Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
MỤC LỤC
MỤC LỤC..............................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT........................................................................................3
LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................................4
VÀI NÉT VỀ CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT T&D NƠI TÁC GIẢ CÔNG TÁC..............5
CHƯƠNG 2..........................................................................................................................22
TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP...............22
1. Mô hình phân cấp hệ thống..............................................................................................22
5. Các hệ DCS thông dụng...................................................................................................45
5.1 DeltaV của Emerson.......................................................................................................45
5.2 PlantScape của Honeywell..............................................................................................46
5. 3 Hệ điều khiển PCS 7 của SIEMENS.............................................................................48
5. 4 Hệ điều khiển CENTUM 3000 của Yokogawa.............................................................49
CHƯƠNG 3..........................................................................................................................50
TÌM HIỀU VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TOÀ NHÀ WEBCTRL CỦA ALC...........50
1. Giới thiệu về hệ thống tự động hoá toà nhà.....................................................................50
2. Các hệ thống được điều khiển trong toà nhà....................................................................50
2.1. Hệ thống HVAC............................................................................................................51
2.2. Hệ thống điện.................................................................................................................54
2.3. Hệ thống chiếu sáng......................................................................................................55
2.4. Hệ thống cấp nước.........................................................................................................55
2.5. Hệ thống thang máy.......................................................................................................55
2.6. Hệ thống chữa cháy......................................................................................................55
2.7. Hệ thống an ninh............................................................................................................56
3. Lợi ích của việc trang bị hệ thống BMS cho toà nhà.......................................................57
4. Hệ thống BMS của ALC..................................................................................................58
4.1. Kiến trúc hệ thống..........................................................................................................58
4.2 Các thành phần cơ bản ...................................................................................................59
4.2.1 WebCTRL Server.......................................................................................................59
4.2.1.1 Cấu hình tối thiểu của PC dùng làm server:.............................................59

4.2.1.2 Phần mềm WebCTRL Server..................................................................................60
4.2.1.3 Công cụ lập trình......................................................................................................60
4.2.1.3.1Eikon......................................................................................................................60
4.2.1.3.2 Sitebuilder.............................................................................................................62
4.2.1.3.3 Viewbuilder...........................................................................................................62
4.2.1.4 Trạm vận hành..........................................................................................................64
4.2.1.5 Các bộ điều khiển....................................................................................................69
4.2.1.6 Các thiết bị khác ....................................................................................................74
4.3 So sánh hệ BMS của WebCTRL với hệ BMS của Siemens...........................................78
4.4 Các đặc tính nổi bật và hạn chế của WebCTRL.............................................................85
4.4.1Các đặc tính nổi bật.....................................................................................................85
4.4.2 Các hạn chế của ALC.................................................................................................86
Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
1
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
CHƯƠNG 4..........................................................................................................................87
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TOÀ NHÀ CHO KHÁCH SẠN NEWWAY
TRÊN NỀN WEBCTRL CỦA ALC....................................................................................87
1.Trình tự thiết kế.................................................................................................................87
2.Khảo sát hiện trạng ...........................................................................................................87
3. Lập phương án thiết kế...................................................................................................102
3.1Với tủ điều khiển B1-1..................................................................................................103
3.2 Tủ điều khiển LG-1:.....................................................................................................105
3.3 Tủ điều khiển B1-2 ......................................................................................................106
3.4 Tủ điều khiển B1-2A ...................................................................................................107
3.5 Tủ điều khiển UG-1......................................................................................................107
3.6 Tủ điều khiển UG-2 .....................................................................................................107
3.7 Tủ điều khiển LF-1 ......................................................................................................107
3.8 Tủ điều khiển 1-1: ........................................................................................................108
3.9 Tủ điều khiển 1-2: ........................................................................................................109

