Hệ thống quản lý nhà máy thông minh giải pháp tối ưu hóa hệ thống điện trong nhà máy procter gamble (pg)

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: HOÀNG THANH LAM Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 19/5/1986 Nơi sinh: Kiên Giang Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện MSHV:1441830012 I- Tên đề tài:

HOÀNG THANH LAM

HỆ THỐNG QUẢN LÝ NHÀ MÁY THÔNG MINH GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY PROCTER &

HOÀNG THANH LAM

HỆ THỐNG QUẢN LÝ NHÀ MÁY THÔNG MINH GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY PROCTER &

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ NGỌC

ĐIỀU

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP HCMngày 25 tháng 9 năm 2016

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc

sĩ)

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: HOÀNG THANH LAM Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 19/5/1986 Nơi sinh: Kiên Giang

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện MSHV:1441830012

I- Tên đề tài:

HỆ THỐNG QUẢN LÝ NHÀ MÁY THÔNG MINH GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA

HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY PROCTER & GAMBLE (P&G)

II- Nhiệm vụ và nội dung:

Nhiệm vụ của Luận Văn “Hệ Thống Quản Lý Nhà Máy Thông Minh Giải Pháp Tối Ưu Hóa Hệ Thống Điện Trong Nhà Máy Procter & Gamble” này là

nắm vững cấu trúc, nguyên lý giám sát điều khiển của một hệ thống BMS đối vớicác hệ thống cơ điện trong nhà máy Trình tự thiết kế một hệ thống BMS, tính toánđược hiệu quả kinh tế của nhà máy khi được tích hợp hệ thống BMS Mô phỏng

điều khiển và giám sát nhà máy bằng phần mềm Window Viewer.

III- Ngày giao nhiệm vụ: 20/4/2016

IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/9/2016

V- Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kếtquả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳcông trình nào khác.

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này

đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõnguồn gốc

Học viên thực hiện Luận văn

Hoàng Thanh Lam

Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhận được

sự giúp đỡ,hướng dẫn và góp ý nhiệt tình của quý Thầy Cô Trường Đại Học CôngNghệ Thành Phố Hồ Chí Minh

Tôi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU đã dành rấtnhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thiện luận văntốt nghiệp này

Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình

và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mongnhận được sự đóng góp quý báo của quý thầy cô và các bạn để tiếp tục hoàn thànhtốt nhất, đầy đủ nhất luận văn cao học này

Thành Phố Hồ Chí Minh,ngày tháng năm 2016

Học Viên

Hoàng Thanh Lam

biệt là nền công nghiệp Ngày nay nhiều tập đoàn trong và ngoài nước đã và đangđầu tư rất nhiều nhà máy sản xuất hiện đại với qui mô lớn cũng như các cao ốcvăn phòng ở nước ta Một hệ thống hiện đại đòi hỏi phải có một giải phápđiều khiển,giám sát va thu thập dữ liệu từ các thiết bị như điều hòa nhiệt độ,chống cháy, chống trộm, tích hợp camera quan sát Hệ thống quản lý tòanhà(nhà máy) BMS(Building Managerment System) là một giải pháp cần thiết vàhợp lý cho vấn đề này.

Hệ thống BMS đã được nghiên cứu và phát triển từ nhiều năm qua ởcác nước tiên tiến trên thế giới Nhưng ở Việt Nam thì việc tích hợp BMS trong cácnhà máy hay tòa nhà còn chưa được phổ biến, do chi phí ban đầu cho hệ thốngBMS thường khá cao nên các chủ đầu tư rất đắn đo trong việc tích hợp hệ thốngnày

Trong hiện tại và tương lai thì việc tối ưu hóa hệ thống điện phải được

ưu tiên hàng đầu, việc nâng cao tiêu chuẩn về an toàn và hiệu suất sử dụng nănglượng trong các nhà máy hay tòa nhà là điều tất yếu

Luận văn giải quyết các vấn đề sau: Đưa ra cấu trúc,nguyên lý giám sát điềukhiển của một hệ thống BMS đối với các hệ thống cơ điện trong nhà máyPROCTER & GAMBLE Trình tự thiết kế sơ bộ của hệ thống BMS, tính toán hiệuquả kinh tế của nhà máy khi được tích hợp hệ thống BMS Mô phỏng quản lý hệ

thống nhà máy PROCTER & GAMBLE bằng phần mềm Window Viewer.

date this industry many domestic and foreign corporations have been investing alot of modern factory with large scale as well as office buildings in the countryta.Mot modern systems require a control solution, monitor and collect data fromdevices such as air conditioning, fire protection, anti-theft area where the buildingmanagement system (factory) BMS (building Managerment system) is a solutionneeded and reasonable for this problem.

BMS has been researching and developing for many years in the advancedcountries in the world in Vietnam System BMS integration in factories or buildingshave not been popular, due to the initial cost BMS systems are usually quite high

so very deeply invested in integrating this system

In the future, the present and optimizing electrical systems must be a toppriority, improving the standards of safety and energy efficiency in factories orbuildings is inevitable

Essays addressing the following issues: Provide structure, the principle of asupervisory control system BMS for electrical systems in factories PROCTER &GAMBLE.Trinh self preliminary design of BMS, calculate the economic efficiency ofthe plant as integrated systems management BMS Simulation systems Procter &

Gamble plant in software Window Viewer.

1.1 Khái niệm về BMS 1

1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống quản lý tòa nhà BMS trên thế giới và tại Việt Nam 1

1.1.2 Khái niệm và các lợi ích của hệ thống quản lý tòa nhà BMS 1

1.1.3 Các chức năng cơ bản của hệ thống BMS 3

1.2 Một số hãng cung cấp giải pháp hệ thống quản lý tòa nhà BMS trên thế giới

5 1.2.1 Thị phần của thị trường BMS 5

1.2.2 Giải pháp công nghệ của một số hãng cung cấp giải pháp BMS 7

1.3 Thị trường BMS tại Việt Nam 8

Chương 2: Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống quản lý tòa nhà BMS 13

