Thuyết minh kỹ thuật hệ thống bms tòa nhà cantavil an phú TP hồ chí minh

Trang 1

THUYẾT MINH KỸ THUẬT

HỆ THỐNG BMS TÒA NHÀ CANTAVIL-AN PHÚ

TP HỒ CHÍ MINH

Trang 2

1 Cấu hình hệ thống điều khiển giám sát tòa nhà BMS

1.1 Đáp ứng giải pháp thiết kế

Căn cứ vào yêu cầu đặt ra từ phía chủ đầu tư trong bản vẽ và thuyết minh thiết kế kỹ thuật,chúng tôi đề xuất giải pháp sử dụng hệ thống điều khiển và quản lý tòa nhà (viết tắt là BMS)với phần mềm ứng dụng Total Control phiên bản 3.3 - một trong những công ty hàng đầutrong lĩnh vực tự động hóa tòa nhà Phần mềm điều khiển toà nhà chuyên dụng này đã được

sử dụng tại các công trình quan trọng ở rất nhiều nước trên thế giới với các ứng dụng khácnhau, trong đó có cả các tòa nhà tại Việt Nam

BMS: Building Management System là hệ thống điều khiển và quản lý tòa nhà hiện đại mangtính tổng thể Đối với hệ thống sử dụng phần mềm điều khiển chuyên dụng Total Control, cácyêu cầu giải pháp của các nhà đầu tư hoàn toàn được đáp ứng về các tính năng điều khiểncũng như công nghệ tiên tiến được ứng dụng đến từng thiết bị của hệ thống

Với tính chuyên nghiệp trong vận hành điều khiển các toà nhà, hệ thống BMS sử dụng phầnmềm Total Control thực hiện được đầy đủ các nhiệm vụ điều khiển vận hành và quản lý cáchạng mục kỹ thuật trong toà nhà Đây là môi trường thu nhận, quản lý toàn bộ các thông số kỹthuật của thiết bị của các hệ thống kết nối tới Thông qua trao đổi thông tin, BMS điều khiểnvận hành các thiết bị chấp hành hoạt động của từng hệ thống kỹ thuật khác nhau hoạt độngtheo yêu cầu của người quản lý, đảm bảo các yếu tố kỹ thuật cũng như các yếu tố an toàn, anninh 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 hệthống trong vận hành bảo dưỡng sửa chữa nâng cấp và khắc phục các sự cố kỹ thuật…

Đối với dự án Cantavil, hệ thống BMS sử dụng phần mềm Total Controls có khả năng tíchhợp các phân hệ kỹ thuật khi chúng được xây dựng bằng các giao thức mở, phổ biến trongcông nghiệp như Bacnet, ModBus, OPC phù hợp với tiêu chuẩn SSPC135/1995 của hiệp hộiASHREA Mỹ và hiệp hội các nhà sản xuất sản phẩm Bacnet

Trang 3

CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT TÒA NHÀ

Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống mạng điều khiển hệ thống BMS

Cấu trúc của hệ thống điều khiển là hệ thống có cấu trúc mở và hoàn toàn đáp ứng được cácyêu cầu của hệ thống BMS giám sát kỹ thuật – điều khiển của Cantavil cũng như đáp ứngđược các yêu cầu về nâng cấp mở rộng trong tương lai Với cấu trúc mở, giao thức mở vàđược xây dựng trên cơ sở của khoa học công nghệ tiên tiến hiện đại nhất hiện nay, hệ thốngđiều khiển tự động hóa tòa nhà cho phép tích hợp các hệ thống kỹ thuật đơn lẻ khác có sửdụng các giao thức chuẩn như đã được nêu trong bảng 1.1, và giúp người quản lý dễ dàngtrong quản lý và vận hành điều khiển các hệ thống kỹ thuật tòa nhà

Hệ thống có cấu trúc của hệ điều khiển phân tán Distributed Control System, phần mềm điềukhiển đóng vai trò giao diện người máy HMI 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 Building Controller,Advanded Application Controller, Advanded Programable Controller…cho dù có các giánđoạn truyền thông trong mạng điều khiển hay có sự cố đối với các máy tính điều khiển của hệthống mạng tại cấp quản lý điều khiển tại phòng điều khiển trung tâm

Trang 4

Bảng 1.1: Hệ thống BMS & yêu cầu với các hệ thống kết nối

Hệ thống kỹ thuật

Ứng dụng trong hệ thống Total Control Yêu cầu về giao thức cho các phân hệkỹ thuật được tích hợp với hệ thống

