CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT TRONG TÒA NHÀ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT TRONG TÒA NHÀ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Page 1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……… 2

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY IBS……… 3

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BMS………5

I.1.Khái niệm BMS……… 5

I.2.Ứng dụng của BMS………5

I.3.Lợi ích khi sử dụng BMS……… 6

I.4.Cấu hình chung của hệ thống BMS,các thiết bị phần cứng tương ứng với các cấp…… 7

I.5.Giải pháp xây dựng BMS……….11

CHƯƠNG II : TRUYỀN THÔNG TRONG BMS………

II.1.Cấu hình phân cấp của mạng truyền thông trong BMS………

II.2.Các chuẩn truyền thong trong BMS………

CHƯƠNG III : CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT TRONG TÕA NHÀ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG………

III.1.Các hệ thống kỹ thuật chính………

III.2.Cấu trúc hệ thống chiếu sang sử dụng công nghẹ EIB………

KẾT LUẬN………

Page 2

LỜI NÓI ĐẦU

Thực tập tốt nghiệp có mục đích đưa đến cho sinh viên cơ hội tìm hiểu hoạt động của

xí nghiệp công nghiệp trong thực tế ,như :các hoạt động sản xuất, dây chuyền công nghệ, trang thiết bị, máy móc và đặc biệt là vai trò của người kỹ sư trong quá trình sản xuất Ngoài

ra sinh viên còn có cơ hội phát triển thêm những kỹ năng sống trong thực tế cần phải tự mình giải quyết

Tìm hiểu xu hướng phát triển ngày nay,hệ thống tự động hóa tòa nhà và hệ thống quản lý tòa nhà, trong những năm gần đây, cùng với sự gia tăng về số lượng các tòa nhà cao tầng và khu đô thị mới, đã trở nên quen thuộc không chỉ trong lĩnh vực tự động hóa mà còn dần trở nên phổ biến đối với cuộc sống sinh hoạt hàng ngày của con người

Vì vậy,nhân đợt thực tập tốt nghiệp,em đã có dịp thực tập tại công ty IBS với việc thi công BMS tại công trình toà nhà bộ tài nguyên và môi trường đã thực sự đem đến cho em thêm nhiều kiến thức và trải nghiệm trong thực tế Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn chân

thành tới Thầy giáo TS Dương Minh Đức, với kiến thức, nhiệt huyết và sự tận tuy của

mình, cùng sự nhiệt tình của toàn thể các anh cán bộ và công nhân viên công ty IBS đã giúp

em hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệp Sau đây là báo cáo quá trình thực tập tại công ty IBS Trong báo cáo còn có nhiều thiếu sót kính mong các thầy chỉ bảo Em xin chân thành cảm ơn

Page 3

GIỚI THIỆU CÔNG TY IBS

Công ty cổ phần Giải Pháp Tòa Nhà Thông Minh - Intelligent Building Solution joint stock company (IBS., Jsc) là đơn vị cung cấp giải pháp và thiết bị hệ thống quản lý tòa

nhà thông minh ( iBMS ), Nhà thông minh ( Smarthome ) hàng đầu tại Việt Nam Công ty hiện là đối tác chiến lược của các hãng thiết bị điều khiển công nghiệp danh tiếng trên thế giới như: HONEYWELL, ALSTOM, REGIN, TAC, ABB, HAGER, ALTENBUGER v.v

IBS được điều hành bởi đội ngũ lãnh đạo nhiều năm kinh nghiệm cùng đội ngũ kỹ

thuật chuyên môn, dày dặn kinh nghiệm với các công trình tầm cỡ quốc gia với chất lượng đã được kiểm chứng như: Trung tâm hội nghị quốc gia, Tòa nhà tổng công ty dầu khí Việt Nam, Tòa nhà tổng công ty viễn thông Việt Nam,tòa nhà Grand Plaza v.v Trong đó có tòa nhà bộ tài nguyên và môi trường là tòa nhà nhóm em được phân công thực tập

Ðầu năm 2008 công ty cổ phần Giải Pháp Tòa Nhà Thông Minh chính thức áp dụng qui trình quản lý chất lượng ISO 9000 – 2001 với cam kết đảm bảo chất lượng của từng sản phẩm được phân phối bởi công ty cổ phần giải pháp tòa nhà thông minh

Page 4

VĂN PHÕNG TẠI VIỆT NAM

 Văn phòng Hà Nội: Tầng 25 Tháp B- 173 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội

 Điện thoại : 04 39 723 435 - Fax : 04 39 723 433

 Email : info@ibs.com.vn

 Văn phòng Hồ Chí Minh : Lầu 3, 293 Điện Biên Phủ, P.15, Q.Bình Thạnh, HCM

 Điện thoại : 08.222 88 218 - Fax : 08.222 88 216

Để đáp ứng vấn đề đó,cần thiết phải có giải pháp quản lý,phối hợp vân hành các hệ thống đó một cách hợp lý,đồng bộ như là một hệ thống thống nhất,để đảm bảo độ tin cậy, độ an toàn,

độ tiện nghi, tính kinh tế trong khai thác vận hành tòa nhà và tính hiện đại của tòa nhà

Các hệ thống quản lý toà nhà (Building Managerment System - BMS) đã ra đời để giải quyết bài toán này, 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 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

BMS là viết tắt của Building Management System, nghĩa là hệ thống quản lý tòa nhà,

là một hệ thống tích hợp điều khiển và giám sát các hệ thống kỹ thuật trong tòa nhà nhằm phối hợp vận hành các hệ thống này một cách thống nhất và linh hoạt, giúp cho việc quản lý các tòa nhà một cách hiệu quả và kinh tế

I.2.Ứng dụng của BMS

Hệ thống BMS được xây dựng dựa trên nền tảng của hệ điều khiển phân tán ( DCS - Distributed Control System) Hệ thống BMS có chức năng tích hợp phân tích và xử lý dữ liệu nhận được từ các hệ thống liên quan từ đó đưa ra phương hướng xử lý và vận hành cho tòa nhà sao cho đạt được mức tối ưu nhất

Trong tòa nhà có nhiều hệ thống kỹ thuật khác nhau, sử dụng công nghệ khác nhau và mức độ tự động hóa khác nhau BMS sẽ tích hợp các hệ thống trên thành một thể thống nhất thông qua mạng truyền thông, các giao thức truyền thông quốc tế như là BACnet, MODbus, LONworks, OPC Qua đó các hệ thống có thể trao đổi thông tin với nhau và BMS dùng các thông tin này để tối ưu hóa hoạt động của các hệ thống kỹ thuật tòa nhà

Page 6

Hệ thống BMS sẽ điều khiển và giám sát các hệ thốngnhờ vào hệ thống các bộ DDC (Direct Digital Controller) và phần mềm quản lý điều khiển Hệ thống BMS sẽ nhận biết tình trạng hoạt động và điều khiển các hệ thống khác theo sự cài đặt của người sử dụng phần mềm điều khiển đóng vai trò giao diện người - máy giữa máy tính vận hành và các bộ điều khiển kỹ thuật số (DDC - Direct Digital Control) Hệ thống hoạt động ổn định bởi các

chương trình trong các bộ điều khiển số DDC, kể cả trong trường hợp mất truyền thông hay các máy chủ bị lỗi

 Quản lí tất cả các điểm dữ liệu

 Cung cấp khả năng lưu trữ và hiển thị lại dữ liệu trong quá khứ trong trường hợp người dùng có yêu cầu

 Trao đổi dữ liệu với các hệ thống kết nối tới BMS

 Máy trạm của hệ thống BMS có thể đặt tại phòng điều khiển trung tâm hoặc tại hiện trường, được kết nối tới hệ thống qua mang LAN Có khả năng kết nối tới nhiều máy trạm trong cùng một thời điểm

 Cung cấp khả năng truy cập vào hệ thống từ Internet Explorer bằng user name và mật khẩu Tất cả các hoạt động truy cập đều sẽ được ghi chép lại, và tự động truy xuất khỏi hệ thống sau một thời gian đủ dài không hoạt động

Page 7

 Kéo dài tuổi thọ

Việc ứng dụng giải pháp quản lý tích hợp các hệ thống dịch vụ trong tòa nhà có thể đáp ứng các yêu cầu này bởi các lợi ích chính sau:

1/ Đơn giản hóa vận hành : các thủ tục ,các chức năng có tính lặp đi lặp lại được chương

trình hóa để vận hành tự động

2/ Giảm thời gian đào tạo cho nhân viên vận hành : Do có các chỉ dẫn trực tiếp trên

màn hình cũng như giao diện trực quan của tòa nhà

3/ Phản ứng nhanh đối với các đòi hỏi của khách hàng và sự cố

4/ Giảm chi phí năng lượng : quản lý tập trung việc điều khiển và quản lý năng lượng 5/ Quản lý tốt hơn với các thiết bị trong nhà : nhờ bảo vệ hệ thống giữ liệu lưu trữ,

chương trình bảo trì bảo dưỡng và hệ thống tự động báo cáo các cảnh báo

6/ Linh hoạt trong việc lập trình theo nhu cầu,kích thước, tổ chức và các yêu cầu mở

rộng

7/ Cải tiến hệ thống vận hành: bằng việc tích hợp hệ thống phần mềm và phần cứng của

nhiều hệ thống con khác nhau như :báo cháy,an toàn,điều khiển truy cập hay điều khiển chiếu sáng

Ưu điểm lớn nhất của hệ thống quản lý tòa nhà là cung cấp cho người sử dụng một môi trường thoải mái, an toàn và thuận tiện Ngoài ra, người sử dụng cũng như chủ sở hữu tòa nhà

có thể quản lý tòa nhà thông qua các dữ liệu lịch sử, các chương trình bảo trì, bảo dưỡng, hệ

thống cảnh báo từ đó giảm xác suất lỗi xảy ra trên hệ thống

Với vòng đời khoảng 40 năm, chi phí đầu tư ban đầu của một tòa nhà hiện đại sẽ trở nên rất nhỏ bé so với tổng chi phí vận hành tòa nhà đó:Chi phí vận hành chiếm khoảng 75% tổng chi phí, trong khi chi phí đầu tư cho thiết kế và xây dựng cơ bản chỉ chiếm 11%

I.4.Cấu hình chung của hệ thống BMS ,các thiết bị phần cứng tương ứng với các cấp

Về bản chất và cấu hình mạng, BMS giống như một hệ thống điều khiển phân tán thu nhỏ, nó chỉ khác hệ thống điều khiển phân tán trong công nghiệp ở chỗ là nó không yêu cầu tính thời gian thực cao nên các bộ điều khiển trường của nó thường có cấu hình thấp hơn và phần mềm quản lý, giám sát, điều khiển thì có nhiều tính năng gần với các tiện ích trong dân dụng, thương mại hơn Phần mềm điều khiển và giám sát ở đây đóng vai trò là giao diện giữa

Các thiết bị chính ở cấp điều hành giám sát bao gồm:

 Máy chủ chính

 Máy chủ dự phòng

 Máy trạm vận hành

Máy chủ chính:

Page 9

Trên máy chủ chính cài đặt phần mềm hệ thống quản lý toàn nhà BMS và các phần mềm ứng dụng khác Máy chủ có nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các bộ điều khiển (DDC) và chia sẻ dữ liệu với các máy trạm

Máy chủ dự phòng nóng:

Máy chủ và máy dự phòng phải có cấu hình tương tự nhau Tại bất cứ thời điểm nào, một máy tính sẽ hoạt động chủ yếu, máy kia là dự phòng nóng, khi máy chủ gặp sự cố thì ngay lập tức máy chủ dự phòng nóng được kích hoạt và đảm nhận nhiệm vụ của một máy chủ chính

sử, như: mức độ tiêu thụ điện năng, chi phí vận hành và hoạt động cảnh báo, các báo cáo để làm cơ sở hoạch định quản lý và vận hành lâu dài

Page 10

o Mỗi DDC-NC sẽ hỗ trợ một hoặc nhiều hơn các mạng con, mỗi mạng con sẽ quản lý tối thiểu 100 bộ điều khiển Mỗi bộ điều khiển mạng có khả năng nối kết với những thiết bị của những nhà sản xuất khác thông qua cổng hệ thống dạng mở

o Mỗi DDC-NC có thể đọc một trang Web dựa trên giao diện người dùng, tất cả các máy tính đã kết nối tự nhiên với mạng tự động hóa đều có khả năng truy cập trang Web dựa trên giao diện người dùng, cho phép dùng những thiết bị di động mà không làm gián đoạn những hoạt động thông thường

o Phần xử lý của bộ điều khiển sẽ hoạt động thông qua bộ vi xử lý (CPU) và tốc

độ quét chương trình cao nhất đạt một lần là một giây Bộ vi xử lý này sẽ thực hiện được nhiều nhiệm vụ, nhiều người sử dụng cùng lúc và là bộ vi xử lý hoạt động theo thời gian thực

 u khi c

- DDC là một bộ điều khiển, trong đó tích hợp chức năng hệ điều khiển tự động và

chức năng giám sát từ xa sử dụng bộ vi xử lý để xử lý dữ liệu

Bộ điều khiển DDC được dùng để điều khiển các thiết bị như các hệ cung cấp khí, hệ điều hòa trung tâm và hệ thống làm mát, điều khiển ánh sáng Bộ điều khiển DDC giao tiếp trực tiếp với các thiết bị được điều khiển thông qua thiết bị chấp hành và cảm biến, hoặc giao tiếp gián tiếp thông qua các bus liên lạc với bộ điều khiển cấp vùng

Bộ điều khiển DDC có một cổng để kết nối với các thiết bị đầu cuối lập trình và vận hành cầm tay trong suốt quá trình cài đặt ban đầu và các các lần điều chỉnh sau này

Bộ điều khiển DDC có khả năng hoạt động độc lập theo chương trình được lập trình trong trường hợp bị mất liên lạc với cấp điều khiển

1.4.3 Cấp trường

Các thiết bị chính của cấp trường gồm:

 Bộ điều khiển thiết bị cấp trường (Terminal Equiment Controller) riêng cho mỗi hệ thống cơ khí như AHU (air handling unit), VAV…

 Van điều khiển điều khiển lưu lượng gió, nước Van đi k m với bộ truyền động

 Bộ đóng cắt động cơ: động cơ cho các van được điều khiển nhịp nhàng nhờ có giao tiếp với các bộ điều khiển số

Máng dẫn cáp điện và máng dẫn cáp tín hiệu đi riêng

Ống luồn cáp cho các dây tín hiệu và điều khiển là loại UPVC hoặc ống sắt chống cháy

có đường kính D20 mm, khoảng cách giữa kẹp giữ ống L=12m đối với các ống đi nổi,

khoảng cách giữa hai hộp nối ống luồn cáp là 12m

I.5 Giải pháp xây dựng BMS

Trong các tòa nhà hiện đại có nhiều hệ thống kĩ thuật khác nhau, mỗi hệ thống kĩ thuật lại dùng các thiết bị điều khiển và tích hợp khác nhau, không một hãng nào có thể đảm bảo thiết kế và cung cấp toàn bộ các thiết bị cho hệ thống Do đó yêu cầu tiên quyết của một

hệ thống BMS của tòa nhà là phải tích hợp được nhiều thiết bị khác nhau; đồng thời, đáp ứng được các tiêu chí như :

- Phải có tính ổn định cao : có khả năng tương thích và hoạt động lâu dài với tòa nhà

- Phải linh hoạt : có khả năng tích hợp, quản lí nhiều thiết bị đảm bảo dễ dàng thay thế, sửa chữa các thiết bị khi sự cố mà không làm ảnh hưởng đến sự vận hành ổn định của

Page 12

DDC của họ Excel 5000 cũng như hỗ trợ các bộ điều khiển DDC của các hãng khác nhau Hầu hết các bộ điều khiển Excel 5000 đều sử dụng giao thức truyền thông mở LonMark một giao thức chuẩn, phổ biến trong điều khiển tòa nhà