2.1 Tổng quan 13

2.2 Mô hình hệ thống tự động hóa của hệ thống BMS 14

2.3 Phòng điều khiển trung tâm 17

2.4 Các ứng dụng điều khiển giám sát 19

2.4.1 Giám sát thông số môi trường 19

2.4.2 Điều khiển đèn chiếu sáng 20

2.4.3 Giám sát điều khiển quạt thông gió 21

2.4.4 Giám sát nguồn điện và năng lượng điện 21

2.5 Kết nối tích hợp và điều khiển hệ thống 22

2.5.1 Tích hợp hệ thống điều hòa thông gió 22

2.5.1.1 Kết nối hệ thống điều hòa VRV và Water Chiller 22

2.5.1.2 Kết nối hệ thống báo cháy và chữa cháy 26

2.5.1.3 Kết nối hệ thống giám sát an ninh

26 2.5.1.4 Giám sát hệ thống thang máy 27

2.5.1.5 Kết nối hệ thống phát thanh nội bộ

28

2.7.1 Bộ đo lường giám sát điện năng WM14-96 30

2.7.2 Bộ cảm biến nhiệt độ phòng QAA2071 32

2.7.3 Bộ cảm biến chất lượng không khí trong phòng BA/AQSR-10 33

2.7.4 Thiết bị đo áp suất không khí QBM81-3 33

2.7.5 Cảm biến áp suất tĩnh đường ống nước

34 Chương 3: Cơ sở lý thuyết và logic điều khiển trong hệ thống BMS 36

3.1 Mạng truyền thông trong hệ thống BMS 36

3.1.1 Khái niệm về mạng truyền thông 36

3.1.2 Cơ sở truyền dẫn 36

3.1.2.1 Chuẩn truyền dẫn RS232 36

3.1.2.2 Chuẩn truyền dẫn RS485 37

3.1.3 Cấu trúc mạng 37

3.2 Logic điều khiển trong hệ thống BMS 39

3.2.1 Điều khiển tỷ lệ P 39

3.2.2 Điều khiển tích phân PI 40

3.2.3 Điều khiển PID 41

Chương 4: Tính toán hiệu quả khi đầu tư hệ thống BMS 43

4.1 Tổng quan về hiệu quả tiêu thụ năng lượng trong tòa nhà

43 4.2 Hiện trạng sử dụng năng lượng của nhà máy P&G 46

4.3 Tính toán hiệu quả khi đầu tư hệ thống BMS cho nhà máy P&G 47

4.3.1 Chi phí đầu tư hệ thống BMS cho nhà máy P&G 47

4.3.2 Tính toán công suất tiêu thụ của hệ thống HVAC và hiệu quả đầu tư BMS 50

4.3.2.1 Tính toán điện năng tiêu thụ khi tích hợp bộ điều khiển tốc độ

50 4.3.2.2 Hiệu quả đầu tư 51

Chương 5: Mô phỏng hệ thống giám sát, điều khiển nhà máy bằng chương trình Window Viewer 53

5.1 Tổng quan phần mềm Window viewer 53

5.1.1 Giới thiệu 53

5.1.2 Tính năng phần mềm 53

5.2.3 Quá trình chạy White Base 56

5.2.3.1 Qui trình CLP1 56

5.2.3.2 Qui trình CLP2 57

5.2.4 Quá trình tạo Bulk 58

5.2.4.1 Nhánh LPD1 58

5.2.4.2 Nhánh LPD2 59

5.2.4.3 Nhánh LPD3 60

5.2.5 Kết nối bulk với các tank chứa 61

5.2.5.1 Khu vực Kimchee 61

5.2.5.2 Khu vực Surtic 62

5.2.6 Hệ thống cảnh báo nguyên vật liệu 63

5.2.7 Hệ thống báo cháy, chữa cháy tự động và hướng dẫn di tản khi gặp sự cố 64

5.2.8 Hệ thống camera quan sát thông minh 65

Chương 6: Kết luận và kiến nghị 66

6.1 Kết luận 66

6.2 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

2.BMS: Building Managerment System

3.HVAC: Heating,Ventilation and Air-Conditioning 4.FCU: Fan Coil Unit

5.AHU: Air Handling Unit

6.MCN: Mạng Công Nghiệp

7.WB: White Base

8.CLP: Control Liquid Program

9.LPD: Liquid Program Digital

Bảng 1.2 Thị phần của các nhà cung cấp giải pháp BMS trên thế giới 6 Bảng 4.1 Bảng thống kê tính hiệu quả của tòa nhà khi tích hợp hệ thống BMS của

hiệp hội điện lạnh Hoa Kỳ ASHRAE 44

Bảng 4.2 Bảng thống kê chi phí thay thế, bảo dưỡng 45 Bảng 4.3 Chi phí đầu tư hệ thống BMS cho nhà máy P&G 47

Hình 1.1 Biểu đồ thị phần của các nhà cung cấp BMS trên thế giới 6

Hình 1.2 Nhà máy sản xuất xe hơi Volkswagen 10

Hình 1.3 Nhà máy sản xuất máy bay Boeing 11

Hình 1.4 Nhà máy sản xuất vải của Lauma,latvia 12

Chương 2: Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống quản lý tòa nhà BMS Hình 2.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển, giám sát tòa nhà 14

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống quản lý nhà máy 16

Hình 2.3 Bộ đo lường giám sát điện năng WM14-96 30

Hình 2.4 Bộ cảm biến nhiệt độ phòng QAA2071 32

Hình 2.5 Bộ cảm biến chất lượng không khí trong phòng model BA/AQSR-10 33

Hình 2.6 Thiết bị đo áp suất không khí QBM81-3 33

Hình 2.7 Cảm biến áp suất tĩnh đường ống nước 34

Chương 3: Cơ sở lý thuyết và logic điều khiển trong hệ thống BMS Hình 3.1 Cấu trúc mạch vòng 39

Hình 3.2 Sơ đồ khâu khuếch đại tĩnh 40

Hình 3.3 Sơ đồ khối của bộ điều khiển PI 40

Hình 3.4 Đáp ứng của bộ điều khiển PI 41

Hình 3.5 Đáp ứng của bộ điều khiển PID 42

Chương 4: Tính toán hiệu quả khi đầu tư hệ thống BMS Hình 4.1 Biểu đồ thể hiện sử dụng năng lượng trong tòa nhà 43

Chương 5: Mô phỏng hệ thống giám sát, điều khiển nhà máy bằng chương trình Window Viewer Hình 5.1 Hệ thống kiểm soát BFA đầu vào 54

Hình 5.2 Quá trình tạo White Base(WB) 55

Hình 5.3 Qui trình CLP1(Control Liquid Program 1) 56

Hình 5.7 Quá trình tạo bulk ở LPD3 60

Hình 5.8 Kết nối bulk khu vực Kimchee 61

Hình 5.9 Kết nối bulk khu vực Suftic 62

Hình 5.10 Hệ thống cảnh báo nguyên vật liệu 63

Hình 5.11 Nguyên lý hệ thống báo cháy 64

Hình 5.12 Sơ đồ hệ thống báo cháy 64

Hình 5.13 Hệ thống camera quan sát thông minh 65

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BMS

1.1.2 Khái niệm và các lợi ích của hệ thống quản lý tòa nhà BMS

BMS (Building Management System): Là hệ thống điều khiển dựa trên máy

tính được tích hợp trong các tòa nhà để điều khiển và giám sát các hệ thống cơđiện trong tòa nhà như: hệ thống chiếu sáng, hệ thống điều hòa thông gió, hệthống nguồn điện cung cấp cho tòa nhà, hệ thống báo cháy và chữa cháy tự động,

hệ thống an ninh… Một hệ thống BMS bao gồm các chương trình phần mềm và

các chuẩn giao thức như C-bus, Profibus… Các nhà sản xuất cũng sản xuất các hệthống BMS tích hợp sử dụng các chuẩn giao thức Internet và các chuẩn mở nhưDeviceNet, SOAP, XML, BACNet, Lonworks, và Modbus.