BMS Điều khiển Giám sát

A Điều hòa thông gió

B Điều khiển chiếu sáng x x

C Điện

Tủ phân phối điện chính x

D Hệ thống cấp thoát nước

Bơm cấp nước sinh hoạt x x

E Hệ thống chữa cháy

Bơm chữa cháy dùng nước x

Trang 5

1.2 Thiết bị điều kiển trung tâm

Các máy tính điều khiển thu nhận và xử lý thông tin từ các hệ thống và thực hiện vận hànhđiều khiển các hệ thống được đặt tại phòng điều khiển trung tâm hệ thống BMS

BMS server được cài đặt trên máy tính với nền chương trình hệ điều hành Microsoft Window

7 Ultimate hoặc Window server 2003

Phần mềm điều khiển Total Contol phiên bản 3.3 là phần mềm chuyên dụng trong việc điềukhiển, quản lý các toà nhà cao tầng Phần mềm này có khả năng thu nhận thông tin, giám sáttrạng thái làm việc của thiết bị, thực hiện quản lý hệ thống và điều khiển hoạt động của thiết

bị Chi tiết về các chức năng này xem thêm trong phần “mô tả phần mềm hệ thống”

Phần mềm tương thích với các hệ thống tham gia tích hợp Tại trạm vận hành trung tâmngười vận hành được phân quyền có thể điều khiển từ xa, giám sát các đối tượng trong hệthống, 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, tiện ích vàthông minh

Tại trạm vận hành nhánh, người vận hành hoàn toàn có thể thực hiện được những chức năngđầy đủ như trạm vận hành trung tâm nếu người vận hành đó được phân quyền

Phần mềm có chức năng hỗ trợ truy cập qua web và có các chức năng chống tin tặc qua truycập web

1.3 Thiết bị điều khiển cấp tòa nhà

Các tủ điểu khiển kỹ thuật số được chế tạo với bộ vi xử lý 32bit có tốc độ xung lên đến48MHZ và bộ nhớ RAM lên đến72 MB Bộ vi xử lý này có khả năng lưu giữ toàn bộ cácthông tin và chương trình điều khiển trong 20 ngày khi không có nguồn điện cung cấp nhờnguồn pin nuôi gắn kèm Các tủ điều khiển này có thể kết nối với các Server của phòng điềukhiển trung tâm qua mạng Ethernet LAN TCP/IP 100 BaseT (EBLN: Ethernet Building LevelNetwork) Người vận hành có thể lập các chương trình điều khiển rồi truyền tải qua mạngLAN TCP/IP từ các server tới các tủ điều khiển, mạng truyền thông cho phép thực hiện truyềntải các chương trình điều khiển trên mạng LAN tới các thiết bị điều khiển mà không cần phảingừng các chương trình vận hành điều khiển hay làm gián đoạn các hoạt động của các thiết bịtrong tòa nhà

Các tủ điều khiển cho phép người quản lý truy nhập bằng các máy tính cá nhân của các nhânviên vận hành điều khiển, thực hiện việc sửa đổi chương trình làm việc của thiết bị, việc lậptrình tại chỗ Đồng thời bộ vi xử lý processor đã được cài đặt sẵn các chương trình ứng dụngnhúng giúp cho người vận hành lập các chương trình điều khiển cho thiết bị trên các ứng dụngđiều khiển máy tính của hệ điều hành Microsoft Window

Các tủ điều khiển có tính độc lập cao: khi hệ thống mạng từ server đến có sự cố thì các tủđiều khiển này có khả năng thực hiện các chương trình điều khiển thiết bị nhờ vào bộ nhớRAM

Mỗi NETWROK CONTROLLER có khả năng thiết lập được 2 mạng điều khiểnMaster/Slave, mỗi mạng này gồm 32 bộ điều khiển số cấp trường chuẩn Bacnet MS/TP điềukhiển các thiết bị cấp trường như FCU, VAV Box, Bơm nước, Bơm nhiệt…

Khi có sự cố về nguồn cung cấp, các bộ điều khiển sẽ tự động lưu giữ các thông tin liên quantới các quá trình vận hành điều khiển, các tham số này được lưu giữ tại trong thời gian dongười vận hành chỉnh định từ 1 đến 20 ngày đảm bảo các yêu cầu về lưu trữ dữ liệu đặt ra

Trang 6

Các NETWORK CONTROLLER thực hiện điều khiển và giám sát các thiết bị của các hệthống:

- Bơm nước Chiller

- Quạt hút và quạt cấp gió tươi

Cấu trúc mạng của hệ thống BMS cho phép trên mỗi EBLN thiết lập quan hệ ngang hàng 100

tủ điều khiển, Các NETWORK CONTROLLER được lắp đặt tại các phòng phòng kỹ thuật điện và các phòng máy điều hòa tại các tầng

1.4 Thiết bị điều khiển chuyên dụng DDC CONTROLLER series

Bộ điều khiển số trực tiếp (DDC) series DDC Controller được thiết kế chuyên dụng cho cácứng dụng điều khiển cấp độ vừa và nhỏ Với khả năng lập trình linh hoạt, các bộ điều khiểnDDC Controller dễ dàng tạo ra các giải thuật điều khiển thiết bị cho rất nhiều ứng dụng khácnhau

Các DDC Controller là các bộ điều khiển có tính độc lập cao: khi hệ thống mạng từ serverđến có sự cố thì các bộ điều khiển này có khả năng thực hiện các chương trình điều khiểnthiết bị nhờ vào bộ nhớ RAM Các giá trị đọc về từ các cảm biến, đầu dò được xử lý tại chỗtrên DDC do vậy nó hoàn toàn không bị ảnh hưởng khi có các sự cố hệ thống mạng

Các DDC Controller thực hiện điều khiển và giám sát các thiết bị của các hệ thống:

• Giám sát hệ thống báo cháy – chữa cháy

• Quạt điều áp cầu thang

• Bơm cấp thoát nước

• Giám sát nguồn cấp cho VRV, PA, TEL, Sercurity, Lift

1.5 Thiết bị điều khiển FCU

Flexstat (LCD Thermostat) là bộ điều khiển thiết bị chuyên dụng của hãng KMC, đáp ứng yêucầu của bộ điều khiển FCU Cấu hình của các Flexstat này đơn giản, dễ dàng cho việc đặt cấuhình, khởi động và vận hành

Các ứng dụng điều khiển sử dụng Flexstat bao gồm: RAB20 điều khiển FCU có tích hợp cảmbiến nhiệt độ phòng; bộ điều khiển van FCU

Các flexstat này hoàn toàn có khả năng hoạt động độc lập theo yêu cầu

Các máy điều hòa FCU được điều khiển bởi flexstat FCU với quạt 3 tốc độ

Trang 7

1.6 Mạng và truyền thông

1.7.1 Mạng điều khiển cấp quản lý BLN (Building Level Network)

Mạng Ethernet LAN TCP/IP là là mạng truyền thông chính của hệ thống Total Control, các

bộ điều khiển số trực tiếp NETWORK CONTROLLER tương đương với các bộ điều khiển kỹthuật số DDC của thiết kế kỹ thuật được sử dụng cho tòa nhà sẽ kết nối với nhau và các máytính điều khiển server của hệ thống điều khiển BMS Total Control

Tiêu chuẩn hệ thống mạng

Là hệ thống cáp độc lập, hỗ trợ môi trường đa sản phẩm, đa nhà sản xuất

• Được thiết kế theo kiểu mạng hình sao

• Các thiết bị phần cứng và cáp mạng có thể được lắp đặt trước và đáp ứng yêu cầu củahầu hết các trình ứng dụng

• Tất cả các thiết bị kết nối cáp đều được tiêu chuẩn hóa

• Có thể thay đổi thiết bị mạng mà không cần phải đi lại hệ thống dây, dễ dàng nâng cấp

về số lượng thiết bị cũng như tốc độ hệ thống mạng

• Kết nối tập trung, cách đánh số hệ thống rõ ràng cho phép dễ dàng quản lý cũng nhưkiểm tra, cô lập và giải quyết sự cố trên mạng

• Hỗ trợ tất cả các loại cáp: UTP, STP, FTP, cáp đồng trục, cáp quang

• Hệ thống mạng tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế:

• TIA/EIA – 568A/B cho việc phân chia các phần trong hệ thống cáp, loại cáp,connectortương ứng, khoảng cách cho phép Đảm bảo tính tương thích của hệ thống đối với cácsản phẩm từ nhiều nhà sản xuất

• TIA/EIA – 569 cho cách thức đi cáp, phân bổ các ổ cắm trong tòa nhà

• TIA/EIA – 606 cho các yêu cầu về quản trị hệ thống

• TIA/EIA – 607 cho các qui định về an toàn, nối đất đối với các thiết bị

1.7.2 Mạng điều khiển cấp trường FLN (Floor Level Network)

Mỗi bộ điều khiển NETWORK CONTROLLER hỗ trợ 2 mạng MS/TP theo cơ chế giao tiếpMaster/Slave

Trong mỗi mạng Master/Slave, NETWORK CONTROLLER đóng vai trò là bộ điều khiểnMaster và 32 bộ điều khiển cấp trường đóng vai trò là Slave Mạng Master/ Slave sử dụngchuẩn truyền thông công nghiệp RS485, các giao thức được sử dụng trên mạng là giao thứctruyền thông Bacnet MS/TP

Mạng Bus truyền thông MS/TP sử dụng cáp một đôi dây xoắn có bọc kim tiêu chuẩn MỹAWG18 theo Tốc độ truyền thông đạt 4800 - 76800 B/s Mạng điều khiển FLN quản lý cácthiết bị điều khiển cấp trường (các bộ điều khiển quạt FCU, các bộ điều khiển các hộp điềukhiển lưu lượng khí VAV…) và các bộ điều khiển đèn , thực `hiện kết nối các bộ đo đếm điệnnăng Power meter, các bộ biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ (VSD)

1.8 Hệ thống BMS đáp ứng các yêu cầu thiết kế kỹ thuật

Trang 8

Bảng 1.2: Đáp ứng yêu cầu thiết kế

Stt cung cấp Chi tiết

thiết bị

A Hệ thống điện

1 Báo lỗi Cung cấp đầu vào BMS, cung

cấp các thông tin cần thiết về đầu vào cho nhà thầu điện

Kéo dây và thực hiện đấu nối vềBMS

Cung cấp điểmđầu vào chuẩn

kỹ thuật số DI

Thiết lập điểmtrong file dữ liệu

Thực hiện kéo dây đấu nối

2 Báo trạng

thái

Cung cấp đầu vào BMS, cung cấp các thông tin cần thiết về đầu vào cho nhà thầu điện

Kéo dây và thực hiện đấu nối vềBMS,

Cung cấp bộ chuyển độ giao thức Modbus sang Bacnet để kết nối về máy trạm

Kéo dây từ các đồng hồ, đến các

tủ Bacnet router

Cung cấp thiết

bị đo và hiển thị Multirail nối mạng Bacnet, Modbus

Kết nối các thiết bị đo lường trên mạng Bacnet ,Modbus vào mạng cấp trường Thực hiện tích hợp các thiết bị đo lường

Kéo dây từ các thiết bị

đo lường đến các thiết

bị điều khiểnBacnet router

4 Thiết bị điều

khiển hệ

thống đèn

chiếu sáng

Cung cấp thiết bị điều khiển;

Kéo dây mạng và thiết lập mạng điều khiển;

Lắp đặt thiết bị điều khiển;

Cung cấp bản vẽ chi tiết đấu nốicho nhà thầu điện;

Phối hợp với nhà thầu điện khi đấu nối tủ điều khiển chiếu sáng

Thiết lập các chế độ chiếu sáng điều khiển bởi hệ thống BMS

Cung cấp các thiết bị điều khiển đèn đáp ứng thiết kế kỹ thuật

Thiết lập mạng điều khiển đèn trên các mạng điềukhiển Master/

Slave

Kéo dây cho

hệ thống mạng Lighting control Network điều khiển đèn chiếu sáng

B Hệ thống điều hòa thông gió

1 Tích hợp

Chiller

Cung cấp thiết bị tích hợp hệ thống chiller;

Thực hiện kéo dây kết nối hai hệthống;

Thực hiện việc tích hợp hai hệ thống

Cung cấp thiết

bị tích hợp giaothức chuẩn Bacnet, LONmark, ModBus

Thực hiện việc tích hợp Chiller vào hệ thống BMS

Thực hiện kéo dây kết nối hai hệ thống

Trang 9

thiết bị

2 Báo lỗi Cung cấp thiết bị đầu vào BMS,

cung cấp các thông tin cần thiết

về đầu vào cho nhà thầu điều hòa

Kéo dây và thực hiện đấu nối vềBMS;

3 Báo trạng

thái Cung cấp thiết bị đầu vào BMS, cung cấp các thông tin cần thiết

về đầu vào cho nhà thầu điều hòa Kéo dây và thực hiện đấu nối về BMS,

4 Thiết bị cảm

biến

Cung cấp tài liệu liên quan tới các thiết bị cảm biến cho nhà thầu điều hòa;

Cung cấp các thiết bị cảm biến tiêu chuẩn có đầu ra: 0÷10VDC;

