Đồ án tốt nghiệp đại học: Tổng quan hệ thống quản lí tòa nhà BMS

Đồ án tốt nghiệp đại học

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, Hà nội có rất nhiều tòa nhà cao tầng được xây dựng
với mục đích để kinh doanh, cho thuê văn phòng ….việc quản lí, vận hành tòa nhà với
số lượng nhân viên lớn rất là khó khăn, vậy phải có 1 phương pháp nào để giải quyết
những vấn đề đó, tạo môi trường làm việc tốt nhât cho con người, tiết kiệm năng
lượng nhất và mang lại nhiều lợi ích cho chủ đầu tư nhất. Một xu hướng đang được áp
dụng và ngày càng trở nên phổ biến trong hầu hết các tòa nhà (building) đó là đầu tư
trang bị hệ thống BMS (Building Management System) - một hệ thống tích hợp tất cả
các hệ thống phụ trợ trong tòa nhà để phối hợp điều khiển, vận hành, giám sát một
cách thống nhất mà bản chất của nó là áp dụng các lý thuyết về tự động hóa và điện
điện tử.
Trong quá trình học tập ở trường về kỹ thuật điện điện tử em đã được nghe nhiều
về việc áp dụng kỹ thuật điện tử vào cuốc sống và thực tế cho thấy nghành học mà em
đã lựa chọn thật hữu ích. Trong 1 chuyến đi thăm các tòa nhà nhà Office đang xây
dựng thì em thấy tòa nhà VTC online là 1 nơi nghiên cưu thực tế lý tưởng cho đồ án
của mình vì nó mới hoàn toàn, mới bắt tay vào nghiên cứu áp dụng BMS để khắc phục
những yếu điểm của quá trình hoàn thiện.
Bố cục đề tài như sau :
Chương I : Tổng quan về hệ thống BMS.
Chương II: Khảo sát thực tế tòa nhà.
Chương III: Thiết kế, nâng cấp hệ thống BMS.
Sinh viên thực hiện
Lê Ánh Nguyệt

SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

i

Đồ án tốt nghiệp đại học

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập tại Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, em đã
được các thầy cô cung cấp, truyền đạt và chỉ bảo nhiệt tình tất cả kiến thức nền tảng và
chuyên môn quý giá. Ngoài ra em còn được rèn luyện một tinh thần học tập và làm
việc rất cao. Đây là những yếu tố cơ bản giúp em nhanh chóng hoà nhập với môi
trường làm việc sau khi ra trường.
Đồ án tốt nghiệp là cơ hội để em có thể áp dụng, tổng kết những kiến thức mà
mình đã học, đồng thời rút ra những kinh nghiệm thực tế quý giá trong suốt quá trình
thực hiện đề tài.
Đề tài được hòa thành, đầu tiền em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình
của thầy Đặng Hoài Bắc - GVHD trực tiếp của em đã giúp em hoàn thành đồ án một
cách thuận lợi. Thầy đã hướng dẫn, đóng góp sửa chữa những thiếu sót em mắc phải
và đề ra hướng giải quyết tốt nhất từ khi em nhận đề tài đến khi hoàn thành.
Em cũng xin chân thành gủi lời cảm ơn tới các anh trong dự án BMS tại tòa nhà
VTC online đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án của mình.
Với điều kiện và thời gian có hạn cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của em nên
đò án sẽ không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ báo, đóng góp
ý kiến của các thầy cô và các bạn để báo cáo này được hoàn thiện và nâng cao hơn
nữa.
Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội tháng 12/2011

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM
SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

ii

Đồ án tốt nghiệp đại học

( Của giáo viên hướng dẫn )
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
Điểm: …………………….………(bằng chữ: …..…………… ….)
Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án tốt
nghiệp
…………, ngày

tháng

năm 20

CÁN BỘ- GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
(ký, họ tên)

SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

iii


Đồ án tốt nghiệp đại học

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU...............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................ii
MỤC LỤC................................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ...................................................................................vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT............................................................................ix
CHƯƠNG I..................................................................................................................x
TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN LÍ TÒA NHÀ BMS.........................................x
1.1.Hệ thống quản lí tòa nhà là gì ................................................................................x
1.2.Lợi ích của hệ thống BMS.......................................................................................x
1.2.1 Giảm chi phí tiền điện tiêu thụ điện năng trong 1 tòa nhà office:...................x
1.2.2.Giảm chi phí nhân công ..................................................................................xi
1.2.3.Đảm bảo tăng khả năng bảo vệ các thiết bị hoạt động trong tòa nhà ..........xii
1.2.4. An toàn cháy nổ, chống trộm cắp ................................................................xii
1.3. Thành phần hệ thống BMS.................................................................................xiii
1.4. Cấu hình của hệ thống.........................................................................................xiii
1.4.1.Phân cấp và quản lí điều khiển......................................................................xiii

1.4.2 Giao thức truyền thông..................................................................................xv
CHƯƠNG II............................................................................................................... 18
KHẢO SÁT THỰC TẾ TÒA NHÀ.........................................................................18
2.1. Giới thiệu về tòa nhà VTC Online.......................................................................18
2.2. Hiện trạng tòa nhà VTC online............................................................................19
2.2.1 Hệ thống điều khiển chiếu sáng......................................................................19
2.2.2 Hệ thống giảm sát điện năng...........................................................................20
2.2.3 Hệ thống điều hòa thông gió HVAC..............................................................20
2.2.4 Hệ thống Access controls...............................................................................28
2.2.5 Hệ thống camera.............................................................................................28
2.3 Kết luận về hiện trạng............................................................................................28
CHƯƠNG III.............................................................................................................29
THIẾT KẾ, NÂNG CẤP HỆ THỐNG BMS...........................................................29
3.1 Yêu cầu thiết kế.....................................................................................................29
3.1.1 Thiết kế hệ thống.............................................................................................29
3.1.2 Vận hành.........................................................................................................31
SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

iv


Đồ án tốt nghiệp đại học

3.1.3 UPS..................................................................................................................31
3.1.4 Đầu nối vận hành ...........................................................................................31
3.1.5 Ghi lại xu thế...................................................................................................31
3.1.6 Báo động bảo trì..............................................................................................32
3.1.7 Chương trình thời gian....................................................................................32
3.1.8 Thuật toán phần mềm......................................................................................32
3.1.9 Chức năng hệ thống........................................................................................32