Hệ thống quản lý tòa nhà BMS là hệ thống điều khiển và quản lý toàn nhà hiệnđại mang tính tổng thể Đối với hệ thống sử dụng phần mềm điều khiển chuyêndụng, các yêu cầu giải pháp của các nhà đầu tư hoàn toàn đáp ứng về các tínhnăng điều khiển cũng như công nghệ tiên tiến được ứng dụng trên từng thiết bịcủa hệ thống Hệ thống BMS thực hiện được đầy đủ các nhiệm vụ điều khiển vàquản lý các hạng mục kỹ thuật trong tòa nhà, quản lý toàn bộ các thông số kỹthuật của các thiết bị của các hệ thống nối tới Thông qua trao đổi thông tin, BMSđiều khiển vận hành các thiết bị chấp hành hoạt động của từng hệ thống kỹthuật hoạt động theo yêu cầu của người quản lý, đảm bảo các yếu tố kỹ thuậtcũng như các yếu tố an toàn, an ninh, và tiết kiệm được năng lượng, giảm đượcchi phí vận hành, nâng cao tính chủ động trong quá trình vận hành, bảo trì nângcấp hệ thống

BMS là một hệ thống hiện đại, được ứng dụng nhiều trong việc vận hành cáctòa nhà ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới Khi các tòa nhà được tích hợp hệthống BMS sẽ mang lại nhiều lợi ích như: vận hành hiệu quả, chính xác, độ antoàn cao, mang lại cảm giác thoải mái cho người làm việc trong tòa nhà, tạo rahiệu quả trong công việc Ngoài ra hệ thống BMS có còn có khả năng giám sát, lậptrình lịch vận hành các hệ thống cơ điện, cũng như các kế hoạch bảo trì, sữa chữaqua đó có thể tiết kiệm được năng lượng điện tiêu hao một cách đáng kể Các lợiích do BMS mang lại:

Giảm điện năng tiêu thụ (trung bình 15 – 20%)

Tiết kiệm chi phí vận hành, thời gian quản trị, nhân lực và các tài nguyên khác

Tăng hiệu quả, độ bền, an toàn các thiết bị vận hành

Tăng hiệu suất làm việc của người sinh hoạt trong tào nhà ( 2- 5 %)

Dễ dàng thay đổi, mở rộng, nâng cấp để đáp ứng nhu cầu phát triển.

Lập trình linh hoạt theo nhu cầu của từng tòa nhà

Quản lý cơ sở, tài sản hiệu quả hơn nhờ các báo cáo ghi lại quá trình hoạtđộng, bảo trì và chức năng tự động gửi cảnh

báo

1.1.3 Các chức năng cơ bản của hệ thống BMS

Hệ thống quản lý tòa nhà có thể thực hiện được các chức năng cơ bản như sau:

Giám sát và điều khiển hệ thống điều hòa thông gió

Quản lý tòa bộ hệ thống điều hòa thông gió của tòa nhà từ trung tâm điềukhiển Toàn bộ bảng biểu, sơ đồ nguyên lý hoạt động, mặt bằng bố trí thiết bị,thông số kỹ thuật, trạng thái hoạt động thiết bị của hệ thống điều hòa không khíđược thể hiện trên màn hình giám sát trung tâm cho phép giám sát và điều khiểnmột cách trực quan thông qua việc điều khiển các thiết bị như: Chiller, Bơm nướcchiller, AHU, VAR, FAN

Quản lý hệ thống điện

Điều khiển và giám sát hệ thống cấp điện nguồn, hệ thống máy phát dự

phòng, máy biến thế và các tủ phân phối điện chính và phân phối điện khu vực

Hệ thống chiếu sáng

Hệ thống đèn chiếu sáng trong và ngoài tòa nhà sẽ được thiết kế dựa trênnhững tiện ích cho người sử dụng và quản lý hệ thống Các đèn chiếu sáng tại cáckhu vực được điều khiển đóng/mở từ xa tại phòng điều khiển trung tâm, từ cáccông tắc khả trình được lắp đặt tại các khu vực hoặc các công tắc trên Relay điềukhiển RCM tại các tủ điều khiển Các khu vực nhạy cảm như khu chế tác, khutrưng bày, khu văn phòng của công ty, hệ thống chiếu sáng được điều khiển liênđộng với hệ thống an ninh chống đột nhập bất hợp pháp Khi có tín hiệu truy nhậpbất hợp pháp

từ các khu vực này, đèn chiếu sáng được điều khiển tự động bật sáng để tăngcường độ chiếu sáng cho khu vực phục vụ cho việc thu hình của hệ thống cáccamera giám sát.

Hệ thống an ninh

Cho phép giám sát, lưu trữ các hình ảnh thu được từ camera và điều khiển camera từ hệ thống BMS, giám sát các hoạt động truy xuất tại các cửa ra vào, ra lệnh đóng mở trong các tình huống khẩn cấp từ máy chủ hệ thống BMS như có

sự xâm nhập trái phép hoặc các sự cố cháy nổ

Hệ thống báo cháy và chữa cháy tự động

Giám sát và phát ra các tín hiệu cảnh bảo trên máy chủ hệ thống BMS và khi có

sự cố cháy nổ, đồng thời phát tín hiệu cảnh báo qua hệ thống truyền thanh,báo động đến cơ quan chữa cháy Điều khiển liên động tới hệ thống điều hòakhông khí để hạn chế cháy lan truyền, cắt điện hệ thống điện nguồn và hệ thốngchiếu sáng thoát hiểm được bật lên để dẫn mọi người ra lối thoát hiểm Đồng thờicác tín hiệu được đưa đến hệ thống phòng cháy tự động Ngoài ra, khi ở trạng tháibình thường, hệ thống BMS giám sát toàn bộ trạng thái hoạt động của bơm chữacháy, trạng thái của hệ thống chữa cháy tự động, mức nước tại các bể nước chữacháy

