Đồ án tốt nghiệp đại học: Tổng quan hệ thống quản lí tòa nhà BMS

Thông tin tài liệu

Trong những năm gần đây, Hà nội có rất nhiều tòa nhà cao tầng được xây dựng với mục đích để kinh doanh, cho thuê văn phòng ….việc quản lí, vận hành tòa nhà với số lượng nhân viên lớn rất là khó khăn, vậy phải có 1 phương pháp nào để giải quyết những vấn đề đó, tạo môi trường làm việc tốt nhât cho con người, tiết kiệm năng lượng nhất và mang lại nhiều lợi ích cho chủ đầu tư nhất. Một xu hướng đang được áp dụng và ngày càng trở nên phổ biến trong hầu hết các tòa nhà (building) đó là đầu tư trang bị hệ thống BMS (Building Management System) một hệ thống tích hợp tất cả các hệ thống phụ trợ trong tòa nhà để phối hợp điều khiển, vận hành, giám sát một cách thống nhất mà bản chất của nó là áp dụng các lý thuyết về tự động hóa và điện điện tử.Trong quá trình học tập ở trường về kỹ thuật điện điện tử em đã được nghe nhiều về việc áp dụng kỹ thuật điện tử vào cuốc sống và thực tế cho thấy nghành học mà em đã lựa chọn thật hữu ích. Trong 1 chuyến đi thăm các tòa nhà nhà Office đang xây dựng thì em thấy tòa nhà VTC online là 1 nơi nghiên cưu thực tế lý tưởng cho đồ án của mình vì nó mới hoàn toàn, mới bắt tay vào nghiên cứu áp dụng BMS để khắc phục những yếu điểm của quá trình hoàn thiện. Bố cục đề tài như sau : Chương I : Tổng quan về hệ thống BMS.Chương II: Khảo sát thực tế tòa nhà.Chương III: Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS.