3.1.10 Kiến trúc của hệ thống điều khiển................................................................33
3.1.11 Giao diện vận hành đầu – cuối.....................................................................33
3.1.12 Điều khiển tự động bằng các chương trình tại chỗ......................................33
3.1.13 Thời gian phản hồi của hệ thống kiểm soát.................................................34
3.1.14 Bảo vệ nguồn.................................................................................................34
3.1.15 Truy cập và mật mã của người sử dụng ......................................................34
3.1.16 Bảo vệ vi rút máy tính...................................................................................35
3.2 Sử dụng BMS của hãng Johnson Controls cho tòa nhà VTC online..................35
3.2.1 Giao Diện........................................................................................................36
3.2.2 Báo Động.........................................................................................................36
3.2.3 Báo Cáo...........................................................................................................37
3.2.4 Thời Gian Biểu................................................................................................37
3.2.5 Mật Mã............................................................................................................39
3.2.6 Phần Mềm Đồ Hoạ, Hình ảnh Động...............................................................40
3.2.7 Xem Và Phân Tích Dữ Liệu Cũ.....................................................................40
3.2.8 Một vào layout minh họa về màn hình giám sát BMS :................................41
3.3 Điều khiển chiếu sáng ..........................................................................................44
3.3.1 Chức năng.......................................................................................................44
3.3.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển chiếu sáng..........................................................44
3.4 Hệ thống quản lí giảm sát điện năng.....................................................................45
3.4.1 Chức năng của hệ thống giám sát điện năng..................................................45
3.4.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển............................................................................48
3.5. Hệ thống điều hòa không khí...............................................................................48
3.6. Hệ thống Access Controls....................................................................................49
3.6.1. Mô tả hệ thống: .............................................................................................49
3.6.2. Sơ đồ nguyên lý thiết kế ...............................................................................50
3.7. Hệ thống camera...................................................................................................53
SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

v

Đồ án tốt nghiệp đại học

3.7.1. Định nghĩa......................................................................................................53
3.7.2. Giải pháp hệ thống.........................................................................................53
3.7.3. sơ đồ thiết kế camera.....................................................................................56
3.8. Sơ đồ nguyên lí tổng quát.....................................................................................56
KẾT LUẬN................................................................................................................. 57
PHỤ LỤC...................................................................................................................58
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................65

SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

vi


Đồ án tốt nghiệp đại học

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mô hình hệ thống BMS................................................................................x
Hình 1.2 Cấu hình hệ thống BMS...........................................................................xiii
Hình 1.3 Sơ đồ quản lí cấp mạng trong BMS..........................................................xv
Hình 2.1 DCC –FX15................................................................................................25
Hình 3.1 Kiến trúc của hệ thống điều khiển............................................................33
Hình 3.2 Thiết lập, quản lí, User account...............................................................35
Hình 3.3 Cấu trúc hệ thống BMS..............................................................................35
Hình 3.4 Của sổ trạng thái báo động ( hiển thị các trạng thái lỗi của hệ thống )..37
Hình 3.5 Cửa sổ schedule..........................................................................................39
Hình 3.6 Của số graphics...........................................................................................40

Hình 3.7 Màn hình minh hoạ giám sát hệ thống điều hoà thông gió......................41
Hình 3.8 Màn hình giám sát trạng thái hoạt động các bơm & thông số hệ HEX.42
Hình 3.9 Biểu đồ điều khiển dựa trên thời gian (điều khiển lập lịch)....................42
Hình 3.10 Biểu đồ điều khiển dựa trên thời gian (điều khiển lập lịch).................43
Hình 3.11 Bảng các báo cáo hàng ngày...................................................................43
Hình 3.12 Bảng hiển thị các cảnh báo......................................................................44
Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lí điều khiển FCU khu vực công cộng.............................49
Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lí access controls................................................................51
Hình 3.15 Mạch giảm sát vào/ra

.............................................................52

Hình 3.16 Mạch điều khiển cửa............................................................................52
Hình 3.17. Sơ đồ hệ thống camera tương tự............................................................54
Hình 3.18 Sơ đồ camera số........................................................................................54

SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

vii


Đồ án tốt nghiệp đại học

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Bảng các lộ hệ thống chiếu sáng ..............................................................19
Bảng 2.2: Bảng các thiết bị chính của hệ thống điện...............................................20
Bảng 2.3: Tính Năng Kỹ thuật DDC-FX15..............................................................27
Bảng 2.4: Cấu Hình của DDC điều khiển FCU, Fan...............................................28
Bảng 3.1 Bảng tổng hợp hệ thống điện và yêu cầu kết nối với BMS......................47

Bảng 3.2 Bảng giám sát điều khiển hệ thống điều hòa không khí.........................49
Bàng 3.3 Bảng so sánh giài pháp tương tự và số.....................................................56

SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

viii


Đồ án tốt nghiệp đại học

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Thứ tự

Từ viết tắt

Định nghĩa

9

ACU

Access Control Unit

13

ADSL

Asymeetric Digital Subscriber Line

10

BTU

British Thermal Unit

16

BAC net

Building Automatic and Control Network

1

BMS

Building Management System

14

DVR

Digital Video Recorder

2

DDC

Direct Digital Controller

11

FCU

Fan Cooling Unit

15

HRV

Heart Rate Var

6

HVAC

Heating, Ventilation and Air Conditioning

12

IP

Internet Protocol

17

M&E

Monitoring and Evaluation

3

NAE

Network Automation Engine

4

NCE

Network Control Engine

8

NCU

Network Control Unit

5

NIE

Network Integration Engine

7

PMS

Power Management System

18

VAV

Variable Air Volume

SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

ix


Đồ án tốt nghiệp đại học

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN LÍ TÒA NHÀ BMS
1.1.Hệ thống quản lí tòa nhà là gì
Hệ thống quản lí tòa nhà BMS (Builiding Management System ) là hệ thống điều
khiển và quản lí cho các hệ thống kỹ thuật trong tòa nhà như : hệ thống điện, hệ thống
cung cấp nước sinh hoạt, hệ thống điều hòa thông gió, hệ thống cảnh báo môi trường,
hệ thống an ninh, hệ thống báo cháy, chữa cháy, giúp cho việc vận hành tòa nhà trở
nên hiệu quả, kịp thời.