Hệ thống truyền thanh nội bộ

Đưa ra các cảnh báo nội bộ (khi cố sự cố kỹ thuật hệ thống hoặc xảy ra sự cốcháy nổ) bởi các nhân viên kỹ thuật hay từ máy chủ hệ thống BMS khi có sự cố

Quản lý hệ thống thang máy

Giám sát trạng thái hoạt động của thang máy bao gồm nhiệt độ buồng thang,nồng độ Oxy buồng thang máy, trạng thái hoạt động của động cơ, vị trí thangmáy Điều khiển liên động đến thang máy khi có sự cố cháy nổ, điều khiển on/offđộng cơ thang máy

1.2 Một số hãng cung cấp giải pháp hệ thống quản lý tòa nhà BMS trên thế giới

1.2.1 Thị phần của thị trường BMS

Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều nhà cung cấp giải pháp BMS cho các tòanhà, tập trung ở các nước Bắc Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản Theo sự khảo sát của tổchức ARC Advisory Group vào năm 2006 thì Bắc Mỹ dẫn đầu thế giới về thịtrường BMS với hơn 12 tỷ đô la, chiếm 49,5% thị trường toàn thế giới Tiếp sau làcác nước châu Âu với 7,5 tỷ đô, chiếm 30% thì trường toàn thế giới Tiếp sau làNhật Bản, các nước châu Á và Châu Mỹ Latinh

Bảng 1.1 Thị trường BMS trên thế giới năm 2001 và 2006 theo nguồn của ARC

Advise Group

Về thị phần của các nhà cung cấp thì Siemens dẫn đầu về thị trường BMS ởchâu Âu và trong những năm gần đây đã tập trung đến thị trường Bắc Mỹ.Siemens có khả năng mang đến giải pháp quản lý tòa nhà hoàn chỉnh về sựthoải mái, an ninh, an toàn trong cháy nổ, hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng

và vận hành

Ngoài ra, Siemens còn tham gia phát triển chương trình giải pháp vậnhành để cung cấp cho các khách hàng nâng cấp việc điều khiển tòa nhà cũngnhư vận hành và bảo trì nó.

Hãng Johnson Controls nhà cung cấp BMS hàng đầu tại thị trường Bắc Mỹ.Johnson Controls thành công tại thị trường Bắc Mỹ là do hãng có thể cung cấp chokhách hàng được tất cả các giải pháp tự động hoàn chỉnh cho những tòa nhà.Ngoài ra, Johnson Control còn cung cấp các hệ thống chiếu sáng tự động, các thiết

bị báo cháy, chữa cháy và các thiết bị an ninh, truy nhập

Trên đây là hai hãng cung cấp giải pháp BMS hàng đầu trên thế giới với lầnlượt chiếm 14,4% và 12,5% thị phần trên toàn thế giới theo khảo sát của ARCAdvise Group

Hình 1.1 Biểu đồ Thị phần của các nhà cung cấp giải pháp BMS trên thế giới

Ngoài Siemens và Johnson Controls thì còn có các nhà cung cấp giải phápBMS lớn như là Honeywel với 11,9%; Trane với 6.5% Yamatake và Invensys lầnlượt là 6,5% và 6.1% Còn lại khoảng 22,2% thị phần của các nhà cung cấp kháckhông nằm trong biểu đồ trên.

1.2.2 Giải pháp công nghệ của một số hãng cung cấp giải pháp BMS

Siemens

Nền tảng BMS của Siemens là hệ thống quản lý tòa nhà Apogee Apogeeđược thiết kế thành một hệ thống mở, linh hoạt, tương thích theo những yêu cầucủa khách hàng Sự linh hoạt và tương thích của hệ thống Apogee đạt đượcthông qua sự điều khiển và quản lý hoàn chỉnh, khả năng truyền thông tiên tiến và

dễ dàng liên kết với các hệ thống khác, chuẩn giao thức và các thiết bị Siemensđưa ra một dải tiêu chuẩn rộng và các chọn lựa giao thức tương ứng bao gồm:Modbus, BACNet và Lonworks

Bộ phận cốt lõi của hệ thống BMS Apogee Siemens là MBC (ModularEquipment Controller) MBC có khả năng thực hiện việc điều khiển các thiết bịtrong việc thực thi các điều khiển phức tạp, giám sát và quản lý năng lượng.Apogee Siemens phát triển phần mềm Insight 3.3 GUI để giúp các khách hàng dễdàng tích hợp hệ thống quản lý tòa nhà vào trong nhiều tòa nhà Phần mềm Insightgiúp khách hàng giảm chi phí vận hành tòa nhà, đảm bảo tốt vấn đề an tòa chongười sử dụng tòa nhà và các công cụ lưu giũ thông tin hoạt động Apogee đượcthiết kế chạy trên máy chủ cài hệ điều hành Windows2000 hoặc WindowsNT4.0

Phần chính của Johnson Controls ở lĩnh vực BMS là hệ thống Metasys với hệthống cơ điện tự động trong tòa nhà cung cấp mức thoải mái tối ưu nhất, giámsát cảm biến báo cháy và truy nhập vào ra trong tòa nhà, điều khiển chiếu sáng,hướng dẫn bảo trì thiết bị và giúp người quản lý tòa nhà đưa ra các quyết địnhchính xác nhất Hệ thống Metasys có thể giao tiếp với hàng trăm thiết bị của các hệthống điều khiển khác nhau Bên cạnh đó Johnson Controls cũng thiết kế cácphần mềm ký thuật với mục đích thiết lập các dự đoán, loại bỏ sự mất điện do sự

cố về nguồn, an ninh Ngoài ra, Johnson controls cũng phát triển phần mềmData Visualization, phần mềm này tự động sắp xếp và đưa các thông tin ưu tiênđến cho người vận hành trong số rất nhiều các dự liệu thông tin giúp người vậnhành có thể biết trước được các điều kiện vận hành trong tương lai

Honeywell

Honeywell được thành lập năm 1885 tại Mỹ, năm 2001 Honeywell mua lạicông ty Pittway có trụ sở lại Chicago, Mỹ với lĩnh vực kinh doanh chính là cungcấp giải pháp tự động trông các tòa nhà cao tầng và nhà biệt thự Pittway có khảnăng cung cấp đến cho khách hàng tất cả các giải pháp tự động kết hợp giữa báocháy, an ninh và HVAC

Hệ thống quản lý tòa nhà của Honeywell là hệ thống EXCEL 5000 được pháttriển dựa trên tiêu chuẩn hệ thống mở cho các thiết bị phần cứng cơ bản, phầnmềm và mạng lưới Với việc tập trung vào cấu trúc mở, Honeywell co thể cung cấpcho khách hàng khả năng tích hợp nhiều các hệ thống phụ với nhau Honeywellcũng phát triển các phần mềm ứng dụng như Lifesatify Manager, BuildingManager và Security Manager

