánh sáng theo đián áp đu vào

BiÁn trç chia áp 100K r t phù hΩ ¿ ÿp cho các dư뀣 án nhß h¢n, yêu cu chß c n  mát núm xoay kiÅu điÃu khi n, hoÅ ặc đ¢n giÁn là th nghi m khử á Á năng làm må ă c a trình điÃu khiÅn

b) Ph°¢ng pháp sử dāng xung PWM:

Các thi t bÁ á điÃu khi n sÅ ¿ cung c¿p xung PWM có t n s á 100Hz đÁn 3kHz đÅ thay đ i điå án áp điÃu khiÅn 0-10V đá sáng đèn s¿ thay đåi theo mát hàm tuyÁn tính

Hình 2.12 ChiÁt áp đián tử 100KΩ

Hình 2.13 Bá điÃu chßnh đá sáng 0-10V

c) Cung c¿p đián áp 0-10V:

Các thi t bÁ á điÃu khi n s cung cÅ ¿ ¿p đián áp 0-10V cho trình điÃu khi n Led Å Tuỳ thu c vào giá trá á đián áp c¿p vào thì đá sáng căa đèn s¿ thay đåi theo m t hàm á tuyÁn tính Ph°¢ng pháp này thích hÿp cho viác tích hÿp vào há tháng chiÁu sáng tư뀣 đáng trong các toà nhà cao tng

Hình 2.14 S¢ đã nái dây căa bián pháp xung PWM

Hình 2.15 Hàm tuy n tính cÁ ăa đián áp điÃu khi n theo xung PWM Å

2 Phase Dimming (Leading & Trailing Edge) – Dimmer đián áp

Đây là lo¿i dimmer truyÃn tháng, sử dāng cÁt mát phn căa đián áp hình Sin t¿i ngõ vào, qua đó điÃu chßnh giá trá đián áp trung bình t¿i ngõ ra Có 2 ph°¢ng án là c t phÁ n tr°ãc ho c ph n sau c a sóng hình Sin ặ  ă

a) Leading-edge dimmers (TRIAC dimmers) C t xung – Á s°ån lên: các trình điÃu khiÅn làm m TRIAC hoå ¿t đáng nh° mát công tÁc tác đá cao và đ°ÿ ử dāng c s đÅ kiÅm soát l°ÿng nguãn đián truyÃn đÁn bóng đèn Má á kích ho¿t ra lánh khi t b nào mà thi t b bÁ á Át đu dÁn đián, và c¢ bÁn là vi c c t hình dá Á ¿ng sóng đián áp, ngăn chặn đián áp đ°ÿc cung c¿p ç tÁi

Hình 2.16 S¢ đã nái dây căa ph°¢ng pháp c¿p áp điÃu khiÅn

Hình 2.17 Hình d¿ng đián áp khi cÁt xung tr°ãc

b) Trailing-edge Dimmers (Reverse phase dimmers) C– Át xung s°ån xu ng: á Dimmer đián tử có thiÁt kÁ và ho t đáng phąc t¿p h¢n là dimmer Triac và th°ång sử ¿ dāng MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) ho c IGBT ặ (Insulated Gate Bipolar Transistor)

Đèn LED sử dāng lo¿i dimmer đián tử th°ång không phát ra tiÁng ãn, cÁm giác m°ÿt mà, dß cháu h¢n Triac dimmer.

Mát đặc tính khác đy h p d n c a dimmer MOSFE¿ Á ă T là <khçi đáng mÃm= tąc đá sáng s¿ tăng dn đÃu tć 0% lên t i mąc thiÁt lã ¿p Ngoài đem l¿ Ám nh¿n tuyát i c våi cho ng°åi dùng, nó còn giúp tăng tuåi thọ thiÁt bá đèn chiÁu sáng do dòng khçi đáng nhß h¢n hoặc bằng dòng đián đánh mąc

3 DMX

DMX là m t tiêu chu n truyá ¿ Ãn thông đÅ điÃu khi n các b Å á đèn chiÁu sáng ho t ¿ đáng theo ch°¢ng trình đánh tr°ãc Tín hiáu DMX đ°ÿc phát đi tć mát bá DMX Master và truy n t i toàn thi t bà ã Á á có trên đ°ång tín hiáu Đây là giao thąc truy n à thông 1 chi u, t b DMX Master t i các b à ć á ã á đèn và không có tín hiáu hãi tiÁp DMX

Hình 2.18 Hình d¿ng đián áp khi cÁt xung s°ån sau