đồ án kỹ thuật công trình xây dựng HỆ THỐNG QUẢN LÝ TOÀ NHÀ BMS

Chương 1: Giới thiệu hệ thống quản lý tòa nhà BMS
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU HỆ THỐNG QUẢN LÝ TOÀ NHÀ BMS
1.1. Sự cần thiết của hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng.
1.1.1. Thực trạng các tòa nhà ở Việt Nam
Hầu hết 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,
1.1.2. Sự cần thiết của hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng.
Hiện nay các tòa nhà được xây dựng dần được trang bị các trang thiết bị hiện đại
có các hệ thống dịch vụ phức tạp nhưng đang hoạt động độc lập, riêng lẽ. Vì vậy, đòi hỏi
phải xây dựng một giải pháp tích hợp toàn diện nhằm tập trung hóa và đơn giản hóa việc
giám sát, vận hành và quản lý tòa nhà. Giải pháp tích hợp cho phép nâng cao hiệu suất
của tòa nhà bằng cách giảm chi phí nhân công, chi phí năng lượng, cung cấp môi trường
làm việc tiện nghi và an toàn cho cán bộ và nhân viên làm việc trong nhà, người dân sinh
sống và khách đến làm việc với các đơn vị tại toà nhà. Hệ thống quản lý tòa nhà sẽ tích
hợp với các hệ thống dịch vụ sau:
Hệ thống cung cấp và phân phối điện (Máy cắt, Tủ hạ thế, tủ phân phối đầu tầng
và máy phát điện dự phòng, UPS…)
Điều hòa trung tâm Chiller và VRV, hệ thống thông gió
Chiếu sáng công cộng (Public Lighting)
Hệ thống cho các tầng lắp đặt thiết bị viễn thông
Hệ thống an ninh (Access control, Hệ thống Camera an ninh CCTV)
Hệ thống PCCC
Thang máy (lift, elevator. Escalator)
Hệ thống cấp nước
Hệ thống thông tin công cộng ( hệ thống âm thanh thông báo, hệ thống màn hình

thông báo )
Hệ thống tổng đài PABX
Hệ thống chống sét-chống sét lan truyền
1
Chương 1: Giới thiệu hệ thống quản lý tòa nhà BMS
Giải pháp đề xuất BMS được dựa trên các công nghệ, ý
tưởng, kiến trúc đã được công nhận. Toàn bộ thiết kế được tập
trung xung quanh một kiến trúc tích hợp liên kết tất cả các chương
trình ứng dụng và dịch vụ với nhau để cung cấp khả năng điều
hành tuyệt vời cho toà nhà. Giải pháp BMS cung cấp một hệ thống
điều hành tích hợp cho việc quản lý các dịch vụ của toà nhà và các
ứng dụng thông minh cho các cán bộ làm việc tại tào nhà, cũng như
các công cụ, năng lực và khả năng mở rộng các dịch vụ và phương
tiện cho những tầng của người sử dụng.
1.2. Tổng quan về BMS (Building Management System)
1.2.1. Hệ thống BMS/BAS là gì?
BMS (hay BAS) được sử dụng nhằm mục đích giám sát và điều khiển một cách tự
động các dịch vụ trong cao ốc như: hệ thống chiếu sáng, hệ thống cung cấp nước, hệ
thống chữa cháy, hệ thống điều hòa-thông gió.
BMS (hay BAS) đề cập đến một hệ thống sử dụng các cảm biến (sensor), các thiết
bị điều khiển (controller) và các thiết bị chấp hành (actuator). Tất cả các thiết bị này sử
dụng một bộ vi xử lý để thực thi các thuật toán điều khiển và có khả năng liên lạc với các
thiết bị điều khiển khác. Thuật ngữ BMS bao gồm tất cả các thành phần điều khiển bao
gồm cả phần cứng, bộ điều khiển và các liên kết mạng cũng như bộ điều khiển trung tâm.
Thông thường, một hệ thống điều khiển sẽ bao gồm 3 phần tử cơ bản:
- Cảm biến (Sensors)
- Bộ điều khiểnControllers
- Thiết bị được điều khiển (actuators)
Mạng truyền thông kết nối giữa các thành phần của hệ thống điều khiển nêu trên
được mô tả bởi 2 phần chủ yếu:

- Đường truyền vật lý (Wire, optical fibre, radio…)
- Giao thức truyền thông (Protocol:BACnet, LonWork, Modbus…)
BACnet la một trong những giao thức bậc cao được sử dụng nhiều nhất trong công
nghiệp BMS có thể được sử dụng để tích hợp các hệ thống tự động hóa cao ốc và các sản
phẩm điều khiển từ các nhà sản xuất khác nhau trên cùng một hệ thống liên kết.
1.2.2. Cầu trúc hệ thống BMS.
Cấu trúc hệ thống tích hợp trong tòa nhà gồm có các cấp độ sau:
Cấp vận hành và quản lý
Cấp điều khiển hệ thống
2
Chương 1: Giới thiệu hệ thống quản lý tòa nhà BMS
Cấp khu vực – cấp trường
Hình 1.1. Cấu trúc hệ thống BMS
Cấp điều khiển khu vực – cấp trường:
Các bộ điều khiển ở cấp độ khu vực là các bộ điều khiển sử dụng bộ vi xử lý, cung
cấp chức năng điều khiển số trực tiếp cho các thiết bị ở từng khu vực, bao gồm: các bộ
VAV, bơm nhiệt, các bộ điều hòa không khí cục bộ,
Cấp điều khiển hệ thống:
Các bộ điều khiển hệ thống có khả năng lớn hơn so với các bộ điều khiển ở cấp khu
vực về số lượng các điểm vào ra, các vòng điều chỉnh và cả các chương trình điều khiển.
Các bộ điều khiển hệ thống được tích hợp sẵn các chức năng quản lý, lưu trữ và thường
được sử dụng cho các ứng dụng lớn hơn như hệ thống điều hòa trung tâm, hệ thống máy
lạnh trung tâm,
3
Chương 1: Giới thiệu hệ thống quản lý tòa nhà BMS
Cấp vận hành, giám sát và quản lý:
Các trạm vận hành và giám sát chủ yếu giao tiếp với các nhân viên vận hành. Các trạm vận
hành ở cấp độ này chủ yếu là các máy tính PC. Quản lý việc bảo trì bảo dưỡng: Tự động lập kế
hoặch và tạo ra các thứ tự công việc cho các thiết bị cần bảo trì dựa trên lịch sử thời gian làm
việc hoặc kế hoặch theo niên lịch.