1.3 Thị trường BMS tại Việt Nam

Tại Việt Nam, trong giai đoạn hiện nay có khoảng 50% số nhà có trang bị hệthống điều hòa tập trung, hệ thống bảo vệ và báo cháy, hệ thống báo động xâm nhập

và giám sát bằng camera nhưng chưa có hệ thống quản lý tòa nhà BMS Các hệthống điều hòa thông gió, báo cháy, an ninh… được điều khiển riêng biệt và khôngtrao đổi thông tin với nhau, không có quản lý giám sát chung Việc áp dụng BMSmới chỉ được quan tâm trong những năm gần đây Tỷ lệ các tòa nhà sử dụng BMS

ở Việt Nam còn thấp (chỉ khoảng 10%) và chưa đồng bộ Việt Nam cũng chưa hìnhthành nên các chuẩn nhất định cho việc áp dụng BMS khi xây dựng các tòa nhà.Tuy nhiên, theo xu hướng tất yếu của công cuộc hội nhập với nền kinh tế toàncầu, dần dần hệ thống BMS sẽ trở thành một tất yếu được áp dụng khi xây dựngcác tòa nhà

Trong những năm gần đây, rất nhiều các cao ốc đang được xây dựng nhằmđáp ứng các yêu cầu phát triển của xã hội Việc quản lý hiệu quả chi phí hoạt động,năng lượng thời gian, con người, an toàn, thông tin liên lạc, và bảo trì vận hànhcác cao ốc này là một nhu cầu cần thiết của các chủ đầu tư Hệ thống quản lý tòanhà BMS đã ra đời để giải quyết các yêu cầu về việc vận hành và giám sát hiệu quảcác hệ thống được vận hành trong các tòa nhà Trong khoảng 10 năm trở lạiđây, tại Việt Nam ngày càng có nhiều những tòa nhà cao ốc được trang bị hệthống quản lý tòa nhà BMS để mang lại mức độ tiện nghi, sự an toàn và hiệu quả

sử dụng cao nhất cho tòa nhà Các nhà cung cấp giải pháp BMS ở Việt Nam hầuhết là các hãng nổi tiếng trên thế giới như hệ thống Apogee của Siemens,Honeywell, Johnson Control, Yamakate

Theo tính toán của các nhà đầu tư khi sử dụng hệ thống BMS trên thế giớithì mặc dù chi phí trang bị hệ thống BMS ban đầu cao hơn so với các nhà máy cóphân hệ điều khiển bình thường nhưng tiết kiệm chi phí vận hành và năng lượngkhoảng

40% so với nhà máy khác Do vậy giảm được giá thành đáng kể khi sản xuất Vớidiện tích sàn sử dụng mỗi nhà máy vào khoảng từ vài nghìn đến vài chục nghìn m2thì hiệu quả đầu tư rất đáng kể, tạo ra lợi thế cạnh tranh và thời gian hoàn vốnđầu tư trang bị hệ thống BMS ban đầu ngắn Do vậy, xu hướng sử dụng BMS đểquản lý

vận hành các nhà máy là tất yếu đối với các chủ đầu tư các nhà máy sản xuất lớnnhư:

Một số nhà máy tiêu biểu tích hợp hệ thống BMS:

Hình 1.2 Nhà máy sản xuất xe hơi Volkswagen

Đây được coi là nhà máy sản xuất ô tô lớn nhất thế giới với diện tích sàn lêntới 6.500.000 m2 Nó lớn đến mức nhân viên được tự do sử dụng xe đạp để dichuyển xung quanh Hàng năm nhà máy này cung cấp hơn 40 triệu ô tô ra thịtrường thế giới Tòa tháp đôi 20 tầng chứa đầy xe hơi là một trong những điểm

ấn tượng nhất của nhà máy này Nhà máy sử dụng hệ thống BMS vô cùng hiệnđại,sử dụng giải pháp điều khiển của Honeywell

Chi phí dành cho hệ thống BMS của nhà máy này vào khoảng 90 triệu USD

Hình 1.3 Nhà máy sản xuất máy bay Boeing

Nhà máy của Boeing ở Everett Washington Mỹ là một trong những nhàxưởng vĩ đại nhất trên thế giới Nó có diện tích sàn lên tới 398.000 m2 và trải rộngtrên diện tích khoảng 98,3 ha Đây là nơi những chiếc máy bay dân dụng lớn nhấtthế giới như siêu máy bay vận tải 747-8 Intercontinental và 2 loai máy bay chởkhách hàng đầu thế giới là 777 Worldliner và 787 Dreamliner được lắp ráp Nhàmáy được trang bị hệ thống BMS rất hiện đại sử dụng công nghệ Apogee củaSiemens

Chi phí dành cho hệ thống BMS của nhà máy này vào khoảng 50 triệu USD

Hình 1.4 Nhà máy sản xuất vải của Lauma,Latvia

Lauma hiện là một trong những công ty lớn nhất trong nghành côngnghiệp dệt may,vì vậy nhà máy này là một trong những nhà máy lớn nhất thếgiới.Nhà máy có tổng diện tích 115.645 m2 với chiều dài 505m,chiều rộng225m.Nhà máy được trang bị hệ thống BMS sử dụng công nghệ Apogee cuaSiemens

Chi phí dành cho hệ thống BMS của nhà máy này vào khoảng 20 triệu USD

1.4 Tính cấp thiết và tầm quan trọng của đề tài

Tình hình sử dụng năng lượng ở các nhà máy sản xuất là vô cùng lớn, do đặcthù sản xuất hầu như liên tục Vì vậy vấn đề tiết kiệm năng lượng trong sản xuấtđược quan tâm hàng đầu

Kết quả nghiên cứu của đề tài cộng với các công trình nghiên cứu khác trênthế giới, sẽ là nền tảng để những mô hình nhà máy sản xuất tham khảo để ápdụng cho nhà máy của mình để tối ưu hóa trong việc sử dụng năng lượng

1.5 Mục tiêu và nội dung của đề tài

Mục tiêu mà đề tài này hướng đến là xây dựng thành công một phần cơ

sở lý thuyết tính toán thiết kế hệ thống BMS cho mô hình nhà máy T ínhtoán được hiệu quả kinh tế của nhà máy khi được tích hợp hệ thống BMS Môphỏng điều khiển và giám sát nhà máy bằng phần mềm Window Viewer

