Tiểu luận Hệ thống BMS Giám sát hệ thống thang máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ


BÁO CÁO

BMS ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT
HỆ THỐNG THANG MÁY TÒA NHÀ

GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Âu

SVTH:

1. Hồ Minh Tân 22342004
2. Ngô Minh Huy 22342002

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng 10 năm 2023
1

LỜI CẢM ƠN

Trước khi vào nội dung tiểu luận mơn học nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn
chân thành đến thầy TS. Nguyễn Ngọc Âu giảng viên trường Đại học Sư Phạm Kỹ
Thuật TP.HCM đã tận tình hướng dẫn giải quyết thắc mắc và giúp đỡ nhóm chúng em
trong q trình thực hiện đề hồn thành tiểu luận môn học Hệ thống BMS.

Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do khả năng, kiến thức và thời gian có hạn nên
khơng thể tránh được những sai sót trong q trình thực hiện tiểu luận này, nhóm chúng
em kính mong thầy chỉ dẫn, giúp đỡ nhóm em để ngày càng hồn thiện hơn vốn kiến thức

của mình và có thể tự tin trong công việc với số lượng kiến thức đã tích lũy được trong
q trình học và nghiên cứu tìm hiểu.

Chân thành cảm ơn!

1

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN................................................................................................................... 1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.................................................................................3
DANH MỤC BẢNG BIỂU..............................................................................................4
DANH MỤC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH........................................................................5
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU....................................................................................................6

1.1. Đặt vấn đề............................................................................................................6
1.2. Mục đích đề tài....................................................................................................7
1.3. Nội dung đề tài....................................................................................................7
1.4. Kế hoạch thực hiện đề tài...................................................................................7
1.5. Bộ cục đề tài........................................................................................................8
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BMS.....................................................9
2.1 Tổng quan về hệ thống BMS..............................................................................9
2.2 Đối tượng hệ thống BMS..................................................................................10
2.3 Lợi ích của BMS................................................................................................15
2.4 Phân cấp hệ thống quản lý và truyền thông trong hệ thống BMS................16
2.5 Các giao thức và chuẩn truyền thông trong hệ thống BMS...........................18
2.6 Các thiết bị sử dụng trong hệ thống BMS.......................................................25
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG BMS GIÁM SÁT QUẢN LÝ HỆ THỐNG THANG
MÁY................................................................................................................................ 37
3.1 Tổng quát và yêu cầu ban đầu của công trình................................................37

3.2 Phân tích đặc điểm cơng trình & lựa chọn thiết bị.........................................38
3.3 Sơ đồ cấu trúc hệ thống và kết nối các thiết bị...............................................41
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN.............................................................................................48
4.1. Kết quả đạt được...............................................................................................48
4.2. Hướng phát triển..............................................................................................48
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................49

2

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BMS: Building Management System.
BCU: Building Control Unit.
DDC: Direct Digital Controller. IOT: Internet of Things.
HVAC: Heating, Ventilation and Air – Conditioning.
BACNet: Building Automation and Control Networks.
AI: Analog Input.
DI: Digital Input. CB: Circuit Breaker.
SNVT: Standard Network Variable Type.
ASCII: American Standard Code for Information Interchange.
RTU: Remote Terminal Unit.
TCP: Real – Time Control. IP: Internet Protocol.
EIA: Electronic Industry Association.
TIA: Telecommunications Industry Association.
DCE: Data Circuit-Terminating Equipment.
LAN: Local Area Network.
PID: Proportional-Intergal-Derivative.
APP: Application.
SDK: Software Development Kit.
PC: Personal Computer.

AC: Alternating Current.