1.3. Lợi ích và xu hướng phát triển
1.3.1. Lợi ích
Một hệ thống BMS thiết kế phù hợp sẽ tạo ra nhiều lợi ích, chúng ta thử điểm qua
một số lợi ích quan trọng và thiết thực nhất:
• Tiết kiệm : Khả năng thu hồi chi phí đầu tư (ROI) rất cao do tiết kiệm chi phí quản lý, chi
phí vận hành và hiệu quả sử dụng .
+ Tiết kiệm chi phí quản lý: Có thể giảm được đến 90% nhân lực, hệ thống càng lớn,
càng tiết kiệm.
+ Tiết kiệm chi phí vận hành:
o Chiếu sáng:
o Hệ thống điều hòa :
o Hệ thống điện:
o Tiết kiệm năng lượng nhờ phân tích các báo cáo năng lượng:
o Tạo ra cơ hội, tính năng mới
• Dễ dàng quản trị và vận hành: Sẽ là ác mộng nếu người vận hành hàng ngày phải đi đến
từng tầng để tắt, bật, kiểm tra tình trạng hư hỏng của hàng ngàn thiết bị. Rõ ràng với một
giao diện thống nhất và các tiện ích được cung cấp, người vận hành có thể giám sát, điều
khiển toàn bộ hệ thống, có thể theo dõi và phân tích tình trạng sử dụng của thiết bị để lập
kế hoạch bảo trì, nâng cấp và sửa chữa… khả năng tự thông báo cho người quản trị khi
có sự cố qua mail, sms… Người điều hành tòa nhà cũng có thể sử dụng hệ thống để quản
lý vật tư, hàng hóa cho quá trình bảo trì và các hoạt động sửa chữa.
Cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng: Với số lượng rất lớn các thiết bị và cơ sở hạ tầng
trong tòa nhà, nhu cầu khai thác hiệu quả và hợp lý các tài nguyên này là rất cấp thiết đặc
biệt đối với các tòa nhà thương mại. Hệ thống sẽ đáp ứng nhu cầu này thông qua việc
cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng như đặt phòng họp, máy chiếu, đăng ký làm việc
ngoài giờ, gọi thang máy ưu tiên…
1.3.2. Xu hướng phát triển
4
Chương 1: Giới thiệu hệ thống quản lý tòa nhà BMS
Với xu hướng phát triển các toà nhà cao tầng như hiện nay, thị trường Hệ thống tự

động hóa tòa nhà BMS trên toàn cầu sẽ tiếp tục phát triển với tốc độ ổn định ở cả những
quốc gia phát triển và đang phát triển.
Tốc độ đô thị hóa rất nhanh, xuất hiện nhiều thành phố, khu phố, khu công nghiệp,
nhà máy, các Building được thiết kế mới và quy hoạch cẩn thận, do vậy có nhiều thuận
lợi cho việc hiện đại hóa.
Sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ, tính chuyên nghiệp ngày càng cao.
Nhận thức được tính hiệu quả của giải pháp, nhất là trong bối cảnh giá nhiên liệu tăng
cao từng ngày, các yếu tố về môi trường ngày càng được chính phủ các nước quan tâm.
5
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
CHƯƠNG 2
THIẾT BỊ PHẦN CỨNG DÙNG TRONG HỆ THỐNG
BMS CỦA CUNG TRIỂN LÃM QHXD HÀ NỘI
2.1. Tổng quan về dự án: Cung triển lãm quy hoạch xây dựng Hà Nội
2.1.1. Đặc điểm công trình
Tên dự án: Cung triển lãm quy hoạch xây dựng Hà Nội
 Địa điểm xây dựng: Khu triển lãm ngoài trời phía bắc Trung tâm hội nghị Quốc
gia. Xã Mỹ Đình, Huyện Từ Liêm, Hà Nội.
 Đại diện chủ đầu tư: Ban quản lý dự án đầu tư xây dựng nhà Quốc hội & hội
trường Ba Đình (Mới).
 Đơn vị tư vấn thiết kế: Công ty cổ phần tư vấn đầu tư thiết kế và khảo sát xây
dựng Bạch Đằng (CCDC)
 Mục đích sử dụng:
Cung triển lãm quy hoạch xây dựng Hà Nội là nơi thể hiện thành quả của việc quy
hoạch và sự thay đổi lớn lao của bộ mặt thành phố, đồng thời thể hiện chủ đề của triển
lãm: đô thị, môi trường, con người và sự phát triển.
Với diện tích mặt bằng khoảng 4700m2 và 3 tầng sử dụng, Cung triển lãm quy
hoạch xây dựng Hà Nội là công trình phản ánh quá khứ, hiện tại và tương lai của kiến
thiết và quy hoạch thành phố.
Tầng 1: Triển lãm chủ yếu về quá khứ-lịch sử phát triển thành phố.