3.10Tủ điều khiển 1-3: .......................................................................................................109
3.11Tủ điều khiển 2-1:......................................................................................................109
3.12 Các tủ từ 3-1 cho đến 9-1............................................................................................110
3.13 Tủ điều khiển R-2: .....................................................................................................110
3.14 Tủ điều khiển R-1: .....................................................................................................111
4.Thuật toán điều khiển các thiết bị trong hệ thống...........................................................111
4.1Máy lạnh - Chiller.........................................................................................................111
4.2 FCU ..............................................................................................................................113
4.3 AHU ............................................................................................................................115
5 Xây dựng hệ thống điều khiển........................................................................................119
5.1 Xây dựng kiến trúc mạng.............................................................................................119
5.2 Xây dựng chương trình điều khiển...............................................................................120
5.3 Xây dựng giao diện vận hành.......................................................................................120
5.4 Vận hành hệ thống........................................................................................................121
6.Thử nghiệm và đánh giá hệ thống...................................................................................128
6.1 Phương pháp thử nghiệm.............................................................................................128
6.2 Đánh giá hệ thống.........................................................................................................128
KẾT LUẬN........................................................................................................................129
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................130
PHỤ LỤC...........................................................................................................................131
Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
2
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AI – Analog Input (Đầu vào tương tự).
AO – Analog Ouput (Đầu ra tương tự).
AV – Analog Value (Giá trị tương tự - giá trị trung gian có thể hiệu chỉnh hay chỉ đọc).
ALC –Automated Logic Corporation.
AHU – Air HandingUnit.
Alarm - Hệ thống điều khiển sẽ được định dạng để phát ra những cảnh báo khi một đối

tượng điều khiển vượt quá ngưỡng do người sử dụng xác định, như được miêu tả trong trình
tự hoạt động.
BI – Binary Input (Đầu vào số).
BO – Binary Ouput (Đầu ra số).
BV – Binary Value (Giá trị nhị phân - Là giá trị trung gian mà có thể hiệu chỉnh hay chỉ
đọc).
BMS – Building Managerment System
CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection
CSMA/CA – Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance
CRC – Cyclic Redundancy Check
DDC – Direct Digital Controller
DTE – Data Terminal Equipment
DCS –Distributed Control System
ES – Engineering Station
FCU – Fan coil Unit.
FCS – Field Control System
Sched – Schedule (Lịch biểu - Thuật toán điều khiển lịch hoạt động của thiết).
Show on Graphic - Hiển thị trên màn hình đồ hoạ của hệ thống.
SS– Server Station.
HMI –Human and machine interface
HVAC – Heating, ventilation, and air-conditioning control.
Trend - Hệ điều khiển sẽ được định dạng lựa chọn và hiển thị bảng đồ thị thời gian của đối
tượng. Thời gian thực hiện vẽ đồ thị thời gian không nhỏ hơn thời gian lấy mẫu(5phút).
TCP/IP–Transmisstion Control Protocol/Internet Protocol
TDMA– Time Division Multiple Access
OP – Operation Panel
OS– Operation Station
OSI – Open System Interconnection
PLC – Programmable Logic Controller
MPC–Model Predictive Control

QCS – Quality Control System
Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
3
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay việc xây dựng các toà nhà cao tầng làm công sở, trung tâm
thương mại, khách sạn,…ngày càng trở nên phổ biến.. Chúng ngày càng trở nên hiện đại,
tiện nghi để phục vụ các yêu cầu ngày càng cao của con người. Giải pháp kết hợp hệ thống
các thiết bị cơ điện sử dụng trong toà nhà với công nghệ tự động hoá nhằm đem lại khả
năng tự hoạt động (hệ thống thông gió, hệ thống chiếu sáng,…) đã không còn là điều mới
mẻ nữa. Tuy nhiên vấn đề sống còn của giải pháp này lại nằm ở chỗ làm sao có thể quản lý
chúng trong một hệ thống thống nhất. Các hệ thống tự động hoá toà nhà (Building
Managerment System - BMS) đã ra đời để giải quyết bài toán này.
Nhiệm vụ chính của hệ thống BMS là điều khiển, giám sát, quản lý các thiết bị
cơ/điện trong một tòa nhà cao tầng, giúp cho việc vận hành, bảo dưỡng và quản lý tòa nhà
một cách thuận tiện, an toàn và tiết kiệm.
Hệ thống BMS được phát triển dựa trên nền kiến trúc của một hệ điều khiển phân tán với
các bộ điều khiển số trực tiếp (Direct Digital Controler – DDC) được kết nối với hệ thống
mạng tầng (Floor Networks); các bộ điều khiển, định tuyến cấp cao hơn liên kết các DDC
với hệ thống mạng ”Backbone” của tòa nhà.
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nhà cung cấp hệ thống BMS như: Siemens, Johnson,
Invensys, ALC, AA Matrix, Andover Control,… Hệ thống BMS của mỗi hãng đều có
những đặc trưng riêng. Trong số đó ALC là một trong những đại diện hàng đầu. Chính vì
vậy chúng em đã chọn tìm hiểu về hệ thống BMS của ALC làm đề tài tôt nghiệp.
Đề tài của chúng em là “ Tìm hiểu và thiết kế hệ thống tự động hoá toà nhà cho khách sạn
NewWay”. Nhiệm vụ của luận văn bao gồm:
- Nêu lên các đặc trưng cơ bản về tòa nhà cao tầng hiện đại
- Nghiên cứu về các hệ thống điều khiển trong công nghiệp.
- Nghiên cứu về hệ thống tự động hoá toà nhà nói chung, tìm hiểu sơ bộ hệ thống
BMS của Siemens và tìm hiểu sâu về hệ thống BMS của ALC.