Đồ án tốt nghiệp đại học LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, Hà nội có rất nhiều tòa nhà cao tầng được xây dựng với mục đích để kinh doanh, cho thuê văn phòng ….việc quản lí, vận hành tòa nhà với số lượng nhân viên lớn rất là khó khăn, vậy phải có 1 phương pháp nào để giải quyết những vấn đề đó, tạo môi trường làm việc tốt nhât cho con người, tiết kiệm năng lượng nhất và mang lại nhiều lợi ích cho chủ đầu tư nhất. Một xu hướng đang được áp dụng và ngày càng trở nên phổ biến trong hầu hết các tòa nhà (building) đó là đầu tư trang bị hệ thống BMS (Building Management System) - một hệ thống tích hợp tất cả các hệ thống phụ trợ trong tòa nhà để phối hợp điều khiển, vận hành, giám sát một cách thống nhất mà bản chất của nó là áp dụng các lý thuyết về tự động hóa và điện điện tử. Trong quá trình học tập ở trường về kỹ thuật điện điện tử em đã được nghe nhiều về việc áp dụng kỹ thuật điện tử vào cuốc sống và thực tế cho thấy nghành học mà em đã lựa chọn thật hữu ích. Trong 1 chuyến đi thăm các tòa nhà nhà Office đang xây dựng thì em thấy tòa nhà VTC online là 1 nơi nghiên cưu thực tế lý tưởng cho đồ án của mình vì nó mới hoàn toàn, mới bắt tay vào nghiên cứu áp dụng BMS để khắc phục những yếu điểm của quá trình hoàn thiện. Bố cục đề tài như sau : Chương I : Tổng quan về hệ thống BMS. Chương II: Khảo sát thực tế tòa nhà. Chương III: Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS. Sinh viên thực hiện Lê Ánh Nguyệt SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 i Đồ án tốt nghiệp đại học LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập tại Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, em đã được các thầy cô cung cấp, truyền đạt và chỉ bảo nhiệt tình tất cả kiến thức nền tảng và chuyên môn quý giá. Ngoài ra em còn được rèn luyện một tinh thần học tập và làm việc rất cao. Đây là những yếu tố cơ bản giúp em nhanh chóng hoà nhập với môi trường làm việc sau khi ra trường. Đồ án tốt nghiệp là cơ hội để em có thể áp dụng, tổng kết những kiến thức mà mình đã học, đồng thời rút ra những kinh nghiệm thực tế quý giá trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Đề tài được hòa thành, đầu tiền em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Đặng Hoài Bắc - GVHD trực tiếp của em đã giúp em hoàn thành đồ án một cách thuận lợi. Thầy đã hướng dẫn, đóng góp sửa chữa những thiếu sót em mắc phải và đề ra hướng giải quyết tốt nhất từ khi em nhận đề tài đến khi hoàn thành. Em cũng xin chân thành gủi lời cảm ơn tới các anh trong dự án BMS tại tòa nhà VTC online đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án của mình. Với điều kiện và thời gian có hạn cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của em nên đò án sẽ không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ báo, đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để báo cáo này được hoàn thiện và nâng cao hơn nữa. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội tháng 12/2011 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 ii Đồ án tốt nghiệp đại học ( Của giáo viên hướng dẫn ) ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. Điểm: …………………….………(bằng chữ: …..…………… ….) Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp …………, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ- GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (ký, họ tên) SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 iii Đồ án tốt nghiệp đại học MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU...............................................................................................................i LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................ii MỤC LỤC................................................................................................................... iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ...................................................................................vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT............................................................................ix CHƯƠNG I..................................................................................................................x TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN LÍ TÒA NHÀ BMS.........................................x 1.1.Hệ thống quản lí tòa nhà là gì ................................................................................x 1.2.Lợi ích của hệ thống BMS.......................................................................................x 1.2.1 Giảm chi phí tiền điện tiêu thụ điện năng trong 1 tòa nhà office:...................x 1.2.2.Giảm chi phí nhân công ..................................................................................xi 1.2.3.Đảm bảo tăng khả năng bảo vệ các thiết bị hoạt động trong tòa nhà ..........xii 1.2.4. An toàn cháy nổ, chống trộm cắp ................................................................xii 1.3. Thành phần hệ thống BMS.................................................................................xiii 1.4. Cấu hình của hệ thống.........................................................................................xiii 1.4.1.Phân cấp và quản lí điều khiển......................................................................xiii 1.4.2 Giao thức truyền thông..................................................................................xv CHƯƠNG II............................................................................................................... 18 KHẢO SÁT THỰC TẾ TÒA NHÀ.........................................................................18 2.1. Giới thiệu về tòa nhà VTC Online.......................................................................18 2.2. Hiện trạng tòa nhà VTC online............................................................................19 2.2.1 Hệ thống điều khiển chiếu sáng......................................................................19 2.2.2 Hệ thống giảm sát điện năng...........................................................................20 2.2.3 Hệ thống điều hòa thông gió HVAC..............................................................20 2.2.4 Hệ thống Access controls...............................................................................28 2.2.5 Hệ thống camera.............................................................................................28 2.3 Kết luận về hiện trạng............................................................................................28 CHƯƠNG III.............................................................................................................29 THIẾT KẾ, NÂNG CẤP HỆ THỐNG BMS...........................................................29 3.1 Yêu cầu thiết kế.....................................................................................................29 3.1.1 Thiết kế hệ thống.............................................................................................29 3.1.2 Vận hành.........................................................................................................31 SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 iv Đồ án tốt nghiệp đại học 3.1.3 UPS..................................................................................................................31 3.1.4 Đầu nối vận hành ...........................................................................................31 3.1.5 Ghi lại xu thế...................................................................................................31 3.1.6 Báo động bảo trì..............................................................................................32 3.1.7 Chương trình thời gian....................................................................................32 3.1.8 Thuật toán phần mềm......................................................................................32 3.1.9 Chức năng hệ thống........................................................................................32 3.1.10 Kiến trúc của hệ thống điều khiển................................................................33 3.1.11 Giao diện vận hành đầu – cuối.....................................................................33 3.1.12 Điều khiển tự động bằng các chương trình tại chỗ......................................33 3.1.13 Thời gian phản hồi của hệ thống kiểm soát.................................................34 3.1.14 Bảo vệ nguồn.................................................................................................34 3.1.15 Truy cập và mật mã của người sử dụng ......................................................34 3.1.16 Bảo vệ vi rút máy tính...................................................................................35 3.2 Sử dụng BMS của hãng Johnson Controls cho tòa nhà VTC online..................35 3.2.1 Giao Diện........................................................................................................36 3.2.2 Báo Động.........................................................................................................36 3.2.3 Báo Cáo...........................................................................................................37 3.2.4 Thời Gian Biểu................................................................................................37 3.2.5 Mật Mã............................................................................................................39 3.2.6 Phần Mềm Đồ Hoạ, Hình ảnh Động...............................................................40 3.2.7 Xem Và Phân Tích Dữ Liệu Cũ.....................................................................40 3.2.8 Một vào layout minh họa về màn hình giám sát BMS :................................41 3.3 Điều khiển chiếu sáng ..........................................................................................44 3.3.1 Chức năng.......................................................................................................44 3.3.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển chiếu sáng..........................................................44 3.4 Hệ thống quản lí giảm sát điện năng.....................................................................45 3.4.1 Chức năng của hệ thống giám sát điện năng..................................................45 3.4.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển............................................................................48 3.5. Hệ thống điều hòa không khí...............................................................................48 3.6. Hệ thống Access Controls....................................................................................49 3.6.1. Mô tả hệ thống: .............................................................................................49 3.6.2. Sơ đồ nguyên lý thiết kế ...............................................................................50 3.7. Hệ thống camera...................................................................................................53 SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 v Đồ án tốt nghiệp đại học 3.7.1. Định nghĩa......................................................................................................53 3.7.2. Giải pháp hệ thống.........................................................................................53 3.7.3. sơ đồ thiết kế camera.....................................................................................56 3.8. Sơ đồ nguyên lí tổng quát.....................................................................................56 KẾT LUẬN................................................................................................................. 57 PHỤ LỤC...................................................................................................................58 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................65 SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 vi Đồ án tốt nghiệp đại học DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mô hình hệ thống BMS................................................................................x Hình 1.2 Cấu hình hệ thống BMS...........................................................................xiii Hình 1.3 Sơ đồ quản lí cấp mạng trong BMS..........................................................xv Hình 2.1 DCC –FX15................................................................................................25 Hình 3.1 Kiến trúc của hệ thống điều khiển............................................................33 Hình 3.2 Thiết lập, quản lí, User account...............................................................35 Hình 3.3 Cấu trúc hệ thống BMS..............................................................................35 Hình 3.4 Của sổ trạng thái báo động ( hiển thị các trạng thái lỗi của hệ thống )..37 Hình 3.5 Cửa sổ schedule..........................................................................................39 Hình 3.6 Của số graphics...........................................................................................40 Hình 3.7 Màn hình minh hoạ giám sát hệ thống điều hoà thông gió......................41 Hình 3.8 Màn hình giám sát trạng thái hoạt động các bơm & thông số hệ HEX.42 Hình 3.9 Biểu đồ điều khiển dựa trên thời gian (điều khiển lập lịch)....................42 Hình 3.10 Biểu đồ điều khiển dựa trên thời gian (điều khiển lập lịch).................43 Hình 3.11 Bảng các báo cáo hàng ngày...................................................................43 Hình 3.12 Bảng hiển thị các cảnh báo......................................................................44 Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lí điều khiển FCU khu vực công cộng.............................49 Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lí access controls................................................................51 Hình 3.15 Mạch giảm sát vào/ra .............................................................52 Hình 3.16 Mạch điều khiển cửa............................................................................52 Hình 3.17. Sơ đồ hệ thống camera tương tự............................................................54 Hình 3.18 Sơ đồ camera số........................................................................................54 SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 vii Đồ án tốt nghiệp đại học DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng các lộ hệ thống chiếu sáng ..............................................................19 Bảng 2.2: Bảng các thiết bị chính của hệ thống điện...............................................20 Bảng 2.3: Tính Năng Kỹ thuật DDC-FX15..............................................................27 Bảng 2.4: Cấu Hình của DDC điều khiển FCU, Fan...............................................28 Bảng 3.1 Bảng tổng hợp hệ thống điện và yêu cầu kết nối với BMS......................47 Bảng 3.2 Bảng giám sát điều khiển hệ thống điều hòa không khí.........................49 Bàng 3.3 Bảng so sánh giài pháp tương tự và số.....................................................56 SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 viii Đồ án tốt nghiệp đại học DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Thứ tự Từ viết tắt Định nghĩa 9 ACU Access Control Unit 13 ADSL Asymeetric Digital Subscriber Line 10 BTU British Thermal Unit 16 BAC net Building Automatic and Control Network 1 BMS Building Management System 14 DVR Digital Video Recorder 2 DDC Direct Digital Controller 11 FCU Fan Cooling Unit 15 HRV Heart Rate Var 6 HVAC Heating, Ventilation and Air Conditioning 12 IP Internet Protocol 17 M&E Monitoring and Evaluation 3 NAE Network Automation Engine 4 NCE Network Control Engine 8 NCU Network Control Unit 5 NIE Network Integration Engine 7 PMS Power Management System 18 VAV Variable Air Volume SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 ix Đồ án tốt nghiệp đại học CHƯƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN LÍ TÒA NHÀ BMS 1.1.Hệ thống quản lí tòa nhà là gì Hệ thống quản lí tòa nhà BMS (Builiding Management System ) là hệ thống điều khiển và quản lí cho các hệ thống kỹ thuật trong tòa nhà như : hệ thống điện, hệ thống cung cấp nước sinh hoạt, hệ thống điều hòa thông gió, hệ thống cảnh báo môi trường, hệ thống an ninh, hệ thống báo cháy, chữa cháy, giúp cho việc vận hành