Đang tải... (xem toàn văn)
1.2. Tổng quan hệ thống BMS Hệ thống quản lý tòa nhà BMS tích hợp các hệ thống kỹ thuật cùng hoạt động trong toà nhà như các hệ thống CơĐiện, An ninh, ... bao gồm các cấu trúc truyền thông rất đa dạng trong đó nhằm cung cấp các dịch vụ điều khiển tự động, sử dụng năng lượng hiệu quả nhất và khả năng quản lý tòa nhà thông minh với chi phí vận hành, bảo trì, bảo dưỡng thấp nhất. Hệ thống quản lý tòa nhà BMS cho được đề xuất thiết kế với các mục tiêu sau: Tự động hóa vận hành các hệ thống kỹ thuật của tòa nhà nhằm mục đích tăng tính tiện nghi, giảm chi phí vận hành,bảo dưỡng, tăng hiệu quả hoạt động, tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và đảm bảo an ninh, an toàn tương xứng với tầm quan trọng và yêu cầu của tòa nhà. Đơn giản hóa việc cảnh báo và phat hiện lỗi cho các thiết bị, máy móc và hệ thống. Hỗ trợ truy cập đến thông tin vận hành thiết bị, hệ thống. Tự động hóa và chuẩn hóa quản lý tiện ích. Cung cấp khả năng mở rộng giao tiếp với tất cả dịch vụ trong tòa nhà giúp cho việc vận hành toà nhà một cách đơn giản, chính xác và hiệu quả. Xét về mặt tổng thể, nhiệm vụ của hệ thống quản lý tòa nhà là mang đến những tiện nghi cho cơ quan chủ quản và vận hành những thiết bị theo cách đơn giản hóa và chuẩn hóa.Các công việc xử lý bằng các ứng dụng điều khiển tự động và giảm thiểu các công việc vận hành bằng tay. Hệ thống cũng có khả năng cảnh báo và phát hiện hư hỏng nhằm cảnh báo sớm, tránh các hư hại đáng tiếc cho các hệ thống kỹ thuật, tiết kiệm chi phí và tăng tuổi thọ cho các thiết bị kỹ thuật.
I TỔNG QUAN 1.2 Tổng quan hệ thống BMS Hệ thống quản lý tịa nhà BMS tích hợp hệ thống kỹ thuật hoạt động nhà hệ thống Cơ/Điện, An ninh, bao gồm cấu trúc truyền thơng đa dạng nhằm cung cấp dịch vụ điều khiển tự động, sử dụng lượng hiệu khả quản lý tịa nhà thơng minh với chi phí vận hành, bảo trì, bảo dưỡng thấp Hệ thống quản lý tòa nhà BMS cho đề xuất thiết kế với mục tiêu sau: * Tự động hóa vận hành hệ thống kỹ thuật tòa nhà nhằm mục đích tăng tính tiện nghi, giảm chi phí vận hành,bảo dưỡng, tăng hiệu hoạt động, tối ưu hóa việc sử dụng lượng đảm bảo an ninh, an toàn tương xứng với tầm quan trọng yêu cầu tịa nhà * Đơn giản hóa việc cảnh báo phat lỗi cho thiết bị, máy móc hệ thống * Hỗ trợ truy cập đến thông tin vận hành thiết bị, hệ thống * Tự động hóa chuẩn hóa quản lý tiện ích * Cung cấp khả mở rộng giao tiếp với tất dịch vụ tòa nhà giúp cho việc vận hành tồ nhà cách đơn giản, xác hiệu Xét mặt tổng thể, nhiệm vụ hệ thống quản lý tòa nhà mang đến tiện nghi cho quan chủ quản vận hành thiết bị theo cách đơn giản hóa chuẩn hóa.Các công việc xử lý ứng dụng điều khiển tự động giảm thiểu công việc vận hành tay Hệ thống có khả cảnh báo phát hư hỏng nhằm cảnh báo sớm, tránh hư hại đáng tiếc cho hệ thống kỹ thuật, tiết kiệm chi phí tăng tuổi thọ cho thiết bị kỹ thuật 3.2 Nhiệm vụ Hệ thống BMS tích hợp tồn hệ thống hạ tầng kỹ thuật tồ nhà, có chức điều khiển, giám sát, quản lý hoạt động máy tính, tự động chọn chế độ làm việc thích hợp cảnh báo cố xảy Các hạng mục tích