1.6 Giới hạn của đề tài

Đề tài sẽ xây dựng phần cơ sở lý thuyết dùng để tính toán thiết kế môhình BMS cho nhà máy P&G Do hệ thống BMS ra đời chủ yếu tích hợp chocác tòa nhà, cao ốc nên khi áp dụng mô hình này cho nhà máy sản xuất còngặp rất nhiều khó khăn cho khâu thiết kế và tính toán Tài liệu tham kh ảocòn rất hạn chế nên rất cần sự đóng góp của mọi người để luận văn ngàymột hoàn thiện hơ n và sát với thực tế hơn

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG QUẢN

LÝ TÒA NHÀ BMS

2.1 Tổng quan

Mô hình của hệ thống quản lý tòa nhà BMS được xây dựng trên nền tảng củađiều khiển giám sát và quản lý, hệ thống có đầy đủ các tính năng “Điều khiển –Giám sát – Kết nối tích hợp” các hệ thống kỹ thuật khác

Hệ thống BMS có đầy đủ các chức năng cơ bản sau:

Giám sát các thông số nồng độ chất lượng không khí

 Điều khiển đèn chiếu sáng tại các khu vực hành lang, các khu côngcộng trong và ngoài tòa nhà

 Giám sát các thông số điện áp, của nguồn điện cung cấp.Kết nối tíchhợp với hệ thống điều khiển điều hoà thông gió, chuẩn giao thức

BacNet, đáp ứng được các yêu cầu đặt ra trong thiết kế để điều khiển hệ

thống điều khiển điều hòa thông gió HVAC

 Kết nối các tín hiệu báo động với hệ thống báo cháy và chữa cháy, thu nhận các thông tin báo động cháy, chữa cháy để phối kết hợp điều khiển

các thiết bị khác trong các hệ thống kỹ thuật khác

 Kết nối tín hiệu báo động với hệ thống an ninh theo đúng yêu cầu thiết kế kỹ thuật

Hệ thống cho phép lưu trữ các tham số của hệ thống thu nhận được để

sửdụng làm báo cáo, cho phép viết các chương trình điều khiển để thực hiện điều

khiển hệ thống điều hoà thông gió khi nhận được các tín hiệu báo cháy, tín hiệu từ

hệ thống giám sát thông số môi trường

Hệ thống cũng cho phép viết các chương trình điều khiển ứng dụng tiết kiệmnăng lượng, giảm thiểu các thao tác vận hành tay, tiết kiệm thời gian, nhân công

và chi phí vận hành cũng như kéo dài tuổi thọ của các thiết bị được điều khiển.Hướng tới tương lai, hệ thống BMS là một hệ thống mở, cho phép mở rộng nângcấp cấu hình phần cứng, cho phép mở rộng hệ thống, các sản phẩm thế hệ mớicũng luôn tương thích với các thiết bị đã được lắp đặt trong hệ thống BMS củatoà nhà và có thời gian thích ứng mà không bị lạc hậu so với công nghệ

2.2 Mô hình hệ thống tự động hoá của hệ thống BMS

Hình 2.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển, giám sát tòa nhà

Cấu trúc của hệ thống điều khiển là hệ thống có cấu trúc mở và hoàntoàn đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống BMS giám sát kỹ thuật – điềukhiển của Tòa nhà cũng như đáp ứng được các yêu cầu về nâng cấp mở rộngtrong tương lai Với cấu trúc mở, giao thức mở và được xây dựng trên cơ sởcủa khoa học công nghệ tiên tiến hiện đại nhất hiện nay, hệ thống điều khiển tựđộng hóa tòa nhà cho phép tích hợp các hệ thống kỹ thuật đơn lẻ khác có sử dụngcác giao thức chuẩn như Bacnet, LONmark, ModBus, Profibus, EIB, M-Bus …, vàgiúp người quản lý dễ dàng trong quản lý và vận hành điều khiển các hệ thống kỹthuật tòa nhà.

Hệ thống BMS có cấu trúc của hệ điều khiển phân tán Distributed ControlSystem, phần mềm điều khiển đóng vai trò giao diện người máy HMI giữa máy tínhđiều khiển với các bộ điều khiển kỹ thuật số Hệ thống sẽ hoạt động ổn định tạicác thiết bị điều khiển số DDC (Direct Digital Controller) như MEC (ModularEquipment Controller), PXC (Programable Controller) Compact, PXC Modular… cho

dù có các gián đoạn truyền thông trong mạng điều khiển hay có sự cố đối với cácmáy tính điều khiển của hệ thống mạng tại cấp quản lý điều khiển tại phòngđiều khiển trung tâm

Các bộ điều khiển này trao đổi với nhau trên mạng Ethernet LAN TCP/IP.Trên mạng này các bộ điều khiển được kết nối ngang hàng với nhau và được nhậnbiết bởi 01 địa chỉ IP

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống quản lý nhà máy

2.3 Phòng điều khiển trung tâm

Máy tính điều khiển của hệ thống sẽ được đặt tại phòng điều khiển Máytính này được cài đặt phần mềm chuyên dụng, chương trình điều khiển này hoạtđộng được trên nền của các hệ điều hành Window XP pro/ Window 2000/ W2003/Window 2000 server/ Window 2003 server Máy tính lưu trữ toàn bộ các chươngtrình điều khiển dữ liệu cần thiết cho hoạt động của toàn bộ hệ thống BMS,đóng vai trò giao diện người máy trong vận hành điều khiển

Tại đây người vận hành thực hiện được đầy đủ các chức năng yêu cầu trongQuản lý – Giám sát - Điều khiển các hạng mục kỹ thuật kết nối vào hệ thống BMS

Máy tính hệ thống lưu giữ các thông tin dữ liệu liên quan đến tất quản

lý giám sát - điều khiển, do đó cần có hiệu suất, độ tin cậy và sẵn sàng cao, đảmbảo luôn sẵn sàng cung cấp thông tin 24/24 cho toàn bộ hệ thống Máy tính hệthống BMS được trang bị một bộ cấp nguồn không gián đoạn UPS đủ cung cấpnguồn nuôi cho toàn bộ hệ thống khi mất điện lưới là 25 phút

Máy in thông báo, báo lỗi, báo cáo của hệ thống cũng được đặt tạiphòng điều khiển Máy in này có nhiệm vụ in ra tất cả các trạng thái sự cố của hệthống BMS và các hệ thống có liên quan