tòa nhà trở nên hiệu quả, kịp thời. Hình 1.1 Mô hình hệ thống BMS Với những yêu cầu trên BMS có những tính năng sau : - Giảm sát và điều khiển toàn bộ tòa nhà - Đặt lịch hoạt động cho thiết bị. - Quản lí dữ liệu gồm : soạn thỏa chương trình, quản lí cơ sở dữ liệu, chương trình soạn thảo đồ họa, lưu trữ và sao dữ liệu. - Báo cáo, tổng hợp thông tin. 1.2.Lợi ích của hệ thống BMS 1.2.1 Giảm chi phí tiền điện tiêu thụ điện năng trong 1 tòa nhà office: Tự động điều khiển liên tục công suất tải. Đặt các thiết bị chấp hành hoạt động theo tiến trình định trước hoặc theo các tiêu chuẩn đặt ra ban đầu theo các thông tin nhận được từ hệ cảm biến chuyên dụng. Điều khiển đóng ngắt hệ thống điện khi gặp sự cố, khởi động hệ thống chiếu sáng khi có đột nhập trái phép. Giám sát việc sử dụng SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 x Đồ án tốt nghiệp đại học năng lượng hàng ngày. Tự động ngắt những thiết bị không sử dụng nên không gây ra lãng phí. Giám sát mức độ tiêu thụ năng lượng, in hoá đơn tiền điện cho từng khu vực chức năng, có thể xác định chính xác công suất điều hòa không khí tới từng phòng, từng khu vực. Thuận lợi cho các cao ốc văn phòng cho thuê, khi trong một tầng có nhiều văn phòng được thuê bởi nhiều công ty khác nhau, tuy sử dụng một hệ thống điều hòa tập trung. Theo thống kê của ASRHAE điện năng tiêu thụ trong một toà nhà văn phòng khu vực ASEAN thường là: 264KWh/m2/năm. Nếu trang bị hệ thống BMS, khả năng tiết kiệm năng lượng từ: 12%->30%. Một số ví dụ về lợi ích tiêt kiệm năng lượng của BMS: - Toà nhà Sacombank sử dụng giải pháp của Johnson Control Chi phí đầu tư ban đầu: 1.6 tỉ đồng Diện tích mặt sàn: 14000 m2 Tiêu thụ điện năng (Chưa trang bị BMS):3.696.000 KWh/năm. Tiết kiệm năng lượng tương ứng 12%: 443.520KWh/năm. Tiền điện tiết kiệm: 887.040.000 đồng/năm so với trước khi có hệ thống BMS. => Thời gian thu hồi vốn: 2 năm. (Từ phí thuê văn phòng của các doanh nghiệp). - Toà nhà Vietcombank, giải pháp Johnson Control: Đầu tư: 2.8 tỉ đồng (năm 2000). Thời gian hoàn vốn: 2 năm - Toà nhà HSBC Headquarter Hồng Kông. Đầu tư: 10 triệu đô la Hồng Kông. Thời gian hoàn vốn: 3 năm. 1.2.2.Giảm chi phí nhân công Không phải quản lí theo phương pháp thủ công. Một nhân viên và một hệ thống BMS có thể thay thế được khoảng vài chục nhân viên. Tiết kiệm được tiền thuê nhân viên cho công tác vận hành toà nhà. Khi có BMS, người vận hành chỉ cần ngồi tại phòng điều khiển có thể điều khiển bật/tắt các thiết bị chấp hành, lập biểu vận hành tự động cho các thiết bị. Tất cả các thiết bị chấp hành được vận hành tự động và chính xác bằng hệ BMS. Có khả năng vận hành, cấu hình hệ điều khiển toà nhà qua mạng Internet. Có thể kết nối nhiều toà nhà, nhiều xí nghiệp với nhau trong một hệ thống mạng. Người vận hành có thể giám sát và điều khiển toàn hệ thống từ trung tâm điều hành. SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 xi Đồ án tốt nghiệp đại học Vd: Khi yêu cầu một phòng họp cho 20 người. Người điều khiển hệ thống BMS sẽ tìm phòng họp đang trống trong số các phòng họp của tòa nhà, thời gian và địa điểm cụ thể để cung cấp thông tin đặt chỗ người yêu cầu. Sau khi được đặt lịch trước thời gian họp 30 phút (thời gian đặt có thể thay đổi), BMS sẽ tự động điều khiển bật điều hoà phòng họp, hệ thống thông gió, chiếu sáng, an ninh. Bằng giao diện trực quan tại trung tâm điều khiển, kỹ sư vận hành có thể cài đặt lại tham số cho các thiết bị chấp hành, các thiết bị điều khiển, cảm biến.Vị trí các thiết bị và trạng thái hoạt động của nó được thể hiện trực quan trên màn hình vận hành và giám sát, người vận hành có thể giám sát các sự kiện đã xảy ra đối với các thiết bị và cả hệ thống. Các sự kiện này được biểu diễn dưới dạng đồ thị hoặc lưu trữ máy tính. 1.2.3.Đảm bảo tăng khả năng bảo vệ các thiết bị hoạt động trong tòa nhà BMS sẽ giám sát tình trạng hoạt động của tất cả hoặc các thiết bị có kết nối đến trong toà nhà. Đưa ra các cảnh báo, đặt lịch bảo trì, bảo dưỡng cho các thiết bị đó. Hạn chế được tối đa thời gian kiểm tra thiết bị. Ghi lại dữ liệu cũ để hỗ trợ phân tích lỗi đã xảy ra và tránh những lỗi lặp lại. Cho những cảnh báo hữu hiệu tới người vận hành. Tự động cảnh báo, đưa ra các yêu cầu khi cần bảo trì, bảo dưỡng. 1.2.4. An toàn cháy nổ, chống trộm cắp Kết nối được hệ thống PCCC với hệ thống âm thanh công cộng, khi xảy ra sự cố gì thì hệ thống âm thanh sẽ phát ra thông báo và hướng dẫn mọi người thoát hiểm . Ví dụ: Khi xảy ra cháy tại tầng 3 của toà nhà, các thiết bị bổ trợ cho chữa cháy và cứu nạn được kích hoạt, cụ thể như: Đầu dò khói gửi tín hiệu quy định báo cháy về thiết bị quản lý các đầu dò tại tủ tầng 3. Tủ tầng gửi tín hiệu về bộ điểu khiển trung tâm của hệ thống báo cháy thông tin về khu vực đang được cảnh báo. Bộ điều khiển báo cháy trung tâm gửi thông tin sang hệ thống BMS. Hệ thống báo cháy của BMS tự động kích hoạt, hệ thống thông gió ngừng cấp khí tươi và hút khí trong tầng ra khỏi tầng 3. Những thiết bị điện không cần thiết được ngắt khỏi hệ thống điện. Hệ thống truy nhập vào ra được ngắt để các cửa ở chế độ mở, bài hướng dẫn thông báo thoát hiểm được bật trên hệ thống loa tầng 3, bơm áp lực cầu thang được khởi động, tất cả để hỗ trợ di chuyển người ra khỏi tầng 3. Tối ưu hoá công tác an ninh và bảo mật : Hệ thống camera giám sát, điều khiển truy nhập khi được kết hợp với BMS sẽ có mối quan hệ chặt chẽ hơn với các thành phần khác của toà nhà, được hỗ trợ và bổ sung chức năng cho công tác an ninh bảo mật. Ví dụ: Khi hệ điều khiển truy nhập phát hiện có đột nhập trái phép tại tầng 3. Hệ thống BMS sẽ thực hiện cách ly khu vực thông qua điều khiển hệ thống cửa ra vào. Hệ thống chiếu sáng tầng 3 tự động được khởi động. Hệ thống Camera giám sát hoạt động, thông tin đột nhập trái phép được thông báo trên hệ audio và nhân viên an ninh sẽ hoạt động đồng thời. SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 xii Đồ án tốt nghiệp đại học 1.3. Thành phần hệ thống BMS - Hệ thống cung cấp và phân phối điện Hệ thống điều hòa trung tâm ( chiller/VRV) Hệ thống chiếu sáng công cộng (Public Lighting). Thang máy(lift, elevator). Hệ thống phòng cháy chữa cháy ( PCCC). Hệ thống cấp/thoát nước. Tích hợp với những hệ thống con : Hệ thống điều hòa thông gió (HVAC ) Các hệ thống này có thể chia làm 3 nhóm chính : - Hệ thống gián sát và báo động : Hệ thống camera, hệ thống access control, hệ thống PCCC. - Hệ thống quản lí năng lượng : Hệ thống cung cấp và phân phối điện, hệ thống điều hòa trung tâm, hệ thống chiếu sáng, hệ thống cấp thoát nước. - Hệ thống thông tin : Mạng văn phòng, mạng di động, hệ thống loa phát thanh trong tòa nhà. Ba nhóm này đặc trưng cho hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng, tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà 3 nhóm này có được trang bị hay không . 1.4. Cấu hình của hệ thống. Hình 1.2 Cấu hình hệ thống BMS 1.4.1.Phân cấp và quản lí điều khiển Hệ thống BMS tự động hóa tòa nhà cơ bản gồm 3 cấp: - Cấp vận hành và quản lý SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 xiii Đồ án tốt nghiệp đại học - Cấp điều khiển hệ thống - Cấp khu vực – cấp trường Cấp điều khiển khu vực - cấp trường - FIELD Các bộ điều khiển ở cấp độ khu vực là các bộ điều khiển sử dụng bộ vi xử lý, cung cấp các chức năng điều khiển số trực tiếp cho các thiết bị ở từng khu vực, bao gồm: các thiết bị cảm biến như các đầu đo áp suất, các đầu cảm biến nhiệt độ, độ ẩm… Hệ thống phần mềm quản lý năng lượng cũng được tích hợp trong các bộ điều khiển cấp khu vực. Ở cấp khu vực, các cảm biến và các cơ cấu chấp hành giao tiếp trực tiếp với thiết bị được điều khiển. Các bộ điều khiển cấp khu vực sẽ được kết nối với nhau trên một đường bus, vì 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 - OPERATOR Các bộ điều khiển hệ thống có khả năng lớn hơn so với các bộ điều khiển cấp trường về số lượng điểm vào ra, các vòng điều chỉnh và các chương trình điều khiển. Ngoài ra, 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 hệ thống có thể hoạt động độc lập trong trường hợp bị mất truyền thông với các trạm vận hành. Cấp vận hành, giám sát và quản lý - MASTER Cấp vận hành, giám sát và quản lý là cấp cao nhất. Người sử dụng có thể theo dõi và đưa lệnh điều khiển đến từng cấp con thông qua cấp này. Các trạm vận hành ở cấp độ này chủ yếu là các máy tính PC. Các máy tính điều khiển thu nhận và xử lý thông tin từ các hệ thống và thực hiện vận hành điều khiển các hệ thống được đặt tại phòng điều khiển trung tâm hệ thống BMS (đặt tại phòng điều khiển trung tâm của toà nhà). Phần mềm điều khiển BMS là phần mềm chuyên dụng trong việc điều khiển, quản lý các toà nhà cao tầng. Phần mềm này có khả năng thu nhận thông tin, giám sát trạng thái làm việc của thiết bị, thực hiện quản lý hệ thống và điều khiển hoạt động của thiết bị. Phần mềm tương thích với các hệ thống tham gia tích hợp. Tại các máy tính điều khiển, trạm vận hành trung tâm người vận hành được phân quyền có thể điều khiển từ xa, giám sát các đối tượng trong hệ thống, lập lịch vận hành cho thiết bị, theo dõi cảnh báo – báo động và hướng dẫn xử lý sự cố. Giao diện giữa người vận hành và hệ thống là giao diện đồ họa động thân thiện, tiện ích và thông minh. Tại trạm vận hành nhánh, người vận hành hoàn toàn có thể thực hiện được những chức năng đầy đủ như trạm vận hành trung tâm nếu người vận hành đó được phân quyền. Phần mềm có chức năng hỗ trợ truy cập qua web và có các chức năng chống tin tặc qua truy cập web. SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 xiv Đồ án tốt nghiệp đại học 1.4.2 Giao thức truyền thông Hình 1.3 Sơ đồ quản lí cấp mạng trong BMS. Giao thức kết nối truyền tín hiệu là một yếu tố quan trọng trong cấu hình của BMS vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến dữ liệu được truyền từ điểm này đến điểm khác và bởi vì các bộ điều khiển phân tán có thể phải lấy dữ liệu của nhau. Giao thức truyền thông ngang hàng (Peer Communication Protocol) So với giao thức hỏi vòng, giao thức ngang hàng có các lợi ích sau: Việc truyền thông không phụ thuộc vào một th iết bị đơn lẻ nào – trạm chủ. Việc truyền thông được thực hiện trực tiếp giữa các thiết bị trong mạng mà không cần phải thông qua một trạm trung gian nào. Các thông điệp hệ thống được truyền trực tiếp đến tất cả các trạm trên mạng. Có 5 loại giao thức được sử dụng trong BMS là: - Giao thức BACnet (Automation and Control Network ): Là mạng điều khiển và tự động tòa nhà. BACnet là một chuẩn kết nối không độc quyền, có tính mở. Nó có thể được áp dụng trong thực tế vào bất kỳ hệ thống nào của tòa nhà ngày nay, bao gồm HVAC, chiếu sáng (lighting), an toàn tính mạng (life safety), kiểm soát truy cập (access control), vận chuyển (transportation) và bảo trì (maintenance). Theo thiết kế, chuẩn này có thể sử dụng trong phạm vi rộng các công nghệ mạng và truyền thông. Nó được viết ra bao gồm mọi thứ từ việc phải chọn kiểu cáp nào cho đến việc khởi gán lệnh hoặc yêu cầu thông tin đặc thù ra sao - Giao thức Modbus : Được phát triển bởi Modicon trong những năm 1970 cho việc sử dụng các hệ thống tự động hóa công nghiệp với các bộ điều khiển lập trình (Programable Controllers). Ngày nay nó là một trong những phương tiện được sử dụng rộng rãi nhất trong việc kết nối các thiết bị điện tử trong các ứng dụng công nghiệp SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 xv Đồ án tốt nghiệp đại học (industrial). Tính đơn giản cũng khiến Modbus trở thành một công cụ hữu dụng để đem đến tính đổi lẫn trong các ứng dụng tự động hóa tòa nhà. Modbus bao gồm một cấu trúc thông điệp được thiết kế để thiết lập giao tiếp chính-phụ (master-slave), chủ-khách (client-master) giữa một phạm vi rộng các thiết bị. Nó hỗ trợ các giao thức tuần tự và mạng Ethernet. Nó thực sự là một tiêu chuẩn mở và là một trong những giao thức được sử dụng rộng rãi nhất trong môi trường sản xuất công nghiệp. Sử dụng giao thức cũng như cấp chứng nhận (licensing) là hoàn toàn miễn phí. Các công cụ và tài nguyên hỗ trợ cho việc triển khai lắp đặt và vận hành được cung cấp trực tuyến (online). Phiên bản nguyên thủy của Modbus bao gồm hai chế độ truyền tin : ASCII và RTU. Gần đây, Modbus/TCP được phát triển, cho phép giao thức Modbus có thể truyền dẫn qua các hệ thống mạng nền TCP/IP. Điểm mạnh của Modbus là tính mở, đơn giản và yêu cầu phần cứng ít nhất. Một lợi ích đáng kể khác đó là việc Modbus có sử dụng giao thức truyền tin TCP/IP, giống giao thức sử dụng bởi Internet. - Giao thưc TCP/IP : Giao thức TCP/IP được phát triển từ mạng ARPANET và Internet và được dùng như giao thức mạng và vận chuyển trên mạng Internet. TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức thuộc tầng vận chuyển và IP (Internet Protocol) là giao thức thuộc tầng mạng của mô hình OSI. Họ giao thức TCP/IP hiện nay là giao thức được sử dụng rộng rãi nhất để liên kết các máy tính và các mạng. Hiện nay các máy tính của hầu hết các mạng có thể sử dụng giao thức TCP/IP để liên kết với nhau thông qua nhiều hệ thống mạng với kỹ thuật khác nhau. Giao thức TCP/IP thực chất là một họ giao thức cho phép các hệ thống mạng cùng làm việc với nhau thông qua việc cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng. - Giao thức N2: Là chuẩn truyền thông, chuẩn riêng của Johnson Controls. DCC của Johnson Control hỗ trợ chuẩn này. - Giao thức LonWorks: là một giao thức điều khiển phân bổ vận hành trên nền tảng ngang hàng (peer-to-peer), nghĩa là mọi thiết bị có thể giao tiếp với mọi thiết bị khác trên mạng hoặc là sử dụng cấu hình chính-phụ (master-slave) để trao đổi thông tin giữa các thiết bị thông minh. Nền tảng LonWorks hỗ trợ một phạm vi rộng các phương tiện trao đổi thông tin. Các thiết bị tương thích với LonWorks giao tiếp với nhau qua một SNVT (Standard Network Variable Type). Mặc dù một SNVT định nghĩa một thiết bị cũng giống như một object của BACnet, cách giải quyết có hơi khác một chút. Để một SNVT thực thi chức năng, cả hai thiết bị nhận và gửi phải có sự nhận biết chi tiết về cấu trúc SNVT là gì. Vì thế mỗi SNVT được định danh bằng một mã số cho phép thiết bị nhận hiểu được đúng dữ liệu truyền tải. Phương tiện truyền dẫn Các phương tiện truyền dẫn chủ yếu bao gồm: SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 xvi Đồ án tốt nghiệp đại học - Cáp xoắn bằng đồng - Cáp quang - Đường điện thoại Việc lựa chọn phương tiện truyền dẫn cho từng ứng dụng phụ thuộc vào tín hiệu, chi phí, phân bố địa lý và khả năng nhiểu tác động lên đường truyền. Cáp xoắn bằng đồng thường sử hỗ trợ cho các chuẩn : N2, BACnet, Modbus, TCP/IP, Lonworks. Các loại dây dẫn kiểu cáp xoắn bằng đồng có kích thước từ 1.307mm2 đến 0.2051mm2 thường được sử dụng và là giải pháp kinh tế nhất trong việc truyền thông trong tòa nhà. Chiều dài của đường truyền có thể lên đến 1200m mà không cần sử dụng đến bất kỳ thiết bị kéo dài nào. Khi sử dụng các thiết bị kéo dài (repeater), có kéo dài đường truyền lên 3 đến 4 lần như thế. Hai sơ đồ hay được sử dụng là kiểu bố trí hình sao và bố trí theo đường thẳng. Cáp quang : cái này ít sử dụng Cáp quang phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường có nhiễu lớn. Điểm bất lợi lớn nhất đối với cáp quang là chi phí cao. Đường điện thoại : Các chuẩn trên cũng sử dụng phương tiện truyền dẫn này. Đường điện thoại cho phép kết nối giữa các tòa nhà với nhau. Có thể sử dụng đường kết nối liên tục hoặc dùng kết nối qua modem. SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 xvii Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà CHƯƠNG II KHẢO SÁT THỰC TẾ TÒA NHÀ. 2.1. Giới thiệu về tòa nhà VTC Online Tòa nhà 21 tầng tại 310 Minh Khai, quận Hai Bà Trưng là tòa nhà có diện tích mặt bằng lớn, với mục đích sử dụng cho thuê văn phòng. Vì vậy cần thiết phải xây dựng một hệ thống tích hợp toàn diện nhằm tập trung việc điều khiển giúp cho việc vận hành, quản lý và giám sát tòa nhà một cách hiệu quả nhất. Giải pháp tự động hóa cho tòa nhà phải hướng tới tăng hiệu suất hoạt động của tòa nhà bằng cách giảm chi phí nhân công, giảm chi phí năng lượng, dễ dàng trong việc vận hành và xử lí kịp thời các trường hợp sự cố xảy ra, ngoài ra phải tạo được môi trường làm việc thoải mái, tiện nghi, an toàn cho nhân viên. Giải pháp được đề xuất là sử dụng hệ thống điều khiển và quản lý tòa nhà BMS. Hệ thống BMS có khả năng kết nối mọi nơi, mọi hệ thống, cung cấp khả năng quản lý với nhiều lựa chọn, nâng cao khả năng làm việc hiệu quả của nhận viên. Đây là một hệ thống mở có khả năng tích hợp với các hệ thống điều hoà thông gió, hệ thống báo cháy, hệ thống an toàn, hệ thống chiếu sáng. Đối với tòa nhà 21 tầng-310 Minh Khai, các hệ thống tích hợp, kết nối với hệ thống quản lý tòa nhà để quản lý và điều khiển bao gồm: - Hệ thống điện (trạm biến áp, máy phát điện, tủ phân phối) - Điều hòa Chiller - camera - Hệ thống điều khiển chiếu sáng - Hệ thống access controls Tòa nhà 21 tầng 310 Minh Khai có lượng người sử dụng dịch vụ động và bất định trong tòa nhà lớn nên phải đòi hỏi hệ thống quản lý và giám sát hiện đại, chính xác và rõ ràng luôn sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của người sử dụng một cách nhanh nhất. Mục tiêu của việc thiết kế cho tòa nhà là để tạo ra một tòa nhà thông minh có những ứng dụng cao qua các hệ thống tích hợp, được kết nối với nhau. Như vậy 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, tiết kiệm năng lượng hơn, tạo được môi trường làm việc tốt hơn. Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà 2.2. Hiện trạng tòa nhà VTC online. 2.2.1 Hệ thống điều khiển chiếu sáng Theo kiến trúc của tòa nhà thì hệ thống điện chiếu sáng cũng được chia thành 3 khu A,B,C. Ngoài ra còn có điện chiếu sáng cầu thang ( Bao gồm cầu thang bộ và 2 cầu thang thoát hiểm) và điện chiếu sáng ngoài nhà. Trong đó khu A và khu B được sử dụng làm văn phòng, khu C bao gồm điện chiếu sáng sảnh thang máy và khu vệ sinh. Theo thiết kế điện của tòa nhà thì điện chiếu sáng được chia thành các lộ. Sau đây là bảng thống kê các lộ điện (Theo thiết kế). Hệ thống chiếu sáng cho tòa nhà VTCOL được chia thành các lộ như sau: Tầng Tầng hầm Số lộ điện Khu A,B: 8 lộ. Khu C: 2 lộ. Chủng loại thiết bị Đèn 1x18W và đèn downlight 13W Khu A: 8 lộ. Tầng 1 Khu B:12 lộ. Đèn 3x18W và đèn downlight 13W Khu C: 4 lộ Tầng lửng Gồm 4 lộ. Đèn 3x18W. Khu A: 12 lộ. Tầng 2,3 Khu B: 8 lộ. Đèn 3x18W và đèn downlight 13W Khu C:4 lộ. Khu A: 12 lộ. Tầng 4 đến 18 Khu B: 8 lộ. Đèn 3x18W và đèn downlight 13W Khu C: 4 lộ. Khu A: 10 lộ. Tầng 19,20 Khu B: 8 lộ. Đèn 3x18W và đèn dowlight 13W Khu C: 4 lộ. Khu A: 10 lộ. Tầng 21 Khu B: 8 lộ. Đèn 3x18W và đèn dowlight 13W Khu C: 4 lộ Tầng kỹ thuật Gồm 5 lộ. Đèn 1x18W Khu cầu thang Gồm 3 lộ Đèn 1x18W Ngoài nhà Gồm 8 lộ. Đèn 800W Bảng 2.1: Bảng các lộ hệ thống chiếu sáng Nhận xét: Hiện tại chưa có hệ thống điều khiển chiếu sáng. Việc bật tắt được trực tiếp tại hiện trường thông qua công tắc gắn trên tường. Đây là sự bất cập thứ nhất của tòa nhà. Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà 2.2.2 Hệ thống giảm sát điện năng. Các thiết bị chính Hệ thống Trạm biến áp Thiết bị chính Giao thức hỗ trợ Tủ điện tổng trạm: ACB 2500A(2 cái) của hãng Siemens và PM850 (2 cái) của hãng Schneider. Mobus Máy biến thế(2 cái). Gồm các ACB 2500A( 4 cái). Tủ điện hạ thế liên lạc ACB 2000A (1cái). Đồng hồ PM 850 (2 cái), PM750 ( 2 cái). Mobus Bộ chuyển đổi nguồn ATS. Máy phát điện Wilson(1chiếc) Hệ thống máy phát điện Bơm bù dầu.(1) Tủ điện chuyển nguồn: ACB2500(1cái) của hãng Siemens và PM 850 của hãng Schneider. Mobus Bể dầu 10m3. Tại mỗi tầng bao gồm: Tủ điện tầng Một tủ tổng: Có các MCCB125A (17cái), MCCB80A (4cái), MCCB630A (1cai), MCCB30A (1cái) củahãng Siemens và PM 750 của hãng Schneider. Hai tủ điện của các khu A, B: PM 710 của hãng Schneider. Bảng 2.2: Bảng các thiết bị chính của hệ thống điện Nhận xét: Không có hệ thống điều khiển chung cho các tủ điện từng tầng đây là bất cập thứ 2 của tòa nhà. Tuy nhiên các thiết bị điện chính ở đây đều hỗ trợ chuẩn giao thức Modbus nên thuận tiện cho việc kết nối với BMS sau này. 2.2.3 Hệ thống điều hòa thông gió HVAC Hệ thống điều hòa không khí của tòa nhà VTC Online là hệ thống điều hòa trung tâm làm lạnh nước (Chiller). 2.2.3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa (chi tiết phụ lục 01 đính kèm). Hệ thống máy lạnh trung tâm bao gồm các phần chính : - Máy lạnh trung tâm (CHILLER): Là thiết bị sản xuất ra nước lạnh, sau đó được các máy cung cấp cho các dàn trao đổi nhiệt (FCU)để làm lạnh không khí. Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà - Các dàn trao đổi nhiệt (FAN COIL UNIT): Là các thiết bị đặt tại các khu vực cần điều hoà tại đây nước lạnh từ máy bơm đi qua dàn lạnh để trao đổi nhiệt với không khí trong phòng và thực hiện chức năng làm lạnh. - Tháp giải nhiệt và bơm nước: thực hiện chức năng giải phóng năng lượng nhiệt của bình ngưng (máy lạnh) sau khi máy lạnh thực hiện công việc làm lạnh nước trong bình bay hơi. Tháp giải nhiệt bao gồm 3 tổ được đặt trên tầng kỹ thuật, bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt được đặt ở phòng máy tầng hầm. - Hệ thống đường ống và bơm nước cấp lạnh: Là hệ thống phân phối nước lạnh từ máy lạnh trung tâm đến các dàn trao đổi nhiệt FCU. - Hệ thống đường ống phân phối không khí lạnh: Là hệ thống phân phối không khí lạnh từ các FCU qua hộp tiêu âm, tại hộp tiêu âm độ ồn của FCU do quạt gió tạo ra sẽ được trượt tiêu một phần nhằm đảm bảo độ ồn trong các phòng làm việc. Hộp tiêu âm ngoài chức năng làm trượt tiêu âm thanh cho FCU còn có chức năng khác là hộp góp gió, từ hộp góp gió không khí lạnh được đưa vào phòng thông qua nối mềm có bảo ôn D 300 và các miệng thổi tới các khu vực cần điều hoà. Để đảm bảo lưu lượng không khí lạnh ra các miệng thổi đồng đều nhau tại đầu ra của hộp tiêu âm có lắp đặt van điều chỉnh lưu lượng gió. - Hệ thống cấp gió tươi: Là hệ thống phân phối không khí qua bộ thu hồi nhiệt - Hệ thống điện điều khiển: Là hệ thống điều khiển khống chế liên động các thiết bị trong hệ thống (máy lạnh, FCU, Bơm nước và tháp giải nhiệt). - Hệ thống thoát nước ngưng : Là hệ thống thoát nước thải cho các dàn lạnh FCU. 2.2.3.2 Sơ đồ nguyên lí điều khiển điều hòa không khí (chi tiết phụ lục 02 đính kèm). Nguyên lí điều khiển hệ thống điều hòa. - Điều khiển FCU: Phương thức hoạt động Các FCU này được thiết kế nhằm mục đích duy trì nhiệt độ cho khu vực văn phòng trong một khoảng thời gian cố định trong ngày. Vì vậy, sẽ rất cần thiết cho việc kết nối các FCU này về máy tính trung tâm của hệ thống BMS, từ đó tiện cho việc giám sát và điều khiển nhiệt độ theo như mong muốn của người sử dụng. Máy tính sẽ ấn định một thời gian biểu hoạt động phù hợp cho các FCU này nhằm tiết kiệm năng lượng. Giá trị đặt thời gian vận hành có thể thay đổi được từ máy tính trung tâm, tùy theo thời gian biểu của các FCU. Một cảm biến nhiệt độ được lắp đặt trong đường ống gió hồi để so sánh với giá trị đặt trong bộ điều khiển lập trình DDC, và nó sẽ điều khiển van nước lạnh thông qua khâu điều khiển PI, van nước lạnh Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà đóng hoặc mở để giảm độ chênh lệch giữa giá trị nhiệt độ trong ống gió và giá trị đặt. Cũng bộ điều khiển này nó sẽ tự động điều khiển tốc độ quạt Điều khiển nhiệt FCU ở mức nhanh, vừa hay chậm tùy theo giá trị chênh lệch giữa nhiệt độ độ đặt và nhiệt độ của gió hồi. Giá trị đặt của nhiệt độ có thể thay đổi được từ máy tính trung tâm. Độ mở của van nước được khoá liên động với trạng thái của quạt FCU. Van nước sẽ đóng khi quạt FCU không hoạt động và chỉ được điều khiển khi quạt FCU hoạt động. Điều này làm giảm sự ngưng đọng và hao phí năng lượng. Khóa liên động Máy tính trung tâm sẽ kết nối với hệ thống báo cháy. Khi có tín hiệu cháy, các FCU sẽ ngừng hoạt động nhằm hạn chế sự phát tán của đám cháy. Các báo động được giám sát từ trung tâm điều khiển • Báo động sự cố quá tải của mô tơ quạt FCU. • Báo động nhiệt độ gió hồi giới hạn cao/thấp. • Báo động khi có báo cháy (nếu kết nối với hệ thống báo cháy) - Điều khiển hệ Thống Máy Lạnh Chiller Hệ thống chiller tạo ra và duy trì nước lạnh để cung cấp cho các hệ thống HVAC của tòa nhà văn phòng . Hệ thống chiller bao gồm những thiết bị sau: Máy lạnh Chiller - 3 Cái Máy bơm nước cung cấp cho chiller (CHWP) 4 Cái Hệ thống bơm nước giải nhiệt (CDWP) - 4 Cái Tháp giải nhiệt nước - 3 Bộ Số Lượng quạt tháp - 9 Cái Hệ thống chiller được thiết kế hoạt động trong một hệ thống nối tiếp gồm: Valve – CHWP1 - CDWP1 – Chiller1 - Cooling Tower 1 Valve – CHWP2 – CDWP2 – Chiller2 - Cooling Tower 2 Valve – CHWP3 – CDWP3 – Chiller3 - Cooling Tower 3 Bất kỳ một sự cố nào xảy ra trong quá trình hoạt động của thiết bị này sẽ dẫn đến việc các thiết bị liên quan với nó cũng không hoạt động, và đó cũng là tín hiệu khởi động cho thiết bị tiếp theo trong hệ thống chiller. Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà Số lượng chiller hoạt động trong một thời điểm tùy thuộc vào tải cần làm lạnh trong toà nhà. Nó được giám sát bởi hệ thống tính toán tải lạnh BTU. Số lượng chiller hoạt động hoặc tối ưu hoá tại một thời điểm sẽ được quyết định bởi việc tính toán tải của toà nhà (BTU) bằng hệ thống điều khiển điều hòa trung tâm. Hệ thống điều khiển điều hòa trung tâm sẽ thực hiện việc tính toán tải lạnh BTU dựa trên Việc tính tổng các BTU meter của các tầng. Dựa trên việc tính toán này, hệ thống BMS sẽ thực hiện việc tối ưu hoá hoạt động của chiller. Ví dụ: Hệ thống điều khiển điều hòa trung tâm sẽ khởi động/tắt chiller để đạt được nhiệt độ yêu cầu Trong quá trình khởi động, một hệ thống chiller sẽ bắt đầu trước. Hệ thống chiller đầu tiên sẽ được lựa chọn dựa trên tổng thời gian hoạt động của hệ thống. Hệ thống chiller hoạt động trong thời gian đầu được xem là hệ thống chính. Khi hệ thống chiller này đạt được trạng thái ổn định, bộ điều khiển sẽ tính toán các thông số của BTU, từ đó quyết định có gọi hệ chiller tiếp theo hay không. Việc gọi thêm một hệ chiller dựa vào giá trị BTU được thực hiện như sau: - Đóng chiller: Giai đoạn đầu Khởi động hệ thống chiller chính Thông số BTU đọc về > 80% Công suất của chiller chính : Khởi động hệ thống chiller kế tiếp. - Ngắt chiller: Thông số BTU đọc về < 50% Công suất của chiiler chính : Ngắt hệ thống chiller tạm. Giá trị đặt của BTU để đóng/ngắt chiller có thể thay đổi được theo thực tế vận hành của thiết bị. - Hoạt động của chiller: Chu kỳ hoạt động của chiller dựa trên cơ sở hằng ngày. Nhiệm vụ thay đổi dựa trên tổng thời gian hoạt động của hệ thống chiller. Các chiller sẽ được chọn lựa chính và phụ. Chiller chính sẽ khởi động trước tiên và kết thúc sau cùng. Khi trạng thái của chiller là “ON”, hệ thống Điều khiển sẽ thực hiện việc tổng hợp thời gian hoạt động của chiller đó và ghi vào bộ nhớ trên hệ thống. - Chu trình khỏi động của chiller: Quá trình khởi động chiller được thực hiện như sau : Tất cả các công tắc của mỗi thiết bị nên đặt tại vị trí ‘BAS’ hoặc ‘AUTO’. Hệ thống điều khiển sẽ phát lệnh ‘START’ sau đó van động cơ đường nước lạnh, nước giải nhiệt và van tháp thực hiện mở, quá trình mở đến 100% sẽ gửi tín hiệu an toàn để khởi động máy bơm cho chiller, khởi động bơm giải nhiệt Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà Hệ thống Điều khiển sẽ kiểm tra trạng thái của công tắc dòng nước. Khi công tắc này ở vị trí ‘ON’, hệ thống điều khiển điều hòa trung tâm sẽ phát lệnh khởi động chiller. Khi nhận được tín hiệu khởi động, chiller sẽ khởi động dựa trên chương trình có trong chiller. Các quạt tháp giải nhiệt sẽ được điều khiển Start khi tải lạnh cung cấp >= 30% tải của máy Chiller. Hệ thống Điều khiển sẽ giám sát trạng thái của tất cả các bơm, chiller và công tắc dò lưu lượng nước, vị trí van động cơ, nhiệt độ đường ống nước lạnh và nước giải nhiệt, áp suất đường ống nước lạnh cấp và hồi. - Trong quá trình hoạt động của chiller: 1.Nếu bất kỳ máy bơm, công tắc dò lưu lượng nước hay chiller nào không thể khởi động được, Hệ thống điều khiển sẽ gởi tín hiệu cảnh báo và ngưng hệ thống chiller tương ứng 2.Sau 15 phút kể từ lúc hệ thống chiller khởi động, hệ thống điều khiển sẽ kiểm tra trạng thái ‘RUN’ của chiller. Nếu chiller đó không thể khởi động, hệ điều khiển sẽ gủi tín hiệu cảnh báo và dừng hệ thống chiller đó đồng thời gởi tín hiệu khởi động cho hệ thống chiller tiếp theo. 3.Nếu không có nước trong đường ống cung cấp cho chiller, Hệ điều khiển sẽ gởi tín hiệu cảnh báo và phát lệnh ngưng đối với hệ thống tương ứng theo quá trình ngưng thông thường. 4.Nếu bất kỳ máy bơm nào cho chiller bị lỗi hay cảnh báo, BMS sẽ gởi tín hiệu cảnh báo và phát lệnh ngưng đối với hệ thống tương ứng theo quá trình ngưng thông thường. 5.Nếu bất kỳ chiller nào bị lỗi hay cảnh báo, Hệ điều khiển sẽ gởi tín hiệu cảnh báo và phát lệnh ngưng đối với hệ thống tương ứng theo quá trình ngưng thông thường.Quá trình dừng an toàn sẽ tuân theo quá trình ngưng thông thường. - Quá trình dừng của chiller: 1.BMS phát lệnh ngưng chiller. 2. 180 giây sau khi phát lệnh ngưng, khi BMS nhận tín hiệu ‘OFF’ từ chiller, nó sẽ điều khiển ngưng máy bơm, sau dó đóng van trên đường nước lạnh và nước giải nhiệt, đóng van cho tháp giải nhiệt tương ứng. - Chế độ báo động của chiller: Bất kỳ chiller nào báo động sẽ bị ngưng lại và được thay thế bởi một chiller dự phòng. Chiller đó sẽ không được cho phép hoạt động cho tới khi chế độ báo động được ghi nhận và sửa chữa. Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà Chiller được xem như ở chế độ báo động khi bất kỳ một bộ phận nào như báo động của máy bơm hay khi chiller không thể khởi động sau 15 phút nhận lệnh khởi động. - Điều khiển máy bơm của chiller: Hệ thống điều khiển phát lệnh Start máy bơm. Tốc độ của máy bơm được điều khiển thông qua biến tần để duy trì áp suất yêu cầu. Tốc độ tối thiểu sẽ được thiết lập trên biến tần để đảm bảo đủ lượng nước nhỏ nhất mà chiller cho phép. Giá trị nhỏ nhất của tốc độ sẽ được quyết định trong quá trình thử và tùy nhiệm vụ của hệ thống. Giá trị đặt của độ chênh lệch áp suất có thể thay đổi được - Điều khiển bypass valve: Hệ thống điều khiển giám sát độ chênh lêch áp suất giữa đường ống nước cung cấp từ chiller và đường ống hồi về chiller và điều khiển van bypass đóng hoặc mở để duy trì áp suất yêu cầu - Bộ Điều Khiển Trực Tiếp Kỹ Thuật Số DDC Cấu Hình của DDC điều khiển Chiller như sau: Hình 2.1 DCC –FX15 Các bộ DDC-FX15 có khả năng làm việc độc lập không phụ thuộc vào các DDC khác trong hệ thống. Nó được trang bị những bộ vi xử lý đa chức năng, điều khiển theo thời gian thực. Mỗi DDC-FX15 bao gồm đầy đủ các linh kiện phần cứng như bộ vi xử lý, cỗng giao tiếp RS485, các môđun vào /ra. Những loại điểm – DDC-FX15 hổ trợ những điểm đầu vào và ra như sau: - Những điểm đầu vào dạng tương tự sẽ chấp nhận các tín hiệu sau: o 4-20 mA o 0-10 VDC o 1000ohm RTDs Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà - Những ngỏ vào dạng số sẽ giám sát các tiếp điểm không điện. Ngõ vào này phải cung cấp bộ lọc để loại trừ những tín hiệu giả gây ra từ điện áp ngõ vào - Ngõ vào dạng bộ đếm sẽ giám sát những xung tiếp điểm không điện áp với độ phân giải thấp nhất là 1 HZ. - Những ngõ ra dạng tương tự sẽ cung cấp những dạng sau: o 4-20 mA o 0-10 VDC - Những ngõ ra dạng số sẽ cung cấp những tiếp điểm SPDT, 2 Amps ở 24VAC. Bảo vệ chống xung điệni được cung cấp cho mổi ngõ ra. Người vận hành phải được phép gởi lệnh điều khiển đến những điểm ngõ ra, chỉnh các thông số cài đặt trên DDC. DDC phải cung cấp các đèn chỉ thị trạng thái làm việc cho mổi ngõ vào và ra dạng số. Tất cả các điểm cài đặt, các thông số trong vòng lặp PID cũng như nhiều thông số khác đều được lưu trữ trong bộ nhớ của DDC, vì thế khi bị mất điện không cần phải lập trình lại cho DDC. Tính Năng Kỹ thuật DDC-FX15: AI ( analog input) Mỗi điểm AI hỗ trợ các tín hiệu. 0 - 5VDC , 0–10 VDC, 0 – 20 mA, các loại Sensor Ni1000, A99, Pt1000, NTC DI ( Digital input ) Tiếp điểm không điện DO (Digital output) SPST 3A relay, Triac 0.5A/24VAC AO (analog output) 0 – 10 VDC, 4 – 20 mA. Tính năng lập trình Có thể lập trình theo các giải thuật được đưa ra bởi người sử dụng bằng phần mềm cấu hình dạng đồ thị (Graphic Configuration Software) Tính hoán vị Có khả năng lập trình hoán vị các điểm AI với DI. Các module tính năng lập trình, chọn lựa từ thư viện bao gồm 1. P,PI,PID hoặc On/off control, dual PID, dual On/off control Module 2. Các module tính toán số học cho các hàm toán học 3. Các module điều khiển trình tự (Sequence). 4. Các module tính toán cộng dồn cho số giờ chạy thiết bị hoặc chỉ số điện năng tiêu thụ hàng tháng Các module lập trình PLC có bộ các hàm logic như: AND, ANDNOT, OR, ORNOT, COS, OUT, OUTNOT, SET, RESET, AND BLOCK, OR BLOCK Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà Màn hình hiển thị Màn hình hiển thị LCD 4 x 20 ký tự với các phím vận hành được gắn liền trên bề mặt DDC. Giao tiếp Kết nối với bộ quản lý cấp mạng qua giao tiếp RS485, giao thức truyền thông N2 Bus. Nguồn cung cấp 24 VAC 50 / 60Hz. Môi trường -20 đến +50 , 10 – 95%RH Vỏ bảo vệ Vỏ bằng nhựa ABS/Polycarbonate self extinguishing Bảng 2.3: Tính Năng Kỹ thuật DDC-FX15 - Tự động báo cáo sự thay đổi trạng thái cũng như các báo động - Có thể lắp trên bề mặt hoặc ray . - Các môđun mở rộng sẽ giao tiếp với DDC thông qua cổng RS485, - Ngỏ vào kiểu tương tự – 0-10V, 4-20mA, 1000 ohm RTD - Ngỏ ra kiểu tương tự – 0-10V, 4-20mA - Ngỏ vào dạng số - Ngỏ ra dạng số - Triac hay Rơ le - Các điểm của mô đun mở rộng cũng được bao gồm trong giải thuật điều khiển của DDC. Cấu Hình của DDC điều khiển FCU, Fan: DI ( Digital input ) 8 Tiếp điểm không điện DO (Digital output) 8 SPST , Triac 0.5A/24VAC Tính năng lập trình Có thể lập trình theo các giải thuật được đưa ra bởi người sử dụng bằng phần mềm cấu hình dạng đồ thị (Graphic Configuration Software) Module Các module tính năng lập trình, chọn lựa từ thư viện bao gồm: 2. dual On/off control 3. Các module tính toán số học cho các hàm toán học 5. Các module điều khiển trình tự (Sequence). 