Hình 1.1 Mô hình hệ thống BMS
Với những yêu cầu trên BMS có những tính năng sau :
- Giảm sát và điều khiển toàn bộ tòa nhà
- Đặt lịch hoạt động cho thiết bị.
- Quản lí dữ liệu gồm : soạn thỏa chương trình, quản lí cơ sở dữ liệu, chương
trình soạn thảo đồ họa, lưu trữ và sao dữ liệu.
- Báo cáo, tổng hợp thông tin.
1.2.Lợi ích của hệ thống BMS
1.2.1 Giảm chi phí tiền điện tiêu thụ điện năng trong 1 tòa nhà office:

Tự động điều khiển liên tục công suất tải. Đặt các thiết bị chấp hành hoạt động
theo tiến trình định trước hoặc theo các tiêu chuẩn đặt ra ban đầu theo các thông tin
nhận được từ hệ cảm biến chuyên dụng. Điều khiển đóng ngắt hệ thống điện khi gặp
sự cố, khởi động hệ thống chiếu sáng khi có đột nhập trái phép. Giám sát việc sử dụng
SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

x


Đồ án tốt nghiệp đại học

năng lượng hàng ngày. Tự động ngắt những thiết bị không sử dụng nên không gây ra
lãng phí.
Giám sát mức độ tiêu thụ năng lượng, in hoá đơn tiền điện cho từng khu vực
chức năng, có thể xác định chính xác công suất điều hòa không khí tới từng phòng,
từng khu vực. Thuận lợi cho các cao ốc văn phòng cho thuê, khi trong một tầng có
nhiều văn phòng được thuê bởi nhiều công ty khác nhau, tuy sử dụng một hệ thống
điều hòa tập trung.
Theo thống kê của ASRHAE điện năng tiêu thụ trong một toà nhà văn phòng khu
vực ASEAN thường là: 264KWh/m2/năm. Nếu trang bị hệ thống BMS, khả năng tiết
kiệm năng lượng từ: 12%->30%.
Một số ví dụ về lợi ích tiêt kiệm năng lượng của BMS:
-

Toà nhà Sacombank sử dụng giải pháp của Johnson Control
Chi phí đầu tư ban đầu: 1.6 tỉ đồng
Diện tích mặt sàn: 14000 m2
Tiêu thụ điện năng (Chưa trang bị BMS):3.696.000 KWh/năm.
Tiết kiệm năng lượng tương ứng 12%: 443.520KWh/năm.
Tiền điện tiết kiệm: 887.040.000 đồng/năm so với trước khi có hệ thống

BMS.
=> Thời gian thu hồi vốn: 2 năm. (Từ phí thuê văn phòng của các doanh
nghiệp).

- Toà nhà Vietcombank, giải pháp Johnson Control:
Đầu tư: 2.8 tỉ đồng (năm 2000).
Thời gian hoàn vốn: 2 năm
- Toà nhà HSBC Headquarter Hồng Kông.
Đầu tư: 10 triệu đô la Hồng Kông.
Thời gian hoàn vốn: 3 năm.
1.2.2.Giảm chi phí nhân công
Không phải quản lí theo phương pháp thủ công. Một nhân viên và một hệ thống
BMS có thể thay thế được khoảng vài chục nhân viên.
Tiết kiệm được tiền thuê nhân viên cho công tác vận hành toà nhà. Khi có BMS,
người vận hành chỉ cần ngồi tại phòng điều khiển có thể điều khiển bật/tắt các thiết bị
chấp hành, lập biểu vận hành tự động cho các thiết bị.
Tất cả các thiết bị chấp hành được vận hành tự động và chính xác bằng hệ BMS.
Có khả năng vận hành, cấu hình hệ điều khiển toà nhà qua mạng Internet. Có thể kết
nối nhiều toà nhà, nhiều xí nghiệp với nhau trong một hệ thống mạng. Người vận hành
có thể giám sát và điều khiển toàn hệ thống từ trung tâm điều hành.
SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

xi


Đồ án tốt nghiệp đại học

Vd: Khi yêu cầu một phòng họp cho 20 người. Người điều khiển hệ thống BMS
sẽ tìm phòng họp đang trống trong số các phòng họp của tòa nhà, thời gian và địa điểm
cụ thể để cung cấp thông tin đặt chỗ người yêu cầu. Sau khi được đặt lịch trước thời

gian họp 30 phút (thời gian đặt có thể thay đổi), BMS sẽ tự động điều khiển bật điều
hoà phòng họp, hệ thống thông gió, chiếu sáng, an ninh.
Bằng giao diện trực quan tại trung tâm điều khiển, kỹ sư vận hành có thể cài đặt
lại tham số cho các thiết bị chấp hành, các thiết bị điều khiển, cảm biến.Vị trí các thiết
bị và trạng thái hoạt động của nó được thể hiện trực quan trên màn hình vận hành và
giám sát, người vận hành có thể giám sát các sự kiện đã xảy ra đối với các thiết bị và
cả hệ thống. Các sự kiện này được biểu diễn dưới dạng đồ thị hoặc lưu trữ máy tính.
1.2.3.Đảm bảo tăng khả năng bảo vệ các thiết bị hoạt động trong tòa nhà
BMS sẽ giám sát tình trạng hoạt động của tất cả hoặc các thiết bị có kết nối đến
trong toà nhà. Đưa ra các cảnh báo, đặt lịch bảo trì, bảo dưỡng cho các thiết bị đó. Hạn
chế được tối đa thời gian kiểm tra thiết bị. Ghi lại dữ liệu cũ để hỗ trợ phân tích lỗi đã
xảy ra và tránh những lỗi lặp lại. Cho những cảnh báo hữu hiệu tới người vận hành. Tự
động cảnh báo, đưa ra các yêu cầu khi cần bảo trì, bảo dưỡng.
1.2.4. An toàn cháy nổ, chống trộm cắp
Kết nối được hệ thống PCCC với hệ thống âm thanh công cộng, khi xảy ra sự cố
gì thì hệ thống âm thanh sẽ phát ra thông báo và hướng dẫn mọi người thoát hiểm .
Ví dụ: Khi xảy ra cháy tại tầng 3 của toà nhà, các thiết bị bổ trợ cho chữa cháy và
cứu nạn được kích hoạt, cụ thể như: Đầu dò khói gửi tín hiệu quy định báo cháy về
thiết bị quản lý các đầu dò tại tủ tầng 3. Tủ tầng gửi tín hiệu về bộ điểu khiển trung
tâm của hệ thống báo cháy thông tin về khu vực đang được cảnh báo. Bộ điều khiển
báo cháy trung tâm gửi thông tin sang hệ thống BMS. Hệ thống báo cháy của BMS tự
động kích hoạt, hệ thống thông gió ngừng cấp khí tươi và hút khí trong tầng ra khỏi
tầng 3. Những thiết bị điện không cần thiết được ngắt khỏi hệ thống điện. Hệ thống
truy nhập vào ra được ngắt để các cửa ở chế độ mở, bài hướng dẫn thông báo thoát
hiểm được bật trên hệ thống loa tầng 3, bơm áp lực cầu thang được khởi động, tất cả
để hỗ trợ di chuyển người ra khỏi tầng 3.
Tối ưu hoá công tác an ninh và bảo mật : Hệ thống camera giám sát, điều khiển
truy nhập khi được kết hợp với BMS sẽ có mối quan hệ chặt chẽ hơn với các thành
phần khác của toà nhà, được hỗ trợ và bổ sung chức năng cho công tác an ninh bảo
mật.

Ví dụ: Khi hệ điều khiển truy nhập phát hiện có đột nhập trái phép tại tầng 3. Hệ
thống BMS sẽ thực hiện cách ly khu vực thông qua điều khiển hệ thống cửa ra vào. Hệ
thống chiếu sáng tầng 3 tự động được khởi động. Hệ thống Camera giám sát hoạt
động, thông tin đột nhập trái phép được thông báo trên hệ audio và nhân viên an ninh
sẽ hoạt động đồng thời.
SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

xii


Đồ án tốt nghiệp đại học

1.3. Thành phần hệ thống BMS
-

Hệ thống cung cấp và phân phối điện
Hệ thống điều hòa trung tâm ( chiller/VRV)
Hệ thống chiếu sáng công cộng (Public Lighting).
Thang máy(lift, elevator).
Hệ thống phòng cháy chữa cháy ( PCCC).
Hệ thống cấp/thoát nước.
Tích hợp với những hệ thống con : Hệ thống điều hòa thông gió (HVAC )

Các hệ thống này có thể chia làm 3 nhóm chính :
- Hệ thống gián sát và báo động : Hệ thống camera, hệ thống access control, hệ
thống PCCC.
- Hệ thống quản lí năng lượng : Hệ thống cung cấp và phân phối điện, hệ thống
điều hòa trung tâm, hệ thống chiếu sáng, hệ thống cấp thoát nước.
- Hệ thống thông tin : Mạng văn phòng, mạng di động, hệ thống loa phát thanh
trong tòa nhà.

Ba nhóm này đặc trưng cho hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng, tùy thuộc
vào mục đích sử dụng mà 3 nhóm này có được trang bị hay không .
1.4. Cấu hình của hệ thống.

Hình 1.2 Cấu hình hệ thống BMS
1.4.1.Phân cấp và quản lí điều khiển
Hệ thống BMS tự động hóa tòa nhà cơ bản gồm 3 cấp:
- Cấp vận hành và quản lý
SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

xiii


Đồ án tốt nghiệp đại học

- Cấp điều khiển hệ thống
- Cấp khu vực – cấp trường
Cấp điều khiển khu vực - cấp trường - FIELD
Các bộ điều khiển ở cấp độ khu vực là các bộ điều khiển sử dụng bộ vi xử lý,
cung cấp các chức năng điều khiển số trực tiếp cho các thiết bị ở từng khu vực, bao
gồm: các thiết bị cảm biến như các đầu đo áp suất, các đầu cảm biến nhiệt độ, độ ẩm…
Hệ thống phần mềm quản lý năng lượng cũng được tích hợp trong các bộ điều khiển
cấp khu vực. Ở cấp khu vực, các cảm biến và các cơ cấu chấp hành giao tiếp trực tiếp
với thiết bị được điều khiển. Các bộ điều khiển cấp khu vực sẽ được kết nối với nhau
trên một đường bus, vì vậy có thể chia sẻ thông tin cho nhau và với các bộ điều khiển
ở cấp điều khiển hệ thống và cấp điều hành, quản lý.
Cấp điều khiển hệ thống - OPERATOR
Các bộ điều khiển hệ thống có khả năng lớn hơn so với các bộ điều khiển cấp
trường về số lượng điểm vào ra, các vòng điều chỉnh và các chương trình điều khiển.
Ngoài ra, 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. Các bộ điều khiển hệ thống có thể hoạt động độc lập
trong trường hợp bị mất truyền thông với các trạm vận hành.
Cấp vận hành, giám sát và quản lý - MASTER
Cấp vận hành, giám sát và quản lý là cấp cao nhất. Người sử dụng có thể theo
dõi và đưa lệnh điều khiển đến từng cấp con thông qua cấp này. Các trạm vận hành ở
cấp độ này chủ yếu là các máy tính PC. Các máy tính điều khiển thu nhận và xử lý
thông tin từ các hệ thống và thực hiện vận hành điều khiển các hệ thống được đặt tại
phòng điều khiển trung tâm hệ thống BMS (đặt tại phòng điều khiển trung tâm của toà
nhà).
Phần mềm điều khiển BMS là phần mềm chuyên dụng trong việc điều khiển,
quản lý các toà nhà cao tầng. Phần mềm này có khả năng thu nhận thông tin, giám sát
trạng thái làm việc của thiết bị, thực hiện quản lý hệ thống và điều khiển hoạt động của
thiết bị. Phần mềm tương thích với các hệ thống tham gia tích hợp. Tại các máy tính
điều khiển, trạm vận hành trung tâm người vận hành được phân quyền có thể điều
khiển từ xa, giám sát các đối tượng trong hệ thống, 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 và thông minh.
Tại trạm vận hành nhánh, người vận hành hoàn toàn có thể thực hiện được những
chức năng đầy 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 truy cập web.
SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

xiv


Đồ án tốt nghiệp đại học

1.4.2 Giao thức truyền thông

Hình 1.3 Sơ đồ quản lí cấp mạng trong BMS.
Giao thức kết nối truyền tín hiệu là một yếu tố quan trọng trong cấu hình của
BMS vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến dữ liệu được truyền từ điểm này đến điểm khác và
bởi vì các bộ điều khiển phân tán có thể phải lấy dữ liệu của nhau.
Giao thức truyền thông ngang hàng (Peer Communication Protocol)
So với giao thức hỏi vòng, giao thức ngang hàng có các lợi ích sau:
Việc truyền thông không phụ thuộc vào một th iết bị đơn lẻ nào – trạm chủ.
Việc truyền thông được thực hiện trực tiếp giữa các thiết bị trong mạng mà
không cần phải thông qua một trạm trung gian nào.
Các thông điệp hệ thống được truyền trực tiếp đến tất cả các trạm trên mạng.
Có 5 loại giao thức được sử dụng trong BMS là:
- Giao thức BACnet (Automation and Control Network ): Là mạng điều khiển
và tự động tòa nhà.
BACnet là một chuẩn kết nối không độc quyền, có tính mở. Nó có thể được áp
dụng trong thực tế vào bất kỳ hệ thống nào của tòa nhà ngày nay, bao gồm HVAC,
chiếu sáng (lighting), an toàn tính mạng (life safety), kiểm soát truy cập (access
control), vận chuyển (transportation) và bảo trì (maintenance). Theo thiết kế, chuẩn
này có thể sử dụng trong phạm vi rộng các công nghệ mạng và truyền thông. Nó được
viết ra bao gồm mọi thứ từ việc phải chọn kiểu cáp nào cho đến việc khởi gán lệnh
hoặc yêu cầu thông tin đặc thù ra sao
- Giao thức Modbus : Được phát triển bởi Modicon trong những năm 1970 cho
việc sử dụng các hệ thống tự động hóa công nghiệp với các bộ điều khiển lập trình
(Programable Controllers). Ngày nay nó là một trong những phương tiện được sử dụng
rộng rãi nhất trong việc kết nối các thiết bị điện tử trong các ứng dụng công nghiệp

SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

xv

Đồ án tốt nghiệp đại học

(industrial). Tính đơn giản cũng khiến Modbus trở thành một công cụ hữu dụng để
đem đến tính đổi lẫn trong các ứng dụng tự động hóa tòa nhà.
Modbus bao gồm một cấu trúc thông điệp được thiết kế để thiết lập giao tiếp
chính-phụ (master-slave), chủ-khách (client-master) giữa một phạm vi rộng các thiết
bị. Nó hỗ trợ các giao thức tuần tự và mạng Ethernet. Nó thực sự là một tiêu chuẩn mở
và là một trong những giao thức được sử dụng rộng rãi nhất trong môi trường sản xuất
công nghiệp. Sử dụng giao thức cũng như cấp chứng nhận (licensing) là hoàn toàn
miễn phí. Các công cụ và tài nguyên hỗ trợ cho việc triển khai lắp đặt và vận hành
được cung cấp trực tuyến (online).
Phiên bản nguyên thủy của Modbus bao gồm hai chế độ truyền tin : ASCII và
RTU. Gần đây, Modbus/TCP được phát triển, cho phép giao thức Modbus có thể
truyền dẫn qua các hệ thống mạng nền TCP/IP. Điểm mạnh của Modbus là tính mở,
đơn giản và yêu cầu phần cứng ít nhất. Một lợi ích đáng kể khác đó là việc Modbus có
sử dụng giao thức truyền tin TCP/IP, giống giao thức sử dụng bởi Internet.
- Giao thưc TCP/IP : Giao thức TCP/IP được phát triển từ mạng ARPANET và
Internet và được dùng như giao thức mạng và vận chuyển trên mạng Internet. TCP
(Transmission Control Protocol) là giao thức thuộc tầng vận chuyển và IP (Internet
Protocol) là giao thức thuộc tầng mạng của mô hình OSI. Họ giao thức TCP/IP hiện
nay là giao thức được sử dụng rộng rãi nhất để liên kết các máy tính và các mạng.
Hiện nay các máy tính của hầu hết các mạng có thể sử dụng giao thức TCP/IP để liên
kết với nhau thông qua nhiều hệ thống mạng với kỹ thuật khác nhau. Giao thức
TCP/IP thực chất là một họ giao thức cho phép các hệ thống mạng cùng làm việc với
nhau thông qua việc cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng.
- Giao thức N2: Là chuẩn truyền thông, chuẩn riêng của Johnson Controls. DCC
của Johnson Control hỗ trợ chuẩn này.
- Giao thức LonWorks: là một giao thức 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 chính-phụ (master-slave) để trao đổi thông
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
giống như một object của BACnet, cách giải quyết có hơi khác một chút. Để một
SNVT thực thi chức năng, cả hai thiết bị nhận và gửi phải có sự nhận biết chi tiết về
cấu trúc SNVT là gì. Vì thế mỗi SNVT được định danh bằng một mã số cho phép thiết
bị nhận hiểu được đúng dữ liệu truyền tải.
Phương tiện truyền dẫn
Các phương tiện truyền dẫn chủ yếu bao gồm:
SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

xvi


Đồ án tốt nghiệp đại học

-

Cáp xoắn bằng đồng

-

Cáp quang

-

Đường điện thoại

Việc lựa chọn phương tiện truyền dẫn cho từng ứng dụng phụ thuộc vào tín hiệu,
chi phí, phân bố địa lý và khả năng nhiểu tác động lên đường truyền.
Cáp xoắn bằng đồng thường sử hỗ trợ cho các chuẩn : N2, BACnet, Modbus,
TCP/IP, Lonworks.
Các loại dây dẫn kiểu cáp xoắn bằng đồng có kích thước từ 1.307mm2 đến
0.2051mm2 thường được sử dụng và là giải pháp kinh tế nhất trong việc truyền thông
trong tòa nhà. Chiều dài của đường truyền có thể lên đến 1200m mà không cần sử
dụng đến bất kỳ thiết bị kéo dài nào. Khi sử dụng các thiết bị kéo dài (repeater), có kéo
dài đường truyền lên 3 đến 4 lần như thế. Hai sơ đồ hay được sử dụng là kiểu bố trí
hình sao và bố trí theo đường thẳng.
Cáp quang : cái này ít sử dụng
Cáp quang phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường có nhiễu lớn. Điểm bất
lợi lớn nhất đối với cáp quang là chi phí cao.
Đường điện thoại : Các chuẩn trên cũng sử dụng phương tiện truyền dẫn này.
Đường điện thoại cho phép kết nối giữa các tòa nhà với nhau. Có thể sử dụng
đường kết nối liên tục hoặc dùng kết nối qua modem.

SVTH: Lê Ánh Nguyệt – D07KTDT1

xvii


Đồ án tốt nghiệp đại học

Khảo sát thực tế tòa nhà

CHƯƠNG II
KHẢO SÁT THỰC TẾ TÒA NHÀ.
2.1. Giới thiệu về tòa nhà VTC Online

Tòa nhà 21 tầng tại 310 Minh Khai, quận Hai Bà Trưng là tòa nhà có diện tích
mặt bằng lớn, với mục đích sử dụng cho thuê văn phòng. Vì vậy cần thiết phải xây
dựng một hệ thống tích hợp toàn diện nhằm tập trung việc điều khiển giúp cho việc
vận hành, quản lý và giám sát tòa nhà một cách hiệu quả nhất. Giải pháp tự động hóa
cho tòa nhà phải hướng tới tăng hiệu suất hoạt động của tòa nhà bằng cách giảm chi
phí nhân công, giảm chi phí năng lượng, dễ dàng trong việc vận hành và xử lí kịp thời
các trường hợp sự cố xảy ra, ngoài ra phải tạo được môi trường làm việc thoải mái,
tiện nghi, an toàn cho nhân viên.
Giải pháp được đề xuất là sử dụng hệ thống điều khiển và quản lý tòa nhà BMS.
Hệ thống BMS có khả năng kết nối mọi nơi, mọi hệ thống, cung cấp khả năng quản lý
với nhiều lựa chọn, nâng cao khả năng làm việc hiệu quả của nhận viên. Đây là một
hệ thống mở có khả năng tích hợp với các hệ thống điều hoà thông gió, hệ thống báo
cháy, hệ thống an toàn, hệ thống chiếu sáng.
Đối với tòa nhà 21 tầng-310 Minh Khai, các hệ thống tích hợp, kết nối với hệ
thống quản lý tòa nhà để quản lý và điều khiển bao gồm:
- Hệ thống điện (trạm biến áp, máy phát điện, tủ phân phối)
- Điều hòa Chiller
- camera
- Hệ thống điều khiển chiếu sáng
- Hệ thống access controls
Tòa nhà 21 tầng 310 Minh Khai có lượng người sử dụng dịch vụ động và bất
định trong tòa nhà lớn nên phải đòi hỏi hệ thống quản lý và giám sát hiện đại, chính
xác và rõ ràng luôn sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của người sử dụng một cách nhanh nhất.
Mục tiêu của việc thiết kế cho tòa nhà là để tạo ra một tòa nhà thông minh có những
ứng dụng cao qua các hệ thống tích hợp, được kết nối với nhau.
Như vậy việc ứng dụng giải pháp tích hợp cho tòa nhà cho phép tập trung hóa và
đơn giản hóa việc giám sát, vận hành và quản lý tòa nhà, cho phép quản lý và giám sát
thiết bị trong tòa nhà tốt hơn, tiết kiệm năng lượng hơn, tạo được môi trường làm việc
tốt hơn.