- Đưa ra giải pháp cải tạo và nâng cấp hệ BMS cũ của KS NewWay trên nền hệ thống
BMS của ALC.
Sau 6 tháng nghiên cứu và thực tập tại công ty TNHH kỹ thuật T&D chúng em đã
hoàn thành việc thiết kế hệ BMS cho NewWay.
Để hoàn thành đồ án này chúng em xin chân thành cảm ơn cô Phan Xuân Minh, anh Lê
Chí Hiếu - Quản lý dự án của công ty TNHH kỹ thuật T&D và toàn thể các thầy cô giáo
trong bộ môn Điều Khiển Tự Động đã giúp đỡ chúng em hoàn thành luận văn này. Hệ
thống tự động hoá toà nhà là một lĩnh vực rất mới ở Việt Nam, do vậy mặc dù đã rất cố
gắng nhưng cũng không tránh khỏi thiếu sót trong quá trình tìm hiểu. Chúng em rất mong
nhận được sự góp ý và bổ sung của các thầy cô giáo.
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
4
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
VÀI NÉT VỀ CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT T&D NƠI TÁC GIẢ
CÔNG TÁC
Thành lập từ năm 1999, Công ty TNHH Kỹ thuật T&D là doanh nghiệp trẻ, năng
động hoạt động trong phạm vi cả nước, chuyên cung cấp các giải pháp tổng thể cho khách
hàng trong các lĩnh lực phân phối và truyền tải điện năng.
Không những bảo đảm sự phát triển ổn định của mình trong các lĩnh vực truyền
thống, Công ty còn nghiên cứu, ứng dụng các giải pháp và sản phẩm mới trong công nghệ
tự động hoá toà nhà cũng như trong các dây chuyền công nghiệp.
Với kinh nghiệm của mình thông qua các dự án trọng điểm như: Trung tâm hội nghị
Quốc tế ASEM 5; Văn phòng Chính phủ; Kho lưu trữ Bộ Quốc phòng, Cầu Bãi cháy…
Công ty đang phấn đấu trở thành một doanh nghiệp toàn diện có khả năng đáp ứng các nhu
cầu ngày càng cao của khách hàng trong xây dựng và công nghiệp.
Mặt khác để bảo đảm sức cạnh tranh của mình trong quá trình hội nhập quốc tế,
Công ty đang từng bước phát triển nguồn nhân lực mới có trình độ chuyên môn cao, nhiệt
tình, năng động, sáng tạo; mở rộng quan hệ với các tập đoàn nổi tiếng trên thế giới như:
ABB; Automated Logic Corporation (USA); Home Automation Inc. (USA); TSA
Transformation Schaltanlagen (Đức)…

Với tư cách là nhà đại lý độc quyền hoặc nhà phân phối chính thức của các hãng nêu
trên, Công ty luôn cam kết với khách hàng về chất lượng của giải pháp công nghệ, sản
phẩm và dịch vụ được cung cấp.
Chất lượng của giải pháp công nghệ, sản phẩm, dịch vụ do T&D cung cấp là một
phần quan trọng trong sự thành đạt của công ty. Bên cạnh đó, một phần khác không kém
phần quan trọng đó chính là mối quan hệ và sự tín nhiệm của khách hàng đối với Công ty
trong suốt thời gian qua. Với sự quan tâm và tín nhiệm đó, Công ty sẽ luôn nỗ lực vươn lên
để phục vụ khách hàng ngày càng tốt hơn.