6. Các module tính toán cộng dồn cho số giờ chạy thiết bị Các module lập trình PLC có bộ các hàm logic như: AND, ANDNOT, OR, ORNOT, COS, OUT, OUTNOT, SET, RESET, AND BLOCK, OR BLOCK Giao tiếp Nguồn cung cấp Kết nối với bộ quản lý cấp mạng qua giao tiếp RS485, giao thức truyền thông N2 Bus, 24 VAC 50 / 60Hz, Đồ án tốt nghiệp đại học Môi trường Vỏ bảo vệ Khảo sát thực tế tòa nhà -20 đến +50 , 10 – 95%RH IP20 Bảng 2.4: Cấu Hình của DDC điều khiển FCU, Fan Nhận Xét: Hệ thống điều khiển điều hòa trung tâm không hỗ trợ điều khiển nhiệt độ tại từng FCU, đây là điều bât cập thứ 3 của tòa nhà. Cần phải đầu tư hệ thống BMS để hỗ trợ điều khiển đầu ra nhiệt độ các FCU nhằm cho nhiệu độ cân bằng theo từng khu, tránh tình trạng mỗi FCU đặt 1 nhiệt độ khác nhau dẫn đến khu vực xung quanh chỗ nóng chỗ lạnh, tốn năng lượng. 2.2.4 Hệ thống Access controls Chưa có hệ thống Access controls 2.2.5 Hệ thống camera. Hiện tại tòa nhà VTC Online mới chỉ lắp đặt 4 camera tại tầng hầm, được kết nối với máy tính điều khiển giám sát đặt tại tầng lửng. 2.3 Kết luận về hiện trạng. Tòa nhà VTC Online hiện tại có các bất cập nêu trên. Chỉ có hệ thống điều hòa hiện tại đã có hệ thống điều khiển trung tâm. Với quy mô của tòa nhà và yêu cần quản lí của chủ đầu từ thì việc đầu tư xây dựng hệ thống BMS cho tòa nhà VTC Online là cần thiết. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS CHƯƠNG III THIẾT KẾ, NÂNG CẤP HỆ THỐNG BMS. 3.1 Yêu cầu thiết kế 3.1.1 Thiết kế hệ thống Hệ thống điện: Để đảm bảo cho quá trình vận hành, giám sát và quản lý điện năng, BMS sẽ thực hiện các nhiệm vụ sau: − Lắp đặt các máy đo đếm điện năng (Power meter) theo dõi dòng điện, công suất, công suất phản kháng, công suất toàn phần, công suất tiêu thụ, tần số, hệ số công suất cho tủ cung cấp điện chính. − Theo dõi trạng thái của trạm biến áp, máy phát điện. − Theo dõi trạng thái hoạt động, sự cố của các tủ bơm. Các thiết bị đo đếm này được quản lý bởi các bộ điều khiển cấp mạng. Các thông số đo đếm được cập nhật trên màn hình máy tính điều khiển trung tâm và lưu trữ trong máy tính điều khiển. BMS xử lý, tính toán các giá trị thu thập, đưa ra các cảnh báo nếu cần thiết. Hệ thống chiếu sáng: Hệ thống điện chiếu sáng hiện tại không cho phép giám sát, quản lý và tích hợp điều khiển. Việc bật/tắt điện được thực hiện trực tiếp tại hiện trường thông qua công tắc gắn tường, do đó sẽ gây lãng phí năng lượng sau giờ làm việc nếu các đèn không được kiểm soát và bật tắt hợp lý. Với BMS, hệ thống chiếu sáng thực hiện các nhiệm vụ sau: − Các lộ đèn chiếu sáng được điều khiển theo yêu cầu của người quản lý tòa nhà theo các lịch trình hoạt động đặt trước. Điều khiển tại chỗ và thực hiện được việc điều khiển từ xa tại máy tính điều khiển trung tâm. − Hệ thống chiếu sáng khu vực công cộng được điều khiển thông minh dựa trên các cảm biến phát hiện chuyển động. Nhà thầu BMS phải cung cấp các thiết bị điều khiển đèn chiếu sáng, lắp đặt các thiết bị điều khiển đèn, cung cấp bản vẽ đấu nối chi tiết của các tủ điều khiển đèn theo yêu cầu chiếu sáng của tòa nhà cho nhà thầu điện và phối hợp chặt chẽ với nhà thầu điện trong quá trình đấu nối. Hệ thống điều hòa thông gió: Do thiết kế nội thất, phát sinh một số phòng nhỏ (phòng họp, phòng giám đốc…) nên thiết kế điều hòa như hiện tại là không hợp lý. Hơn nữa,việc điều khiển điều hòa hiện nay rất thô sơ, chỉ là đóng cắt điện cho cả khu. Với cách điều khiển này sẽ không đảm bảo được việc tối ưu hóa điện năng, vì không thể Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS điều khiển được đến từng FCU. Trong những trường hợp nhu cầu sử dụng điều hòa thấp như ít nhân viên, chỉ có giám đốc ở lại làm việc thì điều hòa vẫn phải bật hết công suất gây lãng phí. Hơn nữa, với cách điều khiển này ta không quản lý được giá trị nhiệt độ đặt nên có thể nhiều người đặt nhiệt độ quá thấp sẽ gây lãng phí. Hệ thống điều hòa thông gió của tòa nhà cần như sau: − Tối ưu hóa việc sử dụng, chạy luân phiên các Chiller. − Lắp thêm các cảm biến nhiệt độ, rơle, bộ điều khiển (DDC), để chia thành nhiều nhóm FCU, BMS sẽ thực hiện việc đóng cắt các FCU theo nhóm nhỏ, theo từng thời điểm phù hợp với mục đích và công năng sử dụng của tòa nhà. Giải pháp này sẽ tiết kiệm được một lượng lớn điện năng tiêu thụ. − Liên động với hệ thống cấp khí tươi, ngừng cấp khí tươi khi xảy ra cháy. − Chạy quạt tăng áp cầu thang vào đầu tuần và khi xảy ra cháy. − Chạy quạt thông gió tầng hầm khi nồng độ khí CO và CO2 trong hầm cao. Với hệ thống điều khiển này sẽ tối ưu hóa được số lượng FCU hoạt động, tối ưu hóa giá trị nhiệt độ đặt cho khối văn phòng, tối ưu hóa các chế độ vận hành của hệ thống quạt thông gió, từ đó giúp giảm chi phí điện năng tiêu thụ. Hệ thống kiểm soát vào/ra: Thực trạng hệ thống Access Control do nhóm Smart card hiện đang lắp đặt tại tòa nhà 310 Minh Khai: − Hệ thống này hoạt động độc lập, thực hiện ghi log các lần quẹt thẻ rồi ghi vào database SQL server. − Không có khả năng kết nối liên động với hệ thống báo cháy, hông có tín hiệu điều khiển mở cửa khẩn cấp trong trường hợp xảy ra sự cố. − Phần mềm điều khiển hệ thống đầu đọc thẻ do đội Smart Card tự viết không có khả năng đưa tín hiệu điều khiển cho BMS. Như vậy hệ thống access control hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu tích hợp điều khiển, liên kết thông tin điều khiển với hệ thống quan trọng khác như báo cháy, nổ để ra các lệnh điều khiển tự động khi xảy ra các sự cố ngoài mong muốn. Các yêu cầu chính của một hệ thống access control mới: − Sử dụng thẻ nhân viên đang dùng. − Hệ thống BMS sẽ nhận các thông tin về tình ra/vào hoặc bị sự cố từ hệ thống kiểm soát lối vào. − Hệ thống BMS sẽ đưa tín hiệu tới hệ thống kiểm soát lối vào để mở toàn bộ các cửa đang bị khóa tại khu vực xảy ra trường hợp khẩn cấp. Nhà thầu BMS cung cấp thiết bị điều khiển và kết nối, thực hiện việc kết nối BMS với hệ thống Access Control. Sau khi kết nối, thông qua màn hình của máy tính điều khiển trung tâm, hệ thống BMS thực hiện thu nhận toàn bộ các thông tin được gửi về từ hệ thống kiểm soát vào/ra này. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hệ thống camera: Hệ thống camera tích hợp với hệ thống an ninh kiểm soát vào/ra, cho phép người vận hành giám sát, tìm kiếm trực quan các hình ảnh theo khu vực, theo thời gian, ghi hình và giám sát mọi hoạt động ra vào, nhanh chóng giám sát mọi hoạt động. Trong tình huống có sự đột nhập trái phép, hệ thống camera sẽ ghi hình liên tục mọi hoạt động của người đột nhập trong tầm kiểm soát của nó. 3.1.2 Vận hành Chế độ tự động: điều khiển theo chương trình được lập trình sẵn trong phần Program Editor. Chương trình này chạy ở cấp độ ưu tiên tự động (None Piority) khi không có sự can thiệp của người vận hành. Thao tác lệnh của người vận hành chỉ là lệnh chạy/dừng cho cả một cụm thiết bị. Chế độ tự động có khả năng nhận biết, các sự cố và khởi động các thiết bị dự phòng. Chế độ điều khiển từ xa: Các thiết bị vận hành tự động đồng thời cũng có thể vận hành ở chế điều khiển từ xa (Remote Control) khi làm việc ở chế độ bất thường hoặc theo ý muốn của người thao tác. Chức năng này cũng hỗ trợ cho quá trình vận hành thử nghiệm, kiểm tra và bảo trì hệ thống Chế độ vận hành tay: trong các tình huống cụ thể, thực hiện chế độ bảo trì, ngoài việc vận hành điều khiển theo các chương trình điều khiển tự động, các thiết bị của các hệ thống phải có khả năng vận hành điều khiển bằng tay tại các tủ điện điều khiển động lực. 3.1.3 UPS Bộ cấp nguồn liên tục này là loại True onlines, đảm bảo cấp nguồn điện liên tục cho các server của hệ thống lưu giữ các chương trình điều khiển, hệ thống hoạt động tiếp trong 10 phút sau khi mất nguồn điện lưới cung cấp. 3.1.4 Đầu nối vận hành Mạng điều khiển - quản lý đặt tại phòng điều khiển kỹ thuật trung tâm bao gồm 02 máy chủ (Server1/Server2) được kết nối với nhau theo cấu trúc của mạng Redundant, các thông tin của máy chủ được chia sẻ thông qua ổ Disk Array. Khi một trong hai máy chủ có sự cố hay thực hiện chế độ nghỉ bảo dưỡng, ngay lập tức máy chủ còn lại sẽ tiếp tục vận hành thay thế chức năng của máy chủ đó để tiếp tục điều khiển hệ thống hoạt động mà không bị gián đoạn trong quá trình điều khiển. Các máy chủ, máy trạm đều được cài đặt các phần mềm bản quyền của hệ điều hành Microsoft Window cũng như phần mềm bản quyền của hệ thống điều khiển với các version được update mới nhất đảm bảo được sự thích ứng với tương lai trong thời gian dài vận hành hệ thống mà không bị lạc hậu so với sự phát triển của công nghệ. 3.1.5 Ghi lại xu thế Hệ thống BMCS cung cấp ứng dụng thu nhận các tham số biến đổi tương tự theo thời gian (Trending), các tham số này sẽ được lưu giữ tại các máy tính điều khiển Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS trung tâm, thiết lập báo cáo, là căn cứ để thay đổi các chương trình điều khiển cho phù hợp với công tác vận hành thực tế theo thời gian. 3.1.6 Báo động bảo trì Totalize: Lưu lại tất cả thời gian hoạt động của các thiết bị trong các hệ thống, người vận hành được hệ thống cảnh báo thực hiện lịch bảo trì thiết bị theo giá trị thời gian hoạt động của thiết bị mà hệ thống đã tổng hợp. 3.1.7 Chương trình thời gian Lịch tự động làm việc cho hệ thống được tạo bằng công cụ Schedule của phần mềm quản lý. Lịch tạo theo từng ngày, theo tuần, theo tháng hoặc theo các ngày lễ, các ngày đặc biệt trong năm. Chức năng Override cho phép thay đổi lịch của một vài ngày nào đó trong năm mà không cần thay đổi kế hoạch chung. Lịch hoạt động có 03 phần chính: Lịch vận hành đóng mở hệ thống (Event Schedule): cho phép chạy/ dừng một hoặc nhiều thiết bị. Có thể đóng mở 1 hoặc nhiều lần trong ngày/tuần, tháng/năm… Các thiết bị thường hoạt động theo lịch này gồm: - Hệ thống chiller. - Các AHU, FCU, quạt. - Hệ thống điện chiếu sáng Ghi lại cho các điểm dữ liệu Lịch thu thập dữ liệu (Trending Schedule): cho phép thu thập dữ liệu tại các thời điểm nào đó. Các dữ liệu cần thu thập là nhiệt độ, độ ẩm ở các phòng quan sát đặt biệt, tải lạnh của toà nhà, điện áp, dòng điện , công suất của điện tiêu thụ cho các chiller… Lịch tạo báo cáo (Report Schedule): Tự động tạo báo cáo theo các thời điểm cố định trong ngày/ tuần/ tháng/ năm. Báo cáo dược in trực tiếp ra máy in, xuất ra màn hình của trạm quản lý và lưu dưới dạng file trong máy tính điều khiển trung tâm. 3.1.8 Thuật toán phần mềm Các chương trình điều khiển của toàn bộ hệ thống được viết bằng ngôn ngữ bậc cao. Các chương trình ứng dụng này được lưu giữ tại các tủ điều khiển kỹ thuật số MDDC và thường xuyên cập nhật về hệ thống máy tính điều khiển trung tâm và cũng được lưu giữ tại đây 3.1.9 Chức năng hệ thống Đối với toà nhà VTC online hệ thống BMS có nhiệm vụ kết nối đến các phân hệ kỹ thuật dưới đây: HVAC, Access control, Lighting control, Camera, Electric. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS 3.1.10 Kiến trúc của hệ thống điều khiển Hình 3.1 Kiến trúc của hệ thống điều khiển 3.1.11 Giao diện vận hành đầu – cuối Các máy tính điều khiển trung tâm và các tủ điều khiển kỹ thuật số được kết nối với nhau qua mạng Ethenet TCP/IP, tốc độ đường truyền 100Mb/s. Toàn bộ việc vận hành điều khiển được thực hiện thông qua màn hỡnh giao diện đồ họa của máy tính điều khiển trung tâm. 3.1.12 Điều khiển tự động bằng các chương trình tại chỗ Trong tất cả mọi thời điểm, các tủ DDC lưu giữ các chương trình điều khiển tự động các thiết bị khác nhau. Cho dù khi hệ thống mạng có sự cố, các tủ điều khiển kỹ thuật số này vẫn có thể hoàn toàn độc lập điều khiển các thiết bị mà nó quản lý giám sát cho tới khi hệ thống BMS được phục hồi. Hệ thống điều khiển đầu cuối BMS : Trạng thái - Báo động, Cảnh báo & Giám sát Alarm status: Hiển thị liên tục các trạng thái báo lỗi của hệ thống. Nó cho phép xem và bỏ qua các sự cố đã được kiểm tra. Trạng thái alarm còn có thể chọn lọc theo các point , theo chủng loại hoặc thời gian báo lỗi. Người vận hành cũng có thể sử dụng các ghi chú (note) đính kèm với các điểm báo lỗi để thuận tiện cho việc theo dõi, xử lý sự cố khi thực hiện bàn giao giữa các ca trực của các nhân viên vận hành khác nhau, người vận hành còn có thể sử dụng ứng dụng kéo thả các tín hiệu alarm để thực hiện tìm nhanh trên màn hình đồ họa… Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS System Activity Log: Lưu lại tất cả các hoạt động thao tác trên hệ thống, hình thức tác động , cấp độ và người vận hành ( user) thực hiện. Nó cho phép kiểm tra lại các sự việc đã xảy ra dùng chức năng kiểm tra theo các báo cáo thời gian (history). 3.1.13 Thời gian phản hồi của hệ thống kiểm soát Các tín hiệu báo động nhận về từ hệ thống có tính chất thời gian thực. 3.1.14 Bảo vệ nguồn Nguồn điện cung cấp cho tất cả các tủ điều khiển kỹ thuật số được cung cấp nguồn nuôi không gián đoạn UPS, nguồn điện này sẽ liên tục duy trì chế độ hoạt động của các thiết bị điều khiển số này là loại 230V có khả năng tự duy trì hoạt động của hệ thống trong 10 phút và được càI đặt để hệ thống tự động shutdown sau 8 phút mất nguồn điện lưới. 3.1.15 Truy cập và mật mã của người sử dụng User account : cho phép thiết lập quyền sử dụng hệ thống của từng user tạo nên tính bảo mật của hệ thống, hệ thống chấp nhận tới 250 user sử dụng. có thể phân quyền theo phạm vi và phân quyền theo chức năng. Tuỳ theo đối tượng sử dụng (User) mà hệ thống cho phép xem, sử dụng và quản lý từng chức năng phù hợp. Những user có quyền sử dụng cao nhất có thể phân chia các tính năng cho từng User khác từ hộp thoại chọn lọc. Phân quyền theo phạm vi có 3 mức: Edit/Command : là cấp ưu tiên cao nhất, người sử dụng pass word có cấp độ ưu tiên này thực hiện được các thao tác sửa đổi bổ xung các điểm điều khiển và chương trình điều khiển, thay đổi cấu trúc của hệ thống điều khiển, thực hiện điều khiển các thiết bị. Command: ở cấp độ này người vận hành thực hiện được thao tác điều khiển các thiết bị nhưng không có các quyền để thay đổi các chương trình, cấu trúc của hệ thống điều khiển. Read only: ở cấp độ ưu tiên này người vận hành chỉ có thể xem, theo dõi hoạt động của các điểm được cấp quyền theo dõi mà không được thực hiện các lệnh điều khiển đối với các ứng dụng điều khiển. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hình 3.2 Thiết lập, quản lí, User account 3.1.16 Bảo vệ vi rút máy tính Các máy tính điều khiển được cài đặt các phần mềm diệt Vi rút chuyên dụng để chống lại sự xâm nhập của Vi rút máy tính. Nhận xét: Sau khi tham khảo các giải pháp BMS của các hãng như Simen,Honeywell, Johnson controls, KT (KT telecom)…tôi và nhóm xây dựng dự án của VTC online phân tích như sau :hiện tại hệ thống điều khiển cho điều hòa đang sử dụng của Johnson controls (phần mềm điều khiển, bộ điều khiển DDC) vì vậy phương án thiết kế BMS cho tòa nhà VTC Online là tiếp tục sử dụng giải pháp của Johnson controls để thiết kế hệ thống BMS vì có thể sử dụng lại được phần mềm, các bộ điều khiển DDC hiện có, giảm chi phí đầu tư cho chủ đầu tư. 3.2 Sử dụng BMS của hãng Johnson Controls cho tòa nhà VTC online. Về cấu trúc hệ thống BMS của Johnson controls Hình 3.3 Cấu trúc hệ thống BMS Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS 3.2.1 Giao Diện Một phần mềm trọn gói được sử dụng cho việc giao tiếp giữa người và máy tính. Tất cả các ngõ vào, ngõ ra, điểm đặt và các thông số khác …, như trình bày trong các bản vẽ thiết kế, bảng điểm hoặc được yêu cầu trong phần mềm hệ thống phải hiển thị cho người vận hành xem và sửa đổi Phần mềm giao diện với người sử dụng phải có phần hướng dẫn trợ giúp cho từng thao tác và ứng dụng. Tất cả các thông số hoạt động của hệ thống phải được hiển thị cho người vận hành xem và thay đổi từ trạm vận hành. Các thông số bao gồm: giá trị đặt, giá trị giới hạn của báo động, thời gian trễ, hằng số điều chỉnh cho vòng lặp điều khiển PID, thời gian hoạt động, thời gian biểu … Hoạt động của hệ thống điều khiển phải độc lập với trạm vận hành , trạm vận hành chỉ dùng để truyền đạt thông tin giữa người vận hành và hệ thống. Hệ thống chỉ dựa vào trạm vận hành để cung cấp các tín hiệu giám sát điều khiển . 