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
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)
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.
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 Thiết bị chính
Chuẩn giao
thức Yêu cầu về kết nối với BMS
Trạm biến áp
Tủ điện tổng trạm: ACB 2500A(2 cái) của hãng Siemens và PM850 (2 cái) của hãng Schneider.
Máy biến thế(2 cái). Mobus
Giám sát trạng thái và báo độngcủa các ACB: Điện áp, dòng điện các pha.
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.
Mobus
Giám sát trạng thái và báo độngcủa các ACB: Điện áp, dòng điện các pha.
Kết nối hệ thống BMS với đồng hồ PM 850 để đo đếm điện năng Giám sát trạng thái hoạt động của ATS.
Hệ thống máy phát
điện
Máy phát điện Wilson (1chiếc) Bơm bù dầu.(1) Tủ điện chuyển nguồn: ACB2500(1cái) của hãng Siemens và PM 850 của hãng Schneider.
Bể dầu 10m3.
Mobus
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), MCCB80A (4cái), 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. Giám sát trạng thái on/off/trip của các MCCB tổng tầng (MCCB 125A) Kết nối hệ thống BMS với đồng hồ PM 710, PM750 để đo đếm điện năng.
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 dụnggiải 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.
Hệ Thống Kỹ Thuật Ứng dụng BMS Giải pháp tích hợp vàđiều khiển các thiết bị Điều
khiển
Giám sát Hệ thống điều hòa
Hệ thống Chiller X X Giám sát điều khiển, đóng
cắt, gọi chiller theo tải sử dụng. Bơm CDWP, CHWP
X X Điều khiển Start/Stop,
giám sát trạng thái và báo quá tải,
Valve Actuator X X Điều khiển đóng mở theo 3
vị trí Cooling Tower
X X Điều khiển Start / Stop,
Giám sát tình trạng và báo quá tải.
Hệ Thống FCU
FCU khu vực văn phòng làm việc
X X Điều khiển Start / Stop
theo từng nhóm, Giám sát tình trạng ON / OFF
Hệ thống Quạt Thông Gió
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
Quạt tăng áp cầu thang bộ X Giám sát tình trạng của
Đồ án tốt nghiệp đại học Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS
Quạt cấp gió tươi HRV X X
Điều khiển Start / Stop theo lập trình , giám sát trạng thái ON / OFF
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
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.