3

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Thông số bộ điều khiển DDC
Bảng 2.2: Phân loại chân kết nối trên thiết bị 1
Bảng 2.3: Phân loại chân kết nối trên thiết bị 2
Bảng 3.1: Bảng ngõ/vào ra thiết bị của bộ điều khiển DDC

4

DANH MỤC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG B

Hình 2.1: Tổng quan hệ thống BMS..................................................................................9
Hình 2.2: Hệ thống báo cháy...........................................................................................10
Hình 2.3: Hệ thống thang máy........................................................................................11
Hình 2.4: Phịng tủ trung tâm cấp điện cho hệ thống tịa nhà..........................................13
Hình 2.5: Hệ thống điều hịa khơng khí & sưởi ấm.........................................................14
Hình 2.6: Hệ thống cấp nước sinh hoạt...........................................................................15
Hình 2.7: Tổng quát các lợi ích mà hệ thống BMS mang lại...........................................16
Hình 2.8: Phân cấp hệ thống quản lý điều khiển.............................................................17
Hình 2.9: Các chuẩn truyền thơng trong hệ thống BMS..................................................22
Hình 2.10: Sơ đồ chân RS -232.......................................................................................23
Hình 2.11: Sơ đồ chân RS - 485......................................................................................24
Hình 2.12: Bộ điều khiển DDC (Direct Digital Control) của Honeywell........................25
Hình 2.13: Sơ đồ chân thiết bị điều khiển DDC..............................................................28

Hình 2.14: Cảm biến hồng ngoại.....................................................................................32
Hình 2.15: Sơ đồ chân kết nối với thiết bị điều khiển.....................................................33
Hình 2.16: Điều chỉnh độ nhạy sáng cảm biến................................................................34
Hình 2.17: Cảm biến khí CO E2608-CO.........................................................................34
Hình 2.18: Sơ đồ chân cảm biến......................................................................................35
Hình 2.19: Hướng dẫn kết nối thiết bị và cấp nguồn cho cảm biến.................................36
CHƯƠNG III: HỆ THỐNG BMS GIÁM SÁT QUẢN LÝ HỆ THỐNG THANG
MÁYY

Hình 3.1: Kích thước tổng quan nhà phố.........................................................................37
Hình 3.2: Mặt bằng bên trong căn nhà............................................................................38
Hình 3.3: Hiện trạng tủ điều khiển thang máy.................................................................39
Hình 3.4: Mặt bằng tầng mái bố trí tủ điều khiển DDC...................................................40
Hình 3.5: Sơ đồ khối hệ thống BMS giám sát hệ thống thang máy.................................41
Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý hệ thống BMS giám sát hệ thống thang máy........................43
Hình 3.7: Sơ đồ kết nối dây hệ thống BMS giám sát hệ thống thang máy......................45

5

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề
Trong thời đại ngày nay, ngày càng nhiều các tòa nhà cao tầng được xây dựng để

làm công sở, trung tâm thương mại, khách sạn, bệnh viện,… Hệ thống các tòa nhà này
ngày càng trở nên hiện đại, tiện nghi để phục vụ các nhu cầu ngày càng cao của con
người. Khi đó, tự động hóa đã dần trở nên quen thuộc chứ khơng cịn là những khái niệm
chỉ được sử dụng trong lĩnh vực chun mơn đặc thù. Trong các tịa nhà hiện đại đều
được trang bị nhiều hệ thống kỹ thuật như: Hệ thống quản lý, hệ thống giám sát và điều
khiển chiếu sáng, hệ thống thơng gió và điều hịa khơng khí,... Tất cả các hệ thống sẽ

được quản lý một cách tự động lấy mục đích và nhu cầu của con người làm trọng tâm và
việc thực thi sẽ được hệ thống BMS đảm nhận. Hệ thống BMS có khả năng giám sát và
điều khiển hệ thống, bật tắt thiết bị, giám sát trạng thái làm việc của thiết bị. Việc này
góp phần quan trọng trong việc vận hành khai thác có hiệu quả và kinh tế của các tịa nhà.
Do đó, tùy theo nhu cầu và chức năng hoạt động của từng tòa nhà mà hệ thống được
trang bị sao cho phù hợp.

Hầu hết các hệ thống BMS tại các tòa nhà của Việt Nam chưa thực sự được vận
hành có hiệu quả. Việc giám sát và điều khiển các hệ thống cũng như việc quản lý năng
lượng trong tòa nhà đểu được thực hiện thông qua một máy chủ trung tâm đặt ở tòa nhà.
Điều này khiến cho việc phát hiện, giám sát, kiểm tra khắc phục khi có sự cố khơng được
nhanh chóng và bất tiện. Để nắm bắt được xu thế thế đó, tổng hợp kiến thức đã tìm hiểu
nghiên cứu trong q trình học thì nhóm đã quyết định chọn đề tài thiết kế “ BMS điều
khiển giám sát hệ thống thang máy tịa nhà” để có thể dựa trên kiến thức đã học xây
dựng lên được một hệ thống BMS giám sát điều khiển.

6

1.2. Mục đích đề tài
 Hiểu biết về các hệ thống sử dụng BMS trong quản lý vận hành tòa nhà.
 Trình bày được các thiết bị sử dụng trong hệ thống BMS.
 Ứng dụng xây dựng được sơ đồ kết nối liên kết giữa các thiết bị điều khiển giám
sát trong hệ thống BMS.

1.3. Nội dung đề tài
Nội dung nghiên cứu đề tài gồm 4 chương được trình bày theo cấu trúc như sau:

Chương 1: Mở đầu
Trình bày tổng quan về nội dung, mục đích tìm hiểu nghiên cứu và tính cấp thiết
của đề tài trong thực tiễn.

Chương 2: Tổng quan về hệ thống BMS
Trình bày các đối tượng và chuẩn truyền thơng của các hệ thống BMS. Mô tả cơ
bản các hệ thống BMS trong các tòa nhà. Giới thiệu về các thông số kỹ thuật và chức
năng cơ bản của các thiết bị sử dụng trong mơ hình BMS.
Chương 3: Hệ thống BMS quản lý Hệ thống thang máy tòa nhà
Trình bày các sơ đấu nối dây và nguyên lý hoạt động của các thiết bị phần cứng
trong sơ đồ hiểu rõ chức năng nhiệm vụ từng thiết bị và kết nối giữa các thiết bị hoàn
chỉnh phần cứng cho hệ thống.
Chương 4: Kết luận
Nêu lên được các vấn đề nội dung đề tài đạt được và điểm hạn chế, hướng phát
triển của đề tài.
1.4. Kế hoạch thực hiện đề tài
Tuần 04: Nhận thông báo các nội dung đề tài tiểu luận, nghiên cứu tìm hiểu lựa
chọn đề tài nộp lại cho giảng viên phụ trách môn học.

7

Tuần 05 – 06: Nhóm đi khảo sát lựa chọn hệ thống thang máy ở các khu vực tòa
nhà, chung cư,…theo đề tài.

Tuần 07: Soạn đề cương chi tiết “Mục lục” và nộp cho giảng viên phụ trách mơn
học chỉnh sửa góp ý.

Tuần 08 – 09: Sau khi nhận góp ý từ giảng viên tiến hành chỉnh sửa đề cương chi
tiết và nộp lại.

Tuần 10: Tìm hiểu về hệ thống thang máy sau đó đi khảo để lập ra danh sách các
thiết bị điều khiển giám sát cho hệ thống.

Tuần 11: Soạn nội dung chương 1.

Tuần 12: Soạn nội dung chương 2.
Tuần 13: Soạn nội dung chương 3.
Tuần 14: Hoàn thành nội dung và nộp báo cáo.
1.5. Bộ cục đề tài
Ngoài các phần Lời cảm ơn, Mở đầu, Danh mục tham khảo,…bài tiểu luận còn
được chia thành các phần như sau:
 Phần 1: Kiến thức cơ bản
NÊU CÁC NỘI DUNG CHỦ YẾU VỀ HỆ THỐNG BMS.
 Phần 2: Ứng dụng kiến thức
DỰA VÀO NỘI DUNG HỆ THỐNG BMS ỨNG DỤNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG
BMS ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CHO HỆ THỐNG THANG MÁY TÒA NHÀ.

8

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BMS

2.1 Tổng quan về hệ thống BMS
Hệ thống BMS (Building Management System) là hệ thống đồng bộ cho phép điều

khiển và quản lý mọi hệ thống kỹ thuật trong tòa nhà như hệ thống điện, hệ thống cung
cấp nước sinh hoạt, điều hịa thơng gió, cảnh báo mơi trường, an ninh, báo cháy – chữa
cháy,… đảm bảo cho việc vận hành các thiết bị trong tịa nhà được chính xác, kịp thời,
hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và tiết kiệm chi phí vận hành.

Hệ thống BMS là hệ thống đồng bộ mang tính thời gian thực, trực tuyến, đa
phương tiện, nhiều người dùng, hệ thống vi xử lý bao gồm các bộ vi xử lý trung tâm với
tất cả các phần mềm và phần cứng máy tính, các thiết bị vào/ra, các bộ vi xử lý khu vực,
các bộ cảm biến và điều khiển qua các ma trận điểm.

Hình 2.1: Tổng quan hệ thống BMS

9

2.2 Đối tượng hệ thống BMS
Hệ thống quản lý tòa nhà BMS điều khiển các hệ thống:

 Hệ thống an ninh, báo cháy
Hệ thống báo cháy cũng là hệ thống thông minh với các phần điều khiển của riêng

nó. Hệ thống này sẽ giao tiếp với hệ thống BMS thông qua một cổng giao tiếp là RS232
hay thơng qua cổng giao tiếp (gateway), các dịng thơng tin sau cần được cung cấp:

 Trạng thái của tất cả các bộ bơm phục vụ cứu hoả.
 Mức nước trong các bể chứa nước cứu hoả.
 Giám sát áp lực nước trong các bình chứa chính của hệ thống cứu hỏa.
 Trạng thái của bảng điều khiển.
Hệ thống BMS sẽ cung cấp sơ đồ bố trí và sơ đồ chức năng hoạt động của các dịch
vụ cứu hoả.

Hình 2.2: Hệ thống báo cháy
10

 Hệ thống thang máy
Hệ thống thang máy thường đi kèm với một phần mềm trên máy PC để giám sát

và điều khiển. Hệ thống cũng có thể cung cấp một cơ chế giao tiếp để cho các nhà tích
hợp BMS để truy nhập và lấy thơng tin.

Hình 2.3: Hệ thống thang máy
Tất cả các điểm kiểm tra trạng thái của thang máy và các điểm cảnh báo sẽ được

giám sát:
 Vị trí của mỗi thang máy.
 Trạng thái hoạt động của thang máy.
 Các thơng báo bằng hình ảnh đang hiển thị hoặc được lên lịch trình hiển thị cũng
sẽ xem được bằng hệ thống BMS.
 Các bản thông báo bằng hình ảnh cho mỗi cái hay cả một nhóm thang sẽ có thể
thiết lập và được đưa vào ngay lập tức hoặc lên lịch để đưa vào hiển thị.
 Hiển thị tầng nghỉ của thang máy.

11

 Hướng đi của thang máy.
 Giám sát được trạng thái dừng khẩn cấp của thang máy.
 Giám sát trạng thái của các cảnh báo của thang máy: Các cảnh báo chung của hệ

thống thang máy sẽ không cần phải đưa ra. Hệ thống BMS sẽ nhận các thông tin
cảnh báo và trạng thái chi tiết của hệ thống. Hệ thống BMS sẽ cung cấp màn hình
đồ hoạ mô phỏng để chỉ ra các chuyển động và trạng thái của tất cả thang máy.
 Hệ thống chiếu sáng

Hệ thống quản lý chiếu sáng trong tồ nhà đóng vai trị quan trọng trong việc cung
cấp đủ ánh sáng cho các nhu cầu sinh hoạt, làm việc, giải trí, an ninh… cho tịa nhà.

Hệ thống đèn chiếu sáng trong tòa nhà gồm rất nhiều loại sử dụng vào nhiều mục
đích nhưng chung quy lại được điều khiển với hai ứng dụng chính là bật/tắt và điều chỉnh
cường độ sáng.

Hệ thống quản lý chiếu sáng không những mang lại nhiều lợi ích tiện nghi cho
người dung mà cịn đem lại hiệu quả cao về tiết kiệm năng lượng điện tiêu thụ cho tồ
nhà. Để từ đó ta có thể quản lý được điện năng đã tiêu thụ:

 Ta có thể quản lý được thời gian sử dụng của các thiết bị chiếu sáng.
 Ta có thể dễ dàng điều khiển bật tắt thay vì đến tận nơi.
 Quản lý được mức độ sáng yếu hay mạnh của đèn.
 Vận hành đơn giản bằng giao diện hiển thị trên màn hình điều khiển hệ thống

BMS.
 Hệ thống phân phối điện

Hầu hết các thiết bị bảo vệ máy điện CB sử dụng bộ bảo vệ điện tử đều có khả
năng liên kết ở các mức độ khác nhau. Nhà cung cấp hệ thống điện có khả năng cung cấp
bộ điều khiển với giao diện hoặc cổng giao diện cần thiết để giao tiếp với hệ thống BMS.

12

Hình 2.4: Phịng tủ trung tâm cấp điện cho hệ thống tòa nhà

Bảng điều khiển của hệ thống điện có thể có các điểm kiểm tra để có thể đo được
điện áp, dịng, tần số, công suất và năng lượng của hệ thống điện. Nhà cung cấp thiết bị
điện thông thường sẽ lựa chọn các bộ điều khiển mà có thể nối với các điểm kiểm tra trên
bảng điều khiển bằng module DI, và nối với các bộ biến đổi bằng chuẩn điểm đầu vào
loại AI. Thông qua giao diện này, hệ thống BMS sẽ giám sát các thông tin và trạng thái
của hệ thống điện từ trạm biến áp đến tủ phân phối.

Hệ thống BMS có thể giám sát và điều khiển được như sau:
 Công suất tiêu thụ.
 Giám sát trạng thái của các mạch điện.
 Giám sát và điều khiển trạng thái của các thiết bị đóng cắt.
 Điện áp, dòng và tần số điện nguồn.
 Giám sát trạng thái của tất cả các tủ điện, điện áp và dòng của điện cung cấp.

 Hệ thống máy phát điện.
 Hệ thống ATS.

13

 Hệ thống điều hòa & thơng gió
Hệ thống BMS điều khiển HVAC giúp điều khiển vận hành các hệ thống trên một

cách tối ưu và hiệu quả. Theo đúng các yêu cầu của người sử dụng, giúp đảm bảo và tiết
kiệm điện năng, tăng tuổi thọ và giảm hao mòn của thiết bị.

BMS thực hiện vai trò Giám sát – Điều khiển hệ thống HVAC đến tất cả các thiết
bị của hệ thống điều hịa mà khơng làm ảnh hưởng đến các hoạt động, chức năng của các
thiết bị khác trong hệ thống.

Đầu ra của hệ thống điều hòa sẽ thực hiện nhiệm vụ giám sát, đầu vào của hệ
thống BMS thực hiện các thao tác của điều khiển, theo dõi giám sát, quản lý tại máy tính
điều khiển của hệ thống BMS.

Hình 2.5: Hệ thống điều hịa khơng khí & sưởi ấm
 Hệ thống cung cấp nước sinh hoạt và xử lý nước thải:

Các nhà cung cấp hệ thống cung cấp nước cần có các thiết bị và các bộ điều khiển
cần thiết để có thể tích hợp vào BMS.

14

Hình 2.6: Hệ thống cấp nước sinh hoạt

Theo dõi tình trạng của các máy bơm nước:

 Bật tắt các máy bơm.
 Theo dõi mức nước trong các bể chứa.
 Giám sát mức nước trong các hố ga thu nước, tự động khởi động bơm chống lụt.
2.3 Lợi ích của BMS

Đơn giản hố vận hành: BMS có thể giúp bạn thực hiện tự động hóa vận hành các
chức năng, thao tác, thủ tục có tính lặp đi lặp lại.

Giảm thiểu sự cố vận hành: BMS có khả năng tự động cảnh báo nên sẽ giúp bạn
giảm thiểu được các sự cố vận hành thiết bị trong tòa nhà.

Quản lý vận hành toà nhà một các dễ dàng: Các vấn đề về an ninh, vệ sinh tòa nhà,
thu thập dữ liệu, báo cáo tổng thể vận hành tịa nhà… có thể được BMS thực hiện dễ
dàng. Qua đó, bạn có thể quản lý vận hành tịa nhà một cách dễ dàng, thuận tiện, hiệu
quả.

Nâng cao tuổi thọ của tịa nhà: Với BMS, bạn có thể nhận được cảnh báo kịp thời
để phát hiện, sửa chữa các thiết bị cũ, hỏng. Nhờ vậy, tịa nhà được bảo trì, bảo dưỡng
kịp thời, tuổi thọ và giá trị sử dụng của tòa nhà cũng được đảm bảo.

15

Giảm thiểu chi phí vận hành và quản lý, chi phí nhân sự: Hệ thống quản lý tịa nhà
có thể vận hành dễ dàng nên sẽ giúp bạn nhanh chóng đưa hệ thống vào sử dụng thực tế
để giảm thiểu các chi phí phát sinh. Mặt khác, với BMS, bạn có thể tối ưu hóa nguồn
nhân lực vận hành tịa nhà. Nhờ vậy, chi phí nhân sự cũng được tiết kiệm đáng kể.

Tiết kiệm thời gian: Việc vận hành tòa nhà với BMS sẽ giúp bạn cắt giảm rất
nhiều thao tác thủ công. Nhờ vậy bạn sẽ tiết kiệm được thời gian, công sức cần bỏ ra để

vận hành quản lý tòa nhà.

Phù hợp với đa dạng nhu cầu và mơ hình từng tịa nhà: Mỗi tịa nhà sẽ có những
nhu cầu quản lý vận hành hay mơ hình vận hành khác nhau. Tuy nhiên BMS có khả năng
tương thích tốt, phù hợp với đa dạng các nhu cầu, mơ hình tịa nhà khác nhau. Bạn có thể
n tâm khi áp dụng BMS cho tịa nhà của mình.

Hình 2.7: Tổng quát các lợi ích mà hệ thống BMS mang lại
2.4 Phân cấp hệ thống quản lý và truyền thông trong hệ thống BMS

Hệ thống quản lý tòa nhà BMS đang được phát triển. BMS là hệ thống điều khiển
phân cấp DCS.

Một hệ thống BMS đầy đủ thường có 3 lớp mạng tương ứng với 3 cấp trong hệ
thống phân cấp.

16

Hình 2.8: Phân cấp hệ thống quản lý điều khiển

Lớp mạng cấp trường (Field Level Network): Mức điều khiển các ứng dụng bao
gồm các thiết bị như cảm biến (sensor), bộ chấp hành (actuator), các bộ field controller
để giao tiếp trực tiếp với các khu vực có các ứng dụng cần điều khiển.

Lớp mạng cấp tự động điều khiển (Automatic Level Network): Kết nối từ trung
tâm điều khiển tới mức điều khiển các ứng dụng trong tịa nhà thơng qua các điều khiển
BAS với giao diện BACnet TCP/IP, bao gồm các bộ DDC (Digital Direct Controller -
điều khiển số trực tiếp), các giao diện tới các hệ thống phụ trợ như: điều hịa khơng khí,
báo cháy, chữa cháy, hệ thống điện.

Lớp mạng cấp quản lý (Management Level Network): Trung tâm điều khiển, mức
quản lý bao gồm các hệ thống máy chủ dữ liệu, trạm làm việc được cài đặt các phần mềm
quản lý bảo dưỡng, máy in và máy tính dành cho việc lập trình và cấu hình hệ thống.

Mạng thông tin liên lạc của BMS chia làm 3 lớp (hoặc 02 lớp) tùy theo mức độ
ứng dụng, độ lớn tích hợp mà có thể sử dụng cả 3 lớp mạng riêng hoặc chung 2 trong 3
lớp mạng với nhau.

17

Mạng trục backbone: Thường là mạng Ethernet TCP/IP hoặc Bacnet/IP
10100/1000Mb nối các bộ điều khiển tòa nhà (Building controllers) với nhau và nối với
các Server của hệ thống (thường có 2 server chạy nóng và dự phịng).

Mạng điều khiển tầng: Là mạng dây chạy trực tiếp trong từng tầng, thường là
mạng RS485, chuẩn truyền thông thường là LON, Bacnet MS/TP, N2, P2,... mạng này do
bộ điều khiển tầng quản lý và liên kết các bộ điều khiển nhỏ hơn đặt tại từng thiết bị cụ
thể trong tầng của tòa nhà.

2.5 Các giao thức và chuẩn truyền thông trong hệ thống BMS
 Các giao thức trong hệ thống BMS

Giao thức BACnet

BACnet chính là tên viết tắt của Building Automation and Control Network hay
còn được hiểu là mạng điều khiển và tự động tòa nhà. Đây là tiêu chuẩn được phát triển
bởi ASHRAE Hoa Kỳ. BACnet trở thành tiêu chuẩn ASHRAE/ ANSI 135 vào năm 1995
và sau đó qua nhiều lần nâng cấp và sửa đổi, năm 2003 BACnet trở thành tiêu chuẩn
quốc tế ISO-16484-5.

BACnet là một tiêu chuẩn thông tin giao tiếp không độc quyền, có tính mở. Nó
được sử dụng rộng rãi ở bất kì hệ thống nào trong các tịa nhà hiện nay, đó có thể là hệ
thống chiếu sáng, an tồn sinh mạng, kiểm sốt truy cập, vận chuyển và bảo trì. Cơng
nghệ này được thiết kế để sử dụng được trong phạm vi rộng các công nghệ mạng và
truyền thơng. Nó được xây dựng bao gồm mọi thứ, ngay từ việc phải chọn kiểu cáp nào
cho đến việc khởi gán lệnh hoặc yêu cầu thông tin đặc thù ra sao.

Các quy tắc của nó được thiết kế đặc thù cho các thiết bị điều khiển và tự động
hóa tịa nhà, bao gồm các tác vụ như đọc nhiệt độ yêu cầu ra sao, gửi trạng thái báo động
và thiết lập quạt như thế nào,...

Giao thức BACnet dùng các dịch vụ để kết nối các thiết bị trong tòa nhà. Các dịch
vụ bao gồm Tơi là ai (Who-Is), Tơi là (I-Am), Ai có (Who-Has), Tơi có (I-Have), dùng

18

cho phát hiện thiết bị và đối tượng. Dịch vụ Thuộc tính đọc (Read-Property) và Thuộc
tính ghi (Write-Property) dùng để chia sẻ dữ liệu.

Các đối tượng (objects) BACnet định nghĩa như: Analog Input, Analog Output,
Analog Value, Binary Input, Binary Output, Binary Value, Multi-State Input, Multi-State
Output, Calendar, Event-Enrollment, File, Notification-Class, Group, Loop, Program,
Schedule, Command, và Device.

Giao thức Lonmark

LonMark đưa ra cách giải quyết theo kiểu khác đối với vấn đề tính đổi lẫn. Khơng
như BACnet, LonMark là giao thức sở hữu độc quyền bởi tập đoàn Echelon Corporation
liên kết với Motorola vào đầu thập niên 1990. Tiêu chuẩn LonMark được dựa trên giao
thức thông tin có sở hữu với tên gọi LonTalk. Giao thức LonTalk thiết lập một bộ quy tắc

quản lý việc giao tiếp thông tin trong một mạng các thiết bị cùng hợp tác. Để đơn giản
hóa việc thực thi giao thức, Echelon đã chọn làm việc với Motorola để phát triển một chip
xử lý thơng tin chun dụng có tên gọi Neuron. Thông qua việc sử dụng con chip xử lý
này cùng với các phần mềm hỗ trợ, giao thức thiết lập nên cách mà thông tin được trao
đổi giữa các thiết bị. Bởi vì phần lớn của giao thức giao tiếp được bao hàm trong con chip
xử lý, những người thiết kế và lắp đặt hệ thống có thể tập trung vào các khía cạnh khác
của hệ thống.

Trong khi LonTalk thiên về vấn đề các thiết bị truyền đạt thông tin như thế nào, nó
lại khơng quan tâm đến nội dung của việc trao đổi thông tin. Một giao thức thứ hai, tên là
LonWorks, định nghĩa nội dung và cấu trúc của thông tin được trao đổi. LonWorks là
một hệ thống điều khiển phân bổ vận hành trên nền tảng ngang hàng (peer-to-peer), nghĩa
là mọi thiết bị có thể giao tiếp với mọi thiết bị khác trên mạng hoặc là sử dụng cấu hình
chínhphụ (master-slave) để trao đổi thơng tin giữa các thiết bị thông minh. Nền tảng
LonWorks hỗ trợ một phạm vi rộng các phương tiện trao đổi thông tin.

Các thiết bị tương thích với LonWorks giao tiếp với nhau qua một SNVT
(Standard Network Variable Type). Mặc dù một SNVT định nghĩa một thiết bị cũng

19