Tầng 2: Triển lãm chủ yếu về hiện tại-thành quả quy hoạch kiến thiết thành phố
Tầng 3: Triển lãm chủ yếu về tương lai-triển lãm quy hoạch cho tương lai.
Hình 2.1. Mặt cắt phối cảnh của dự án
6
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
2.1.2. Cơ sở hạ tầng các hệ thống kỹ thuật
Cung triển lãm quy hoạch xây dựng Hà nội có diện tích mặt sàn lớn, với nhiều khu
vực công cộng dành cho khách tham quan triển. Do đó, yêu cầu cần phải xây dựng một
giải pháp tích hợp toàn diện nhằm tập trung hoá và đơn giản hoá công việc giám sát, vận
hành và quản lý toà nhà. Giải pháp tích hợp cho phép nâng cao hiệu suất của toà nhà
bằng cách giảm chi phí nhân công, chi phí năng lượng, linh động trong vận hành sử dụng
và trong các trường hợp sự cố, sự an toàn của con người trong toà nhà được nâng cao,
cung cấp môi trường làm việc tiện nghi chuyên nghiệp cho các cán bộ và nhân viên và
các khách hàng đến làm việc.
Hệ thống BMS có chức năng tích hợp phân tích và sử lý dữ liệu nhận được từ các
hệ thống liên quan từ đó đưa ra phương hướng sử lý và vận hành cho toà nhà sao cho đạt
được mức tối ưu nhất. Các hệ thống tích hợp, kết nối với hệ thống quản lý toà nhà :
 Hệ thống cung cấp và phân phối điện (Các tủ điện trung thế, tủ điện hạ thế và máy
phát điện dự phòng…)
 Điều hòa không khí (Chiller)
 Hệ thống an ninh Camera.
 Hệ thống PCCC.
 Hệ thống thang máy.
 Hệ thống âm thanh công cộng PA .
 Hệ thống điều khiển chiếu sáng công cộng
Với tính chất phức tạp, lượng người sử dụng dịch vụ đông và bất định trong toà
nhà, đòi hỏi hệ thống quản lý và giám sát phải đơn giản, rõ ràng và luôn sẵn sàng đáp ứng
các nhu cầu của người sử dụng một cách nhanh nhất.
2.2. Hệ thống quản lý toà nhà BMS cho dự án
2.2.1. Tổng quan chung bms cho dự án.

Hệ thống quản lý tòa nhà (Building Management System: BMS) là hệ thống trung
tâm máy tính hóa phục vụ quản lý giám sát và vận hành các hệ thống trong một tòa nhà.
Một hệ thống BMS thường kết hợp điều kiểm kiểm soát các hệ thống: Hệ thống điều hòa,
giám sát điện năng, quản lý bảo trì, an ninh, và hệ thống PCCC.
Trang bị một hệ thống BMS:
7
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
Mỗi tòa nhà khác nhau sẽ có hệ thống BMS khác nhau, phụ thuộc vào rất nhiều
thông số, do vậy trước khi xây dựng một hệ thống BMS nên tìm những lời khuyên từ các
nhà cung cấp hoặc nhà tư vấn hệ thống BMS. Nhà tư vấn về vấn đề năng lượng sẽ giúp
quyết định những ứng dụng nào bạn cần điều khiển và kiểm soát, chẳng hạn như hệ thống
điều hòa, thang máy, chiếu sáng công cộng.
Những người vận hành cần phải được đào tạo để sử dụng hệ thống mới sao cho tối
đa lợi ích thu được từ hệ thống.
Khi xem xét xây dựng hệ thống BMS mới, một điều hết sức quan trọng là phải hiểu
được 3 chức năng chính của một hệ thống BMS
2.2.2. Yêu cầu chung hệ thống BMS
Hệ thống quản lý toà nhà BMS phải là một hệ thống hoàn chỉnh được thiết kế để sử
dụng với các hệ thống công nghệ thông tin của toà nhà. Nhà thầu sẽ phải có trách nhiệm
phối kết hợp để đảm bảo hệ thống BMS có thể chạy trong môi trường chung mà không
làm ảnh hưởng tới hoạt động khác bất kỳ đang thực hiện trên mạng LAN.
− Tất cả các điểm giao diện với người sử dụng được cài đặt trên PC chuẩn là trình
duyệt Web chuẩn.
− Thực hiện việc lắp đặt một cách thành thục, ngăn nắp, gọn gàng và hoàn chỉnh.
Chỉ chấp nhận những người lao động có tay nghề cao, nhiều kinh nghiêm, đã qua
đào tạo và làm quen với các thiết bị, phần mềm, các chuẩn và cấu hình cụ thể được
cung cấp cho dự án này.
− Quản lý và điều phối công việc của hệ thống BMS theo đúng tiến độ thực hiện dự
án đã lập. Khi thực hiện những công việc kết hợp với các nhà thầu khác, không
được làm cản trở hoặc trì hoãn công việc của các nhà thầu đó.