Máy tính điều khiển trung tâm

Sử dụng các máy tính điều khiển tại phòng điều khiển trung tâm sẽ có nhiềutiện ích Nhân viên vận hành sẽ tiết kiệm được nhiều thời gian và công sức để vậnhành hệ thống mà vẫn đảm bảo hiệu quả cao trong việc điều khiển giám sát

hệ thống

Tại phòng điều khiển trung tâm, người vận hành sẽ truy cập vào máy tính

hệ thống điều khiển quản lý tòa nhà tùy theo phân quyền của mình để điều khiểngiám sát hệ thống điện hay điều khiển điều hòa

Tại phòng điều khiển, nhân viên kỹ thuật vận hành thực hiện được việcđiều khiển – giám sát các thiết bị có liên quan trong phạm vi hệ thống BMS và các

hệ thống được kết nối đến Trên máy tính này, người quản lý hệ thống cũng thựchiện được việc tạo mới các điểm điều khiển, điều chỉnh cấu hình, nâng cấp mởrộng hệ thống BMS…

Thao tác điều khiển được thực hiện trên màn hình đồ hoạ của hệ thống,màn hình đồ hoạ này được Việt hoá đối với các vị trí, tên của thiết bị được điềukhiển, đồ hoạ được thiết kế mô phỏng theo cấu tạo của thiết bị, theo địa hình củakhu vực lắp đặt các thiết bị để tăng sự thuận tiện cho nhân viên vận hành trongquá trình điều khiển

Người vận hành điều khiển được các máy điều hòa, các bơm cấp nước,giám sát được các thông số môi trường, điều khiển được đèn chiếu sáng hay giámsát các thông số nguồn điện được cung cấp… vị trí các thang máy trong hành langthang máy, trạng thái làm việc, báo lỗi của các thiết bị truyền động điện tại cáchạng mục trong tòa nhà được quản lý, giám sát bởi hệ thống BMS

Phần mềm điều khiển hệ thống cho phép thực hiện chức năng “Kéo - Thả”

sử dụng chuột, là ứng dụng của hệ điều hành Microsoft Window, làm tăng hiệuquả vận hành, góp phần đảm bảo tăng tính chính xác, đáp ứng yêu cầu thời gianthực của quá trình điều khiển

Thao tác trên các máy tính điều khiển, người vận hành thay đổi được các giátrị, tham số cần điều khiển hay viết các chương trình điều khiển giám sát hệ thống

Thu nhận các thông tin sau điều khiển

Hệ thống sẽ lưu giữ tất cả các thông tin liên quan xảy ra trong phạm vi hệthống BMS và các hệ thống liên quan, các thông tin trạng thái, sự cố, hay số giờ vậnhành các bơm, quạt, nhiệt độ khu vực, vvv… được hệ thống xử lý, phân loại và lưu

giữ Tín hiệu kết nối đến từ báo động đột nhập, tín hiệu báo cháy, bơm chữa cháy hoạt động…cũng được lưu giữ tại đây.

In báo cáo

Máy in báo cáo được cài đặt để in tất cả các báo cáo về các sự kiện xảy ratheo thời gian Bất kể sự kiện gì xảy ra (trạng thái báo lỗi, xóa dữ liệu hệ thống,thay đổi cấu hình, chương trình điều khiển), máy tính điều khiển cũng sẽ ra lệnhcho máy in này hoạt động in

Máy in còn thực hiện nhiệm vụ in các báo cáo vận hành hệ thống, các thôngtin liên quan đến chỉ số tiêu thụ điện, nước, nhiệt độ, báo cáo vận hành vv…được hệ thống lưu giữ theo thời gian

2.4 Các ứng dụng điều khiển giám sát

2.4.1 Giám sát thông số môi trường

Hệ thống BMS đảm bảo cung cấp những thông số chính xác, kịp thời, liêntục về môi trường nhiệt độ tại các khu vực, nồng độ khí CO tại tầng hầm, chophép giám sát chặt chẽ điều kiện làm việc an toàn của con người Nồng độ khí

CO tại tầng hầm được quản lý bởi sensor carbon monoxide sensor, đây là loạisensor có thiết kế đặc biệt có tín hiệu đầu ra biến đổi theo nồng độ khí CO đượckết nối vào các ngỏ vào chuẩn điểm AI của tủ điều khiển kỹ thuật số PXCMODULAR 1 tại tầng hầm, có chỉ tiêu dòng điện 4-20mA Các quạt hút khí thảitầng hầm sẽ được điều khiển tốc độ theo nồng độ khí CO, khi nồng độ cao quạt hút

sẽ được điều khiển tăng tốc và ngược lại

Hệ thống tự động hoá BMS đáp ứng được yêu cầu quản lý các thông số môitrường làm tăng hiệu quả quản lý của người quản lý đối với từng khu vực cụ thểcủa tòa nhà Tòa nhà mà không cần phải thường xuyên kiểm tra các khu vực, haycũng với giá trị của từng khu vực mà người quản lý

Các thông tin đo lường từ các thiết bị cảm biến sẽ được gửi về các máy tínhđiều khiển trung tâm thông qua tủ điều khiển kỹ thuật số PXC MODULAR, cácthông tin này sẽ được theo dõi trên các màn hình đồ họa của máy tính điều khiển

2.4.2 Điều khiển đèn chiếu sáng

Để điều khiển các tuyến đèn chiếu sáng trong và ngoài tòa nhà, hệ thống tựđộng hoá BMS thực hiện được tất cả các yêu cầu do thiết kế kỹ thuật đặt ra.Máy tính điều khiển có khả năng điều khiển được các tuyến đèn chiếu sáng tại cáckhu vực của Tòa nhà và có khả năng quan sát các thông tin, thu nhận phản hồi từcác khởi động từ để giám sát trạng thái bật hay tắt của các tuyến đèn đó

Từ phòng điều khiển người vận hành cũng sẽ thực hiện được các thaotác điều khiển, viết các chương trình tự động cho các tuyến đèn chiếu sáng ngoàitrời, trong nhà theo yêu cầu để thực hiện tiết kiệm điện năng

Đồ họa điều khiển của tuyến đèn được thể hiện trên máy tính điều khiển.Tại phòng điều khiển trung tâm người vận hành có thể dễ dàng nhận biết các khuvực cần bật hay tắt đèn, tiết kiệm thời gian, công sức của nhân viên vận hànhtrong vận hành hệ thống đèn chiếu sáng

Đáp ứng yêu cầu thiết kế kỹ thuật, hệ thống điều khiển BMS cũng cho phépthiết lập song song với hệ thống tự động một chế độ vận hành bằng tay sử dụngcác công tắc chuyển mạch gắn trên tủ điện để thuận lợi cho việc bảo trì, sửachữa, bật tắt bằng tay hoặc giả thiết trong trường hợp có gián đoạn điều khiển,được yêu cầu vận hành khẩn cấp tại chỗ

Tại các hành lang, các nút nhấn khởi động hoàn toàn độc lập được lắpđặt trên hành lang của các khu vực trong Tòa nhà, các nút nhấn này được kếtnối với các bộ điều khiển kỹ thuật số PXC MODULAR của hệ thống điều khiển –giám sát

– quản lý BMS Người sử dụng chỉ cần nhấn nút, đèn sẽ hoạt động, sau khoảng thời

gian đủ để đi hết hành lang, đèn sẽ được hệ thống điều khiển tắt để tiết kiệm điện năng.