3.2.2 Báo Động Mỗi trạm vận hành phải nhận và xử lý các báo động 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 xuất hiện. Tạo ra cửa sổ trên màn hình để người vận hành dễ dàng nhận ra báo động Cho phép người vận hành, với mức độ truy cập cho phép của mình, có thể xác nhận, xóa hoặc khóa báo động. Cung cấp danh sách thống kê những người vận hành đã truy cập vào màn hình báo động để xác nhận, xóa hoặc khóa 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 nhận được trong ổ đĩa cứng của trạm vận hành. Cho phép người vận hành xem và thao tác với các dữ liệu báo động trên ổ đĩa cứng. Sự chọn lọc theo từng báo động riêng và dùng thanh cuộn, cho phép người vận hành xác nhận, khóa, xóa hoặc in các báo động đã lựa chọn. Trong trường hợp các bộ điều khiển bị mất điện hoặc không đưa tín hiệu về hệ thống với bất kỳ lý do nào, báo động phải được tạo ra tại trạm vận hành. 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. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hình 3.4 Của sổ trạng thái báo động ( hiển thị các trạng thái lỗi của hệ thống ) 3.2.3 Báo Cáo Các báo cáo phải được tạo ra và gởi đến một trong các thiết bị sau: màn hình của trạm vận hành, máy in, đĩa cứng. Tối thiểu hệ thống phải cung cấp được các báo cáo 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 này không bị giới hạn - Tất cả các điểm đang trong tình trạng báo động - Tất cả các điểm đang bị điều khiển cưỡng bức - Tất cả các điểm đang bị khóa - Tất cả lịch vận hành trong tuần - Tất cả hoặc một trong các thuộc tính bao gồm: Giá tri, 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 khóa, tất cả các báo động đang hiện hữu, các báo động đã được xác nhận và chưa được xác nhận . Bất kỳ thông số hoạt động của các bộ điều khiển, báo cáo phải được cung cấp cho mổi loại điểm, mỗi nhóm điểm, mổi nhóm người sử dụng hoặc toàn bộ 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 report) mà có thể bao gồm những điểm từ những bộ điều khiển khác nhau. 3.2.4 Thời Gian Biểu 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. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS - Lịch vận hành đặc biệt “Chỉ vận hành nếu hôm nay là ngày nghĩ lễ”, theo hệ thống. - Lịch hàng tháng. 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 những cột cho 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 được thực hiện, hệ thống tự động trả về lịch vận hành ban đầu. Lịch vận hành phải được cung cấp cho mỗi hệ thống hay hệ thống phụ trong tòa nhà. Mỗi lịch vận hành phải bao gồm tất cả các điểm có khả năng khởi động/dừng trong hệ thống. Sự khởi động trình tự của 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 hóa việc lập lịch vận hành. Ngày nghĩ và ngày đặc biệt phải được chọn bởi người sử dụng bằng cách nhấp chuột hay sử dụng bàn phím. Một sự thay đổi lịch vận hành từ trạm vận hành phải làm thay đổi trực tiếp lên cơ sở dữ liệu. Hệ thống mà đòi hỏi việc lập lịch vận hành bằng một chương trình đặc biệt khác sẽ không được chấp nhận. Hiển thị lịch vận hành cho mỗi hệ thống phải được cung cấp. Nó phải bao gồm tất cả dữ liệu về lịch vận hành và thông số liên quan. Chỉ cần chọn những lệnh trên thanh công cụ là có thể in toàn bộ lịch vận hành của hệ thống giúp cho việc chẩn đoán và quản lý các thiết bị trong tòa nhà. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hình 3.5 Cửa sổ schedule 3.2.5 Mật Mã. Nhiều cấp mật mã bảo vệ phải được cung cấp để giới hạn sự truy cập vào hệ thống của đối tượng sử dụng. Mỗi người 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 5). Chỉ có người giữ cấp mật mã cao nhất (cấp 1) mới được phép thay đổi mật mã. Khi nhập vào hoặc sữa đổi mật mã, trên màn chỉ được hiển thị các dấu **** để tránh mật mã bị lộ. Ít nhất phải có 5 mức độ truy cập vào hệ thống như sau: - Mức độ 5 = Chỉ được xem các thông số mà thôi - Mức độ 4 = Mức độ 5 và thay đổi các thông số hoạt động (ví dụ: setpoint, giới hạn báo động…) - Mức độ 3 = Mức độ 4 và sửa đổi cơ sở dữ liệu - Múc độ 2 = Mức độ 3 và khả năng tạo ra cơ sở dữ liệu, lập trình…. - Mức độ 1 = Tất cả các mức độ nói trên kể cả sửa đổi, định nghĩa mật mã Hệ thống phải hổ trợ ít nhất 100 mật mã. Những người vận hành chỉ có thể ra lệnh vận hành cho những thiết bị mà họ được phép tùy theo mật mã của mình. Những thanh công cụ cũng được giới hạn theo cấp mật mã. Hệ thống phải tự động tạo một bảng báo cáo các truy cập vào và thoát ra khỏi hệ thống của từng người sử dụng. Bất kỳ động tác thay đổi định dạng hay vận hành hệ thống đều phải được ghi nhận lại kể cả: thay đổi giá trị của các điểm, thay đổi lịch vận hành, thông số vận hành… Tất cả các thay đổi của báo động như những báo động bị xóa hay được xác nhận. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Khi người vận hành đã truy cập vào hệ thống và sau đó quên thoát ra thì hệ thống phải tự động thoát theo khoảng thời gian định trước (1 đến 60 phút). 3.2.6 Phần Mềm Đồ Hoạ, Hình ảnh Động. Phần mềm đồ họa có khả năng hiển thị các hình ảnh động dựa trên các giá trị thực nhận được từ hệ thống. Nhiều ứng dụng trên đồ họa có khả năng thực thi ở bất kỳ thời điểm nào trên một trạm vận hành. Người vận hành có thể định nghĩa thời gian cập nhật dữ liệu trên đồ họa. Tất cả “graphics” có thể được xây dựng từ những vật thể cơ bản nhất như: Từng đường nét cơ bản, độ dày của đường nét, hình chữ nhật, đường cong, hình tròn, elip, điền màu cho từng vật thể… Tất cả vật thể riêng biệt, nhóm của các vật thể, biểu tượng hoặc nhóm biểu tượng… phải có khả năng chuyển động theo những cách như sau: Thay đổi màu – 32 trạng thái màu khác nhau. Kích cở – Bất kỳ kích cở của vật thể nào đều có thể thay đổi theo sự thay đổi của các giá trị kiểu tín hiệu tương tự. Di chuyển – Bất kỳ vật thể nào cũng có thể di chuyển theo đường thẳng hay theo đường bất kỳ được định dạng trước. Xoay – Bất kỳ vật thể nào cũng có thể xoay 360 độ. Xuất hiện/Biến mất – Vật thể có thể xuất hiện hay biến mất theo sự thay đổi trạng thái dạng số. Hình 3.6 Của số graphics. 3.2.7 Xem Và Phân Tích Dữ Liệu Cũ. Cung cấp tiện ích để có thể truy cập vào tất cả các điểm trong cơ sở dữ liệu. Dữ liệu có thể được truy cập qua giao tiếp ODBC, API. Hệ thống phải cho phép gọi lại bất kỳ điểm nào trong cơ sở dữ liệu để hiển thị và lập báo cáo bằng việc nhập vào tên của điểm đó. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Tiện ích xem lại dữ liệu cũ phải cho phép 32 nguồn dữ liệu có thể hiển thị trên cùng một đồ họa hoặc bảng chử ở cùng một thời điểm. Mổi điểm trên đồ thị có thể được định dạng những màu, đơn vị khác nhau. Các điểm phải được hiển thị trên trục tọa độ X,Y dưới dạng đường đặc tính, thanh, khu vực… Hiển thị độ rộng và đơn vị sẽ được lựa chọn bởi người vận hành ở bất ký lúc nào mà không phải cấu hình lại tiến trình thu thập dữ liệu. Hệ thống phải có khả năng phóng to, thu nhỏ hay chia lại tỉ lệ để có thể hiển thị đầy đủ các dữ liệu trên cùng một màn hình. Cung cấp khả năng xác định dãy hiển thị cho dữ liệu có trong hệ thống cơ sở dữ liệu. Hệ thống phải có khả năng in ra tất cả các dữ liệu hiển thị trên màn hình. 3.2.8 Một vào layout minh họa về màn hình giám sát BMS : Hình 3.7 Màn hình minh hoạ giám sát hệ thống điều hoà thông gió Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hình 3.8 Màn hình giám sát trạng thái hoạt động các bơm & thông số hệ HEX Hình 3.9 Biểu đồ điều khiển dựa trên thời gian (điều khiển lập lịch) Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hình 3.10 Biểu đồ điều khiển dựa trên thời gian (điều khiển lập lịch) Hình 3.11 Bảng các báo cáo hàng ngày Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hình 3.12 Bảng hiển thị các cảnh báo 3.3 Điều khiển chiếu sáng 3.3.1 Chức năng Hệ thống chiếu sáng văn phòng thực hiện được chưc năng sau : - Bật tắt điện tại chỗ và bật tắt tại BMS. - Cho phép đặt lịch : từ 7h30 – 19h30 từ thứ 2 đến thứ 7, BMS sẽ bật toàn bộ đèn của hệ thống chiếu sáng khu làm việc. Trong khoảng thời gian này , nhân viên vẫn có thể bật tắt đèn (nghỉ trưa) tại công tắc trên tường. Hết giờ làm việc BMS ra lệnh tắt từng lộ đèn theo lập trình. - Những đơn vị muốn làm thêm giờ , phải đăng ký thời gian làm việc với ban quản lí toàn nhà , BMS sẽ bật điện tại bộ phận đăng ký làm thêm giờ. - DCC controller : thực hiện việc lập trình các kịch bản điều khiển chiếu sáng, các DCC này được kết nối qua các bộ điều khiển cấp mạng, hiện tại thì giao diện vận hành trên BMS workstation. Đầu ra của các DCC controller này sẽ điều khiển trực tiếp các rowle , đóng, cắt các lộ điện. - Các role điều khiển được : được lắp trong các tủ LPC (Lighting control panel). Tùy từng số lộ đèn tại mỗi tầng sẽ tính toán cụ thể số lượng và loại role ( loại 4 tiếp điểm hoặc loại 6 tiếp điểm 3.3.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển chiếu sáng Sơ đồ nguyên lý điều khiển chiếu sáng ( chi tiết theo phụ lục 03 đính kèm) Hệ thống chiếu sáng gồm rất nhiều tủ cấp cho các khu văn phòng, khu hành lang từ tầng 1 lên tầng mái, khu tầng hầm và khu vườn hoa. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hệ thống chiếu sáng phải được thiết kế linh hoạt đáp ứng yêu cầu của một toà nhà văn phòng hiện đại. Tức là ngoài chức năng bật tắt bằng công tắc bố trí tại từng tầng cho từng tuyến đèn (line đèn), hệ thống chiếu sáng phải có chức năng bật tắt từ xa các tuyến đèn ở các khu vực cộng cộng tại từng tầng: ví dụ khu vực sảnh, hành lang, khu vực thang bộ thông qua hệ thống BMS. Tức là tại phòng điều khiển trung tâm, người vận hành có thể điều khiển On/Off bất kỳ một tuyến đèn nào thuộc khu vực công cộng chỉ bằng một kích chuột. Để thực hiện tự động hoá hệ thống chiếu sáng, yêu cầu bên lắp đặt hệ thống chiếu sáng cung cấp các tiếp điểm cho việc điều khiển và giám sát hệ thống này. Như vậy tự động hoá hệ thống chiếu sáng đã giúp cho việc giám sát và điều khiển các line đèn trong toà nhà trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Thông qua màn hình giám sát người vận hành có thể theo dõi tình trạng hoạt động On/Off cũng như lỗi của từng line đèn, đồng thời người vận hành cũng có thể điều khiển bật / tắt các line đèn thuộc khu vực công cộng bằng việc nhấp chuột vào biểu tượng của line đèn trên màn hình. Nhận xét: Johonson Controls sử dụng giải pháp điều khiển phân tán cho việc điều khiển hệ thống chiếu sáng. Việc điều khiển sẽ do các DCC controller tại mỗi tầng thực hiện. Đây là giải pháp hiện đại , được sử dụng phổ biến và mang lại tính tin cậy và độ an toàn cao. Việc lập trình điều khiển sẽ có thể được thực hiện tại BMS workstation, NAE(bộ điều khiển cấp mạng, DCC. Khi DCC tại mỗi tầng nào đó có lỗi sẽ không ảnh hướng tới hệ thống của tòa nhà. Khi BMS workstation hoặt NAE lỗi thì các DDC vẫn có thể chạy độc lập với chương trình được cài đặt sẵn. 3.4 Hệ thống quản lí giảm sát điện năng. Nắm bắt được tầm quan trọng của hệ thống điện: có nguồn cung cấp tới thì hệ thống thiết bị toà 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 toà nhà là một ứng dụng không tách rời hệ BMS. 3.4.1 Chức năng của hệ thống giám sát điện năng. Hệ thống BMS quản lý các thiết bị bảo vệ nguồn điện tại các trạm biến áp, trạm máy phát và hệ thống cung cấp điện cho các tầng bằng việc thu nhận thông tin về trạng thái làm việc cũng như trạng thái quá tải. 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 trên màn hình đồ hoạ của các máy tính điều. Mỗi thay đổi trạng thái của các I/O sẽ được phản ánh thông qua việc thay đổi màu sắc của điểm điều khiển trên màn hình đồ hoạ cũng như có các báo cáo lỗi tại thời điểm xảy ra sự cố. Hệ thống BMS thực hiện việc giám sát hệ thống điện như sau: - Điện áp, dòng điện các pha. - Giám sát chế độ hoạt động của các máy phát. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS - Quản lý chặt chẽ các yếu tố sẵn sàng đáp ứng chế độ hoạt động thay thế khi mất lưới điện: * Mức nhiên liệu dầu daily tank (ví dụ mức dầu máy biến áp,..) * Bơm nhiên liệu * Chế độ vận hành đáp ứng các thông số kỹ thuật yêu cầu * Trạng thái hoạt động ngừng * Trạng thái báo lỗi, báo quá tải máy phát - Khi có tín hiệu chuyển đổi nguồn cung cấp từ lưới điện sang máy phát, máy tính sẽ ra điều chỉnh thời gian hoạt động của các thiết bị hoạt động với công suất lớn trễ thích hợp với quá trình xác lập để đáp ứng tải của máy phát dự phòng - Tại phòng điều khiển trung tâm, người vận hành thực hiện giám sát các thông số, trạng thái hoạt động của thiết bị, tình trạng đóng cắt sự cố, thông tin về nguồn cung cấp cho hệ thống điện “điện lưới – máy phát” thông qua giao diện đồ họa. - Để thực hiện việc kết nối này, máy phát điện dự phòng cần có module giao diện đầu ra thưc hiện kết nối vào tủ điều khiển của hệ BMS. - Giám sát trạng thái tủ phân phối chính và phân phối tầng: + Quản lý các trạng thái hoạt động của các thiết bị Đóng - Cắt nguồn điện tại các tủ phân phối + Quản lý các sự cố quá tải của các thiết bị đóng cắt chính tại các tủ phân phối (Aptomat tổng, aptomat các nhánh chính) 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 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, các thiết bị đóng cắt phải được lắp thêm các công tắc phụ trợ để thực hiện nối về hệ BMS. Bảng tổng hợp hệ thống điện và yêu cầu kết nối với BMS: Hệ thống Trạm biến áp Thiết bị chính Tủ điện tổng trạm: ACB 2500A(2 cái) của hãng Siemens và PM850 (2 cái) của hãng Schneider. Máy biến thế(2 cái). Chuẩn giao thức Yêu cầu về kết nối với BMS Giám sát trạng thái và báo độngcủa các ACB: Điện áp, dòng điện các pha. Mobus Kết nối hệ thống BMS với đồng hồ PM 850 để đo đếm điện năng. Lắp đặt sensor để giám sát nhiệt độ của các máy biến Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS thế. Giám sát tình trạng dầu của máy. Tủ điện hạ thế liên lạc Gồm các ACB 2500A( 4 cái). ACB 2000A (1cái) Đồng hồ PM 850 (2 cái), PM750 ( 2 cái). Bộ chuyển đổi nguồn ATS. Giám sát trạng thái và báo độngcủa các ACB: Điện áp, dòng điện các pha. Mobus Kết nối hệ thống BMS với đồng hồ PM 850 để đo đếm điện năng Giám sát trạng thái hoạt động của ATS. Máy phát điện Wilson (1chiếc) Bơm bù dầu.(1) Hệ thống máy phát điện Tủ điện chuyển nguồn: ACB2500(1cái) của hãng Mobus Siemens và PM 850 của hãng Schneider. Bể dầu 10m3. Giám sát trạng thái hoạt động của máy phát điện: Trạng thái On/Of, trạng thái hoạt động quá tải, báo lỗi. Giám sát trạng thái On/Of của bơm dầu. Giám sát trạng thái của ACB và kết nối với PM 850. Giám sát lượng dầu trong bể dầu. Lắp đặt sensor giám nhiệt độ phòng máy phát Tủ điện tầng Tại mỗi tầng bao gồm: Một tủ tổng: Có các MCCB125A (17cái), Giám sát trạng thái on/off/trip của các MCCB tổng tầng (MCCB 125A) MCCB80A (4cái), Kết nối hệ thống BMS với đồng hồ PM 710, PM750 để đo đếm điện năng. MCCB630A (1cai), MCCB30A (1cái) của hãng Siemens và PM 750 của hãng Schneider. Hai tủ điện của các khu A, B: PM 710 của hãng Schneider. Bảng 3.1 Bảng tổng hợp hệ thống điện và yêu cầu kết nối với BMS Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS 3.4.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển Sơ đồ nguyên lí điều khiển ( chi tiết phụ lục 04 đính kèm) Nhận xét : Nếu sử dụng giải pháp BMS của Johnson controls thì việc tích hợp BMS hoàn toàn dễ dàng, không tốn thêm về mặt thiết bị. Việc giám sát máy phát được thực hiện thông qua Modbus interface vì máy phát đã có chuẩn modbus, việc giám sát trạng thái bể dầu chỉ lắp đặt thêm các cảm biens đo mức, kết nối tớ DCC và hiển thị trên màn hình của trạm vận hành. 3.5. Hệ thống điều hòa không khí. Phương án điều khiển hệ thống điều hòa tương tự như hệ thống cũ, chỉ khác là thay vì mỗi tầng chia làm 2 nhóm như hiện tại thì ta chia làm 10 nhóm 1 tầng. Ứng dụng BMS Giải pháp tích hợp và Hệ Thống Kỹ Thuật điều khiển các thiết bị Điều Giám khiển sát X X Giám sát điều khiển, đóng cắt, gọi chiller theo tải sử dụng. X X Điều khiển Start/Stop, giám sát trạng thái và báo quá tải, X X Điều khiển đóng mở theo 3 Hệ thống điều hòa Hệ thống Chiller Bơm CDWP, CHWP Valve Actuator vị trí X X Điều khiển Start / Stop, Giám sát tình trạng và báo quá tải. X X Điều khiển Start / Stop theo từng nhóm, Giám sát tình trạng ON / OFF Quạt Thông gió Toilet X X Điều khiển Start / Stop theo lập trình Quạt Thông gió tầng hầm X X Điều khiển Start / Stop theo lập trình Cooling Tower Hệ Thống FCU FCU khu vực văn phòng làm việc Hệ thống Quạt Thông Gió Quạt tăng áp cầu thang bộ X Giám sát tình trạng của quạt, Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Quạt cấp gió tươi HRV Điều khiển Start / Stop theo lập trình , giám sát trạng thái ON / OFF X X Bảng 3.2 Bảng giám sát điều khiển hệ thống điều hòa không khí Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lí điều khiển FCU khu vực công cộng 3.6. Hệ thống Access Controls. 3.6.1. Mô tả hệ thống: Hệ thống kiểm soát lối vào sẽ được thiết kế là một hệ thống quản lý và kiểm soát hữu hiệu cho tòan bộ tòa cao ốc. Thiết kế trên nguyên tắc kiểm soát phân bố lưu thông của các nhóm người ra/vào tòa nhà bao gồm: Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hệ thống hoạt động có hiệu quả, tin cậy, dễ dàng sử dụng và mở rộng. Hệ thống phải kết hợp với hệ thống quản lý nhân sự, nhằm đạt hiệu quả cao nhất trong việc quản lý giờ làm việc của nhân viên trong cao ốc. Hệ thống được thiết kế có thể sử dụng trên nền Windows, lưu được dưới nhiều dạng dữ liệu để chuyển cho các phần mềm khác có liên quan cần sử dụng. Việc vận hành của hệ thống phải có mức bảo mật cao nhất, phòng tránh được sự xâm nhập vào hệ thống từ bên ngoài bởi hacker. Hệ thống phải lựa chọn và thiết kế với những kỹ thuật mới nhất vận hành với độ tin cậy cao và dễ dàng cho việc nâng cấp, mở rộng khi tăng thêm số cửa cần quản lý và điều khiển. Hệ thống gồm các phần chính - Trung tâm điều khiển: Máy tính và phần mềm. - Các bộ phận điều khiển cửa. - Các đầu đọc thẻ loại không tiếp xúc (loại proximity) - Hệ thống in thẻ (máy tính, máy chụp hình kỹ thuật số và các thiết bị in…) Vị trí lắp đặt hệ thống kiểm soát lối vào Lối vào từ sảnh thang máy đến một số văn phòng tầng và phòng an ninh : - Đầu đọc thẻ. - Nút nhấn mở cửa. - Khoá điện - Nút nhấn mở khẩn cấp Hệ thống phù hợp cho việc chia vùng, và cho phép mở rộng bằng cách gắn thêm các tủ mở rộng, các đầu đọc thẻ và các cảm biến. Hệ thống liên kết với những phần cứng cần thiết, phần mềm, để thu thập, truyền và sử lý các báo động, báo lại các sự kiện bị phá hoại hay sự cố kỹ thuật, ghi lại các sự kiện người vaò ra của toàn bộ tòa nhà. Hệ thống kiểm soát được sự di chuyển của các nhân viên làm việc trong Tòa nhà. Sự giao tiếp với người vận hành ở máy chủ hay ở máy con phải thông qua chuột và bàn phím, và phải cho phép mở nhiều màn hình vận hành cùng một lúc. 3.6.2. Sơ đồ nguyên lý thiết kế Sơ đồ thiết kế (chi tiết phụ lục 05 đính kèm) Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lí access controls Chức năng hệ thống : Hệ thống kiểm soát lối vào có cấu trúc client server. Phầm mềm được kiểm tra chứng nhận đạt các yêu cầu về an ninh và quản lí chuẩn. Kiểm soát vào ra tại các điểm ra vào chính của tòa nhà sao cho mọi thời điều vào ra của nhân viên đài và khách đều được ghi lại. Quản lí vào ra các phòng chức năng bằng đầu đọc thẻ. Chỉ có thẻ hợp lệ mới được phép ra vào: phân quyền những khu vực được phép ra vào theo trách nhiệm và quyền hạn. Trong trường hợp khẩn cấp người có trách nhiệm có quyền đóng hoặc mở từng cổng hoặc toàn bộ hệ thống của kiểm soát. Các trạng thái hoạt động của các đầu đọc được cài đặt theo thời gian , yêu cầu của từng khu vực . chức năng vùng thời gian cho phép thời gian có hiệu lực của truy cập. Trong 1 số trường hợp đột xuất người có thẩm quyền có thể bật tắt trạng thái làm việc cac đầu đọc từ màn hình đồ họa, phục vụ làm thêm giờ, tăng ca, chủ nhật, thứ bảy cũng như xử lí các tình huống khẩn cấp. Khối nối liên động với hệ thống báo cháy: trong trường hợp tín hiệu báo cháy,tủ báo cháy phải tự kiểm tra tín hiện và khẳng định là có cháy, khi đó tín hiện chính thức sẽ được gủi sang hệ thống an ninh và mở tát cả các cửa ở các phòng. Để tránh trường hợp kẻ gian lợi dụng tín hiệu báo cháy để mở cửa , hệ thốn báo cháy có thể cấp các tín hiệu báo cháy theo vùng và hệ thống kiểm soát an ninh sẽ chỉ mở các cửa ở vùng đó . Đồ án tốt nghiệp đại học - Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Thích hợp BMS thông qua giao thức BACnet TCP/IP/ Các thiết bị chính : - S321- IP : bộ điều khiển cho hệ access control , hộ trợ Ethernet TCP-IP - Các thiết bị đầu đọc thẻ Card access P2000 server: phần mềm, quản lí vào ra, chấm công…và kết nới với BMS. Mạch giám sát IN / OUT và điều khiển cửa. Hình 3.15 Mạch giảm sát vào/ra Hình 3.16 Mạch điều khiển cửa Bộ điều khiển IN / OUT hổ trợ cho các loại sau: - 16 ngõ vào loại 2-trạng thái. - 8 ngõ vào loại 4-trạng thái. - 8 ngõ vào loại 2-trạng thái và 8 ngõ ra loại rơ le. - 8 ngõ vào loại 4-trạng thái và 8 ngõ ra loại rơ le. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS - 3 mầu Chức năng đèn LED thể hiện các trạng thái tương ứng. 8 đèn Led thể hiện trạng thái vào, 8 đèn Led thể hiện trạng thái ra - 1 Cổng RS485 vào, 1 Cổng RS485 ra - Công tắc cài đặt địa chỉ - Tín hiệu đèn LED thể hiện chuyển giao dữ liệu. Điện áp hoạt động 12VDC Bộ điều khiển cho 2 cửa: - Điều khiển 2 cửa bao gồm đầu đọc thẻ, khoá điện, Công tắc từ, hộp đập thoát hiểm - 2 Cổng kết nối đầu đọc thẻ. - 2 Cổng kết nối phím bấm. - 2 Cổng RS485. - Hệ thống đèn LED báo quá trình nhận dữ liệu và chuyển giao dữ liệu - Điện áp hoạt động 12VDC. 3.7. Hệ thống camera. 3.7.1. Định nghĩa. Camera IP: IP là camera được kết nối trức tiếp vào mạng, tín hiệu hình ảnh và điểu khiển được qua mạng. Với camera IP người dùng có thể điều khiển và giám sát ở bất cứ đâu thông qua mạng internet. 3.7.2. Giải pháp hệ thống Giải pháp về hệ thống camera tương tự. Tất cả những thiết bị sử dụng trong hệ thống là những thiết bị sử dụng tín hiệu tương tự. Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hình 3.17. Sơ đồ hệ thống camera tương tự Giải pháp số hóa toàn bộ : số hóa hệ thống lưu trữ hình ảnh ghi nhận được Hình 3.18 Sơ đồ camera số Bảng so sánh 2 giải pháp tương tự và số. Đồ án tốt nghiệp đại học Tiêu chí Hệ thống kết nối vật lý. Lưu trữ hình ảnh Chất lượng hình ảnh Nguồn điện Thay đổi vị trí Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hệ thống Camera Analog Xây dựng hệ thống mạng cáp đồng trục đắt tiền riêng để kết nối tất cả các Camera từ vị trí lắp đặt về phòng điều khiển trung tâm. Lưu trữ trên băng từ (analog tape) hoặc trên những đầu ghi hình kỹ thuật số (DVR). Khi sử dụng DVR để lưu trữ, việc chuyển đổi phải được thực hiện bởi các DVR cho nên khi số lượng Camera tăng lên, số lượng DVR cũng phải được tăng lên thì mới đáp ứng được yêu cầu mở rộng. Hệ thống Camera IP Tận dụng hạ tầng truyển thống chung của tòa nhà (sử dụng mạng IP). Không phải thi công một hệ thống mạng trục mới của tòa nhà chỉ dành cho giám sát. Tiết kiệm chi phí đầu tư, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng. Được lưu trữ trên hệ thống kỹ thuật số như server, máy tính cá nhân (hệ thống nhỏ). Hình ảnh được lưu trữ dưới dạng kỹ thuật số. Chất lượng hình ảnh của công nghệ Analog không thể vượt quá chất lượng của tín hiệu truyền hình tương tự (đạt tối đa 0.4 Megapixel) Giải pháp sử dụng Camera IP kỹ thuật số có thể dễ dàng đạt đến Megapixel, cao hơn hẳn công nghệ Analog. Các Camera Analog cần có hệ thống nguồn điện để đảm bảo hoạt động. Vì thế bên cạnh việc phải xây dựng một hệ thống cáp trục chính (cáp đồng trục) để truyền dẫn tín hiệu hình ảnh, ta còn phải xây dựng một hệ thống cáp nguồn điện cung cấp cho các Camera hoạt động. Các Camera IP có khả năng được cấp nguồn trên cùng cáp tín hiệu (sử dụng công nghệ Power over Ethernet - PoE). Không cần phải xây dựng thêm một hệ thống cấp nguồn riêng cho các Camera. Do hệ thống Camera Analog phụ thuộc vào hệ thống cáp trục chính riêng cũng như hệ thống nguồn điện nên khi có nhu cầu thay đổi thiết kế, thay đổi vị trí lắp đặt thì sẽ gặp rất nhiều Camera IP có thể thay đổi vị trí linh hoạt do hệ thống cáp tín hiệu và cáp nguồn chung và có khả năng tích hợp vào trục chính cho nên khi thay đổi vị trí, không cần phải Đồ án tốt nghiệp đại học lắp đặt Tiện ích Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS khó khăn và đôi khi không khả đi lại toàn bộ hệ thống dây dẫn thi khi phải lắp ở những vị trí tín hiệu. Ở những vị trí khó không thể đi dây đến. khăn, có thể lựa chọn giải pháp không dây nên việc chọn vị trí lắp đặt và thay đổi đơn giản hơn so với sử dụng Camera Analog. Không cung cấp được nhiều tiện ích trong quá trình khai thác sử dụng. Đây là hệ thống chạy độc lập, không thể tích hợp vào những hệ thống quản lỹ tập trung của cả tòa nhà. Công nghệ IP càng ngày càng phát triển và các giải pháp sử dụng IP camera ngày càng cung cấp nhiều dịch vụ tiện ích cho người sử dụng (giám sát qua Web, tự động gửi cảnh báo quá email…) và có khả năng tích hợp vào hệ thống quản lý tòa nhà BMS Bàng 3.3 Bảng so sánh giài pháp tương tự và số 3.7.3. sơ đồ thiết kế camera. Sơ đồ thiết kế camera(chi tiết phụ lục 06 đính kèm) 3.8. Sơ đồ nguyên lí tổng quát. Sơ đồ thiết kế (chi tiết phụ lục 07 đính kèm) Đồ án tốt nghiệp đại học KẾT LUẬN Sau quá trình nghiên cứu, khảo sát, học tập thì em đã có được những kiến thức sau : Để xây dựng được 1 tòa nhà thông minh thì cần phải: Khảo sát, lấy thông tin ban đầu, tự đưa ra yêu cầu những gì cần được điều khiển nhằm khắc phục những yếu điểm chưa được tự động hóa. Trong BMS thì các thiết bị tham gia vào hệ thống được chia làm 3 cấp: - Cấp dưới cùng là cấp các tầng của tòa nhà bao gồm: Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành đặt tại các thiết bị trường AHU, FCU, Chillers, ...... làm nhiệm vụ thu thập các thông số trạng thái hoạt động, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, công suất, dòng, áp, ... Và thực thi các lệnh điều khiển đóng/cắt rơle, điều khiển các biến tần, … - Cấp thứ 2 là cấp điều khiển bao gồm: Các bộ điều khiển số DDC- các bộ này có thể nằm tại nhiều phân lớp mạng khác nhau trong hệ thống. Giao tiếp qua các chuẩn TCP/IP, Bacnet/IP, Bacnet... làm nhiệm vụ điều khiển cho các hệ thống (các chương trình điều khiển nằm ở đây), thu thập và lưu trữ dữ liệu hoạt động. - Cấp thứ 3 là cấp quản lí tòa nhà(quản lý và thu thập dữ liệu )gồm : Hệ thống máy chủ, phần mềm , làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các DDC lên hệ thống BMS. Tạo ra giao diện đồ họa người sử dụng, tạo ra công cụ lập trình từ xa, tạo ra công cụ giám sát, thu thập và xử lý dữ liệu, …. Tất cả các thiết bị trong hệ thống được tích hợp lại với nhau và truyền dữ liệu theo giao thức mạng LAN ở tốc độ 10 MB trên giây (10 MBPS). Toàn bộ các thiết bị mà BMS quản lý sẽ được điều khiển, cài đặt hoạt động theo thời gian làm việc hoặc các điều kiện do người vận hành cài đặt, điều khiển nhờ vào giao diện máy tính và phần mềm thông qua máy tính, hệ thống BMS sẽ thông báo đến người vận hành tình trạng hoạt động của các hệ thống, các thiết bị mà BMS quản lý cũng như thông báo các sự cố ra màn hình của trạm vận hành và gửi tín hiệu ra máy in. Một tòa nhà được trang bị hệ thống trên được gọi là tòa nhà thông minh, nó được tự động hóa tổng thể theo những chỉ tiêu về tiện nghi, về an ninh, về năng lượng, về thông tin. Như vậy, ta đã thấy rõ sự cần thiết của hệ thống BMS đối với các tòa nhà cao tầng. Các tòa nhà cao tầng nên được trang bị hệ thống BMS để giúp cho việc quản lý, giám sát hiệu quả hơn và khai thác tiện lợi hơn, đảm bảo cho môi trường sống xanh, sạch, đẹp và mang lại nhiều lợi ích kinh tế. Đồ án tốt nghiệp đại học PHỤ LỤC 01 : Sơ đồ nguyên lí hệ thống điều khiển điều hòa. 02 : Sơ đồ nguyên lí hệ thống điều hòa không khí. Đồ án tốt nghiệp đại học Đồ án tốt nghiệp đại học 03: Sơ đồ điều khiển chiếu sáng. Đồ án tốt nghiệp đại học 04: Sơ đồ điều khiển giám sát điện năng. Đồ án tốt nghiệp đại học 05: Sơ đồ thiết kế access controls. Đồ án tốt nghiệp đại học 06: sơ đồ kết nối hệ thống camera Đồ án tốt nghiệp đại học 07: sơ đồ nguyên lí hệ thống BMS. Đồ án tốt nghiệp đại học DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. GS.TS Trần Ngọc Chấn, Giáo trình điều hòa không khí. Tiếng Anh 1. Electronagnectic flowmeter instruction 2. PT1000 installtation 3. C03P BTU meter.sengergy 4. Johson Controls - Building Solution Danh mục các Website tham khảo: 1. http://www.udictech.vn 2. http://aicgroup.com.vn 3. http://bms.com.vn 4 .http://www.mei.vn 5. http://www.vncc.vn 6. http://www.scribd.com/ 7. http://www.emate.com.vn 8. http://www.psa.vn 9. http://www.cic.com.vn [...]... cần quản lí của chủ đầu từ thì việc đầu tư xây dựng hệ thống BMS cho tòa nhà VTC Online là cần thiết Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS CHƯƠNG III THIẾT KẾ, NÂNG CẤP HỆ THỐNG BMS 3.1 Yêu cầu thiết kế 3.1.1 Thiết kế hệ thống Hệ thống điện: Để đảm bảo cho quá trình vận hành, giám sát và quản lý điện năng, BMS sẽ thực hiện các nhiệm vụ sau: − Lắp đặt các máy đo đếm điện... phương án thiết kế BMS cho tòa nhà VTC Online là tiếp tục sử dụng giải pháp của Johnson controls để thiết kế hệ thống BMS vì có thể sử dụng lại được phần mềm, các bộ điều khiển DDC hiện có, giảm chi phí đầu tư cho chủ đầu tư 3.2 Sử dụng BMS của hãng Johnson Controls cho tòa nhà VTC online Về cấu trúc hệ thống BMS của Johnson controls Hình 3.3 Cấu trúc hệ thống BMS Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế,... nhóm này đặc trưng cho hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng, tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà 3 nhóm này có được trang bị hay không 1.4 Cấu hình của hệ thống Hình 1.2 Cấu hình hệ thống BMS 1.4.1.Phân cấp và quản lí điều khiển Hệ thống BMS tự động hóa tòa nhà cơ bản gồm 3 cấp: - Cấp vận hành và quản lý SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 xiii Đồ án tốt nghiệp đại học - Cấp điều khiển hệ thống... tâm, hệ thống BMS thực hiện thu nhận toàn bộ các thông tin được gửi về từ hệ thống kiểm soát vào/ra này Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hệ thống camera: Hệ thống camera tích hợp với hệ thống an ninh kiểm soát vào/ra, cho phép người vận hành giám sát, tìm kiếm trực quan các hình ảnh theo khu vực, theo thời gian, ghi hình và giám sát mọi hoạt động ra vào, nhanh chóng... điều khiển trung tâm và cũng được lưu giữ tại đây 3.1.9 Chức năng hệ thống Đối với toà nhà VTC online hệ thống BMS có nhiệm vụ kết nối đến các phân hệ kỹ thuật dưới đây: HVAC, Access control, Lighting control, Camera, Electric Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS 3.1.10 Kiến trúc của hệ thống điều khiển Hình 3.1 Kiến trúc của hệ thống điều khiển 3.1.11 Giao diện vận... lệnh điều khiển đối với các ứng dụng điều khiển Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hình 3.2 Thiết lập, quản lí, User account 3.1.16 Bảo vệ vi rút máy tính Các máy tính điều khiển được cài đặt các phần mềm diệt Vi rút chuyên dụng để chống lại sự xâm nhập của Vi rút máy tính Nhận xét: Sau khi tham khảo các giải pháp BMS của các hãng như Simen,Honeywell, Johnson controls,... có chức năng hỗ trợ truy cập qua web và có các chức năng chống tin tặc qua truy cập web SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1 xiv Đồ án tốt nghiệp đại học 1.4.2 Giao thức truyền thông Hình 1.3 Sơ đồ quản lí cấp mạng trong BMS Giao thức kết nối truyền tín hiệu là một yếu tố quan trọng trong cấu hình của BMS vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến dữ liệu được truyền từ điểm này đến điểm khác và bởi vì các bộ... Cooling Tower 3 Bất kỳ một sự cố nào xảy ra trong quá trình hoạt động của thiết bị này sẽ dẫn đến việc các thiết bị liên quan với nó cũng không hoạt động, và đó cũng là tín hiệu khởi động cho thiết bị tiếp theo trong hệ thống chiller Đồ án tốt nghiệp đại học Khảo sát thực tế tòa nhà Số lượng chiller hoạt động trong một thời điểm tùy thuộc vào tải cần làm lạnh trong toà nhà Nó được giám sát bởi... lại xu thế Hệ thống BMCS cung cấp ứng dụng thu nhận các tham số biến đổi tương tự theo thời gian (Trending), các tham số này sẽ được lưu giữ tại các máy tính điều khiển Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS trung tâm, thiết lập báo cáo, là căn cứ để thay đổi các chương trình điều khiển cho phù hợp với công tác vận hành thực tế theo thời gian 3.1.6 Báo động bảo trì Totalize:... thức truyền thông N2 Bus, 24 VAC 50 / 60Hz, Đồ án tốt nghiệp đại học Môi trường Vỏ bảo vệ Khảo sát thực tế tòa nhà -20 đến +50 , 10 – 95%RH IP20 Bảng 2.4: Cấu Hình của DDC điều khiển FCU, Fan Nhận Xét: Hệ thống điều khiển điều hòa trung tâm không hỗ trợ điều khiển nhiệt độ tại từng FCU, đây là điều bât cập thứ 3 của tòa nhà Cần phải đầu tư hệ thống BMS để hỗ trợ điều khiển đầu ra nhiệt độ ... lịch) Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS Hình 3.10 Biểu đồ điều khiển dựa thời gian (điều khiển lập lịch) Hình 3.11 Bảng báo cáo hàng ngày Đồ án tốt nghiệp đại. .. tòa nhà VTC online Về cấu trúc hệ thống BMS Johnson controls Hình 3.3 Cấu trúc hệ thống BMS Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS 3.2.1 Giao Diện Một phần mềm trọn... đầu tư xây dựng hệ thống BMS cho tòa nhà VTC Online cần thiết Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS CHƯƠNG III THIẾT KẾ, NÂNG CẤP HỆ THỐNG BMS 3.1 Yêu cầu thiết kế