− Hệ thống BMS được cung cấp phải hợp nhất các đặc tính, chức năng và dịch vụ
được tích hợp, tối thiểu như sau:
 Các chức năng về thông tin của người vận hành, điều khiển và quản lý báo
động
 Quản lý thông tin bao gồm các chức năng giám sát, truyền, nhận, phục hồi
và làm báo cáo.
 Giám sát chuẩn đoán và báo cáo các chức năng của BMS.
 Quản lý năng lượng.
 Các ứng dụng chuẩn cho các hệ thống HVAC đầu cuối.
 Điều khiển và giám sát chất lượng không khí trong phòng
8
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
2.2.3. Cấu trúc của hệ thống quản lý toà nhà BMS
a. Mạng tự động
− Mạng tự động dựa trên chuẩn công nghiệp Ethernet TCP/IP. Mạng này dung các
card điều khiển mạng LAN theo tiêu chuẩn hiện đại nhất và phổ biến, nó có thể dễ
dàng tìm ở bất kỳ cửa hàng máy tính nào.
− Hệ thống BMS phải nối mạng nhiều trạm vận hành, thiết bị tự động, các bộ điều
khiển hệ thống và các bộ điều khiển ứng dụng đặc biệt. Hoạt động của hệ thống
yêu cầu cung cấp máy chủ cho các ứng dụng và máy chủ cho dữ liệu.
− Mạng tự động có thể hoạt động ở tốc độ truyền thông 10Mb/s, với chế độ truyền
thông 2 chiều, điểm tới điểm.
− Thiết bị tự động hoá đặt trên mạng tự động hoá.
− Mạng tự động hoá sẽ tương thích với các mạng doanh nghiệp khác. Khi hiển thị,
mạng tự động hoá được kết nối với mạng doanh nghiệp và chia sẻ tài nguyên với
nó nhờ có các thiết bị thiết bị và giao thức mạng chuẩn
b. Các giao thức điều khiển
Giao tiếp kiểu thông thường (Hardwired)
− Các giá trị của tín hiệu số và tương tự sẽ truyền từ hệ thống này đến hệ thống khác
bằng dây dẫn điện.

− Dây dẫn phải được kéo cho mỗi điểm riêng biệt.
Giao thức mạng trực tiếp (Direct protocol)
− Hệ thống BMS phải bao gồm phần cứng và phần mềm thích hợp cho phép sự
truyền thông hai chiều giữa BMS và thiết bị của nhà sản xuất khác. BMS sẽ nhận,
phản ứng và phản hồi thông tin lại từ những hệ thống toà nhà khác.
− Tất cả các dữ liệu cần cho các ứng dụng phải được gán vào cơ sở dữ liệu của thiết
bị tự động hoá và phải dễ hiểu cho người sử dụng.
Các đầu vào và đầu ra từ những bộ điều khiển của nhà sản xuất khác phải có khả năng
liên kết hoạt động theo thời gian thực với đầy đủ các đặc tính phần mềm của hệ thống
BMS như là phần mềm điều khiển, quản lý năng lượng, lập
− trình xử lý theo yêu cầu của người sử dụng, quản lý các báo động, dữ liệu quá khứ
và phân tích, lấy tổng, và truyền thông mạng nội bộ.
9
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
Sự tích hợp giao thức
Bacnet chuẩn giao thức ANSI/ASHRAE Standard 135-2001.
Giao thức mạng chung được dùng giữa các hệ thống sẽ là BACnet trên đường truyền
Ethernet và tuân theo tiêu chuẩn ASHRAE BACnet 135-2003.
− Báo cáo về việc bổ xung giao thức hoàn chinh (PICS) được cung cấp cho tất cả
các thiết bị của hệ thống BACnet.
− Có khả năng ra lệnh, chia sẻ dữ liệu đối tượng, thay đổi trạng thái (COS), lập lịch
giữa máy chủ và các hệ thống
Giao thức LonWorks
Giao thức LonTalk; FT-10 Free Topology; tốc độ (bit-rates) 78kbps.
Giao thức Modbus
Giao thức Mobus/RTU; RS485 2-dây nối tiếp, tốc độ từ 300 đến115.200 bps.
Giao thức OPC
Chuẩn giao thức truy cập dữ liệu OPC Data Access Standard version 1.0 hoặc 2.0.
2.3. Một số thiết bị phần cứng được sử dụng trong tòa nhà
2.3.1 Bộ điều khiển kỹ thuật số DDC chuẩn kết nối IP

Hình 2.2. Bộ điều khiển kỹ thuật số DDC chuẩn IP
Các bộ điều khiển DDC được sử dụng điều khiển các hệ thống: Chiller, AHU, Các
DDC sẽ giám sát và có thể điều khiển các cảm biến, bơm nước, van nước điện từ 2 ngả,
cảm biển dòng chảy, cảm biến chênh áp suất, cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm Các
DDC cho phép tích hợp các hệ thống khác khi sử dụng phương pháp tích hợp mức thấp.
Để đáp ứng khả năng mở rộng, và ổn định hệ thống các bộ điều khiển DDC sẽ đáp
ứng tối thiểu các chức năng sau:
10
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
Mỗi bộ điều khiển kỹ thuật số trực tiếp là một bo mạch vi xử lý đơn, sử dụng công
nghệ Ethernet cho phép vận hành bằng các trình duyệt Web thông dụng, với khả năng lập
trình điều khiển tự động toà nhà. Cung cấp ít nhất hai chuẩn giao thức mở hiện này là
BACnet và LonWorks.
- Bộ điều khiển cho phép quản lý, lập trình một lượng lớn các ứng dụng quản lý:
Quản lý hệ thống nhiệt, điều hoà VRV, các chức năng quản lý năng lượng bao gồm:
Tối ưu hoạt động Bật/Tắt, Tối đa công suất tải yêu cầu; Các chức năng quản lý giám
sát: Chiếu sáng, rèm cửa, đo đạc nhiệt và năng lượng và các ứng dụng khác.
- Cung cấp cổng chuẩn Ethernet/LAN sử dụng để truyển thông giữa các bộ điều khiển
DDC, Các bộ điều khiển BACnet thế hệ thứ 3. Cho phép từ bất kỳ một máy PC tích
hợp nào có thể vận hành cục bộ hoặc từ xa nhờ một trình duyệt Web chuẩn. Bộ nhớ
chương trình ứng dụng có thể được nạp tải thông qua chuẩn giao thức FTP - Cung
cấp các cổng truyển thông: cổng RS232 9 pin; hoặc các cổng USB trong các ứng
dụng nạp chương trình hoặc điều khiển cục bộ.
- Khả năng quản lý và giám sát 50 điểm dữ liệu vật lý và (Các tín hiệu số hoặc tương
tự vào ra) đến 600 điểm giám sát dữ liệu vật lý.
Trong các tình huống mất nguồn điện cung cấp, gián đoạn đường truyền thông của hệ
thống mạng BMS, các DDC sẽ tự động lưu giữ các tham số của quá trình hoạt động điều
khiển, các tham số biến đổi theo thời gian như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất… sẽ được lưu
trong bộ nhớ của DDC trong khoảng thời gian do người vận hành đặt trước (tối thiểu là 3
ngày). Khả năng này của DDC phải được đáp ứng, để đảm bảo rằng các tham số nêu trên

không bị mất trong thời gian khắc phục các tình huống/ sự cố của hệ thống BMS.
11
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý bộ điều khiển DDC
12
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
2.3.2. Mô đun điều khiển các khối FCU(Fan coil unit)