4÷20mA; Pt…; Ni…cho hệ thống HVAC theo yêu cầu điều khiển hệ thống điều hòa;

Kéo dây kết nối các thiết bị này

về hệ thống BMS;

Thực hiện kết nối các thiết bị này vào BMS

Cung cấp các thiết bị cảm biến đáp ứng yêu cầu thiết

kế với các chuẩn:

Kéo dây tín hiệu điều khiển từ các thiết bị chấp hành về các tủ điều khiển NETWORK

CONTROLLER, DDC Controller và thực hiện việc đấunối tại NETWORK

CONTROLLER,

Cung cấp điểmđầu ra đáp ứng yêu cầu thiết

kế với các chuẩn:

U(0÷10VDC)

I (4÷20mA)R(0÷1000Ω)

về đầu vào BMS cho nhà thầu

hệ thống chữa cháy; Kéo dây và thực hiện đấu nối về BMS,

Trang 10

hệ thống BMS

Cung cấp các thiết bị cảm biến đáp ứng yêu cầu thiết

kế chuẩn:

Điện áp:

0÷10VDC

Để hoàn thiện hệ thống BMS với đầy đủ các ứng dụng giám sát điều khiển do thiết kế kỹ

thuật, không chỉ nhà thầu BMS cần đáp ứng các yêu cầu này mà cần có đáp ứng các yêu cầu

kỹ thuật về phần cứng cũng như phần mềm của các hệ thống được điều khiển, giám sát hoặc được tích hợp vào hệ thống BMS

Để thực hiện thành công việc giám sát , điều khiển, kết nối tích hợp các hệ thống này vào hệ thống BMS, các nhà thầu cũng cần có sự phối hợp, cử nhân viên với đầy đủ năng lực để cùng thực hiện các yêu cầu này với nhà thầu BMS

Trang 11

2 Thuyết minh điều khiển BMS

2.1 Hệ thống HVAC

2.1.1 Điều khiển chiller

Hệ thống được chia làm 3 cụm chiller 1 ,2 và 3 Một cụm chiller bao gồm bơm nước lạnh, van điện, máy làm lạnh nước , bơm nước giải nhiệt, tháp giải nhiệt Cơ sở cho việc điều khiển là thông số tính tải tiêu thụ BTU.h cho hệ thống và thời tổng thời gian vận hành của các thiết bị trong hệ thống để cân bằng thời gian làm việc của các thiết bị phục vụ công tác bảo hành bảo trì hệ thống sau này

Hệ thống Chiller có thể được vận hành bởi 2 chế độ:

• Chế độ vận hành bằng tay được thao tác từng bước bằng nút nhấn trên bảng điện

• Chế độ tự động được vận hành bằng chương trình lập trình sẵn trên bộ nhớ của DDC Trao tác vận hành được gọi từ giao diện trên máy tính hoặc thời gian biểu họat động “schedule” được lập sẵn

• Tải lạnh của hệ thống:

- Trong trường hợp hệ thống trang bị bộ đo đếm lưu lượng đường nước lạnh.Được bộ lập trình DDC lập chương trình tính tóan theo dựa trên giá trị chênh lệch nhiệt độ nước đường cấp và đường hồi

Công thức tính tải :

BTU.h = lưu lượng * (nhiệt độ nước hồi – Nhiệt độ nước cấp) * K

Trong đó K là hằng số tùy thuộc đơn vị tải được chọn

Điều khiển cấp chiller.

Phép điều khiển cấp xác định số cụm chiller cần chạy để đáp ứng được mức tải lạnh mà hệ thống tính được Một cụm chiller bao gồm 01 bơm nước lạnh, 01 chiller và các van bướm trên các đường ống qua cụm chiller đó

Khi hệ thống vận hành, cụm chiller ưu tiên số 1 (Lead) được gọi khởi động theo chu trình Mức cài đặt tải (quan sát thời điểm mà Chiller chạy khoảng 90% tải thì giá trị chênh lệch nhiệt độ lúc đó cũng chính là mức cài đặt tải) xác định điểm tải cho phép khởi động cụm chiller kế tiếp (lag)

- Khi tải tăng đến điểm cài đặt thì cụm chiller lag được phép khởi động và khi tải giảm xuống dưới mức này một khoảng trễ thì cụm chiller lag sẽ dừng

- Quá trình tăng giảm tải có một khoảng thời gian trì hoãn để tránh khởi động liên tục khi tải chập chờn

- Giản đồ tăng giảm tải như hình sau:

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	2,31 MB