Với nhiệm vụđược nêu ở trên, hệ thống BMS bao gồm:
- Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành làm nhiệm vụ thu thập các thông số : trạng thái hoạt động, nhiệt độ, áp suất, mức, lưu lượng, công suất, dòng, áp, ... Và thực thi các lệnh điều khiển : đóng/cắt, quay, xoay các cơ cấu cơ khí, điều khiển các biến tần,...
- Các bộ điều khiển số (DDC): các bộ này có thể nằm tại nhiều phân lớp mạng khác nhau trong hệ thống: FLN : (mạng tầng tòa nhà), BLN :(mạng tổng tòa nhà). Có thể giao tiếp qua các chuNn TCP/IP, Bacnet/IP, Bacnet MS/TP, ... 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.
- Hệ thống quản lý và thu thập dữ liệu: hệ thống máy chủ, phần mềm: làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các bộ điều khiển số 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, các tính năng diều khiển nâng cao : PID số, tối ưu, bền vững, remote, ...
-Hệ thống điều khiển tự động tòa nhà BMS được thiết kế theo mô hình điều khiển phân cấp. Một hệ thống BMS thường được thiết kế theo mô hình 4 cấp:
Cấp khu vực - hiện trường. Cấp điều khiển hệ thống. Cấp vận hành giám sát. Cấp quản lý.
12.3.1.1. Cấp khu vực - hiện trường.
Các cấp độ thực tếđược sử dụng trong từng hệ thống phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể hoặc mức độ phức tạp của từng tòa nhà. Ở cấp độ khu vực – cấp trường, có thể sử dụng các cảm biến và cơ cấu chấp hành thông minh.
Các thiết bị như cảm biến (sensor): Sensor nhiệt, ánh sáng, chuyển động, hồng ngoại... bộ chấp hành thông minh (actuator): Điều hoà không khí, quạt thông gió, thang máy... các bộ field controller để giao tiếp trục tiếp với các khu vực có các ứng dụng cần điều khiển. Các thiết bị hiện trường có khả năng tự giao tiếp với nhau, hoặc qua bộ điều khiển (Local controler). Sensor sẽ gửi thông số của hệ thống, của môi trường tới bộđiều khiển. Bộđiều khiển sẽ xử lý thông điệp đó và gửi tới thiết bị chấp hành. Thiết bị chấp hành có thể nhận ngay yêu cầu từ các thiết bị cảm biến, hoặc từ hệ thống BMS.
Các bộ điều khiển ở cấp độ khu vực là các bộ điều khiển sử dụng bộ vi xử lý, cung cấp chức năng điều khiển số trực tiếp cho các thiết bị ở từng khu vực, bao gồm các hệ thống như: các bộ VAV, bơm nhiệt, các bộ điều hòa không khí cục bộ, ... 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 cơ cấu chấp hành giao diện trực tiếp với các thiết bị được điều khiển. Các bộđiều khiển cấp khu vực sẽđược nối với nhau trên một đường bus, do vậy có thể chia sẻ thông tin cho nhau và với các bộ điều khiển ở cấp điều khiển hệ thống và cấp điều hành.
12.3.1.2. Cấp điều khiển hệ thống:
Kết nối từ trung tâm điều khiển tới mức điều khiển các ứng dụng trong tòa nhà thông qua cácp điều khiển BAS với giao diện BACnet TCP/IP, bao gồm các bộ DDC (Digital Direct Controller - điều khiển số trực tiếp), các bộđiều khiển địa phương, khu vực, các giao diện tới các hệ thống phụ trợ như: điều hòa không khí, báo cháy, chữa cháy, hệ thống điện...
Khối điều khiển có chức năng:
Nhận lệnh điều khiển từ khối vận hành giám sát gửi tới thiết bị chấp hành. Xử lý thông điệp khi có yêu cầu tại địa phương.
Gửi thông điệp, kết quả tới khối vận hành giám sát. Khối vận hành giám sát (SCADA).
Trung tâm điều khiển, mức quản lý bao gồm các hệ thống máy chủ dữ liệu, trạm làm việc được cài đặt các phần mềm quản lý bảo dưỡng, máy in và máy tính dành cho việc lập trình và cấu hình hệ thống. Nó có chức năng chính:
Quản lý toàn bộ toà nhà
Giám sát vận hành của các thiết bị, giám sát sự cố xảy ra.
Các bộ điều khiển hệ thống có khả năng lớn hơn so với các bộ điều khiển ở cấp khu vực về số lượng các điểm vào ra, các vòng điều chỉnh và cả các chương trình điều khiển. Các bộ điều khiển hệ thống thường được áp dụng cho các ứng dụng lớn hơn như hệ thống điều hòa trung tâm, hệ thống máy lạnh trung tâm,... các bộ điều khiển này cũng có thể thực hiện chức năng điều khiển chiếu sáng. Các bộđiều khiển này trực tiếp giao tiếp với thiết bị điều khiển thông qua các cảm biến và cơ cấu chấp hành hoặc gián tiếp thông qua việc kết nối với các bộđiều khiển cấp khu vực. Các bộ điều khiển hệ thống có thể hoạt động độc lập trong trường hợp bị mất truyền thông với các trạm vận hành.
12.3.1.3. Cấp vận hành và giám sát
Trung tâm điều khiển, mức quản lý bao gồm các hệ thống máy chủ dữ liệu, trạm làm việc được cài đặt các phần mềm quản lý bảo dưỡng, máy in và máy tính dành cho việc lập trình và cấu hình hệ thống. Nó có chức năng chính:
Quản lý toàn bộ toà nhà
Giám sát vận hành của các thiết bị, giám sát sự cố xảy ra.
Gửi yêu cầu đến bộ điều khiển hiện trường. BMS quản lý các thành phần hệ thống toà nhà theo cơ chếđánh địa chỉ. Mỗi thiết bị, bộ điều khiển địa phương được gắn một địa chỉ. Các thiết bị hiện trường có thể trực tiếp giao tiếp với nhau hoặc qua bộ điều khiển địa phương. Giao tiếp thường được sử dụng ở bus trường là ARCnet và ở Bus điều khiển là BACnet TCP/IP. Một điều thuận lợi khi tích hợp hệ thống đó là các thiết bị hiện trường như thang máy, điều hoà, quạt thống gió... đều hỗ trợ chuyển truyền thông TCP/IP. Rất thuận lợi cho nhà tích hợp hệ thống.
Các trạm vận hành và giám sát chủ yếu giao tiếp với các nhân viên vận hành. Các trạm vận hành ở cấp độ này chủ yếu là các máy tính PC có màn hình hiển thị mầu. Một trạm vận hành thường bao gồm các gói phần mềm ứng dụng sau:
An toàn hệ thống: Giới hạn quyền truy cập và vận hành đối với từng cá nhân. Xâm nhập hệ thống: Cho phép những người có quyền được truy cập và lấy dữ liệu hệ thống thông qua máy tính các nhân hoặc các thiết bị lưu trữ khác.
Định dạng dữ liệu: Lắp ghép các điểm dữ liệu rời rạc vào trong các nhóm định dạng có quy tắc phục vụ cho việc in ấn và hiện thị.
Tùy biến các chương trình: người sử dụng có thể tự thiết kế, lập trình các chương trình riêng tùy theo yêu cầu sử dụng của mình.
Giao diện: Xây dựng giao diện dựa trên ứng dụng của khách hàng, có sử dụng các công cụ vẽđồ thị và bảng biểu.
Lập báo cáo: Có khả năng lập báo cáo tựđộng, định kỳ hoặc theo yêu cầu về các cảnh báo và các sự kiện, hoạt động vận hành. Đồng thời cung cấp các khả năng tóm tắt báo cáo.
Quản lý việc bảo trì bảo dưỡng: Tựđộng lập kế hoặch và tạo ra các thứ tự công việc cho các thiết bị cần bảo trì dựa trên lịch sử thời gian làm việc hoặc kế hoặch theo niên lịch.
Tích hợp hệ thống: Cung cấp giao diện và điều khiển chung cho các hệ thống con (HVAC, báo cháy, an toàn, giám sát truy nhập,...) và cung cấp khả năng tổng hợp thông tin từ các hệ thống con để từ đó đưa ra các tác động có tính toàn cục trong hệ thống.
12.3.1.4. Cấp quản lý
Cấp quản lý là cấp trên cùng của cấu trúc hệ thống BMS. Một người vận hành ở cấp độ này có thể lấy dữ liệu và ra lệnh cho bất cứđiểm nào trong hệ thống. Toàn bộ chức năng của cấp điều hành trong một số trường hơp khNn cấp có thể chuyển về cấp quản lý. Chức năng chính của cấp quản lý là thu thập, lưu trữ và xử lý dữ liệu lịch sử như năng lượng sử dụng, chi phí vận hành và các cảnh báo và tạo ra các báo cáo để cung cấp các công cụ cho quá trình quản lý và việc sử dụng thiết bị lâu dài.
Khối này thực ra được cài đặt ngay ở khối vận hành giám sát. Chức năng chính của nó là cài đặt kế hoạch làm việc. Kết nối vận hành từ xa qua mạng viễn thông, internet...
Với mục đích đem lại sự thoải mái cho người sử dụng, tiết kiệm năng lượng, giảm sự vận hành của con người đối với các thiết bị trong toà nhà. Hiện nay, các phần mềm điều khiển BMS được tích hợp hoàn hảo với các thiết bị hỗ trợ khác như: Hệ thống truyền hình hội nghị, điều khiển và giám sát qua mạng, các thiết bị cầm tay PDA...