2.4.3 Giám sát điều khiển quạt thông gió

Các quạt thông gió tầng hầm được điều khiển tốc độ hoạt động theonồng độ khí CO tại bại đỗ xe Tốc độ quạt sẽ tăng hay giảm tỉ lệ thuận với chỉ số đonồng độ khí CO, quạt được điều khiển và giám sát bởi hệ thống BMS

Quạt điều áp thang được hoạt động theo lệnh đưa tới từ hệ thống báocháy - chữa cháy để tạo hành lang an toàn cho người thoát hiểm hệ thống BMSkhông thực hiện điều khiển các quạt này Tuy nhiên, tín hiệu báo quạt đã hoạtđộng được hệ thống BMS quản lý, dựa trên nguyên lý báo có áp suất luồng khítrong ống dẫn khí Khi không có tín hiệu phản hồi quạt đã hoạt động từ quạt điều

áp, nhân viên vận hành sẽ thông báo cho người có trách nhiệm giải quyết sự cố

2.4.4 Giám sát nguồn điện và năng lượng điện

Để quản lý hệ thống điện, hệ thống BMS kết nối đến các điểm tín hiệu báotrạng thái đầu ra của các thiết bị đóng cắt - bảo vệ MCCB hay PXC MODULARcủa hệ thống điện, “điểm có tín hiệu dạng chuẩn DO” là các điểm đầu ra dạng drycontact (công tắc khô) Các điểm tín hiệu này của các tủ điện sẽ được nối đến cácngõ vào chuẩn điểm DI của các tủ điều khiển PXC MODULAR Khi có thay đổi trạngthái của các điểm đầu ra tại các tủ điện, BMS sẽ nhận biết đây là sự thay đổi trạngthái, sự cố của các thiết bị điện tương ứng với các điểm đầu vào Các tín hiệu báolỗi, báo trạng thái của hệ thống điện sẽ được thể hiện trên màn hình đồ hoạ,màn hình báo lỗi - trạng thái, máy in của hệ thống BMS

BMS sử dụng các bộ đo lường kỹ thuật số Digital Energy Monitoring chuẩn(WM14-96) giám sát điện năng tiêu thụ của tòa nhà, WM14-96 hoàn toàn đáp ứngđược các yêu cầu giám sát theo dõi được các thông số kỹ thuật chính của cácnguồn

điện được cấp đến từ trạm Biến thế hạ áp – Máy phát điện dự phòng, tủ điện phân phối nguồn chính theo yêu cầu của thiết kế kỹ thuật:

+ Công suất hữu công của tòa nhà P (kW)

+ Công suất biểu kiến S (kVA)

+ Công suất phản kháng Q (kVAr)

+ Công suất tiêu thụ của tòa nhà (kWh)

+ Hệ số Cosφ

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

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

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

Đồ họa sau mô phỏng quản lý điện năng tại một tủ điện phân phối nguồncấp chính cho một tòa nhà Trong đồ họa, các giá trị được thể hiện là số đođếm được, các tham số được Việt hóa về tên và vị trí thiết bị để đơn giản hóa quátrình vận hành của người giám sát, quản lý hệ thống

2.5 Kết nối, tích hợp và điều khiển hệ thống

2.5.1 Tích hợp hệ thống điều hoà thông gió

2.5.1.1 Kết nối hệ thống điều hòa VRV và Water Chiller

Hệ thống BMS có thể kết nối với cả hai hệ thống điều hòa thông gió theo kiểu điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh VRV (Variable Refrigerant Volume) hoặc

hệ thống điều hòa theo kiểu điều hòa trung tâm với môi chất lạnh là nước Water Chiller Phần mềm BMS thực hiện việc tích hợp hai hệ thống này thông qua chuẩntruyền thông BACnet/LON đối với hệ điều hòa VRV và chuẩn ModBus đối với hệ điều hòa Water Chiller

Sử dụng tín hiệu đầu ra của hệ thống điều hòa chuẩn giao thức BacNet/ ModBus kết nối vào đầu vào module vi xử lý giao thức BacNet/ModBuss của tủ

điều khiển PXC MODULAR đặt tại phòng điều khiển trung tâm, hệ thống BMS sẽthực hiện các giao tiếp với hệ thống điều hòa.

Các thông tin của hệ thống điều hòa được thu nhận và thể hiện trên mànhình đồ họa của hệ thống BMS Hệ thống BMS cũng thực hiện việc điều khiển cácthiết bị thuộc hệ điều hòa, quản lý các tham số của hệ thống điều hòa thông giótại máy tính điều khiển hệ thống BMS

Điều kiện quyết định để thực hiện tích hợp hai hệ thống hệ thống điều hoà

và BMS là: hệ thống điều hoà phải đưa đến đầu ra tín hiệu để thực hiện tích hợp,tín hiệu này có chuẩn BacNet/ModBus theo đúng yêu cầu kỹ thuật

Việc kết nối giữa hai hệ thống điều hoà và hệ thống BMS đảm bảo sẽ khônggây nên bất cứ xung đột nào giữa hai hệ thống

Điều khiển hệ thống điều hòa:

 Chiller và bơm nước lạnh:

Hệ thống BMS điều khiển các chiller hoạt động theo các chương trình vậnhành tự động theo các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí dựatrên các chương trình điều khiển được lập theo các yêu cầu vận hành của tòa nhà.Tại phòng điều khiển trung tâm, người vận hành theo dõi được tình trạng hoạtđộng của hệ thống, nhiệt độ vào ra của từng các Chiller, chế độ hoạt động của cácbơm theo yêu cầu vận hành của người quản lý thông qua giao diện đồ họa

Hệ thống BMS sẽ tự động tính tải lạnh tiêu thụ thực tế của tòa nhà và tính

số bơm, phần trăm công suất bơm, số máy nén Chiller cần chạy Bộ điều khiểnDDC (có thể là MBC hoặc PXC) có thể lập trình chu trình chạy và dừng của hệthống hoàn toàn tự động, khởi động các thiết bị dự phòng khi cố sự cố quá tải Hệthống BMS có thể cho phép cụm máy nén Chiller vận hành theo 3 chế độ: