Thuyetminh BMS Quanhoanggia

VAPOWER GIẢI PHÁP TÒA NHÀ THÔNG MINH

GIẢI PHÁP TỔNG THỂ TỐI ƯU HỆ THỐNG BMS tự động tòa nhà QUÂN HOÀNG GIA sử dụng BMS của siemens

Giải pháp do các kỹ sư nhóm Năng lượng & Giải pháp TTNC-PT Tập đoàn Quân Hoàng Gia đề ra, để lấy cơ sở lý thuyết cho việc xây dựng hệ thống BMS tòa nhà Quân Hoàng Gia

Thực hiện chính: K/S: MAI TRƯỜNG QUÂN

CÔNG TY ĐẦU TƯ X .D VÀ T.M QUÂN HOÀNG GIA


Lời nói đầu

Nước ta trong giai đoạn hiện nay có khoảng 90% số nhà cao tầng đều có các hệ thống cơ sở hạ tầng, hệ thống cung cấp và thải nước, hệ thống cung cấp điện, hệ thống quạt trần hoặc điều hòa và hệ thống báo cháy. Đây là những tòa nhà loại thông thường.

Khoảng 50% số tòa nhà có trang bị hệ thống 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 BMS. Tất cả thiết bị của các hệ thống điều hòa, báo cháy,.. được điều khiển riêng biệt, các bộ điều khiển này không trao đổi thông tin với nhau, không có quản lý và giám sát chung và phần quản lý điện năng thì mới ở mức thấp. Đây là những tòa nhà đã có hệ thống điều khiển và giám sát tập trung, nhưng chưa có hệ thống BMS.

Khoảng 30% số tòa nhà có trang bị hệ thống điều hòa tập trung, hệ thống bảo vệ và báo cháy, hệ thống báo động xâm nhập và giám sát bằng camera có trang bị hệ thống BMS. Tất cả thiết bị của các hệ thống điều hòa, báo cháy, được điều khiển riêng biệt và tích hợp từng phần. Hệ BMS cho phép trao đổi thông tin, giám sát giữa các hệ thống, cho phép quản lý tập trung. Hệ BMS cho phép quản lý điện năng ở mức cao. Đây là loại tòa nhà cao tầng được trang bị hệ thống tự động hóa BMS.

Tất cả các tòa nhà cao tầng ở Việt Nam hiện nay đều không được trang bị hệ thống quản lý tòa nhà thông minh. Khi được trang bị hệ thống này, tất cả các hệ thống điều hòa, báo cháy, ... được điều khiển tập trung, tương tác bởi hệ BMS. Các hệ thống được tích hợp đầy đủ hệ thống thông tin, truyền thông và tự động hóa văn phòng. Đây là loại nhà cao tầng thông minh. Còn gọi là các tòa nhà hiệu năng cao, tòa nhà xanh, tòa nhà công nghệ cao, tòa nhà có những chức năng đặc biệt như bệnh viện, cơ quan trung ương, nhà quốc hội,...

Với các con số trên, chúng ta có thể thấy thực trạng về hệ thống nhà cao tầng của chúng ta phần lớn chưa được trang bị hệ thống BMS. Nếu xét về mặt chất lượng và hiệu năng sử dụng của các tòa nhà thì chưa đạt so với yêu cầu đặt ra cho các tòa nhà đó.

Chúng ta nêu một ví dụ về mặt chất lượng và hiệu năng sử dụng của các tòa nhà như sau: Các tòa nhà tối thiểu phải có hệ thống cung cấp nước, nhưng hệ thống này chưa được trang bị hệ thống BMS và tiết kiệm điện năng, do vậy tiền điện sẽ phải chi nhiều hơn so với những tòa nhà có trang bị hệ BMS và hệ thống tiết kiệm điện năng. Do vậy chất lượng và hiệu năng sử dụng là không cao. Nếu chúng ta xét về mặt kinh doanh thì các nhà cao tầng này sẽ không có tính cạnh tranh và đương nhiên là thua lỗ.



Qua phân tích thực trạng về hệ thống quản lý nhà cao tầng ở trên, chúng ta thấy tính cấp thiết phải trang bị các hệ BMS cho tòa nhà điều hành Quân Hoàng Gia. Ngày nay, các tòa nhà cao tầng không chỉ đạt tiêu chí diện tích sử dụng mà còn phải đạt tiêu chí về tiết kiệm điện năng, đạt tiêu chí về môi trường, tiêu chí về tiện nghi, tiêu chí về hệ thống thông tin, tiêu chí về an ninh, ...

Thuật ngữ BMS ra đời vào đầu những năm 1950. Và từ đó tới nay nó đã thay đổi rất nhiều kể cả trên phương diện phạm vi và cấu hình hệ thống. Cách thức liên lạc của hệ thống phát triển từ đi dây cứng tới đi dây hỗn hợp (multiplex) và giờ đây là hệ thống hai dây liên lạc số hoàn toàn. EMS và BMCS phát triển từ giao thức poll-response với bộ xử lý điều khiển trung tâm tới giao thức peer-to-peer với hệ thống điều khiển phân tán.

Các hệ thống quản lý tòa nhà BMS được phát triển và ứng dụng khoảng 20-30 năm trở lại đây dựa trên cở sở công nghệ tự động hóa phát triển và tích hợp tổng thể. Hệ thống BMS ra đời trợ giúp cho việc quản lý các tòa nhà rất hiệu quả và kinh tế. Tuy vốn ban đầu đầu tư cho thiết bị và các phần mềm quản lý là không nhỏ, nhưng so với chi phí khai thác lâu dài thì rất hiệu quả và kinh tế. Chúng ta có thể tham khảo các tòa nhà lớn ở sân bay Stuttgart của Đức, tòa nhà sinh thái ở Bỉ, nhà băng Credit Suisse First Boston ở Anh, Capital tower và hãng sản xuất đĩa cứng Seagate ở Singapore... Các tòa nhà này đã được trang bị hệ thống BMS của Siemens và đã, đang được khai thác rất hiệu qủa và kinh tế.

Các chức năng mô tả toàn bộ tính năng của một hệ thống BMS. Một tòa nhà quản lý tự động thông minh là phải có tất cả các tính năng về báo động và giám sát, hệ thồng quản lý năng lượng, hệ thống thông tin và truyền thông.

Các thiết bị tham gia vào hệ thống BMS được chia làm 3 cấp mạng, cấp dưới cùng là cấp các tầng của tòa nhà, cấp mạng thứhai là cấp mạng cho tòa nhà, cấp mạng thứ 3 là cấp quản lý tòa nhà và trao đổi thông tin với các tòa nhà khác và thế giới bên ngòai. Một tòa nhà được trang bị hệ thống 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.

Một số lợi ích của hệ BMS có thể kể đến là: * Hoạt động đơn giản hơn với những chức năng lập trình lặp đi lặp lại để thiết lập

chế độ vận hành tự động * Giảm thời gian huấn luyện vận hành viên nhờ các hướng dẫn và hỗ trợ trực quan

trên màn hình đồ họa * Đáp ứng các nhu cầu của người cư ngụ và phản ứng với các điều kiện rắc rối



nhanh hơn và hiệu quả hơn * Giảm lượng điện năng tiêu thụ thông qua khả năng điều khiển quản lý tập trung và

chương trình quản lý điện năng * Quản lý cơ sở/tài sản hiệu quả hơn nhờ các báo cáo ghi lại quá trình hoạt động,

bảo trì, và chức năng tự động gửi cảnh báo

* Lập trình linh hoạt theo nhu cầu của từng tòa nhà, tổ chức và yêu cầu mở rộng. * Nâng cao hoạt động nhờ tích hợp phần mềm và phần cứng của nhiều hệ thống phụ

như điều khiển số trực tiếp (DDC - Direct Digital Control), hệ thống báo cháy, an ninh, điều khiển truy nhập hoặc điều khiển ánh sáng.

Giải pháp mạng APOGEE điều khiển tự động tòa nhà của siemens Hệ thống tự động tòa nhà APOGEE (EPOGEE Buiding Automation Systems) của Siemens về thực chất là một giải pháp tổng thể tự động và quản lý tòa nhà BMS một cách hoàn chỉnh. Nó có thể thực hiện các chức năng sau: - Quản lý hệ thống điều hoà thông khí (HVAC): Quản lý hoạt động toàn bộ hệ thống điều hoà thông khí của toà nhà từ trung tâm điều khiển. Toàn bộ bảng biểu, sơ đồ nguyên lý hệ thống, mặt bằng bố trí thiết bị, thông số kỹ thuật, trạng thái hoạt động thiết bị của hệ thống điều hoà thông khí được thể hiện trên màn hình máy tính giám sát trung tâm cho phép giám sát và điều khiển một cách trực quan. - Quản lý hệ thống điện: Điều khiển và giám sát hê thống cấp điện nguồn, hệ thống chiếu sáng, các máy phát điện dự phòng. - Quản lý hệ thống camera giám sát an ninh: Giám sát an ninh cho phép giám sát, lưu trữ hình ảnh và điều khiển các camera từ máy chủ hệ thống BMS. - Quản lý hệ thống kiếm soát ra vào: Giám sát hoạt động truy xuất tại các cửa, phân quyền truy nhập, ra lệnh đóng hoặc mở trong tình huống khẩn cấp từ máy chủ hệ thống BMS. - Quản lý hệ thống hệ thống chống trộm: Giám sát và đưa ra tín hiệu cảnh báo trên máy chủ hệ thống BMS. - Tích hợp hệ thống báo cháy tự động: Giám sát và phát tín hiệu cảnh báo trên máy chủ hệ thống BMS khi có sự cố cháy nổ, đồng thời phát tín hiệu cảnh báo qua hệ thống truyền thanh nội bộ PA, điều khiển liên động tới hệ thống điều hoà không khí hạn chế cháy lan truyền, cắt điện hệ thống điện nguồn và hệ thống điện chiếu sáng, điều khiển thang máy đảm bảo an toàn và thoát hiểm cứu nạn.

- Tích hợp hệ thống chữa cháy tự động: Giám sát toàn bộ trạng thái và điều khiển hoạt động của các bơm chữa cháy, giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống chữa cháy tự động, mức nước tại các bể chứa nước. - Quản lý hệ thống truyền thanh nội bộ PA: Đưa ra các cảnh báo tự động (khi có sự cố kỹ thuật hệ thống hoặc xảy ra cháy nổ) bởi các nhân viên kỹ thuật hoặc 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, trạng thái hoạt động của động cơ, vị trí thang máy. Điều khiển liên động tới thang máy khi có sự cố cháy nổ, điều khiển on/off động cơ thang máy. - Quản lý năng lượng: Kiểm soát và lưu trữ các thông số lượng điện năng, nhiệt năng và lượng nước tiêu thụ.

Với tính chuyên nghiệp trong vận hành điều khiển các toà nhà, hệ thống BMS thực hiện được đầy đủ các nhiệm vụ điều khiển vận hành và quản lý các hạng mục kỹ thuật trong toà nhà. Đây là môi trường thu nhận, quản lý toàn bộ các thông số kỹ thuật của thiết bị của các hệ thống kết nối tới. Thông qua trao đổi thông tin, BMS điều khiển vận hành các thiết bị chấp hành hoạt động của từng hệ thống kỹ thuật khác nhau hoạt động theo yêu cầu của người quản lý, đảm bảo các yếu tố kỹ thuật cũng như các yếu tố an toàn, an ninh và quan trọng nhất là tiết kiệm năng lượng vận hành tránh các lãng phí không cần thiết, giảm được các chi phí vận hành hệ thống nâng cao được tính chủ động của người quản lý hệ thống trong vận hành bảo dưỡng sửa chữa nâng cấp và khắc phục các sự cố kỹ thuật

Yêu cầu của thiết kế hệ thống tự động tòa nhà Quân Hoàng Gia là phải có tính mềm dẻo trong việc liên kết các sản phẩm khác của các hãng, phải có khả năng tích hợp với các giao thức mở phổ biến trong công nghiệp như: LONmark, ModBus, P2, M-Bus, BacNet, EIB phù hợp theo tiêu chuẩn ASHREA 135/1995 của Hoa Kỳ. Điều này có thể giải quyết được thông qua hệ thống EPOGEE (về khả năng mở rộng sẽ được đề cập trong các nội dung sau.)

Cấu trúc của hệ thống điều khiển Siemens BMS là hệ thống có cấu trúc mở và hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống BMS giám sát kỹ thuật - điều khiển tòa nhà của Quân Hoàng Gia, cũng như đáp ứng được các yêu cầu về nâng cấp mở rộng trong tương lai. Với cấu trúc mở, giao thức mở và được xây dựng trên cơ sở của khoa học công nghệ tiên tiến hiện đại nhất hiện nay, hệ thống điều khiển tự động hóa tòa nhà BMS cho phép tích hợp các hệ thống kỹ thuật đơn lẻ khác có sử dụng các giao thức chuẩn, và giúp người quản lý dễ dàng trong quản lý và vận hành điều khiển các hệ thống kỹ thuật tòa nhà.

Hệ thống BMS này về thực chất sẽ có cấu trúc của “Hệ thống Điều khiển phân tán” DCS (Distributed Control System), phần mềm điều khiển đóng vai trò giao diện người máy HMI (Human Machine Interface) giữa máy tính điều khiển với các bộ điều khiển kỹ thuật số, hệ thống sẽ hoạt động ổn định tại các thiết bị điều khiển số MBC (Moduler Building Controller), MEC (Moduler Equipment Controller), PXC (Programable Controller) cho dù có các gián đoạn truyền thông trong mạng điều khiển hay có sự cố đối với các máy tính điều khiển của hệ thống mạng tại cấp quản lý điều khiển tại phòng điều khiển trung tâm (Đây là một ưu thế



cực kỳ quan trọng trong việc đảm bảo an toàn hoạt động của hệ thống).

1. Cấu trúc hệ thống BMS tòa nhà QUÂN HOÀNG GIA : Cấu trúc chung mạng của tòa nhà Quân Hoàng Gia:

Hình 1.1.

Trong cấu trúc trên được chia thành 3 hạ tầng mạng cơ sở: Field Level (cấp trường), Automation Level (cấp tự động),Management Level (cấp quản lý) với tương ứng là 3 cấu trúc mạng: FLN - Floor Level Network (mạng cấp nền), BLN - Building Level Network (mạng cấp tòa nhà), MLN - Management Level Network (mạng cấp quản lý). Với mỗi cấp mạng sẽ kết nối với các thiết bị khác nhau và có chức năng khác nhau Cấp FL có thể kết nối và phát triển tối đa với 32 devices (thiết bị), cấp AL phát triển được 100 controllers (bộ điều khiển) và có khả năng kết nối lên tới 1000 bộ điều khiển nếu sử dụng cấu trúc mạng peer to peer (điểm - điểm), còn cấp ML liên kết được tối đa 25 trạm máy tính điều khiển.

Trên cơ sở cấu trúc mạng hạ tầng như trên. Sau đây là hệ thống BMS điều khiển và giám sát toàn bộ tòa nhà điều hành Quân Hoàng Gia do nhóm kỹ sư bộ phận Năng lượng và giải pháp thuộc TTNC-PT Tập Đoàn Quân Hoàng Gia đưa ra giải pháp như sau:



Hình 1.2. Cấu trúc tổng quát mạng quản lý tòa nhà BMS

Các thiết bị trong hệ thống được xem là một node trên toàn hệ thống mạng Ethernet TCP/IP, chúng được kết nối theo hình thức điểm - điểm (peer to peer) cho phép truyền được thông tin hai chiều download chương trình điều khiển và upload thông số hệ thống tới từng điểm đ iều khiển mà không ảnh hưởng tới việc truyền thông tin của bộ điều khiển khác. Cho phép lập trình trực tuyến, từ bất cứ bộ điều khiển nào cũng có thể truy cập được tới tất cả các điểm trong hệ thống. Sau đây là cấu trúc mạng rút gọn của một hệ thống BMS điều khiển tòa nhà:



Hình 1.3. Cấu trúc thu gọn của hệ BMS

1.1. Thiết bị điều khiển trung tâm: Tại phòng điều khiển trung tâm các máy tính 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 và đặt tại phòng điều khiển trung tâm của tòa nhà. Chuyên biệt một hệ thống BMS phần mềm được cài đặt trong một máy tính có cài hệ điều hành Microsoft Window 2000/2003 server... Phần mềm BMS được cài đặt ở đây là một phần mềm chuyên dụng cho việc điều khiển và quản lý một tòa nhà. Phần mềm này có khả năng thu nhận thông tin, giám sát trạng thái làm việc của toàn bộ các thiết bị trong hệ thống như đèn chiếu sáng, nhiệt độ, camera...

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, dễ dàng sử dụng và thông minh.



Ngay tại các trạm vận hành cấp trường, nơi để xử lý các sự cố người vận hành hoàn toàn có thể được thực hiện được những chức năng đầy đủ như trạm vận hành trung tâm nếu người vận hành đó được phân quyền một account cho phép. Phần mềm có chức năng hỗ trợ truy cập Web, và phải có tính năng bảo mật cao trong môi trường Internet để tránh Hacker nhòm ngó và khai thác...

1.2. Các khối Module điều khiển:

1.2.1. Bộ điều khiển MBC (Modular Building Controller):

MBC là một Module chuyên dụng cho việc điều khiển tòa nhà. Với các tính năng ưu việt và tiện ích dễ dàng sử dụng, nên MBC là một giải pháp lựa chọn cho các hệ thống điều khiển tòa nhà thông minh, được nhiều hãng tích hợp hệ thống tin dùng.

Các thông số chính của một bộ MBC như sau:

Hỗn hợp I/O vào ra

1, 2 hay 4 điểm một module

Lựa chọn công tắc HOA cho module

Phạm vi từ 2 đến 288 điểm phụ thuộc vào số lượng & hỗn hợp loại điểm: o Bạn chỉ mua tùy theo ứng dùng của mình

o Module dễ dàng lắp lẫn nhau

o Dễ dàng nâng cấp mở rộng hệ thống mà không cần phải đầu tư 1 lần - đầu tư khi

cần, khi có nguồn tài chính...

Bộ xử lý PowerPC hàng đầu

Mạng Ethernet TCP/IP hay cổng RS-485 BLN

Hỗ trợ Flash Card Bộ nhớ 72 MB

Hỗ trợ cổng P1 FLN

Modem cho kết nối quay số

Hỗ trợ phần mềm Driver cho tích hợp



Hình 1.4. Cấu tạo bộ MBC

Ta nhận thấy, các tủ điểu khiển kỹ thuật số cấu trúc mô đun MBC (Modular Building Controller) được chế tạo với bộ vi xử lý có bộ nhớ RAM lớn tới 72 MB. Bộ vi xử lý này có khả năng lưu giữ toàn bộ các thông tin và chương trình điều khiển trong 20 ngày khi không có nguồn điện cung cấp nhờ nguồn pin nuôi gắn kèm. Các tủ điều khiển này có thể kết nối với các Server của phòng điều khiển trung tâm qua mạng Ethernet LAN 100 BaseTx (EBLN: Ethernet Building Level Network).

Người vận hành có thể lập các chương trình điều khiển rồi truyền tải qua mạng LAN TCP/IP từ các server tới các tủ điều khiển MBC, mạng truyền thông cho phép thực hiện truyền tải các chương trình điều khiển trên mạng LAN tới các thiết bị điều khiển mà không cần phải ngừng các chương trình vận hành điều khiển hay làm gián đoạn các hoạt động của các thiết bị trong tòa nhà.

Tủ điều khiển MBC có thể nâng cấp cấu hình các điểm điều khiển dễ dàng nhờ thiết kế theo cấu trúc module, có tính chuẩn hóa, có thể lắp dẫn cao. Tủ điều khiển có hai loại chính là 24 module gọi là MBC24 và 40 module gọi là MBC40. Khi kết nối trên mạng điều khiển RBLN ( Ethernet Building Level Network ), các tủ điều khiển này cho phép kết nối đến 1000 tủ điều khiển gồm các MBC hoặc kết nối với các thiết bị điều khiển DDC khác như MEC, PXC.

Các tủ điều khiển MBC cho phép người quản lý truy nhập bằng các máy tính cá nhân của các nhân viên vận hành điều khiển, thực hiện việc sửa đổi chương trình làm việc của thiết bị, việc lập trình tại chỗ.Đồng thời bộ vi xử lý ( Open processor ) của MBC đã được cài đặt sẵn các chương trình ứng dụng nhưng giúp cho người vận hành lập các chương trình điều khiển cho thiết bị trên các ứng dụng điều khiển máy tính của hệ điều hành Microsoft Window. Các MBC là tủ điều khiển có tính độc lập cao: khi hệ thống mạng từ server đến có sự cố thì các tủ điều khiển này có khả năng thực hiện các chương trình điều khiển thiết bị nhờ vào bộ nhớ RAM.

Để thực hiện việc kết nối tích hợp các hệ thống kỹ thuật, các thiết bị điều khiển với các giao thức khác nhau, các MBC có khả năng lắp các bộ vi xử lý mở tích hợp ( Open



Proccesor ) có giao thức tương ứng Bacnet, Lonmark, Modbus, EIB, M-Bus, Profibus để thực hiện việc truyền nhận thông tin với hệ thống kết nối tới. Các thông tin này được gửi tới các máy tính điều khiển trung tâm thông qua mạng EBLN và có thể hiển thị trên màn hình của các máy tính trạm vận hành qua các giao diện đồ họa.

Mỗi MBC có khả năng thiết lập được 3 mạng điều khiển Master/Slave, mỗi mạng này gồm 32 bộ điều khiển số cấp trường TEC ( Terminal Equipment Controller ) điều khiển các thiết bị cấp trường như FCU, VAV Box, bơm nước, bơm nhiệt và mạng điều khiển chiếu sáng.

Khi có sự cố về nguồn cung cấp, các bộ điều khiển MBC sẽ tự động lưu giữ các thông tin liên quan tới các quá trình vận hành điều khiển, các tham số này được lưu giữ tại MBC trong thời gian do người vận hành chỉ định từ 1 đến 20 ngày đảm bảo các yêu cầu về lưu trữ dữ liệu đặt ra. Trong trường hợp vận hành bình thường, các dữ liệu này được lưu giữ trong bộ nhớ dung lượng lớn của tủ điều khiển do người vận hành cài đặt lên tới 1400 ngày.

1.2.2. Module điều khiển MEC ( Modular Equipment Controller):

Các thông số của bộ MEC:

Cố định I/O

Lựa chọn các models sau:

Hỗ trợ Modern

Hỗ trợ Point Expansion Bus

Công tắc Hand – Off – Auto – HOA.

Kết nối P1 FLN (3) tùy thuộc vào Model.

Kết nối Lon Works FLN.

Hỗ trợ cổng RS-485 BLN.

Hỗ trợ mạng TCP/IPEthernet BLN.

Bộ nhớ 40 to 72MB tùy thuộc vào Model.

Bộ vi xử lý PC tốc độ 48 MHz.

Hình 1.5. Cấu tạo của bộ MEC



Từ các thông số đó ta nhận thấy, bộ điều khiển MEC có bộ vi xử lý gắn sẵn, tốc độ xử lý CPU 48MHz, bộ nhớ động RAM 40 đến 72 MB tùy theo yêu cầu của đầu tư, người quản lý hệ thống. Các bộ MEC cho phép kết nối với nhau, các MBC và các máy tính điều khiển thông qua mạng Ethernet LAN giao thức TCP/IP, cho phép sử dụng đường truyền chung của mạng máy tính nội bộ của tòa nhà.

Bộ điều khiển có các cổng Input/Output chuẩn. Mỗi MEC được tích hợp sẵn với 32 cổng xuất nhập ( Input/Output – I/O). Tùy nhu cầu sử dụng mà có thể dung kết hợp I/O module mở rộng. Các module I/O mở rộng này cũng cho phép lựa chọn số điểm theo nhu cầu là loại Analogue hoặc Digital.

MEC có thể lựa chọn loại thiết lập được 3 mạng Master/Slave để tăng thêm số lượng thiết bị điều khiển cấp trường theo nhu cầu của người sử dụng. Tuy nhiên, số lượng điểm của thiết bị điều khiển này nhỏ chỉ phù hợp với các thiết bị điều khiển cỡ nhỏ và cấu hình không thay đổi theo thời gian.

MEC được sử dụng cho việc tích hợp hệ thống kỹ thuật khác vào hệ thống BMS theo chuẩn LONMark, việc tích hợp cũng dựa trên các giao diện tại các cổng FLN.

1.2.3. Bộ điều khiển PXC ( Programable Controller):

Bộ điều khiển PXC có bộ vi xử lý gắn sẵn, processor clock speed 100MHz, bộ nhớ động RAM24, kích thước nhỏ gọn có thể lắp đặt trên các thanh đỡ chuẩn DIN, trên tường…., các PXC kết nối với các MBC, MEC và các máy tính điều khiển thông qua mạng Ethernet LAN giao thức TCP/IP, cho phép sử dụng đường truyền chung của mạng máy tính nội bộ của tòa nhà.

Bộ điều khiển có các cổng Input/Output chuẩn, đồng thời nó có tính mềm dẻo trong sử dụng, người sử dụng có thể định dạng cấu hình các điểm theo yêu cầu nhờ cấu tạo điểm đầu vào ra là loại Universal I/O. Mỗi PXC được chế tạo sẵn với 16 hoặc 24 cổng vào ra Universal (Input/Output – I/O).

Tóm lại các tủ điều khiển MBC/ MEC/ PXC thực hiện điều khiển và giám sát các thiết bị của các hệ thống như:

- Hệ thống điện: Quản lý các máy biến áp cao thế, máy phát điện dự phòng, các tủ phân phối nguồn chính và các tủ phân phối tại các tầng trong tòa nhà. - Hệ thống điều hòa HVAC: Sẽ quản lý và giám sát bộ làm lạnh (Chiller), bơm nước chiller, quạt hút khí thảI Extract Fan, điều khiển các máy điều hòa dùng nước chiller theo kiểu phân vùng FCU - Quản lý chế độ vận hành của các quạt tăng áp cầu thang (Pressurised Fan) - Quản lý chế độ vận hành của các bơm chữa cháy (Fire fighting pump) - Thu nhận tín hiệu báo cháy từ tủ báo cháy trung tâm - Kết nối tích hợp với hệ thống an ninh của tòa nhà - Kết nối tích hợp với hệ thống thang máy, quản lý trạng thái hoạt động, kiểm soát



vị trí thang từ phòng điều khiển trung tâm. Trong cấu trúc mạng của hệ thống BMS, trên mỗi mạng EBLN cho phép cho thiết lập

quan hệ 100 tủ điều khiển MBC & MEC, và chấp nhận 1000 tủ điều khiển MBC, MEC và PXC trong toàn bộ hệ thống mạng điều khiển. Do vậy, hệ thống điều khiển sử dụng cấu hình thiết bị điều khiển như MBC, MEC hay PXC sẽ cho phép mở rộng với số lượng rất lớn khi có yêu cầu phát triển hệ thống. Các MBC, MEC & PXC được lắp đặt tại các phòng máy tại tầng hầm 1 và tầng mái của tòa nhà Việt á để dễ dàng cho việc thực hiện việc điều khiển, giám sát và tích hợp hệ thống.

1.3 Mạng và cách thức truyền thông: 1.3.1. Mạng EBLN:

- Mạng Ethernet LAN TCP/IP là là mạng truyền thông chính của hệ thống BMS, các bộ điều khiển số trực tiếp dạng mô đun MBC, MEC & PXC được sử dụng cho tòa nhà sẽ kết nối với nhau và các máy tính điều khiển (server) của hệ thống điều khiển BMS. - Hệ thống mạng Ethernet LAN là đường truyền chung cho hệ thống Apogee, giao thức sử dụng trong mạng EBLN là giao thức TCP/IP. Đường trục chính của mạng điều khiển hệ thống BMS sử dụng cáp quang để mở rộng dải thông, cho phép truyền các gói tin của hệ thống an ninh quản lý ra vào Access control, Camera giám sát. - Việc sử dụng chuẩn truyền thông TCP/IP không những tạo được tốc độ truyền thông cao mà còn đáp ứng yêu cầu về khoảng cách truyền mà không cần bộ lặp, và hoàn toàn đáp ứng tính năng thời gian thực của hệ thống BMS, tốc độ truyền thông trên mạng điều khiển đạt được 100 MBps.

1.3.2. Mạng FLN (Floor Level Network): Đây là mạng nằm ở hệ thống mạng cấp trường trong cấu trúc hệ thống APOGEE . Mỗi

MBC hoặc MEC xxEF xây dựng được 3 mạng FLN theo cơ chế giao tiếp Master/Slave. - Trong mỗi mạng Master/Slave, MBC đóng vai trò là bộ điều khiển Master và 32 bộ điều khiển cấp trường đóng vai trò là Slave và các thiết bị mạng điều khiển đèn, thiết bị đo đếm điện năng nối mạng. Mạng Master/ Slave sử dụng chuẩn truyền thông công nghiệp RS485, các giao thức được sử dụng trên mạng là LonTalk, EIB, P1 phổ biến Mạng truyền thông Floor Level Network được thiết lập sử dụng cáp đôi dây xoắn có bọc kim AWG18. Tốc độ truyền thông trong mạng này đạt 4800 B/s. - Mạng điều khiển FLN quản các bộ điều khiển đèn có cấu trúc module LCM, thực hiện kết nối các bộ đo đếm điện năng Digital Energy Meter (DEM), các bộ biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ (VSD). - Trên các FLN, hệ thống Apogee cho phép tồn tại 32 LCM/ 1mạng FLN, mỗi Bus được thiết lập sử dụng cáp đôi dây xoắn có bọc kim AWG18, tốc độ truyền thông trong mạng này đạt đến 78 kB/s. - Mạng điều khiển đèn được xây dựng trên các LCM sử dụng chuẩn truyền thông công nghiệp RS485, các giao thức được sử dụng trên mạng là LonTalk, EIB, Mạng điều khiển LLN cho phép các công tắc khả trình, các Rơ le, các bộ cảm quang tồn tại trong mạng là 48 thiết bị..



2. Các hệ thống điều khiển chính:

2.1. Hệ thống điều khiển chiếu sáng và quản lý điện năng hệ thống điện: 2.1.1. Hệ thống điều khiển chiếu sáng:

Điện năng dùng cho điều khiển chiếu sáng trong một toà nhà chiếm một tỷ trọng khá lớn so với điện năng tiêu thụ tổng. Việc quản lý tốt vấn đề chiếu sáng không chỉ đem lại môi trường làm việc đủ ánh sáng mà còn nâng cao hiệu quả đầu tư do việc tiết kiệm điện và chi phí v ận hành.. Đối với một công trình quan trọng như toà nhà VAPOWE cần thiết phải có một hệ thống điều khiển chiếu sáng hiện đại, đáp ứng mọi hoạt động, mọi chế độ chiếu sáng trong toà nhà như: chiếu sáng hội thảo, chiếu sáng văn phòng làm việc, chiếu sáng khu đại sảnh khi có các hoạt động giao lưu, đón tiếp và chiêu đãi khách.

Với quy mô và tính chất như vậy, hệ thống điều khiển chiếu sáng cho toà nhà cần phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau: Quản lý điều khiển chiếu sáng tập trung Có khả năng điều khiển chiếu sáng theo chương trình, theo lịch đặt trước Có khả năng kết hợp điều khiển chiếu sáng tự động theo chương trình và chiếu sáng tại chỗ Có khả năng lựa chọn chế độ chiếu sáng phù hợp Có khả năng kết nối với hệ thống quản lý toà nhà để tối ưu hoá vận hành Có khả năng mở rộng hệ thống không chỉ về số lượng thiết bị điều khiển chiếu sáng mà cả các thiết bị hỗ trợ điều khiển chiếu sáng như các cảm biến cường độ sáng, các thiết bị an ninh. Hệ thống đèn chiếu sáng công cộng trong và ngoài tòa nhà sẽ được thiết kế dựa trên những tiện ích cho người sử dụng và quản lý hệ thống.- Khác những hệ thống chiếu sáng thường được thiết kế kiểu truyền thống, các thiết bị điều khiển chiếu sáng của tòa nhà Ruby Plaza được nối mạng Lighting Level Network (LLN). Trên mạng LLN là các thiết bị điều khiển đèn Relay Control Module (RCM), công tắc khả trình Programable Switch Module (PSM), các module đầu vào - Các thiết bị này sử dụng chuẩn truyền thông RS485 và được duy trì thông tin với bộ điều khiển MBC hay MEC nhờ bộ Lighting Control Module (LCM), mỗi mạng LLN có thể duy trì được 48 thiết bị điều khiển phần cứng như RCM, PSM, DIM. - Các đèn chiếu sáng tại các khu vực được điều khiển On/ Off từ xa tại phòng điều khiển trung tâm, từ các công tắc điều khiển khả trình được lắp đặt tại khu vực hoặc bởi công tắc On/ Off trên thân của Relay điều khiển RCM tại các tủ điện điều khiển đèn. - Các khu vực nhạy cảm như khu chế tác, khu trưng bày, các khu văn phòng của công ty, hệ thống đèn được kết nối điều khiển liên động với hệ thống an ninh chống đột nhập bất hợp pháp Access Control Sipass. Khi có tín hiệu truy nhập bất hợp pháp tại các khu vực này, đèn chiếu sáng được điều khiển bật sáng để tăng cường độ sáng cho khu vực phục vụ



cho việc thu hình của hệ thống Camera giám sát. - Các thiết bị điều khiển đèn LCM nằm trên mạng điều khiển cấp độ FLN, hệ thống cho phép 32 bộ LCM cùng tồn tại trên mạng điều khiển FLN, khi điều khiển đèn, mạng điều khiển đèn không cần phải sử dụng thêm bất kỳ một phần mềm điều khiển nào khác ngoài phần mềm điều khiển hệ thống BMS.

Giải pháp được ứng dụng điều khiển chiếu sáng ở đây là sử dụng giải pháp điều khiển chiếu sáng Litrol (Light Controll). Khác với hệ chiếu sáng thông thường là điều khiển bật tắt tại chỗ theo yêu cầu sử dụng, hệ thống điều khiển chiếu sáng LITROL cho phép quản lý chiếu sáng một cách tập trung kết hợp với chức năng điều khiển chiếu sáng tự động. Điều này giúp cho vấn đề tiết kiệm điện năng được xử lý một cách triệt để và hiệu quả. Sau đây là những ưu điểm mà hệ thống điều khiển chiếu sáng LITROL của Siemens mang lại: - Điều khiển tập trung: việc điều khiển chiếu sáng được quản lý tập trung tại phòng điều

khiển trung tâm. Tại phòng điều khiển trung tâm, nhân viên vận hành có thể điều khiển bật tắt từng tuyến đèn, giám sát trạng thái bật tắt từng tuyến và lựa chọn chế độ cũng như lập lịch chiếu sáng theo yêu cầu - Tự động hoá điều khiển chiếu sáng: Với hệ thống điều khiển chiếu sáng LITROL, Nhân

viên vận hành có thể lập sẵn lịch hoạt động chiếu sáng cho từng khu vực nhất định, cho từng thời điểm nhất định. Ví dụ: Đối với khu vực hành lang là nơi thường xuyên có người qua lại, hệ thống sẽ tự động bật sáng khu vực đó trong thời gian làm việc. Những khu vực nhạy cảm về vấn đề an ninh, hệ thống sẽ tự động bật sáng khu vực đó về đêm hoặc chiếu sáng tăng cường trong những thời điểm nhạy cảm. Những khu vực như phòng họp, hội thảo nhân viên vận hành có thể lập sẵn thời gian chiếu sáng cho khu vực đó trong thời gian diễn ra các hoạt động liên quan.



Hình 2.1. Cấu trúc hệ thống chiếu sáng LITROL

Kết hợp điều khiển tự động và điều khiển tại chỗ: Do tính chất đặc thù của điều khiển chiếu sáng là yêu cầu sử dụng ánh sáng thay đổi liên tục cầu của người sử dụng, cần thiết phải hoạt động song song hai chế độ điều khiển: điều khiển tập trung tại phòng điều khiển và điều khiển tại chỗ tại khu vực cần chiếu sáng. Với hệ thống LITROL, người sử dụng có thể bật tắt tuyến đèn bằng những công tắc điều khiển gắn tại hiện trường mà không làm mất khả năng điều khiển chiếu sáng tại trung tâm. Ngoài ra, nhờ ứng dụng các thiết bị điều chỉnh như BALLAST cho đèn huỳnh quang, người sử dụng có thể tự động điều chỉnh cường độ sáng theo thói quen, theo sở thích.

- Lựa chọn chế độ chiếu sáng: Khi thay đổi tính chất làm việc như khu vực hội thảo, việc lựa chọn chế độ chiếu sáng cho khu vực đó cũng rất quan trọng trong việc đem lại hiệu quả cao cho công việc. Khi sử dụng các thiết bị như máy chiếu, ti vi việc giảm cường độ sáng cho phù hợp được thực hiện tự động trong thời gian trình chiếu. Đối với các khu vực nhận nhiều ánh sáng tự nhiên nhờ sử dụng vách kính, nhân viên vận hành có thể lựa chọn chế độ chiếu sáng ban ngày, ban đêm để tiết kiệm năng lượng.

- Khả năng tích hợp với hệ thống quản lý toà nhà BMS và bms: Để vấn đề giám sát tập trung được thực hiện một cách triệt để, hệ thống LITROL có khả năng tích hợp với hệ thống quản lý toà nhà (BMS) APOGEE Insight. Khi đó, các thiết bị điều khiển chiếu sáng sẽ nằm trên lớp mạng thiết bị trường FLN hoặc LONWORK. Ngoài lợi ích giám sát tập trung, khi tích hợp vào hệ thống BMS, hệ thống LITROL sẽ trở nên linh hoạt trong vận hành khi ứng dụng những chức năng mạnh của hệ thống BMS.

- Khả năng mở rộng hệ thống: Lớp mạng thiết bị trường FLN/ Lonworks của hệ thống điều khiển chiếu sáng LITROL là những giao thức truyền thông có tính năng mở. Việc sử dụng đồng thời hai giao thức này cho phép mở rộng hệ thống một cách linh hoạt: sẵn sàng mở rộng cho các thiết bị mạng FLN/ Lonworks. Điều này đảm bảo cho hệ thống điều khiển chiếu sáng cho toà nhà luôn đáp ứng mọi yêu cầu vận hành trong tương lai.

- Các bộ điều khiển đèn Lighting Control Module LCM tạo nên mạng truyền thông điều khiển đèn Lighting Level Network (LLN). LCM kết nối các rơle khả trình dạng module (Relay control Module), và các bộ công tắc khả trình PSM (Programable Switch Module) các thiết bị này tủ điều khiển đèn chiếu sáng. Các tủ điện chiếu sáng gồm rất nhiều tủ điều khiển cho các khu văn phòng và hàng lang, các khu công cộng trong và ngoài toà nhà.- Mỗi bộ LCM có thể kết nối tối đa 48 rơ le và công tắc khả trình, điểm đầu vào số. Thông qua mạng truyền thông RS485, mỗi rơ le điều khiển ON/OFF, các công tắc lập trình được sẽ được lập trình để điều khiển cho từng tuyến đèn cụ thể từ tầng hầm đến tầng mái của toà nhà, các thông tin về thiết bị LCM, RCM và PSM cùng với các tài liệu liên quan sẽ được cung cấp cho nhà thầu lắp đặt hệ thống chiếu sáng để phối hợp thực hiện đấu nối. - Đồ họa mặt bằng điều khiển của các khu vực điều khiển chiếu sáng sẽ được xây dựng trên các máy tính điều khiển, đồ họa này sẽ được thống nhất với chủ đầu tư và nhà thầu hệ thống chiếu sáng. Người vận hành thực hiện điều khiển ON/OFF trên màn hình đồ họa, trên các giao diện mặt bằng tương ứng với tuyến đèn cần bật tắt. Trạng thái đèn ON/OFF được hiển thị trên màn hình đồ họa, người sử dụng dễ dàng nhận biết thay đổi bởi sự thay



đổi màu sắc của các điểm I/O trên nền đồ họa. - Các tuyến đèn trong và ngoài tòa nhà được vận hành tự động theo các lịch trình cụ thể được lập bởi người vận hành hoặc điều khiển đơn tuyến theo yêu cầu chiếu sáng cụ thể

Ngoài ra, nhờ áp dụng công nghệ Bus và giao thức truyền thông hiện đại, sử dụng hệ thống điều khiển chiếu sáng LITROL sẽ tiết kiệm được khối lượng cáp điện dùng cho chiếu sáng. Các chế độ vận hành của hệ thống: Hệ thống điều khiển chiếu sáng LITROL kết hợp đồng thời 2 chế độ vận hành: Vận hành chiếu sáng tự động và chiếu sáng tập trung: ở chế độ này, các tuyến đèn được tự động bật tắt theo chương trình, theo lịch lập sẵn hoặc theo thao tác vận hành trực tiếp của nhân viên trực vận hành. Vận hành chiếu sáng tại chỗ và vận hành từ xa: Người sử dụng có thể tự động bật tắt tuyến đèn nhờ các bộ công tắc khả trình gắn tại hiện trường và gắn tại khu vực kỹ thuật khi cần.

Các bộ điều khiển đèn Lighting Control Module thiết lập mạng truyền thông điều khiển kết nối các rơle dạng module Relay control Module trên hệ thống mạng đặt tại các tủ điều khiển đèn chiếu sáng.

Bật - Tắt được từ xa, theo dõi được trạng thái của các tuyến đèn được điều khiển. Thực hiện lệnh Bật - Tắt tự động theo lịch trình đặt sẵn bởi người quản lý hệ thống tại máy tính điều khiển trung tâm.

- Thực hiện Bật - Tắt tại chỗ nhờ các công tắc khả trình trong hệ thống Lighting Control,các công tắc này được nối mạng truyền thông EIB với bộ điều khiển kỹ thuật số DDC và có thể lập trình để điều khiển cho một tuyến đèn hay một nhóm tuyến đèn.

Mỗi bộ LCM có thể kết nối tối đa 48 rơ le và các công tắc có khả năng lập trình thông qua mạng truyền dẫn chuẩn công nghiệp ETHERNET, mỗi rơ le điều khiển ON/OFF, và các công tắc lập trình được sẽ được lập trình để điều khiển cho từng tuyến đèn cụ thể, việc điều khiển các tuyến đèn sẽ được xác định rõ với nhà thầu lắp đặt hệ thống chiếu sáng, các thông tin về thiết bị LCM, RCM, DPM và các công tắc khả trình.

Đồ họa mặt bằng điều khiển của các khu vực điều khiển chiếu sáng sẽ được xây dựng trên các máy tính điều khiển, đồ họa này sẽ được thống nhất với chủ đầu tư và nhà thầu hệ thống chiếu sáng. Người vận hành thực hiện điều khiển ON/OFF trên màn hình đồ họa, trên các giao diện mặt bằng tương ứng với tuyến đèn cần bật tắt. Trạng thái đèn ON/OFF được hiển thị trên màn hình đồ họa, người vận hành dễ dàng nhận biết việc này bởi sự thay đổi màu sắc của các điểm I/O trên nền đồ họa.

Các bộ công tắc khả trình (programable switch) được lắp đặt trên tủ điện điều khiển tại các tầng, người sử dụng có thể dùng để vận hành tại chỗ các tuyến đèn theo yêu cầu chiếu sáng thực tế của các khu vực trong và ngoài tòa nhà. Các tuyến đèn trong và ngoài tòa nhà được vận hành tự động theo các lịch trình cụ thể được lập bởi người vận hành hoặc điều khiển đơn tuyến theo yêu cầu chiếu sáng cụ thể. Tại các tầng quan trọng, các tuyến đèn chiếu sáng sẽ được kết nối và được điều khiển “interlock” với hệ thống kiểm soát ra vào thuộc hệ thống an ninh. Vào buổi tối, ngoài giờ làm việc, các tuyến đèn sẽ được điều khiển tự động bật sáng để thực hiện việc cung cấp ánh sáng tối đa cho việc thu hình của các camera khi có tín hiệu phát hiện



chuyển động từ đầu dò chuyển động, đầu dò chống cắt kính... được lắp đặt tại khu vực đó. Đối với việc bật đèn ngoài chương trình làm việc, hệ thống BMS sẽ ghi lại nhờ chức năng phát hiện lỗi của hệ thống và thông báo lên màn hình của máy tính điều khiển BMS ngay tức thì hoặc lưu lại tại máy tính điều khiển.

- Tự động bật - tắt đèn khi có sự chuyển động trong khu vực. - Tự động bật đèn khẩn cấp khi có sự ra lệnh từ hệ kiểm sóat an ninh báo động có sự

đột nhập.

2.1.2. Hệ thống quản lý điện năng:

Hệ thống điện sẽ quản lý và giám sát máy phát điện dự phòng chạy bằng Diezel, các tủ điện phân phối chính tại các lộ MSB, các tủ điện phân phối phụ đặt tại các tầng. Nắm bắt được tầm quan trọng của hệ thống điện: có nguồn cung cấp tới thì hệ thống thiết bị tòa 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 hệ thống BMS BMS là một ứng dụng không tách rời.

Hệ thống BMS Apogee quản lý các thiết bị bảo vệ nguồn điện nằm trong các 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 đấu nối từ đầu ra báo lỗi, báo trạng thái hoạt động của các thiết bị điện tới các tủ điều khiển MBC của hệ thống BMS. 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 và các tủ điện phân phối nguồn phụ trên màn hình đồ hoạ của các máy tính điều khiển của hệ thống Beckhoff. Mỗi thay đổi của các điểm vào ra I/O tại các tủ điều khiển trong nhóm thiết bị điện tại các tủ điều khiển gửi về sẽ làm thay đổi màu sắc của điểm điều khiển trên màn hình đồ hoạ cũng như có các báo cáo báo lỗi tại thời điểm xảy ra sự cố tại máy in báo sự kiện theo thời gian.

Hệ thống BMS APOGEE thực hiện giám sát các hệ thống điện như sau:

a. Giám sát điện năng tiêu thụ của tòa nhà:

Để quản lý tốt hệ thống điện hệ thống BMS giám sát điện năng tiêu thụ của tòa nhà, thiết bị giám sát theo dõi được các thông số kỹ thuật chính của các nguồn điện được cấp đến từ trạm Biến thế hạ áp - Máy phát điện dự phòng:

+ Công suất hữu ích của tòa nhà P+ Công suất biểu kiến S+ Công suất phản kháng Q+ Công suất tiêu thụ của tòa nhà kWh + Hệ số Cos#+ 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) Các thông số này được giám sát chặt vì nó sẽ ảnh hưởng rất lớn tới việc vận hành của tất

cả các thiết bị sử dụng điện của tòa nhà, quản lý tốt các tham số chính này cũng đồng nghĩa với việc giảm chi phí vận hành của tòa nhà, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị. Các tham số này cần thiết được đo đếm nhờ bộ đo đếm điện năng kỹ thuật số (DEM: Digital Electric Meter) có khả năng nối mạng và thể hiện các thông số đo lường trên giao diện màn hình máy tính điều khiển, có khả năng lưu giữ tại máy tính của hệ thống khi người quản lý có yêu cầu.

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

Hình 2.2. Một ví dụ về giao diện giám sát các thông số điện năng.

b. Giám sát máy phát điện Diezel dự phòng: Máy phát điện dự phòng được kiểm soát các trạng thái như: Hoạt động - Ngừng - Sẵn

sàng khởi động, đáp ứng yêu cầu phát điện dự phòng khi không có nguồn điện lưới thành phố. Các tiêu chí này cần được thực hiện tại hệ thống BMS đối với:

+ Nguồn điện nạp ắc qui: Tại tủ điện cung cấp nguồn cho bộ nạp ắc qui, thiết bị nạp đưa ra thông tin về

nguồn điện nuôi cho bộ nạp hiện hữu hoặc đã bị mất nguồn nuôi. Các tín hiệu này là dạng DO (Digital Output) sẽ được đưa đến đầu ra của tủ điện cung cấp nguồn nạp



ắc qui và đầu vào dạng DI ( Digtal Input) của tủ điều khiển DDC hệ thống BMS+ Điện áp sấy nóng máy, đáp ứng yêu cầu sẵn sàng khởi động cấp điện khi không có điện lưới:Trong điều kiện thực tế của miền Bắc Việt Nam có mùa đông lạnh, nhiệt độ có thể xuống

dưới 100C, lúc này máy phát sẽ không thể thực hiện được việc khởi động và sẽ mất đi tính dự phòng cao. Để nâng cao tính sẵn sàng của hệ thống máy phát điện dự phòng, các máy phát có thêm thiết bị sấy nóng nước làm mát và thân máy để dễ dàng khởi động. Các tín hiệu báo tình trạng nguồn sấy nóng máy này sẽ được tủ điện cấp nguồn đưa đấn đầu ra dưới dạng tín hiệu DO như đã nêu đối với nguồn nạp ắc quy và đưa tới các DDC của BMS dưới dạng tín hiệu DI.

+ Trạng thái Hoạt động - Ngừng + Trạng thái báo lỗi - báo quá tải máy phát Các tín hiệu này được tủ điện cung cấp nguồn và tủ điện điều khiển máy phát cung

cấp các thông tin tới đầu ra dưới dạng các điểm điều khiển DO, và đi vào các DDC ở dạng điểm điều khiển DO

+ Mức nhiên liệu của bồn chứa nhiên liệu chính và bồn chứa dầu Daily tank Tín hiệu báo mức dầu trong thùng chứa dầu sẽ được kiểm soát bởi sensor báo mức được

lắp đặt trong thùng chứa. - Giám sát chế độ hoạt động của máy phát điện dự phòng: MEC tích hợp máy phát

điện dự phòng Cummin cung cấp giao diện LONmark kết nối tích hợp máy phát này và các điểm đầu vào để kết nối các tín hiệu báo lỗi, báo trạng thái hoạt động các thiết bị điện phục vụ máy phát điện dự phòng, quản lý chặt chẽ các yếu tố sẵn sàng đáp ứng chế độ hoạt động thay thế khi mất điện lưới:

o Nguồn nạp ắc qui

o Mức nhiên liệu dailytank

o Bơm nhiên liệu

o Chế độ standby

o Chế độ vận hành đáp ứng các thông số kỹ thuật yêu cầu

- Khi có tín hiệu chuyển đổi nguồn cung cấp từ điện lưới sang điện máy phát, hệ thống máy tính Apogee sẽ ra lệnh cho các thiết bị hoạt động với công suất lớn thông qua các tủ điều khiển MBC / MEC, các thiết bị này sẽ được chỉnh định thời gian trễ thích 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 thực hiện giám sát các thông số, trạng thái hoạt động của thiết bị, tình trạng đóng cắt khi có sự cố, thông tin về nguồn cung cấp cho hệ thống điện “lưới - máy phát” thông qua các giao diện đồ họa. - Để thực hiện việc kết nối này, máy phát điện dự phòng cần phải có module giao diện đầu ra LONmark để thực hiện kết nối máy phát vào tủ điều khiển MEC tích hợp của hệ thống BMS.



c. Giám sát các tủ phân phối: - Quản lý các trạng thái hoạt động của các thiết bị Đóng - Cắt nguồn điện tại các tủ phân phối: Mục đích việc quản lý này nhằm quản lý các thiết bị điện từ máy tính điều khiển của phòng điều khiển trung tâm. - Quản lý các sự cố quá tải của các thiết bị đóng cắt chính tại các tủ phân phối ( áp tô mát tổng, áp tô mát cấp nguồn chính của các nhánh) 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 của 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, thiết bị đóng cắt cần phải được lắp thêm các công tắc phụ trợ (Auxilary Contact) để thực hiện nối về hệ thống BMS.

2.2. Quản lý hệ thống bơm chữa cháy Fire Fighting:

Khi có các sự cố, tín hiệu báo động cháy được gửi từ hệ thống báo cháy tới, hệ thống BMS sẽ ra lệnh dừng tức thì đối với các máy điều hòa và thông gió để ngăn luồng không khí cấp cho các khu vực, trạng thái hoạt động của các thiết bị chữa cháy cũng được theo dõi trên các đồ họa giám sát hệ thống phòng và chữa cháy.

Khi có sự cố cháy:- Các bơm chữa cháy Fire Fighting pump hoạt động- Các quạt tăng áp Pressurised Fan hoạt động- AHU và quạt thông gió ngừng hoạt động

Hệ thống các bơm chữa cháy Fire Fighting Pump được quản lý bởi bộ điều khiển kỹ thuật sốMBC đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, an toàn và tiện ích như sau:Quản lý tình trạng hoạt động của các bơm trong điều kiện bình thường:

- Tín hiệu nguồn cấp luôn sẵn sàng đáp ứng để các bơm chữa cháy điện 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

chohệ thống vận hành chữa cháy.Trong điều kiện sự cố:

- Kiểm soát chế độ vận hành của các bơm điện- Khi có sự cố cháy thật, để kiểm soát sự cháy, nhân viên vận hành sẽ nhận biết các

tínhiệu cảnh báo về màu sắc trên màn hình đồ họa và tiếng kêu được cài đặt riêng cho tín hiệu báo cháy sẽ nhắc nhở nhân viên vận hành về các cảnh báo này.

2.3. Kết nối hệ thống An ninh: Đối với hệ thống Security gồm 2 phân hệ kỹ thuật nhỏ: Camera quan sát và hệ thống kiểm soát chế độ ra vào sử dụng các công nghệ hiện đại.



- Khi kết nối tới BMS, hệ thống an ninh sẽ được kết nối tới tủ điều khiển kỹ thuật số MBC tích hợp chuyên biệt đặt tại phòng điều khiển trung tâm. Việc kết nối này được thực hiện nhờ bộ vi xử lý Open procesor dạng module có giao thức tương ứng với giao thức của hệ thống an ninh. Khi kết nối tới hệ thống này các thông tin về hệ thống an ninh sẽ được quản lý bởi các server. Các thông tin của hệ thống An ninh 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 An ninh, thực hiện chức năng điều khiển tới tất cả các cửa do hệ thống An ninh 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, người vận hành hệ thống BMS thực hiện lập báo cáo hoặc server tự kích hoạt điều khiển theo các lệnh mặc định đối với trường hợp khẩn cấp.

2.4. Giám sát hệ thống thang máy: Để giám sát được hệ thống thang máy, hệ thống thang máy cần đưa tới đầu ra của

chúng các thông tin đáp ứng để kế nối tới hệ thống BMS, quá trình kết nối sẽ được cụ thể hóa về phần cứng cũng như phần mềm đối với nhà thầu thang máy để có thể hiển thị, giám sát chế độ vận hành theo yêu cầu kỹ thuật. Nhiệt độ, độ ẩm tại khu vực đặt thang máy sẽ được hệ thống BMS quản lý thông qua các tín hiệu cảm biến nhiệt độ - độ ẩm phòng ở đầu vào của hệ thống BMS. Để kiểm soát vận hành của thang trong tình huống sự cố có thoát hiểm do đặc thù về các yâu cầu cao trong an toàn cho con người, các thang máy sẽ không hoạt động (Ngoại trừ thang máy chữa cháy), khi đó các thang máy được điều khiển đi về vị trí gần nhất thông ra mặt đất để thoát hiểm hoặc tránh tình trạng có người bị kẹt trong thang máy. Nhà thầu cung cấp lắp đặt hệ thống thang máy cần cung cấp tại đầu ra các tín hiệu:

- Vị trí các thang tại các tầng- Trạng thái hoạt động của các Cabin thang- Tình trạng lỗi thang về Cơ khí - Điện- Ngôn ngữ điều khiển là BACnet, Modbus, LONmark nếu cho phép tích hợp ở mức cao

3. Giải quyết vấn đề tích hợp hệ thống:

Việc tích hợp tới hệ thống BMS mang lại nhiều tiện ích trong điều khiển cũng như giám sát các hệ thống kỹ thuật của toà nhà, điều này cho phép người vận hành, ban quản lý toà nhà tiết kiệm được chi phí vận hành cũng như nâng cao khả năng quản lý tới tất cả các hệ thống.

Do nhiều yếu tố khách quan, hiện TTNC-PT chỉ đáp ứng thiết kế cung cấp trọn gói các sản phẩm trong hệ thống điều khiển chiếu sáng và quản lý điện năng, các gói hệ thống khác sẽ được đặt hàng các công ty khác và sau đó tích hợp vào hệ thống BMS chung của toàn bộ tòa nhà điều hành . Để việc tích hợp được tương thích và dễ dàng cho kết nối thiết bị sau này, nên yêu cầu các nhà thầu cung cấp phải đáp ứng các thông số về phần



cứng, phần mềm, và đi dây. Để thực hiện việc tích hợp hệ thống, các nhà thầu cung cấp thiết bị của hệ t hống Điện

điều hoà thông gió (cung cấp chiller), hệ thống Thang máy và hệ thống An ninh cần phải tuân thủ các yêu cầu về cung cấp phần cứng, giao thức kết nối, đến hệ thống BMS theo bảng dưới:












Documents

Thuyetminh BMS Quanhoanggia