Hình 2.4. Mô đun điều khiển các khối FCU
Đối với tủ DDC có chức năng điều khiển các FCU, do số lượng các FCU là rất lớn
nên thiết kế lắp các DDC này gần với các FCU để tiện cho việc thi công lắp đặt các
DDC, các thiết bị điều khiển nhiệt độ, độ ẩm (Digital wall module – DWM hay
Thermostat). Các DDC này đảm bảo chức năng nhận lệnh điều khiển bật/tắt và thay đổi
quạt ba tốc độ của các FCU do người sử dụng thực hiện tại các Thermostat, các
Thermostat này đều có chức năng hiện thị nhiệt độ. Ngoài ra các FCU này có chức năng
đóng/mở cho các van cấp nước lạnh vào các FCU. Các DDC kết nối với nhau theo mạng
LONWork và được kết nối về phòng điều khiển trung tâm.
Do yêu cầu công suất của các DDC là rất nhỏ 30VA cho một DDC, vì vậy các DDC
điều khiển cho FCU được cấp nguồn 220VAC/50Hz từ các FCU tương ứng.
Các khối FCU được được điều khiển bằng các modun điều khiển FCU độc lập chuyên
dụng. Thông thường các FCU này sẽ cung cấp các chức năng sau:
 Hiệu chỉnh điểm đặt nhiệt độ
 Chuyển mạch cho các quạt 2, 3 cấp.
 Cho phép kết nối với các modun gắn tường (Sử dụng để điều khiển nhiệt độ) trong các
phòng tương ứng
 Các modun này được thiết kế trên hệ thống mạng LonWorks, là một trong những kiến
trúc mạng phát triển cho hệ thống điều hoà và tự động hoá toà nhà mạnh nhất hiện nay.
Và được hầu hết đáp ứng các nhà cung cấp trong hàng đầu trong lĩnh vực này.
13
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội

2.3.3. Mô đun I/O phân bố
Hình 2.5. Mô đun I/O phân bố
Hệ thống cung cấp các I/O modun tín hiệu tương tự và số, các modun này được cấu
hình và điều khiển giám sát từ các bộ điều khiển DDC. Các modun này chuyển đổi các
tín hiệu đọc được từ các bộ cảm biến thành các gói thông tin truyền thông mức cao theo
chuẩn giao thức LonWorks.
Các yêu cầu kỹ thuật của các modun I/O phân bố:
 Tương thích với chuẩn Lonword. Cho phép lập trình và liên kết rằng buộc các
điểm giám sát vật lý (hay các tín hiệu I/O) với các bộ điều khiển DDC khi sử dụng các công cụ lập
trình chuyên dụng cho DDC
2.3.4 Các bộ cảm biến nhiệt độ
Hình 2.6. Bộ cảm biến nhiệt độ
Các bộ cảm biến nhiệt độ thuộc loại cảm biến tích cực yêu cầu một nguồn điện. Có các
nguồn điện từ trạm/bộ điều khiển BMS. Chúng là các bộ cảm biến nhiệt độ trở kháng
14
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
platin Pt 100 hoặc Pt 1000 theo B. S 1904 - 1984 Loại B (hoặc Tiêu chuẩn Việt Nam
tương đương) sử dụng một nguồn cấp 24 V và một dòng tín hiệu 4-20mA. Mỗi thành
phần được bảo vệ trong một hộp, nhưng có đủ lỗ thông gió để có nhiệt độ không khí tại
chỗ. Các bộ cảm biến không được lắp trực tiếp với các bề mặt nóng/lạnh có ảnh hưởng
tổng hợp lên số chỉ nhiệt độ không khí tại chỗ. Nhà chuyên gia Điều khiển đảm bảo rằng
các tín hiệu ra từ các bộ cảm biến phù hợp để liên kết với trạm/bộ điều khiển.
 Đối với các bộ cảm biến nhiệt độ được lắp trên ống, thân được làm bằng nhôm xử
lý anốt đồng với độ dài nhỏ nhất là 300 mm, trừ vị trí sử dụng các thành phần trung bình. Mỗi bộ
cảm biến nhiệt độ của thiết bị làm nóng trước được đặt trên cao trong ống dẫn phù hợp với nhiệt
độ không khí lạnh nhất.
 Đối với các bộ cảm biến nhiệt độ bên ngoài, Hộp bảo vệ là loại chịu thời tiết theo
Tiêu chuẩn IP65.
 Đối với các bộ cảm biến nhiệt độ được nhúng chìm, được làm bằng thép chống rỉ,
ống lằm bằng nhôm anốt hóa và có độ dài nhỏ nhất là 100mm.

 Đối với các bộ cảm biến nhiệt độ khoảng không, cho mức IP 40 trong vỏ ABS
hoặc vỏ tương tự.
2.3.5. Các cảm biến chênh áp

Hình 2.7. Bộ cảm biến chênh áp
Cung cấp và lắp các bộ cảm biến áp suất chênh lệch qua các bộ lọc sao cho khi áp suất
chênh lệch qua các bộ lọc quá giá trị định trước, một tín hiệu kỹ thuật số được gửi tới
trạm ở xa. Áp suất chênh lệch, được đo bằng các ống cảm biến được áp dụng cho hai
cạnh của một màng ngăn và khi quá một giá trị, màng ngăn được tải bằng lò xo chuyển
động để khởi động cảm biến. Nhà chuyên gia điều khiển tính toán tất cả các thiết bị phụ
cần thiết để lắp đặt.
15
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
 Cung cấp và lắp các bộ cảm biến áp suất chênh lệch thích hợp để gắn trên ống liền
kề với các quạt để phát hiện áp suất dương trên áp suất khí quyển. Ống cảm biến cho cạnh áp suất
cao được sắp xếp để biểu thị đầu mở đối diện và song song với dòng khí. Khi áp suất chênh lệch
giảm xuống dưới giá trị định trước sau khi thiết lập dòng ban đầu (hoãn bởi đồng hồ phần mềm),
một tín hiệu kỹ thuật số được gửi tới trạm ở xa/bộ điều khiển. Nhà chuyên gia Điều khiển xem xét
các phụ tùng cần thiết để lắp đặt.
2.3.6 Các cảm biến báo mức.

Hình 2.8. Bộ cảm biến báo mức
 Các cảm biến mức độ từ tính lắp theo chiều ngang được lắp vào các bể chứa.
 Các bộ được lắp với bích và theo hướng dẫn , có công tắc điện để thay đổi chức
năng.
2.3.7. Các cảm biến khói đường ống gió
Hình 2.9. Bộ cảm biến báo khói đường ống gió
16
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
Cảm biến cảnh báo có khói trong đường ống gió của hệ thống quạt thông gió, nhằm phát

hiện các sự cố có khói để có các cảnh báo và điều khiển kịp thời.
2.3.8. Cảm biến đo lưu lượng nước
Các cảm biến đo lưu lượng nước được thiết kế lắp đặt cho đường ống nước của hệ
thống điều hoà Chiller. Các bộ cảm biến được lắp đặt theo hướng dẫn lắp đặt.
Hình 2.10. Bộ cảm biến đo lưu lượng nước
2.3.9. Cảm biến đo áp suất tĩnh đường ống nước
Các ảm biến đo áp suất tĩnh trên đường ống nước nước được thiết kế lắp đặt cho
đường ống cấp nước chính chữa cháy cho tòa nhà, hệ thống ống nước của bơm nước lạnh
Chiller. Các bộ cảm biến được lắp đặt theo hướng dẫn lắp đặt.
Hình 2.11. Bộ cảm biến đo áp suất tĩnh đường ống nước
2.4. Các hệ thống thiết bị tích hợp với BMS
2.4.1. Hệ thống điều khiển điều hoà không khí Chiller
Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụm
máy lạnh không trực tiếp xử lý không khí mà làm lạnh nước đến khoảng 7oC. Sau đó
nước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt gọi là các
FCU và AHU để xử lý nhiệt ẩm không khí. Vậy trong hệ thống này nước sử dụng làm
chất tải lạnh, Hệ thống điều hoà Chiller bao gồm phần chính như:
17
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
- Cụm máy lạnh Chiller
- Tháp giải nhiệt (đối với máy chiller giải nhiệt bằng nước) hoặc dàn nóng (đối với chiller
giải nhiệt bằng gió)
- Bơm nước giải nhiệt
- Bơm nước lạnh tuần hoàn
- Bình giãn nở và cấp nước bổ sung
- Hệ thống xử lý nước
- Các dàn lạnh FCU và AHU
Hệ thống điều hoà được điều khiển tại phòng điều khiển trung tâm do hệ thống
BMS thực hiện, hệ thống điều hoà được kết nối với hệ thống BMS qua các tủ điều khiển
DDC.

18
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
Hình 2.12.Sơ đồ tích hợp Hệ thống điều hoà Chille
19
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
a. Điều điều khiển máy lạnh giải nhiệt gió - Chiller
 Hệ thống BMS đưa ra các tín hiệu điều khiển đến tủ điều khiển Chiller để điều khiển
bật/tắt tại phòng trung tâm BMS, qua đó BMS giám sát trạng thái hoạt động, trạng thái
báo lỗi của các Chiller.
 Ngoài ra Chiller sẽ được điều khiển, giám sát thông qua bộ điều khiển trung tâm của hệ
thống BMS bằng các cảm biến, các bộ điều khiển đóng mở van.
b. Điều khiển hệ thống bơm nước lạnh
 Bơm sẽ họat động thông qua các tín hiệu nhanh/trễ/dự phòng với trạng thái bơm đã chọn
bởi một công tắc chọn lọc hay ma trận chọn lọc trên bề mặt của tủ khởi động/điều khiển.
 Bơm khởi động nhanh sẽ kéo theo họat động Chiller khởi động nhanh và tiếp theo bơm
khởi động chậm kéo theo họat động Chiller khởi động chậm được khóa liên động bảo vệ
bơm và Chiller do họat động kéo theo.
 Khi nhận tín hiệu khởi động. Bơm khởi động nhanh sẽ tác động động cơ khởi động
nhanh, Một công tắc dòng chảy trên đường đẩy của bơm sẽ hướng dòng nước chảy
bên trong đường ống, mặt khác nếu công tắc dòng chảy hỏng thì dòng chảy hay động cơ
của bơm sẽ hỏng khi khởi động, điều này tác động lên bộ khởi động sẽ được ngắt trong
vòng 15 giây và một bơm khởi động chậm được tác động và khởi động tự động.
 Nếu công tắc dòng bị hỏng trong khi họat động ảnh hưởng đến dòng chảy sau đó thì bơm
cũng sẽ dừng và bơm khởi động chậm và bơm dự phòng sẽ được tác động để hoạt động.
 Nếu trong khi hoạt động có một bơm bị ngắt sau đó bơm khởi động chậm và bơm dự
phòng sẽ được khởi động.
 Thứ tự khởi động cho bơm sẽ là khởi động nhanh - chậm 1 - dự phòng 1 - dự phòng 2 và
thứ tự dừng sẽ là dự phòng 2 - chậm 1 – nhanh.
c. Điều khiển và giám sát – AHU
AHU được viết tắt từ chữ tiếng Anh là Air Handling Unit. AHU thực chất là dàn trao

đổi nhiệt. Nước lạnh chuyển động bên trong cụm ống trao đổi nhiệt, không khí chuyển
động ngang qua bên ngoài, làm lạnh và được quạt thổi theo hệ thống kênh gió tới các
phòng.
 Phin lọc trên đường ống gió của AHU sẽ được thiết kế lắp đặt một cảm biến công tắc
chênh lệch áp suất cho mỗi phin lọc sẽ được hiển thị tại tủ điều khiển khi đã được điều
chỉnh và đồng thời truyền tín hiệu đến BMS. Điểm cài đặt sẽ được điều chỉnh.
 Nhiệt độ gió cung cấp sẽ được điều khiển thông qua bộ điều khiển trung tâm của hệ
thống BMS bằng cảm biến nhiệt độ gắn ở ống gió và van điều khiển. Nhiệt độ gió cấp
phải được duy trì và van điều khiển sẽ đóng khi quạt tắt. Hệ thống điều khiển sẽ phải kết
20
Chng 2: Thit b phn cng dựng trong h thng BMS ca cung trin lóm QHXD H Ni
hp vi b ci t iu khin v ờm cú im ci t iu chnh thụng qua b iu khin
trung tõm h thng BMS.
Trong trng hp cỏc AHU cú chc nng iu chnh m cho cỏc phũng c bit h
hng BMS s thc hin nhim v ny.
Hỡnh 2.13. S iu khin AHU in hỡnh
d. iu khin v giỏm sỏt dn trao i nhit FCU
FCU ( Fan coil Unit) l dn trao i nhit ng ng cỏnh nhụm v qut giú . Nc
chuyn ng trong ng, khụng khớ chuyn ng ngang qua cm ng trao i nhit, ú
khụng khớ c trao i nhit m, sau ú thi trc tip hoc qua mt h thng kờnh giú
vo phũng.
Mi FCU s c thit k lp t mt van iu khin in 2 ngó m/ngt nc lnh
vo dn lnh di tỏc ng ca thit b iu khin ó c lp t.
Tc qut bao gm ba tc /cao/trung bỡnh/chm c iu khin theo th t sao cho
qut cú th bt t v trớ tt sang v trớ tc cao v qut cú th c tt bt k iu kin
hot ng.
Vic iu khin bt/tt v iu chnh nhit v tc qut s c thc hin bi thit
b lp trờn tng ( Digital wall module hoc Thermostats).
21
1

ĐIềU KHIểN TốC Độ quạt
dp
06
04
04
01
khí hồi
1
ahu
phin lọc khí sạch/ Bẩn
trạng thái quạt
Báo quá tải quạt
điều khiển ĐóNG, Mở QUạT
1
1
1
AO
AI
DI
DO
I/O point
khí tƯơi
CHWR
CHWS
M
A
A
1
11
nồng độ khí co

điều khiển cửa gió
cửa gió nhận khí tƯơi
cửa trộn gió

point sum
điểm vào/ra số l ợng
2
tủ điện điều khiển tốc quạt
đầu Báo khói
Sk
1
điều khiển van vô cấp
khí cung cấp
1
1
ahu supply temp/ nhiệt độ khí đầu ra ahu
độ ẩm / nhiệt độ phòng
2
1
P
áP SUấT KHÔNG KHí TĩNH
PS
1
PHảN HồI TốC Độ
interface / cổng truyền thông
digital control module/ môđun điều khiển
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
Hình 2.14: Sơ đồ điều khiển FCU điển hình
2.4.2. Hệ thống điều khiển chiếu sáng tự động EIB
Hệ thống chiếu sáng sử dụng hệ thống điều khiển EIB, được tích hợp vào hệ thống

BMS, tích hợp bậc cao qua mạng LAN dùng chuẩn ngôn ngữ OPC (Ole for Process
Control) protocol.
Hệ thống sẽ hỗ trợ việc tích hợp tất cà các tín hiệu trạng thái và cảnh báo lỗi từ hệ
thống điều khiển đèn EIB vào BMS và sẽ được thể hiện trên cùng 1 hình đồ họa chung
bao gồm các bộ điều hòa, chiếu sáng và hệ thống an ninh.
Các hành động được lập trình của hệ thống điều khển đèn có thể được dùng để kích
hoạt các giá trị của các điểm trong hệ thống BMS ví dụ nhiệt độ cài đặt cho phòng có thể
được thay đổi khi đèn bật sáng. Lịch hoạt động chính của các thiết bị trong phòng như
chiếu sáng, điều hòa có thể được lập trình dựa trên lịch cho phép ra vào của phòng đó
hoặc người mang thẻ.(nếu có nhu cầu).
Cùng 1 hệ thống điều hành nền dịch vụ phải được cài đặt lên các PC dùng cho hệ
BMS và hệ điều khiển đèn EIB.
Phần mềm OPC Client/Server được cài đặt trên máy chủ hệ điều khiển đèn (cung
cấp bởi hệ thống EIB)
Phần mềm OPC Client/Server được cài đặt trên máy chủ hệ BMS (cung cấp bởi hệ
thống BMS)
22
121110
9
lonwork
in in out out
lonwork network/ to ddc controller
1
8
2 3 4 5 6
setpoint
fan/bp
led
bypass
led

