Báo cáo thiết kế hệ thống giám sát hệ thống điện năng của 1 toà nhà có 56 phòng, 8 tầng

Tuy nhiên, để quản lý và vận hành các tòa nhà này, yêu cầu trang bị các hệ thống kỹ thuật và quản lý chung ngày càng cao.Các tòa nhà thông thường phải được trang bị các hệ thống cung cấp

CÁC KHÁI NIỆM VỀ BMS

BMS LÀ GÌ?

Hệ thống quản lý tòa nhà BMS (Building Management System) là công nghệ quản lý tòa nhà thông minh cho phép bạn điều khiển, giám sát thiết bị kỹ thuật, vận hành các hệ thống điện, nước, điều hòa, thông gió, an ninh, PCCC,… đồng bộ các hoạt động diễn ra trong tòa nhà.

Hình 1.1 Hệ thống quản lý tòa nhà BMS

Với BMS, tình trạng quản lý tổng thể thông số kỹ thuật Trên cơ sở thông tin tiếp nhận được, BMS sẽ điều khiển để đảm bảo cho việc vận hành các thiết bị, hệ thống trong tòa nhà được diễn ra thông suốt, an toàn, hiệu quả, giảm thiểu tối đa các chi phí phát sinh.

VÌ SAO NÊN SỬ DỤNG HỆ THỐNG BMS TRONG QUẢN LÝ TÒA NHÀ

Sử dụng hệ thống BMS trong quản lý tòa nhà đang trở nên phổ biến BMS đáp ứng đầy đủ các tính năng giúp ích: Đơn giản hóa các khâu vận hành giúp người dùng giảm thiểu các công việc phải lặp đi lặp lại.

Cảnh báo, giảm thiểu các sự cố có thể xảy ra.

Tổng hợp các vấn đề liên quan đến hoạt động của tòa nhà giúp quá trình quản lý, vận hành đơn giản hơn.

Kịp thời báo cáo cho chủ tòa nhà giúp nhanh chóng bảo trì hệ thống kỹ thuật, khắc phục và sửa chữa các sự cố xảy ra.

Hệ thống hóa các công việc, tiết kiệm chi phí quản lý và nhân sự.

Giảm tối đa các công việc thủ công, tiết kiệm thời gian, công sức.

Có khả năng phù hợp với nhiều dạng tòa nhà.

Hình 1.2: Lợi ích của hệ thống BMS mang lại

HỆ THỐNG QUẢN LÝ TÒA NHÀ BMS ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG NÀO?

Hệ thống báo cháy, chữa cháy khẩn cấp

Hệ thống phân phối điện, máy phát điện dự phòng

Hệ thống máy lạnh, điều hòa thông gió

Hệ thống cấp nước sinh hoạt

Hệ thống thẻ kiểm soát ra vào tòa nhà

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ

Hệ thống server, lưu trữ dữ liệu

Hình 1.3: BMS quản lý nhũng hệ thống trong tòa nhà

CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG QUẢN LÝ TÒA NHÀ BMS

Cấp độ này sẽ bao gồm những thiết bị đầu vào là: nút nhấn, công tắc, cảm biến,… có nhiệm vụ đo lường, thu thập thông tin để đưa vào PLC xử lý, và các thiết bị đầu ra như: động cơ, van, xy lanh,…để thực hiện nhiệm vụ truyền động cho máy sản xuất, cơ cấu chấp hành.

Có thể thấy, cấp độ hiện trường chứa các dữ liệu đầu vào và đầu ra, có nhiệm vụ cung cấp thông tin hệ thống và thực thi mệnh lệnh phục vụ cho quá trình sản xuất Nói cách khác, đây là nơi chứa phần cứng, nơi mà các thiết bị sẽ trực tiếp tham gia vào quá trình sản xuất.

Hình 1.4.1: Các loại cảm biến có trong dây chuyền sản xuất thực phẩm

1.4.2 Cấp tự động ( Automation Level ) Ở cấp độ này PLC, PID, BCU đóng vai trò chủ đạo Chúng có nhiệm vụ đọc thông tin được cung cấp bởi các thiết bị đo lường ở cấp độ hiện trường, sau đó so sánh

Hệ Thống BMS- Nhóm 1 các điều kiện được lập trình sẵn để tác động đến các ngõ ra một cách chính xác Nói cách khác, ở cấp độ này ta sẽ tiến hành lập trình trên phần mềm để điều khiển thiết bị phần cứng.

Một số ứng dụng trong công nghiệp có đối tượng điều khiển như: nhiệt độ, lưu lượng, áp suất,… nên ta không thể điều khiển bằng phương pháp ON/OFF thông thường Thay vào đó, ta sẽ sử dụng bộ điều khiển PID để có thể đọc và xuất tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành Cụ thể, khi ta nhập giá trị lưu lượng mong muốn vào bộ điều khiển PID, nó sẽ xác định khi nào PLC cần điều khiển tăng hoặc giảm độ mở của van để giữ giá trị lưu lượng luôn ổn định bằng giá trị đặt

Hình 1.4.2: Điều khiển lưu lượng nước trong đường ống thông qua PID

1.4.3 Cấp quản lý ( Management Level ) Đây là cấp cao nhất trong cấu trúc của hệ thống quản lý tòa nhà BMS Cấp này có có thể theo dõi, giám sát, điều hành và ra lệnh cho bất cứ điểm nào trong toàn bộ hệ thống.

Chức năng chính của cấp quản lý là thu thập, lưu trữ và xử lý các dữ liệu như lịch sử dụng năng lượng, chi phí vận hành, lịch sử các cảnh bảo và sự cố phát sinh… Sau đó, hệ thống tạo ra các báo cáo phục vụ cho quá trình quản lý và khai thác hệ thống cơ sở vật chất kỹ thuật một cách hiệu quả, bền vững.

Hình 1.4.3 Thành phần hệ thống điển hình – Cấu trúc mạng

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

PĐL - Công suất tính toán (kW) của phụ tải động lực trong công trình;

PCH - Công suất tính toán (kW) của phụ tải khối căn hộ trong công trình.

STT Loại phụ tải Số lượng Công suất

4 Bơm cấp nước sinh hoạt 2 22

4.2 CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CỦA PHỤ TẢI

4.2.1 Tính khối căn hộ được xác định theo công thức:

Pchi- Công suất tính toán (kW) của căn hộ thứ i; n - Số căn hộ trong tòa nhà(nV);

Ks - Hệ số đồng thời của phụ tải khối căn hộ ( tra bảng 4 TCVN 9206 ta có với 56 căn hộ Ks=0,4)

Hình 4.2.1: Hệ số đồng thời trong nhà tập thể, chung cư

Công suất tính toán (kW) của căn hộ ta chọn 4kW dựa theo bảng 1.6 Chỉ tiêu sinh hoạt (theo hộ) trong Giáo trình Cung Cấp Điện của thầy Quyền Huy Ánh

Hình 4.2.2: Chỉ tiêu điện sinh hoạt (theo hộ)

4.2.2 Công suất tính toán (kW) của phụ tải khối căn hộ trong công trình được xác định theo công thức:

P ĐL = P + P + P (kW) TM BT ĐH

Trong đó: PĐL - Công suất tính toán (kW) của phụ tải động lực;

PTM - Công suất tính toán (kW) của nhóm phụ tải thang máy trong công trình;

PBT - Công suất tính toán (kW) của nhóm phụ tải bơm nước, thông gió trong công trình;

PĐH - Công suất tính toán (kW) của phụ tải điều hòa trung tâm hoặc bán trung tâm trong công trình.

P ĐL = 25,58 + 55,2 + 44,4 5,18 (kW) 4.2.3 Công suất tính toán (kW) của nhóm phụ tải thang máy trong công trình

PTM - Công suất tính toán (kW) của nhóm phụ tải thang máy;

Pni - Công suất điện định mức (kW) của động cơ kéo thang máy thứ i;

P - Công suất (kw) tiêu thụ của các khí cụ điều khiển và các đèn điện trong thang máygi thứ i, nếu không có số liệu cụ thể có thể lấy giá trị Pgi = 0,1Pni;

Pvi - Hệ số gián đoạn của động cơ điện theo lí lịch thang máy thứ i nếu không có số liệu cụ thể có thể lấy giá trị của Pvi = 1;

Kyc - Hệ số yêu cầu của nhóm phụ tải thang máy ( tra bảng 6 TCVN 9206 ta có với 3 thang máy Kyc = 0.75)

Hình 4.2.3:Hệ số yêu cầu K của thang máy trong các công trình nhà ởyc

Do căn hộ có 8 tầng nên ta chọn 3 thang máy có trọng tải là 900kg với công suất P =ni

P TM = 0.75.3.11 + 1,1 = 25,58 (kW) 4.2.4 Công suất tính toán (kW) của điều hòa trung tâm hoặc bán trung tâm

PTĐN - công suất trao đổi nhiệt của hệ thống điều hòa (Btu, Hp)

Kqđ - hệ số quy đổi từ công suất trao đổi nhiệt sang công suất điện (Btu = 0,09W; Hp 0,736 kW)

- hiệu suất làm việc của hệ thống điều hòa

Pyci - công suất yêu cầu của các thiết bị tiêu thụ điện khác của hệ thống điều hòa.

Do ta chọn 1 bộ điều hòa trung tâm VRNRF có 60 HP có hệ số công suất bằng 0,8

4.2.5 Công suất tính toán của nhóm phụ tải bơm nước, thông gió (động cơ bơm nước, quạt thông gió và các thiết bị khác)

K - Hệ số sử dụng lớn nhất của nhóm phụ tải bơm nước (tra bảng 5 TCVN 9206 doyc có 2 máy nên K = 0,8;yc n - Số động cơ;

Pbti - Công suất điện định mức (kW) của động cơ bơm nước, quạt thông gió thứ i.

Hình 4.2.4:Hệ số yêu cầu K của nhóm phụ tải bơm nước, thông gióyc

4.3 CHỌN THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG CT

CHƯƠNG 5 : LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ BỐC TÁCH KHỐI LƯỢNG

1SW EDS-208 Switch Công Nghiệp Moxa 8 Cổng 10/100Mbps, -10 đến 60°C 3,162,000/1SP.

Model:3 MGate 5217I-1200-T 2 port Modbus-to-BACnet/IP gateway, 1200 points, 2kV isolation, 12 to 48 VDC, 24 VAC, -40 to 75°C Giá chưa VAT: 19,442,500/1pc (Đặt hàng 12-14 tuần). Đồng hồ METSEPM5100.

Là 1 bộ chuyển mạch Ethernet công nghiệp 8 cổng Switch EDS-208A, RJ45 connector (thường được gọi là cổng LAN).

Series hỗ trợ IEEE 802.3 (Institute of Electrical and Electronics Engineers) tiêu chuẩn mạng trên toàn thế giới về Ethernet.

Dòng EDS-208A có đầu vào nguồn dự phòng 12/24/48 VDC (9,6 đến 60 VDC) có thể được kết nối đồng thời với nguồn điện DC trực tiếp

Dải nhiệt hoạt động khá rộng tử -40 đến 75 ° C để phù hợp với điều kiện khắc nghiệt : tầng hầm của tòa nhà ,…

Giá thành 3,162,000/1SP Hỗ trợ 7 port RJ45 connector và 1 port multi-mode

Hình ảnh: Switch công nghiệp 8 cổng MOXA

Bộ chuyển đổi giao thức 2 cổng Modbus RTU/ASCII/TCP sang BACnet/IP. Độ tin cậy: Cách ly cổng nối tiếp (thiết bị dưới hiện trường) 2kV Thiết kế công nghiệp với dải nhiệt độ hoạt động rộng -40 đến 75°C.

Tính năng bảo mật dựa trên tiêu chuẩn IEC 62443-4-2:2019 ( Tiêu chuẩn bảo mật và an ninh mạng ). Điện áp đầu vào 24VDC , 12 tới 48VDC.

Hỗ trợ các mã 600 điểm và 1200 điểm có thể quản lý thiết bị như DDC theo số point.

Thông tin lưu lượng và chẩn đoán được nhúng để khắc phục sự cố dễ dàng. Giá chưa VAT: 19,442,500/1bộ (Đặt hàng 12-14 tuần).

Hình ảnh: Bộ chuyển đổi giao thức ModBus – BACnet Đồng hồ METSEPM5100

Là loại đồng hồ giám sát điện năng thuộc dòng PM5100 của Schneider, đạt tiêu chuẩn IEC 61000-4-30 là tiêu chuẩn quốc tế về đo lường các thông số chất lượng điện năng trong hệ thống điện.

Các thông số có thể giám sát :

+ Đo áp 20-400 VAC (giữa pha và trung tính -áp pha) , 35-760 VAC (giữa các pha – áp dây).

+ Công suất tác dụng và công suất phản kháng.

+ Nguồn L1, L2 cấp vào : 90-450 VAC , hoặc 100-300 VDC.

Dùng để giám sát điện năng đo đạc , giám sát và phân tích chất lượng điện năng, điều khiển và quản lý hệ thống điện.

GIAO THỨC MODBUS

GIAO THỨC BACNET

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

PĐL - Công suất tính toán (kW) của phụ tải động lực trong công trình;

PCH - Công suất tính toán (kW) của phụ tải khối căn hộ trong công trình.

STT Loại phụ tải Số lượng Công suất

4 Bơm cấp nước sinh hoạt 2 22

CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CỦA PHỤ TẢI