Đồ án tốt nghiệp đại học

Khảo sát thực tế tòa nhà

2.2. Hiện trạng tòa nhà VTC online.
2.2.1 Hệ thống điều khiển chiếu sáng
Theo kiến trúc của tòa nhà thì hệ thống điện chiếu sáng cũng được chia thành 3
khu A,B,C. Ngoài ra còn có điện chiếu sáng cầu thang ( Bao gồm cầu thang bộ và 2
cầu thang thoát hiểm) và điện chiếu sáng ngoài nhà. Trong đó khu A và khu B được sử
dụng làm văn phòng, khu C bao gồm điện chiếu sáng sảnh thang máy và khu vệ sinh.
Theo thiết kế điện của tòa nhà thì điện chiếu sáng được chia thành các lộ. Sau đây là
bảng thống kê các lộ điện (Theo thiết kế).
Hệ thống chiếu sáng cho tòa nhà VTCOL được chia thành các lộ như sau:
Tầng
Tầng hầm

Số lộ điện
Khu A,B: 8 lộ.
Khu C: 2 lộ.

Chủng loại thiết bị
Đèn 1x18W và đèn downlight 13W

Khu A: 8 lộ.
Tầng 1

Khu B:12 lộ.

Đèn 3x18W và đèn downlight 13W

Khu C: 4 lộ
Tầng lửng

Gồm 4 lộ.

Đèn 3x18W.

Khu A: 12 lộ.
Tầng 2,3

Khu B: 8 lộ.

Đèn 3x18W và đèn downlight 13W

Khu C:4 lộ.
Khu A: 12 lộ.
Tầng 4 đến 18

Khu B: 8 lộ.

Đèn 3x18W và đèn downlight 13W

Khu C: 4 lộ.
Khu A: 10 lộ.
Tầng 19,20

Khu B: 8 lộ.

Đèn 3x18W và đèn dowlight 13W

Khu C: 4 lộ.
Khu A: 10 lộ.
Tầng 21

Khu B: 8 lộ.

Đèn 3x18W và đèn dowlight 13W

Khu C: 4 lộ
Tầng kỹ thuật

Gồm 5 lộ.

Đèn 1x18W

Khu cầu thang

Gồm 3 lộ

Đèn 1x18W

Ngoài nhà

Gồm 8 lộ.

Đèn 800W

Bảng 2.1: Bảng các lộ hệ thống chiếu sáng
Nhận xét: Hiện tại chưa có hệ thống điều khiển chiếu sáng. Việc bật tắt được

trực tiếp tại hiện trường thông qua công tắc gắn trên tường. Đây là sự bất cập thứ
nhất của tòa nhà.


Đồ án tốt nghiệp đại học

Khảo sát thực tế tòa nhà

2.2.2 Hệ thống giảm sát điện năng.
Các thiết bị chính
Hệ thống

Trạm biến áp

Thiết bị chính

Giao thức hỗ
trợ

Tủ điện tổng trạm: ACB 2500A(2 cái) của hãng
Siemens và PM850 (2 cái) của hãng Schneider.

Mobus

Máy biến thế(2 cái).
Gồm các ACB 2500A( 4 cái).
Tủ điện hạ thế
liên lạc

ACB 2000A (1cái).

Đồng hồ PM 850 (2 cái), PM750 ( 2 cái).

Mobus

Bộ chuyển đổi nguồn ATS.
Máy phát điện Wilson(1chiếc)
Hệ thống máy
phát điện

Bơm bù dầu.(1)
Tủ điện chuyển nguồn: ACB2500(1cái) của hãng
Siemens và PM 850 của hãng Schneider.

Mobus

Bể dầu 10m3.
Tại mỗi tầng bao gồm:
Tủ điện tầng

Một tủ tổng: Có các MCCB125A (17cái),
MCCB80A (4cái), MCCB630A (1cai),
MCCB30A (1cái) củahãng Siemens và PM 750
của hãng Schneider.
Hai tủ điện của các khu A, B: PM 710 của hãng
Schneider.
Bảng 2.2: Bảng các thiết bị chính của hệ thống điện

Nhận xét: Không có hệ thống điều khiển chung cho các tủ điện từng tầng đây là
bất cập thứ 2 của tòa nhà. Tuy nhiên các thiết bị điện chính ở đây đều hỗ trợ chuẩn
giao thức Modbus nên thuận tiện cho việc kết nối với BMS sau này.

2.2.3 Hệ thống điều hòa thông gió HVAC
Hệ thống điều hòa không khí của tòa nhà VTC Online là hệ thống điều hòa trung
tâm làm lạnh nước (Chiller).
2.2.3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa (chi tiết phụ lục 01 đính kèm).
Hệ thống máy lạnh trung tâm bao gồm các phần chính :
- Máy lạnh trung tâm (CHILLER): Là thiết bị sản xuất ra nước lạnh, sau đó
được các máy cung cấp cho các dàn trao đổi nhiệt (FCU)để làm lạnh không khí.


Đồ án tốt nghiệp đại học

Khảo sát thực tế tòa nhà

- Các dàn trao đổi nhiệt (FAN COIL UNIT): Là các thiết bị đặt tại các khu vực
cần điều hoà tại đây nước lạnh từ máy bơm đi qua dàn lạnh để trao đổi nhiệt với không
khí trong phòng và thực hiện chức năng làm lạnh.
- Tháp giải nhiệt và bơm nước: thực hiện chức năng giải phóng năng lượng
nhiệt của bình ngưng (máy lạnh) sau khi máy lạnh thực hiện công việc làm lạnh nước
trong bình bay hơi. Tháp giải nhiệt bao gồm 3 tổ được đặt trên tầng kỹ thuật, bơm
nước lạnh và bơm nước giải nhiệt được đặt ở phòng máy tầng hầm.
- Hệ thống đường ống và bơm nước cấp lạnh: Là hệ thống phân phối nước lạnh
từ máy lạnh trung tâm đến các dàn trao đổi nhiệt FCU.
- Hệ thống đường ống phân phối không khí lạnh: Là hệ thống phân phối
không khí lạnh từ các FCU qua hộp tiêu âm, tại hộp tiêu âm độ ồn của FCU do quạt
gió tạo ra sẽ được trượt tiêu một phần nhằm đảm bảo độ ồn trong các phòng làm việc.
Hộp tiêu âm ngoài chức năng làm trượt tiêu âm thanh cho FCU còn có chức năng khác
là hộp góp gió, từ hộp góp gió không khí lạnh được đưa vào phòng thông qua nối mềm
có bảo ôn D 300 và các miệng thổi tới các khu vực cần điều hoà. Để đảm bảo lưu
lượng không khí lạnh ra các miệng thổi đồng đều nhau tại đầu ra của hộp tiêu âm có
lắp đặt van điều chỉnh lưu lượng gió.

- Hệ thống cấp gió tươi: Là hệ thống phân phối không khí qua bộ thu hồi nhiệt
- Hệ thống điện điều khiển: Là hệ thống điều khiển khống chế liên động các
thiết bị trong hệ thống (máy lạnh, FCU, Bơm nước và tháp giải nhiệt).
- Hệ thống thoát nước ngưng : Là hệ thống thoát nước thải cho các dàn lạnh
FCU.
2.2.3.2 Sơ đồ nguyên lí điều khiển điều hòa không khí (chi tiết phụ lục 02 đính
kèm).
Nguyên lí điều khiển hệ thống điều hòa.
- Điều khiển FCU:

Phương thức hoạt
động

Các FCU này được thiết kế nhằm mục đích duy trì nhiệt độ cho
khu vực văn phòng trong một khoảng thời gian cố định trong ngày. Vì
vậy, sẽ rất cần thiết cho việc kết nối các FCU này về máy tính trung
tâm của hệ thống BMS, từ đó tiện cho việc giám sát và điều khiển
nhiệt độ theo như mong muốn của người sử dụng. Máy tính sẽ ấn định
một thời gian biểu hoạt động phù hợp cho các FCU này nhằm tiết kiệm
năng lượng.
Giá trị đặt thời gian vận hành có thể thay đổi được từ máy tính
trung tâm, tùy theo thời gian biểu của các FCU.
Một cảm biến nhiệt độ được lắp đặt trong đường ống gió hồi để
so sánh với giá trị đặt trong bộ điều khiển lập trình DDC, và nó sẽ điều
khiển van nước lạnh thông qua khâu điều khiển PI, van nước lạnh


Đồ án tốt nghiệp đại học

Khảo sát thực tế tòa nhà

đóng hoặc mở để giảm độ chênh lệch giữa giá trị nhiệt độ trong ống
gió và giá trị đặt.
Cũng bộ điều khiển này nó sẽ tự động điều khiển tốc độ quạt
Điều khiển nhiệt
FCU ở mức nhanh, vừa hay chậm tùy theo giá trị chênh lệch giữa nhiệt
độ
độ đặt và nhiệt độ của gió hồi.
Giá trị đặt của nhiệt độ có thể thay đổi được từ máy tính trung
tâm.
Độ mở của van nước được khoá liên động với trạng thái của quạt
FCU. Van nước sẽ đóng khi quạt FCU không hoạt động và chỉ được
điều khiển khi quạt FCU hoạt động. Điều này làm giảm sự ngưng đọng
và hao phí năng lượng.

Khóa liên động

Máy tính trung tâm sẽ kết nối với hệ thống báo cháy. Khi có tín
hiệu cháy, các FCU sẽ ngừng hoạt động nhằm hạn chế sự phát tán của
đám cháy.

Các báo động
được giám sát từ
trung tâm điều
khiển

• Báo động sự cố quá tải của mô tơ quạt FCU.
• Báo động nhiệt độ gió hồi giới hạn cao/thấp.
• Báo động khi có báo cháy (nếu kết nối với hệ thống báo cháy)

- Điều khiển hệ Thống Máy Lạnh Chiller
Hệ thống chiller tạo ra và duy trì nước lạnh để cung cấp cho các hệ thống HVAC
của tòa nhà văn phòng . Hệ thống chiller bao gồm những thiết bị sau:
Máy lạnh Chiller

-

3 Cái

Máy bơm nước cung cấp cho chiller (CHWP)

4 Cái

Hệ thống bơm nước giải nhiệt (CDWP)

-

4 Cái

Tháp giải nhiệt nước

-

3 Bộ

Số Lượng quạt tháp

-

9 Cái

Hệ thống chiller được thiết kế hoạt động trong một hệ thống nối tiếp gồm:
Valve – CHWP1 - CDWP1 – Chiller1 - Cooling Tower 1
Valve – CHWP2 – CDWP2 – Chiller2 - Cooling Tower 2
Valve – CHWP3 – CDWP3 – Chiller3 - Cooling Tower 3
Bất kỳ một sự cố nào xảy ra trong quá trình hoạt động của thiết bị này sẽ dẫn đến
việc các thiết bị liên quan với nó cũng không hoạt động, và đó cũng là tín hiệu khởi
động cho thiết bị tiếp theo trong hệ thống chiller.


Đồ án tốt nghiệp đại học

Khảo sát thực tế tòa nhà

Số lượng chiller hoạt động trong một thời điểm tùy thuộc vào tải cần làm lạnh
trong toà nhà. Nó được giám sát bởi hệ thống tính toán tải lạnh BTU.
Số lượng chiller hoạt động hoặc tối ưu hoá tại một thời điểm sẽ được quyết định
bởi việc tính toán tải của toà nhà (BTU) bằng hệ thống điều khiển điều hòa trung tâm.
Hệ thống điều khiển điều hòa trung tâm sẽ thực hiện việc tính toán tải lạnh BTU
dựa trên Việc tính tổng các BTU meter của các tầng. Dựa trên việc tính toán này, hệ
thống BMS sẽ thực hiện việc tối ưu hoá hoạt động của chiller.
Ví dụ: Hệ thống điều khiển điều hòa trung tâm sẽ khởi động/tắt chiller để đạt
được nhiệt độ yêu cầu Trong quá trình khởi động, một hệ thống chiller sẽ bắt đầu
trước.
Hệ thống chiller đầu tiên sẽ được lựa chọn dựa trên tổng thời gian hoạt động của
hệ thống. Hệ thống chiller hoạt động trong thời gian đầu được xem là hệ thống chính.
Khi hệ thống chiller này đạt được trạng thái ổn định, bộ điều khiển sẽ tính toán các
thông số của BTU, từ đó quyết định có gọi hệ chiller tiếp theo hay không. Việc gọi
thêm một hệ chiller dựa vào giá trị BTU được thực hiện như sau:
- Đóng chiller:

Giai đoạn đầu Khởi động hệ thống chiller chính Thông số BTU đọc về > 80%
Công suất của chiller chính : Khởi động hệ thống chiller kế tiếp.
- Ngắt chiller:
Thông số BTU đọc về < 50% Công suất của chiiler chính : Ngắt hệ thống chiller
tạm. Giá trị đặt của BTU để đóng/ngắt chiller có thể thay đổi được theo thực tế vận
hành của thiết bị.
- Hoạt động của chiller:
Chu kỳ hoạt động của chiller dựa trên cơ sở hằng ngày. Nhiệm vụ thay đổi dựa
trên tổng thời gian hoạt động của hệ thống chiller.
Các chiller sẽ được chọn lựa chính và phụ. Chiller chính sẽ khởi động trước tiên
và kết thúc sau cùng.
Khi trạng thái của chiller là “ON”, hệ thống Điều khiển sẽ thực hiện việc tổng
hợp thời gian hoạt động của chiller đó và ghi vào bộ nhớ trên hệ thống.
- Chu trình khỏi động của chiller:
Quá trình khởi động chiller được thực hiện như sau :
Tất cả các công tắc của mỗi thiết bị nên đặt tại vị trí ‘BAS’ hoặc ‘AUTO’.
Hệ thống điều khiển sẽ phát lệnh ‘START’ sau đó van động cơ đường nước lạnh,
nước giải nhiệt và van tháp thực hiện mở, quá trình mở đến 100% sẽ gửi tín hiệu an
toàn để khởi động máy bơm cho chiller, khởi động bơm giải nhiệt


Đồ án tốt nghiệp đại học

Khảo sát thực tế tòa nhà

Hệ thống Điều khiển sẽ kiểm tra trạng thái của công tắc dòng nước. Khi công
tắc này ở vị trí ‘ON’, hệ thống điều khiển điều hòa trung tâm sẽ phát lệnh khởi động
chiller.
Khi nhận được tín hiệu khởi động, chiller sẽ khởi động dựa trên chương trình có
trong chiller.

Các quạt tháp giải nhiệt sẽ được điều khiển Start khi tải lạnh cung cấp >= 30%
tải của máy Chiller.
Hệ thống Điều khiển sẽ giám sát trạng thái của tất cả các bơm, chiller và công tắc
dò lưu lượng nước, vị trí van động cơ, nhiệt độ đường ống nước lạnh và nước giải
nhiệt, áp suất đường ống nước lạnh cấp và hồi.
- Trong quá trình hoạt động của chiller:
1.Nếu bất kỳ máy bơm, công tắc dò lưu lượng nước hay chiller nào không
thể khởi động được, Hệ thống điều khiển sẽ gởi tín hiệu cảnh báo và ngưng
hệ thống chiller tương ứng
2.Sau 15 phút kể từ lúc hệ thống chiller khởi động, hệ thống điều khiển sẽ
kiểm tra trạng thái ‘RUN’ của chiller. Nếu chiller đó không thể khởi động, hệ
điều khiển sẽ gủi tín hiệu cảnh báo và dừng hệ thống chiller đó đồng thời gởi
tín hiệu khởi động cho hệ thống chiller tiếp theo.
3.Nếu không có nước trong đường ống cung cấp cho chiller, Hệ điều
khiển sẽ gởi tín hiệu cảnh báo và phát lệnh ngưng đối với hệ thống tương ứng
theo quá trình ngưng thông thường.
4.Nếu bất kỳ máy bơm nào cho chiller bị lỗi hay cảnh báo, BMS sẽ gởi tín
hiệu cảnh báo và phát lệnh ngưng đối với hệ thống tương ứng theo quá trình
ngưng thông thường.
5.Nếu bất kỳ chiller nào bị lỗi hay cảnh báo, Hệ điều khiển sẽ gởi tín hiệu
cảnh báo và phát lệnh ngưng đối với hệ thống tương ứng theo quá trình ngưng
thông thường.Quá trình dừng an toàn sẽ tuân theo quá trình ngưng thông
thường.
- Quá trình dừng của chiller:
1.BMS phát lệnh ngưng chiller.
2. 180 giây sau khi phát lệnh ngưng, khi BMS nhận tín hiệu ‘OFF’ từ
chiller, nó sẽ điều khiển ngưng máy bơm, sau dó đóng van trên đường nước
lạnh và nước giải nhiệt, đóng van cho tháp giải nhiệt tương ứng.
- Chế độ báo động của chiller:
Bất kỳ chiller nào báo động sẽ bị ngưng lại và được thay thế bởi một chiller dự

phòng.
Chiller đó sẽ không được cho phép hoạt động cho tới khi chế độ báo động được
ghi nhận và sửa chữa.


Đồ án tốt nghiệp đại học

Khảo sát thực tế tòa nhà

Chiller được xem như ở chế độ báo động khi bất kỳ một bộ phận nào như báo
động của máy bơm hay khi chiller không thể khởi động sau 15 phút nhận lệnh khởi
động.
- Điều khiển máy bơm của chiller:
Hệ thống điều khiển phát lệnh Start máy bơm. Tốc độ của máy bơm được điều
khiển thông qua biến tần để duy trì áp suất yêu cầu.
Tốc độ tối thiểu sẽ được thiết lập trên biến tần để đảm bảo đủ lượng nước nhỏ
nhất mà chiller cho phép. Giá trị nhỏ nhất của tốc độ sẽ được quyết định trong quá
trình thử và tùy nhiệm vụ của hệ thống.
Giá trị đặt của độ chênh lệch áp suất có thể thay đổi được
- Điều khiển bypass valve:
Hệ thống điều khiển giám sát độ chênh lêch áp suất giữa đường ống nước cung
cấp từ chiller và đường ống hồi về chiller và điều khiển van bypass đóng hoặc mở để
duy trì áp suất yêu cầu
- Bộ Điều Khiển Trực Tiếp Kỹ Thuật Số DDC
Cấu Hình của DDC điều khiển Chiller như sau:

Hình 2.1 DCC –FX15
Các bộ DDC-FX15 có khả năng làm việc độc lập không phụ thuộc vào các DDC
khác trong hệ thống. Nó được trang bị những bộ vi xử lý đa chức năng, điều khiển
theo thời gian thực. Mỗi DDC-FX15 bao gồm đầy đủ các linh kiện phần cứng như bộ

vi xử lý, cỗng giao tiếp RS485, các môđun vào /ra.
Những loại điểm – DDC-FX15 hổ trợ những điểm đầu vào và ra như sau:
- Những điểm đầu vào dạng tương tự sẽ chấp nhận các tín hiệu sau:
o 4-20 mA
o 0-10 VDC
o 1000ohm RTDs