Vì vậy dù hoạt động trong bất kỳ lĩnh vực nào, Công ty TNHH Kỹ thuật T&D luôn
duy trì sự sáng tạo kết hợp với việc ứng dụng công nghệ tiên tiến nhất để bảo đảm chất
lượng công trình, đem lại sự hài lòng cho khách hàng cũng như uy tín và sự phát triển bền
vững của Công ty.
TRONG XÂY LẮP ĐIỆN
Công ty TNHH Kỹ thuật T&D là một trong các nhà phân phối sản phẩm của Công ty
TNHH ABB tại Việt Nam. Với sự hỗ trợ của ABB, T&D đã hoàn thành thi công các dự án
trọng điểm theo phương thức trọn gói như: Trung tâm hội nghị Quốc tế ASEM5; cầu Bãi
cháy; Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông….
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
5
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ TOÀ NHÀ
Không chỉ là nhà tích hợp hệ thống mà T&D còn là đại lý độc quyền về hệ thống tự
động hoá toà nhà cho tập đoàn Automated Logic (ALC), một trong 5 tập đoàn hàng đầu của
Mỹ trong lĩnh vực này. Chất lượng sản phẩm của ALC cùng với các giải pháp sáng tạo sẽ
làm cho các toà nhà trở nên “thông minh”hơn.
Đối với những ngôi nhà biệt lập, căn hộ chung cư hay các văn phòng, khách sạn nhỏ,
T&D đưa ra các giải pháp của Home Automation Inc.(HAI), một trong những tập đoàn hàng
đầu trên thế giới của Mỹ trong lĩnh vực tích hợp và tự động hoá các hệ thống, thiết bị gia
dụng trong nhà.

Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
6
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
CHƯƠNG 1
CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA TÒA NHÀ CAO TẦNG HIỆN ĐẠI
1. Đánh giá chất lượng môi trường và mức độ tự động hóa trong tòa nhà cao tầng
hiện đại.
Đánh giá chất lượng về một tòa nhà cao tầng hiện nay ở Việt Nam và trên thế giới
thì có nhiều tiêu chuẩn song ở phạm vi luận văn tốt nghiệp này em xin đề cập đến về chất
lượng môi trường trong tòa nhà và mức độ tự động hóa của nó để đem lại chất lượng môi
trường như mong muốn để phụ vụ con người cũng như bảo quản các thiết bị trong tòa nhà.
1.1 Chiếu sáng nhân tạo trong tòa nhà cao tầng hiện đại
Chiếu sáng trong các tòa nhà hiện nay ngoài chiếu sáng tự nhiên là chiếu sáng
điện.Thời gian sử dụng chiếu sáng trong nhà của mỗi nước do tình hình khí hậu, trình độ kỹ
thuật cũng như hiệu quả kinh tế của tòa nhà nức đó quyết định.Ở nước ta hiện nay do chiếu
sáng tự nhiên nhiều và và kéo dài trong ngày nên chiếu sáng trong các tòa nhà chủ yếu là
chiếu sáng tự nhiên.Chiếu sáng điện chủ yếu dùng khi chiếu sáng tự nhiên không đủ.
Chiếu sáng điện trong tòa nhà phải đảm bảo điều kiện nhìn rõ, nhìn tinh, và phân giải
nhanh các vật nhìn bằng mắt.Tất cả các yêu cầu đó phụ thuộc vào đặc điểm của nguồn
sáng.Cách bố trí các nguồn sáng trong phòng cũng như việc duy tu bảo dưỡng hệ thống
chiếu sáng trong tòa nhà.
1.1.1 Nguồn sáng
Hiện nay nguồn sáng chủ yếu là bóng đèn dây tóc và bóng huỳnh quang
1.1.2 Tiêu chuẩn độ rọi ánh sáng nhân tạo.
Mục đích cơ bản của quy định của tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo là đảm bảo điều
kiện làm việc tốt cho thị giác người sinh hoạt và làm việc trong tòa nhà .Hiện nay chiếu
sáng nhân tạo được được quy định bằng tiêu chuẩn vệ sinh thiết kế các xí nghiệp công
nghiệp.Tùy theo yêu cầu của các tòa nhà mà độ rọi khác nhau.trong phụ lục sẽ có bảng độ
rọi nhỏ nhất trên bề mặt làm việc trong tòa nhà theo tiêu chuẩn Việt nam.
1.1.3 Đặc điểm chiếu sáng trong tòa nhà.