hợp hệ thống quản trị tồ nhà BMS bao gồm: - Hệ thống điều hịa khơng khí VRV: Quản lý điều khiển thiết bị hệ thống điều hịa VRV cho phép tích hợp BMS - Hệ thống thơng gió: quản lý điều khiển hệ thống quạt cấp khí tươi, quạt thơng gió thu hồi nhiệt, quạt hút khí thải-khí độc tịa nhà, quạt nhà vệ sinh, - Hệ thống cấp thoát nước: + Quản lý điều khiển hệ thống bơm cấp nước giám sát bể chứa nước tịa nhà + Theo dõi lưu lượng tính lượng nước tiêu thụ tầng + Theo dõi lưu lượng tính lượng nước cấp từ vịi nước cấp thành phố - Hệ thống phòng cháy chữa cháy: giám sát hệ thống báo cháy điều khiển hệ thống bơm nước chữa cháy tòa nhà, quản lý quạt tăng áp cầu thang - Hệ thống thang máy: giám sát hệ thống thang máy tòa nhà - Hệ thống an ninh: + Tích hợp hệ thống camera giám sát vào BMS + Tích hợp hệ thống điều khiển truy nhập - Hệ thống chiếu sáng: Quản lý điều khiển chiếu sang khu vực Chiếu sáng hành lang Chiếu sáng cầu thang Chiếu sáng tầng hầm Chiếu sáng nhà - Hệ thống điện năng: + Giám sát trạng thái củamáy biến áp, tủ điện phân phối chính, máy phát điện + Đo đếm điện tiêu thụ tầng 4.3 Bảng tổng hợp phương pháp tích hợp BMS Ứng dụng hệ thống BMS TT Hệ thống kỹ thuật Điều hòa thơng gió a Hệ thống điều hịa trung tâm VRV b Hệ thống thơng gió thu hồi nhiệt VRV Hệ thống quạt thơng gió a Quạt thơng gió Toilet b Giao thức kết nối/tích hợp Bacnet-TCP/IP Điều khiển Giám sát x x x x DO,DI x x Quạt thông gió tầng hầm DO,DI x x c Quạt tăng áp cầu thang DI d Quạt cấp gió tươi DO,DI Hệ thống điện a Máy biến áp DI x b Tủ hạ DI x c Tủ phân phối tầng DI x d Tủ UPS cho trung tâm DATA DI x e Máy phát DI x x x x Chiếu sáng: Chiếu sáng hành lang f Chiếu sáng cầu thang DO,DI x x x x Chiếu sáng tầng hầm Chiếu sáng nhà Hệ thống bơm a Bơm nước sinh hoạt DO,DI b Bơm nước thải DI x c Bể nước DI x Hệ thống chữa cháy a Bơm chữa cháy DI x b Áp lực nước đường ống DI x c Mức nước bể chữa cháy DI X d Tủ báo cháy Bacnet-TCP/IP x Hệ thống an ninh a Card access Tích hợp mức cao b CCTV Tích hợp mức cao x Hệ thống thang máy DI x Vị trí thang, báo lỗi thang, cabin, x x Hệ thống phát PA Điều khiển vùng âm DO x x 4.4 Kiến trúc mạng giải pháp truyền thông * Mạng truyền thông cấp trường kết nối DDC hệ thống BMS thiết kế với chuẩn truyền thơng N2 Bus chạy xun suốt tồn cấu hình hệ thống * Mạng truyền thông cấp cao TCP/IP * Hệ thống thiết kế với cổng kết nối mở rộng nhằm liên kết tương tác giao thức BACnet với giao thức BACnet như: Modbus, Lonwork, C-bus, EIB * Hệ thống BMS thiết kế truyền thông cấp: BMS Workstation BMS Server PLANT Ethernet NAE55 NAE55 FIRE ALARM MIS C FCU Integratio n PAU / AHU Web Web Access Access 200 Devices 200 Devices Hình 1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống BMS 4.4.1 Cấp điều khỉển khu vực-cấp trường Các điều khiển cấp khu vực điều khiển số trực tiếp (DDC) Bộ điều khiển cấp khu vực se điều khiển quạt cấp khí tươi,quạt thơng gió, quạt hút khí thải, hệ thống bơm cấp thoát nước, ánh sáng…Cấp khu vực trang bị cảm biến cấu chấp hành giao tiếp trực tiếp với thiết bị điều khiển Các điều khiển cấp khu vực nối