Ngày đăng: 01/10/2015, 16:21

Xem thêm: Đồ án tốt nghiệp đại học: Tổng quan hệ thống quản lí tòa nhà BMS, Đồ án tốt nghiệp đại học: Tổng quan hệ thống quản lí tòa nhà BMS, TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN LÍ TÒA NHÀ BMS, Hình 1.1 Mô hình hệ thống BMS, Hình 1.3 Sơ đồ quản lí cấp mạng trong BMS., KHẢO SÁT THỰC TẾ TÒA NHÀ., Bảng 2.2: Bảng các thiết bị chính của hệ thống điện, THIẾT KẾ, NÂNG CẤP HỆ THỐNG BMS., 1 Yêu cầu thiết kế, FCU khu vực văn phòng làm việc, Bàng 3.3 Bảng so sánh giài pháp tương tự và số

Đồ án tốt nghiệp đại học: Tổng quan hệ thống quản lí tòa nhà BMS

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN LÍ TÒA NHÀ BMS

1.1.Hệ thống quản lí tòa nhà là gì

Hình 1.1 Mô hình hệ thống BMS

1.2.Lợi ích của hệ thống BMS

1.2.1 Giảm chi phí tiền điện tiêu thụ điện năng trong 1 tòa nhà office:

1.2.2.Giảm chi phí nhân công

1.2.3.Đảm bảo tăng khả năng bảo vệ các thiết bị hoạt động trong tòa nhà

1.2.4. An toàn cháy nổ, chống trộm cắp

1.3. Thành phần hệ thống BMS

1.4. Cấu hình của hệ thống.

Hình 1.2 Cấu hình hệ thống BMS

1.4.1.Phân cấp và quản lí điều khiển

1.4.2 Giao thức truyền thông

Hình 1.3 Sơ đồ quản lí cấp mạng trong BMS.

CHƯƠNG II

KHẢO SÁT THỰC TẾ TÒA NHÀ.

2.1. Giới thiệu về tòa nhà VTC Online

2.2. Hiện trạng tòa nhà VTC online.

2.2.1 Hệ thống điều khiển chiếu sáng

Bảng 2.1: Bảng các lộ hệ thống chiếu sáng

2.2.2 Hệ thống giảm sát điện năng.

Bảng 2.2: Bảng các thiết bị chính của hệ thống điện

2.2.3 Hệ thống điều hòa thông gió HVAC

Hình 2.1 DCC –FX15

Bảng 2.3: Tính Năng Kỹ thuật DDC-FX15

Trích đoạn

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan