2. Các hệ thống được điềukhiển trong toà nhà
2.1. Hệ thống HVAC
Tên thiết bị Chức năng Nguyên lý điều khiển
Chiller Chiller là thực chất là một máy lạnh công suất lớn, có nhiệm vụ cung cấp nước lạnh cho các máy điều hoà AHU, FCU,...
Hệ thống BMS sẽ điều khiển các chiller giúp chúng vận hành tự động theo các thống số như nhiệt độ, độ ẩm,…bằng các chương trình điều khiển được lập dựa trên các yêu cầu quản lý vận hành toà nhà. Tại phòng điều khiển trung tâm người vận hành theo dõi được tình trạng hoạt động của hệ thống, nhiệt độ nước vào ra của từng chiller, chế độ hoạt động của các bơm,…Đồng thời BMS còn quản lý áp suất trong hệ thống ống dẫn của hệ thống, điều khiển van Bypass để điều hoà áp suất giữa đường cấp và đường hồi khi có sự sai khác về độ chênh lệch áp suất.
Cooling
Tower Các tháp tản nhiệt Cooling tower của toà nhà có nhiệm vụ tản nhiệt cho các máy điều hoà (AHU, FCU, …) đặt tại các khu vực.
Nước được tản nhiệt từ Cooling Tower sẽ được bơm vào đường ống dẫn tới các dàn ngưng tụ Condensor của các RACU để thực hiện trao đổi nhiệt. Toàn bộ nước, sau khi nhận nhiệt lượng của quá trình trao đổi sẽ được đưa về Cooling tower và được làm mát bởi quạt gió. Sau đó lại được đưa đến các máy điều hoà tạo thành một chu trình khép kín.
Hệ thống BMS điều khiển Cooling Tower sẽ điều khiển bộ biến tần để điều chỉnh tốc độ quạt, khi nhiệt độ nước cao thì quạt tăng tốc độ để đẩy nhanh quá trình làm mát, khi nhiệt độ nước giảm thì quạt được điều chỉnh giảm tốc độ.
Trong hệ thống lúc nào cũng cần bảo đảm áp suất ổn định ở mức áp suất làm việc. Khi cần giảm trao đổi nhiệt hệ thống BMS sẽ điều khiển mở van Bypass để nước đi qua (giống như tại hệ thống ống của Chiller) dựa tín hiệu báo chênh lệch áp suất trong hệ thống đường ống được cảm nhận bởi bộ cảm biến chênh lệch áp suất. Khi có yêu cầu tăng lưu lượng nước cung cấp cho các máy điều hoà, BMS sẽ dựa trên thông số của sự chênh lệch áp suất để điều khiển van Bypass nêu trên đóng bớt lại, giảm lưu lượng nước đi tắt qua van.
Máy điều hoà - AHU (Air Handing Unit) Các nhiệm vụ của AHU: + Làm sạch: filter + Làm mát: Trao đổi nhiệt với nước lạnh (chiller water qua coil lạnh) + Hút ẩm: Duy trì độ ẩm không khí + Quản lý nồng độ khí CO2, đảm bảo độ sạch của không khí.
Việc điều khiển điều hoà được thực hiện như sau:
- Các filter giúp hệ thống duy trì chất lượng không khí, lọc sạch bụi bẩn trong không khí được đưa đến đầu vào của điều hoà. Để quản lý filter hệ thống nhận biết filter bẩn/sạch, hệ thống nhờ vào công tác báo chênh lệch áp suất trước và sau filter, khi đó tại phòng điều khiển trung tâm người vận hành có thể biết khi nào cần thực hiện việc vệ sinh filter hay thay thế chúng.
- Điều chỉnh nhiệt độ, làm mát và hút ẩm.
+ Máy điều hoà vận hành để thực hiện việc điều hoà không khí: khi không khí qua giàn trao đổi nhiệt của AHU BMS sẽ điều khiển đóng mở van nước nóng và lạnh từ 0->100%. Khi thực hiện việc điều chỉnh 2 loại van này các AHU đã thực hiện việc điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm của không khí.
+ Để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong các khu vực, tất cả các khu vực được làm mát bởi các máy điều hoà không khí AHU, khu công cộng, các phòng máy đều được lắp đạt các bộ cảm biến nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong phòng, điều này cho phép Operator quản lý được nhiệt độ toàn bộ các khu vực trong nhà.
- Điều chỉnh nồng độ khí CO2: Đối với việc làm sạch không khí, nếu chỉ dựa vào filter lọc khí thì chưa đủ, trong môi trường hoạt động của con người cũng như của máy móc luôn sản sinh ra nguồn khí thải CO2. Khi nồng độ khí này trong các khu vực tăng cao, con người sẽ cảm thấy mệt mỏi và khó chịu, năng suất lao động giảm. Để quản lý chất lượng không khí, trong các máy điều hoà được lắp các bộ cảm biến nồng độ khí CO2 tại đường ống gió hồi của các AHU hoặc được lắp đặt tại các phòng đo các máy điều hoà chịu trách nhiệm xử lý không khí, + Khi nồng độ CO2 trong không khí cao, van trộn khí Mixing damper của AHU sẽ được BMS điều khiển đóng bớt lại, van lấy khí tươi Fresh air damper sẽ được mở nhiều hơn để bổ sung thêm lượng không khí giàu ôxy cho các khu vực nêu trên.
+ Khi nồng độ CO2 của không khí trong phòng ở mức độ thấp, các DDC sẽ điều khiển các van trộn
khí Mixxing damper mở lớn hơn, các van lấy khí tươi Fresh Air damper đóng bớt lại, không khí đã được làm lạnh tại AHU ở chu trình trao đổi nhiệt trước sẽ được tái sử dụng để tiết kiệm nhiệt lượng (nhiệt lượng trao đổi tại giàn trao đổi nhiệt của AHU giảm do nhiệt độ khí hồi vẫn đảm bảo tương đương với nhiệt độ trong phòng).
Trong tình huống có tín hiệu báo động cháy gửi tới hệ thống BMS, các máy AHU lập tức được điều khiển về chế độ off để ngừng việc cấp khí tươi để giảm thiểu lượng không khí tới các khu vực giảm tác nhân gây cháy.
Trên màn hình đồ hoạ, người vận hành điều khiển AHU thông qua ảnh đồ hoạ của từng AHU cần điều khiển. Toàn bộ các giá trị nhiệt, độ ẩm, tình trạng hoạt động của các quạt gió AHU được hệ thống thu nhận, các tín hiệu cảnh báo sẽ được thể hiện trên màn hình đồ hoạ của hệ thống khi có sự cố.
Tất cả các thông tin về chế độ hoạt động, tình trạng của thiết bị trong quá trình vận hành được cập nhật tới các máy tính điều khiển, các thông tin này được lưu giữ để sử dụng lâu dài.
Máy điều hoà FCU (Fan Coil Unit)
Chức năng của FCU: - Lọc sạch bụi trong không khí nhờ các bộ lọc khí.
- Cho nước lạnh đi qua dàn trao đổi nhiệt để duy trì nhiệt độ phòng ở một giá trị nhất định.
Tương tự như AHU nhưng không có chức năng hút ẩm và quản lý nồng độ CO2. Quạt hút khí thải -Extract Fan Chức năng của Extract Fan là hút các loại khí thải, khí độc hại ra khỏi toà nhà.
Các quạt hút khí thải (Extract Fan) là thành phần không thể thiếu trong toà nhà. Các quạt hút được BMS điều khiển tắt mở (on/off), quản trị tình trạng hoạt động về điện và khí (công tắc báo áp suất dòng khí). Chúng được vận hành tự động theo yêu cầu vận hành của người quản lý toà nhà. Trong tình huống có sự cố về cháy, các quạt này được BMS điều khiển về trạng thái “off” để giảm đối lưu không khí trong toà nhà, giảm tối đa tác nhân gây cháy, đảm bảo tính hiệu quả của việc dập tắt các đám cháy trong
thời gian ngắn nhất. Quạt tăng áp cầu thang - Pressurised Fan
Các quạt tăng áp cầu thang (Pressurised Fan) tạo áp suất để đóng các cửa thông với hành lang tạo hành lang an toàn cho người thoát hiểm khi có sự cố trong toà nhà.
Các quạt này được BMS quản lý về chế độ hoạt động trong tình huống có sự cố về tình trạng điện và khí (công tắc báo áp suất dòng khí).
Trên màn hình đồ hoạ người vận hành thực hiện được viêc điều khiển, quản lý tình trạng vận hành của các quạt tăng áp cầu thang trong điều kiện vận hành bình thường cũng như trong các tình huống khẩn cấp có thoát hiểm báo cháy.
2.2. Hệ thống điện
Trong các hệ thống điện phần quan trọng nhất là các nguồn cung cấp tới. 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.
Các thiết bị bảo vệ ACB-MCCB-MCB là các thiết bị không thể tách rời khỏi hệ thống, các thiết bị này duy trì sự hoạt động hoàn hảo của hệ thống, bảo vệ nguồn cung cấp. Hệ thống BMS sẽ quản lý các thiết bị này (nằm trong tủ điện phân phối nguồn điện chính và các tủ điện phân phối nguồn phụ cho các tầng, các thiết bị) bằng việc thu nhận các thông tin về trạng thái làm việc cũng như quá tải của các thiết bị này thông qua các đầu nối từ các thiết bị tới các tủ điều khiển DDC của hệ thống BMS. Tại phòng điều khiển trung tâm, người vận hành thực hiện được việc giám sát các thiết bị bảo vệ của các tủ điện phân phối nguồn chính và các tủ điện phân phối nguồn phụ bằng ứng dụng đồ hoạ trên máy tính điều khiển của hệ thống BMS.
Hệ thống BMS thực hiện việc giám sát hệ thống điện như sau:
Giám sát nhiệt độ của các máy biến áp cao thế, nhiệt độ trong phòng nơi đặt các thiết bị này, để đạt được mục đích quản lý máy biến áp cần phải đáp ứng yêu cầu về cung cấp đầu ra về sự thay đổi nhiệt độ bản thân của chúng.
- Giám sát tình trạng hoạt động của máy phát: DDC quản lý chặt chẽ các yếu tố sẵn sàng đáp ứng chế độ hoạt động thay thế khi mất lưới điện:
+ Nguồn nạp ắc quy
+ Mức nhiên liệu dailytank + Bơm nhiên liệu
+ Chế độ standby
+ Chế độ vận hành đáp ứng các thông số kỹ thuật yêu cầu
- Khi có tín hiệu chuyển đổi nguồn cung cấp từ lưới điện sang máy phát, BMS sẽ gửi thông tin tới tất cả các DDC, đối với các vùng thiết bị hoạt động với công suất lớn sẽ được điều khiển trễ phù hợp với quá trình xác lập để đáp ứng tải của các máy phát điện dự phòng.
Tại phòng điều khiển trung tâm, người vận hành có thể giám sát các thông số nhiệt độ phòng máy, trạng thái hoạt động của thiết bị, tình trạng đóng cắt khi có sự cố,
thông tin về nguồn cung cấp cho hệ thống lưới – máy phát thông qua các giao diện đồ hoạ.
- UPS - nguồn cấp liên tục cho các thiết bị quan trọng của toà nhà cũng cần được quản lý. Để đạt được mong muốn kiểm soát được về trạng thái vận hành của UPS, dung lượng của ắc quy thì UPS cần phải thực hiện việc kết nối về hệ thống BMS, khi kết nối hệ thống này UPS sẽ đưa ra được các tham số nêu trên để có thể theo dõi trên máy tính điều khiển.
2.3. Hệ thống chiếu sáng
Hệ thống chiếu sáng trong một toà nhà hiện đại phải đáp ứng được các yêu cầu sau: - Hệ thống đèn được điều khiển bật tắt qua các công tắc mềm, qua các cơ cấu chấp
hành của hệ thống BMS, có thể lập lịch bật tắt theo yêu cầu, tự động bật/tắt khi có chuyển động hay bật tắt theo ánh sáng.
- Tại các khu vực quan trọng, hệ thống đèn có thể điều chỉnh được độ sáng.
- Kết hợp với hệ thống Security/CCTV để điều khiển chiếu sáng, đảm bảo chiếu sáng đúng lúc, đúng nơi, đủ độ sáng nhưng vẫn đảm bảo tiết kiệm.
2.4.Hệ thống cấp nước
Các thiết bị chính của hệ thống cấp nước là các máy bơm, các valse và các bể chứa. Để có thể quản lý việc cấp nước một cách hiệu quả hệ thống BMS sẽ thực hiện:
- Theo dõi mức nước và mức chứa của các bể chứa. - Theo dõi trạng thái của các máy bơm.
- Bật/tắt máy bơm.
2.5.Hệ thống thang máy
Hệ thống thang máy nếu được giám sát bởi BMS, người vận hành có thể biết được vị trí các thang tại các tầng và chế độ hoạt động, tình trạng các thiết bị truyền động điện khi hoạt động. BMS cũng quản lý nhiệt độ, độ ẩm tại khu vực đặt thang máy. Trong tình huống sự cố có thoát hiểm, các thang máy sẽ không hoạt động (ngoại trừ thang máy chữa cháy), khi đó các thang máy phải tự động di về vị trí gần nhất thông ra mặt đất để thoát hiểm hoặc tránh tình trạng có người bị kẹt trong thang máy.