với đường Bus Do chia sẻ thông tin cho chia sẻ thơng tin với điều khiển phía cấp vận hành quản lý Giao tiếp điềukhiển cấp khu vực với cấp điều khiển hệ thống sử dụng giao thức N2 Bus Các điều khiển cấp khu vực phân bố trrên tầng đảm bảo đủ điểm giám sát điều khiển hệ thống có tính đến khả dự phịng Tốc độ truyền thơng điều chỉnh tối thiểu 9600 Baud 4.4.2 Cấp điều khiển hệ thống Cấp điều khiển hệ thống trang bị cá điều khiển cà giao tiếp mạng với khả lớn so với điều khiển ởcấp khu vực số lượng điểm vào ra, vòng điều chỉnh chương trình điều khiển Các điều khiển hệ thống tích hợp sẵn chức quản lý, lưu trữ Các điều khiển hệ thống giao tiếp trực tiếp với thiết bị điều khiển thông qua cảm biến cấu chấp hành gián tiếp thông qua việc kết nối với điều khiển cấp khu vực Các điều khiển hệ thống đảm bảo khả hoạt động độc lập truyền thông với trạm vận hành giám sát bị Giao tiếp cấp điều khiển hệ thống với cấp quản lý vận hành thông qua chuẩn:Ethernet TCP/IP 4.4.2 Cấp vận hành giám sát quản lý A Các thiết bị phần cứng - Máy tính:máy tính HP - HP Notebook: HP NC 2400 vá hợp kim nhận dạng vân tay Intel core duo, ULV processor 1,2 GHz, 1024 MB DDR2 SDRAM 60 G hard drive DVD/ CD RW, Window XP Pro - Máy in kim hãng Epson - UPS:Bộ nguồn UPS 3KAV cho thiết bị điều khiển NAE - Bộ điều khiển nối mạng NAE55 hỗ trợ 2000 điểm,200 thiết bị địa chỉ,2 cổng RS-232,2 cổng RS-485,2 cổng USB,1 cổng Ethernet LAN(TCP/IP).Tốc độ xử lý 300MHz, RAM 256MB - Bộ tích hợp hệ thống điều hòa VRV,hệ thống điều khiển truy nhập,hệ thống CCTV theo chuẩn BACnet,ModBus,LON - NetWork HUB - Intel Dialogic Voice Board - Bộ điều khiển hệ thống BMS từ xa thông qua phần mềm viễn thông B Các tính phần mềm quản lý - Các trạm vận hành giám sát chủ yếu giao tiếp với nhân viên vận hành Các trạm vận hành cấp độ chủ yếu máy PC Một trạm vận hành thường bao gồm gói phần mềm: - An toàn hệ thống: Giới hạn quyền truy cập vận hành cá nhân - Xâm nhập hệ thống: Cho phép người co quyền truy cập lấy liệu hệ thống qua máy tính cá nhân thiết bị lưu trữ khác - Định dạng liệu: Lắp ghép điểm liệu rời rạc vào nhóm định dạng có quy tắc phục vụ cho việc in ấn hiển thị - Tùy biến chương trình:Người sử dụng tự thiết kế, lập trình chương trình riêng theo yêu cầu sử dụng - Giao diện: Xây dựng giao diện dựa ứng dụng khách hàng,có sử dụng cơng cụ vẽ đồ họa bảng biểu - Lập báo cáo:Có khả lập báo cáo tự động, định kì theo yêu cầu cảnh báo kiện, hoạt động vận hành - Quản lý việc bảo trì bảo dưỡng: Cung cấp giao diện điều khiển chung cho cá hệ thống con(VRV,Fire Alarm,Access control ) vàcung cấp khả tổng hợp thông tin từ hệ thống để từ đưa tác động có tính tồn cục hệ thống - Quản lý lượng tài nguyên:Thu thập ,lưu trữ xử lý liệu lịch sử lượng sử dụng, chi phí vận hành cảnh báo tạo báo cáo để cung cấp cơng cụ cho qua trình quản lý sử dụng thiết bị lâu dài 4.5 Giải pháp bố trí tủ điều khiển - Các tủ điện điều khiển tầng đặt khu kỹ thuật tầng 4.6 Giải pháp thơng gió tủ điều khiển - Hệ thống tủ điều khiển thiết kế trang bị khe thơng gió nhằm đảm bảo trì nhiệt độ hoạt động cho phép thiết