3 SPEED FAN
RELAY BOX
AX
AX
khÝ håi
LO
MED
HI
N
CHWR
CHWS
van ®iÖn tõ
khÝ cÊp
M
220VAC
24VAC
2021
22
23 24
16 17 18
3
4 5 6 7
com
open
close
temp sensor
setpoint
fan/bp
temp
agnd

sensor
fcu controller
wall module
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
Toàn bộ các thông số cần thiết cho các chức năng kể trên được thu thập và lập trình
trên hệ BMS.
Yêu cầu về phối hợp nghiệm thu chung việc tích hợp từ hệ thống BMS và hệ thống
điều khiển đèn EIB.
Hình 2.15. Sơ đồ tích hợp điều khiển chiếu sáng EIB
2.4.3. Giám sát hệ thống điện
Các dịch vụ về điện sẽ có các bộ điều khiển của riêng nó và có giao diện đến hệ
thống BMS. Nhà cung cấp hệ thống điện sẽ cung cấp bộ điều khiển với thủ tục giao diện
hoặc cổng giao diện cần thiết theo yêu cầu của hệ thống BMS để giao tiếp với hệ thống
BMS. Trong dự án này, hệ thống điện được giám sát, quản lý từ một máy tính điều khiển
riêng, thống qua các thiết bị giám sát, đo đếm của hệ thống điện, được gọi là hệ thống
quản lý, giám sát điện năng PMS (Power Management System). Hệ thống BMS sẽ giao
tiếp với hệ thống PMS qua giao thức bặc cao OPC. Hệ thống điện cung cấp các tín hiệu
sau cho hệ thống BMS
a. Yêu cầu đối với hệ thống tủ điện trung thế MV ( medium voltage )
- Cung cấp các điểm đấu nối và các tín hiệu sau đây:
- Giám sát trạng thái On/Off của máy cắt trung thế
- Giám sát tín hiệu báo lỗi của máy cắt trung thế
- Hệ thống máy phát điện dự phòng có các thiết bị phải đảm bảo đáp ứng cung cấp đầy đủ
các tín hiệu kết nối với hệ thống PMS.
b. Yêu cầu đối với hệ thống máy phát điện dự phòng
- Cung cấp các điểm đấu nối và các tín hiệu sau đây:
23
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
- Giám sát trạng thái On/Off máy phát điện.
- Giám sát tín hiệu báo lỗi hệ thống máy phát điện.

- Giám sát mức dầu cao, trung bình , thấp trong bể chứa dầu.
- Giám sát trạng thái tất cả các bơm dầu.
- Giám sát tín hiệu báo lỗi quá tải tất cả các máy bơm dầu
- Hệ thống máy phát điện dự phòng có các thiết bị phải đảm bảo đáp ứng cung cấp đầy đủ
các tín hiệu kết nối với hệ thống PMS.
c. Yêu cầu đối với hệ thống tủ điện hạ thế LV ( low voltage )
- Cung cấp các điểm đấu nối và các tín hiệu sau đây:
- Tín hiệu chất lượng điện năng (U, I, P, Q, KW, KWh, f, Cos, thiết bị đo kỹ thuật số kết
nối theo chuẩn truyền thông Modbus do hệ thống BMS cung cấp)
- Giám sát trạng thái Open/Close ACB ( máy cắt ) , MCCB
- Giám sát tín hiệu báo lỗi ACB, MCCB
- Hệ thống tủ điện hạ thế có các thiết bị phải đảm bảo đáp ứng cung cấp đầy đủ các tín
hiệu kết nối với hệ thống PMS.
Hình 2.16. Sơ đồ tích hợp hệ thốngquản lý điện PMS
2.4.4 Giám sát hệ thống thang máy
Hệ thống cho phép tích hợp mức thấp với hệ thống thang máy theo điểm giám sát
sau:
− Giám sát cảnh báo quá tải thang
− Giám sát trạng thái hoạt động của thang máy
24
Chương 2: Thiết bị phần cứng dùng trong hệ thống BMS của cung triển lãm QHXD Hà Nội
− Báo lỗi thang máy (trip alarm)
Phạm vi thực hiện: Hệ thống BMS sẽ cung cấp các thiết bị I/O để thực hiện giám
sát theo các chức năng trên. Hai hệ thống có trách nhiệm phối hợp trong việc triển khai
lắp đặt (cung cấp cũng như chỉ rõ vị trí đấu nối) các thiết bị trên.

Hình 2.17. Sơ đồ tích hợp hệ thống thang máy
2.4.5 Tích hợp hệ thống an ninh Camera
Hệ thống camera sử dụng phần mềm quản lí hệ thống camera độc lập, đồng thời hệ
thống Camera an ninh cung cấp mô đun (phần mềm cũng như phần cứng) cần thiết tích

hợp đồng bộ với hệ thống BMS theo các nội dung sau:
- Cho phép điều khiển, hiện thị hình ảnh và cấu hình hệ thống quản lí camera từ trạm vận
hành thuộc hệ thống BMS.
- Cho phép đặt các camera vào cung giao diện đồ họa thuộc cùng khu vực với các điểm
(Điều khiển, trạng thái) của hệ thống BMS.
- Các cảnh báo từ hệ thống BMS có thể được cấu hình để khởi ghi hình đến hệ thống
quản lí camera.
- Cho phép hiển thị hình ảnh trực tiếp hoặc hình ảnh được ghi của hệ thống quản lí
camera từ máy trạm hệ thống BMS.
25
THANG M¸Y 02
THANG M¸Y 01
THANG M¸Y 03
lift control
panel
lift control
panel
lift control
panel
AI
AO
DI
DO
AI
AO
DI
DO
DDC
THANG M¸Y 04
lift control

panel
111 111 111 111