2.6. Hệ thống chữa cháy
Gồm 2 hệ thống chữa cháy nước và chữa cháy khí: + Hệ thống chữa cháy dùng nước
Khi có sự cố cháy:
- Các bơm chữa cháy (Fire Fighting pump) hoạt động - Pressurised Fan hoạt động
- AHU ngừng hoạt động
- Đối với các Fire Fighting Pump, BMS quản lý hệ thống này như sau: Quản lý tình trạng hoạt động của các bơm trong điều kiện bình thường: - Nguồn cấp luôn sẵn sàng đáp ứng để các bơm hoạt động
- Áp lực tĩnh của hệ thống ở mức duy trì sẵn sàng cho việc vận hành (Áp suất làm việc).
- Mức nước của các bể chứa nước cung cấp đảm bảo mức yêu cầu sẵn sàng đáp ứng cho hệ thống vận hành chữa cháy.
Trong điều kiện sự cố:
- Kiểm soát chế độ vận hành của các bơm điện, nếu bơm điện quá tải ngừng hoạt động thì kiểm soát chế độ hoạt động của bơm diesel thay thế.
- Khi có sự cố cháy thật, các bộ cảm biến nhiệt độ trong phòng (trang bị để điều khiển AHU) sẽ cảm nhận sự tăng nhiệt độ đột biến. Để kiểm soát sự cháy Operator sẽ thực hiện việc đặt ngưỡng nhiệt độ sẽ có tín hiệu cảnh báo, khi nhiệt độ đạt ngưỡng giới hạn các tín hiệu cảnh báo về màu sắc trên màn hình đồ hoạ và tiếng bíp bíp sẽ nhắc nhở Operator về cảnh báo.
+ Hệ thống chữa cháy dùng khí
- Khác với phương pháp sử dụng của hệ thống chữa cháy dùng nước, hệ thống chữa cháy khí không có bơm tăng áp mà sử dụng các bình khí nén. Để quản lý tốt tính sẵn sàng đáp ứng tình huống khẩn cấp phòng chống cháy nổ, hệ thống được lắp đặt các bộ cảm biến áp suất tĩnh tại vị trí sau van điều áp Regulation Vavle tại khu vực đặt các bình khí nén và sau van phân phối Distribution valse, các bộ cảm biến này được nối tới đầu vào của các DDC đặt tại các tầng tương ứng.
Các thông tin về hệ thống này sẽ được cập nhật tới các máy tính điều khiển, tại đó người vận hành thực hiện việc giám sát toàn bộ hệ thống thông qua các thông số áp suất đo được từ đường ống dẫn của hệ thống.
2.7.Hệ thống an ninh
Hệ thống Security gồm 2 hệ thống nhỏ: CCTV và Access Control:
- Hệ thống CCTV được tích hợp kết nối tới hệ thống Access Control
- Hệ thống Access control là hệ thống an ninh nên có tính yêu cầu đồng bộ cao, các bộ điều khiển, các bộ xử lý tín hiệu đọc thẻ, đầu đọc thẻ cần phải tương thích với nhau để tránh các sai lệch điều khiển.
- Khi kết nối với CCTV trên màn hình đồ hoạ của hệ thống Access Control có thể thực hiện việc xem hình ảnh được các camera thu nhận tại hiện trường. Khi có các tín hiệu cảnh báo khu vực có đột nhập, người vận hành xem được hình ảnh tại hiện trường thông qua camera quan sát quản lý khu vực đó nhờ giao diện đồ hoạ mặt bằng hoặc địa chỉ hoá Camera.
- Để kết nối tới BMS, hệ thống Access Control nối tới tủ điều khiển kỹ thuật số tích hợp, việc kết nối này được thực hiện nhờ bộ Open procesor có ngôn ngữ giao diện tương ứng với ngôn ngũ giao diện của hệ thống Access Control. Khi kết nối tới hệ thống này các thông tin về hệ thống Access control sẽ được quản lý bởi các server. Các thông tin của hệ thống Access control được xem trên màn hình đồ hoạ của BMS server. Hệ thống thực hiện được việc tác động tới các đầu ra của hệ thống Access control, thực hiện chức năng điều khiển tới tất cả các cửa do hệ thống Access control quản lý, hoặc điều khiển mở tất cả các cửa để phục vụ việc thoát hiểm trong trường hợp khẩn cấp nếu được lập trình trên máy tính của hệ thống BMS.
- Cùng với các thông tin này, BMS Operator thực hiện lập báo cáo hoặc server tự kích hoạt điều khiển.