bị điều khiển 4.7 Giải pháp chống sét nối đất hệ thống - Hệ thống tủ điều khiển nối đất chung với hệ thống điện nhà - Hệ thống mạng truyền thông điều khiển thiết kế với bảo vệ chống sét lan truyền Ngoài ra, trở đầu cuối trang bị cho điều khiển đoạn mạng để đảm bảo hạn chế nhiễu tăng độ tin cậy truyền thông 4.8 Giải pháp kết nối mạng LAN nhà - Hệ thống mạng LAN hệ thống BMS hệ thống mạng kết nối Server hệ thống điều khiển trung tâm Hệ thống mạng kết nối qua Switch/ Hub hệ thống dây cáp CAT6 - Hệ thống BMS thiết kế hệ thống mạng LAN riêng độc lập với hệ thống mạng LAN nhà để đảm bảo cách ly hai hệ thống nhằm mục đích : + Chống nguy lây nhiễm virus phá hoại + Hạn chế truy cập trái phép + Đảm bảo hệ thống hoạt động tin cậy với tốc độ truyền tối đa V GIẢI PHÁP TÍCH HỢP CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT VỚI BMS Trong tịa nhà có nhiều hệ thống kỹ thuật khác nhau,sử dụng công nghệ khác mức độ tự động hóa khác Hệ thống BMS tích hợp hệ thống thành hệ thống nhấtthông qua mạng truyền thông, giao thức truyền thơng chuẩn :BacNet, ModBus, Lon,N2 Qua hệ thống trao đổi thơng tin cho để tối ưu hóa hoạt động tịa nhà 5.1 Hệ thống điều hồ thơng gió 5.1.1 Hệ thống điều hòa trung tâm VRV Sơ đồ kết nối hệ thống VRV BMS Tổng quát Hệ thống BMS thiết kế cho tòa nhà đảm bảo khả sẵn sàng kết nối/tích hợp với hệ thống điều hịa trung tâm VRV theo giao thức chuẩn Bacnet – TCP/IP BMS quản lý, điều khiển thiết bi hệ thống điều hịa cho phép tích hợp BMS Các thiết bị hệ thống điều hịa trung tâm VRV mà BMS có quản lý, giám sát sau: + Các dàn nóng (Outdoor Unit) + Các dàn lạnh (indoor Unit) + Các điều khiển dây + Các chuyển đổi Bacnet – TCP/IP Phần mềm hệ thống BMS có khả quét toàn điểm BACnet hệ thống điều hoà VRV thống qua chuyển đổi Bacnet TCP/IP để đưa máy chủ BMS Các điểm BACnet VRV gán tên biến, xử lý theo chương trình hiển thị đồ hoạ giao diện hệ thống BMS Qua giao thức truyền thông hệ thống BMS điều khiển giám sát sâu đến thơng số giàn nóng, giàn lạnh, kiểm soát nhiệt độ khu vực… - Khi kết nối với BMS, BMS giám sát điều khiển thiết bị hệ thống HVAC qua máy tính điều khiển BMS trung tâm giao diện đồ họa Yêu cầu kỹ Để đảm bảo cho việc tích hợp hoạt động tốt hệ thống BMS, hệ thống thuật thiết bị cung cấp phải đáp ứng yêu cầu sau đây: Hệ thống điều hịa khơng khí VRV: - Cung cấp chuyển đổi Bacnet- TCP/IP để kết nối với BMS - Bộ chuyển đổi Bacnet – TCP/IP phải cung cấp đầy đủ tính để hệ thống BMS điều khiển, giám sát tất thông số cần thiết hệ thống điều hòa VRV - Gia công điểm đấu nối lắp đặt sensor cảm biến đường ống gió ống nước theo thiết kế hệ BMS - Cung cấp điểm đấu nối tủ động lực hệ thống thơng gió,điều áp,hút khói - Cung cấp đầy đủ tài liệu kỹ thuật cần thiết cử cán kỹ thuật phối hợp với nhà thầu BMS việc tích hợp hệ thống điều hòa VRV với hệ thống BMS BMS - Cung cấp dây cáp tín hiệu đến chuyển đổi Bacnet – TCP/IP hệ thống điều hòa - Phần mềm hệ thống BMS đảm bảo sẵn sàng kết nối với hệ thống VRV theo chuẩn truyền thông BACnet TCP/IP - Cung cấp đấu nối phần điều khiển tủ BMS với tủ động lực 10