Toàn bộ hệ thống Excel 5000 sử dụng trên cùng một mạng, sử dụng cùng giao thức truyền thông và chia sẻ trên cùng một kiến trúc vật lý thông thường, hệ thống này dễ dàng thích nghi với các thiết bị của các hãng khác

Giao diện Web hệ thống có thể kết nối với mạng Internet toàn cầu và với quyền truy nhập cho phép ta có thể quản lý tòa nhà từ xa, cũng như kết hợp với các tòa nhà khác

Chính vì thế Excel 5000 là một giải pháp vô cùng linh hoạt, đáp ứng mọi nhu cầu trong việc điều khiển và quản lý tòa nhà,dễ dàng sử dụng và mở rộng,tùy chỉnh cho các ứng dụng

hiện tại cũng như phát triển trong tương lai

Các máy tính chủ và một số máy vận hành thường được đặt ở phòng điều khiển trung tâm Mọi trạm vận hành kết nối mạng LAN với nhau và với máy chủ sẽ có khả năng xem xét, kiểm tra hiển thị tùy chỉnh từ máy chủ Tại cấp này người vận hành có thể xem và đáp ứng các cảnh báo, điều hành công cụ lập lịch, cấu hình phần cứng và phần mềm, xem hiển thị tùy chọn, điều khiển, quản lý các thiết bị tòa nhà…

1.5.2 Phần mềm cấp quản lý tòa nhà

a Phần m m quả lý ao d ện EBI:

EBI là phần mềm quản lý tòa nhà, nó là một màn hình Window có khả năng ứng dụng web, nó cho phép điều khiển mọi thứ từ hệ thống HVAC, năng lượng, an toàn và hệ thống an ninh cho đến các bản ghi cá nhân, tài chính, điều khiển môi trường, cung cấp cơ sở dữ liệu… EBI cho phép người vận hành thực hiện các tác nhiệm chính sau:

Page 13

 Hiển thị và điều khiển các thiết bị trường

 Nhận biết các cảnh báo theo mức ưu tiên

 Hiện thị thông tin trạng thái, thông tin lịch sử của các điểm thông tin

 Định nghĩa và sửa đổi các chương trình định thời

 Hiển thị, sao lưu và truy lục các sự kiện đăng nhập

 Giám sát các kênh truyền thông dữ liệu

 Cấu hình các thông số hệ thống

 Chọn và điều khiển camera CCTV

 Xây dựng các điểm thông tin

 Tạo các giao diện đồ họa màu

 Ghi và hiển thị các video số

 Hiển thị và truy vết các tài sản người di chuyển

EBI được tích hợp đầy đủ với Microsoft Windows, chuẩn mạng công nghiệp và làm việc dựa trên BACnet, LONmark Giao thức TCP/IP chuẩn bao gồm LAN, WAN, nối tiếp, truy nhập điện thoại

EBI được xây dựng dựa trên cấu trúc khách/chủ (client/server) Một cơ sở dữ liệu thời gian thực được duy trì bởi các máy chủ Điều này cung cấp thông tin thời gian thực cho vùng hoặc máy khách (clients) mạng cơ sở (LAN,WAN) như là các trạm, hoặc các ứng dụng khác như cơ sở dữ liệu liên quan Và bởi đó là module trong thiết kế, EBI là một giải pháp rộng và rất hiệu quả

b ô cụ lậ ì ARE

CARE (Computer Aided Regulation Engineering) là một công cụ lập trình đồ họa được

thiết kế để lập trình cho các bộ điều khiển số trực tiếp DDC của Honeywell, tương tự như các phần mềm lập trình cho PLC của Siemens CARE là một phần mềm ứng dụng chạy trên nền Windows (thường là trên các máy PC của trạm vận hành), chương trình sau khi được lập trình trên CARE sẽ được mã hóa và “đổ” xuống các bộ DDC tương tự như với các PLC CARE có môi trường đồ họa thân thiện, dễ sử dụng được thiết kế để hỗ trợ mạnh nhất cho các chương trình mô phỏng chạy trên các bộ điều khiển của hệ thống Excel 5000 Người sử dụng có thể thực hiện các chức năng điều khiển mong muốn cho các bộ DDC mà không cần