Thiết kế chiếu sáng điện trong tòa nhà là tìm ra những phương thức và giải pháp
nhằm đảm bảo những yêu cầu chiếu sáng cho con người sinh hoạt và làm việc trong tòa nhà
được tốt nhất. có ba phương thức cơ bản sau:
-Phương thức chiếu sáng chung:trong toàn phòng có một hệ thống chiếu sáng từ trên
xuống gây ra một độ chói không gian nhất định và một độ rọi nhất định trên tòa bộ các mặt
phẳng của tòa nhà.
-Phương thức chiếu sáng cục bộ.Chia không gian lớn của tòa nhà ra nhiều không
gian nhỏ, phòng nhỏ. Mỗi một không gian nhỏ, phòng nhỏ lại có chế độ chiếu sáng riêng.
-Phương thức chiếu sáng hỗn hợp:Là phương thức chiếu sáng chung được bổ sung
thêm những đèn cần thiết đảm bảo độ rọi lớn tại những chỗ làm việc của con người.
Tùy theo tính chất của từng phòng mà tòa nhà được chọn phương thức chiếu sáng
thích hợp.Thông thường những phòng có lao động không đòi hỏi nhiều ánh sáng, không đòi
hỏi nghiêm ngặt về hướng chiếu sáng, có mật độ chỗ lao động cao, có cùng một loại công
việc nhất định, hoặc có thay đổi lại thiết bị trong phòng thì người ta dùng phương thức
chiếu sáng chung
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
7
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
Điều khiển hệ thống chiếu sáng dựa vào nhiều thông số như lưu lượng, cường độ ánh
sáng, độ rọi để đảm bảo chất lượng chiếu sáng đúng như yêu cầu. Bên cạnh hệ thống chiếu
sáng bên trong phòng, còn có hệ thống chiếu sáng bên ngoài như chiếu sáng cầu thang,
chiếu sáng buồng thang máy, chiếu sáng phòng lễ tân, phòng ăn…, cũng cần đảm bảo chất
lượng chiếu sáng cả ngày và đêm. Hệ thống điều khiển chiếu sáng có khả năng thông báo
cho bạn biết khi nào ắc quy dự phòng của hệ thống chiếu sáng khẩn cấp ở trạng thái yếu,
nhờ đó bạn có thể thay thế kịp thời. Mọi sự cố liên quan đến hệ thống chiếu sáng đều được
truyền về trung tâm, bạn cũng có thể biết những thông tin này ở bất cứ nút nào trong mạng
điều khiển.
1.2 Thang máy phục vụ trong tòa nhà cao tầng hiện đại
1.2.1 Khái niệm chung về thang máy.
Thang máy trong các tòa nhà là một thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người và

hàng hóa và vật liệu .. theo phương thẳng đứng hoặc nghiêm một góc nhỏ hơn 15
0
so với
phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn.Thang máy thường được dùng trong các
công sở, chung cư, khách sạn...đặc điểm vận chuyển bằng thang máy so với các phương tiện
vận chuyển khác là chu kỳ vận chuyển bé, tần suốt vận chuyển lớn, đóng mở máy liên
tục.Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy còn là yếu tố làm tăng vẽ đẹp và tiện nghi của tòa
nhà hiện đại.Nhiều quốc gia trên thế giới đối với tòa nhà cao 6 tầng trở lên là phải trang bị
thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao
động.Đối với những công trình như bệnh viện, nhà máy khách sạn...tuy số tầng nhỏ hơn 6
do nhu cầu phục vụ lên vẫn phải trang bị thang máy.Trong các tòa nhà cao tầng thi việc
trang bị thang máy phục vụ cho việc đi lại là bắt buộc.nếu vận chuyển người trong các tòa
nhà không được thực hiện thì xây các tòa nhà cao tầng không thành hiện thực.Thang máy
đòi hỏi tình an toàn nghiêm ngặt,nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con
người.Thang máy chỉ có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu chưa đủ để đưa vào sử
dụng mà phải có đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy như:điện chiếu sáng, dự
phòng khi mất điện,điện thoại nội bộ (interphone) chuông báo,bộ hãm bảo hiểm,an toàn
cabin (đối trọng),công tắc an toàn của cửa cabin, khóa an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất
điện nguồn v.v .v
1.2.2 Phân loại thang máy
Thang máy hiện nay đã được thiết kế chế tạo với nhiều loại khác nhau rất đa dạng để
phù hợp với mục đích từng công trình.
Thang máy chuyên chở người
Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng hóa đi kèm
Thang máy chuyên chở bệnh nhân.
Thang máy chuyên chở hàng hóa có người đi kèm.
Thang máy chuyên chở hàng hóa không có người đi kèm..
Hệ thống điều khiển thang máy là toàn bộ các trang thiết bị và linh kiện điện tử bán
dẫn đảm bảo cho thang máy hoạt động theo đúng chức năng yêu cầu và đảm bảo an toàn.
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

8
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
Hệ thống điện của thang máy bao gồm các mạch sau:
Mạch động lực:là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động của thang máy để đóng
mở,đảo chiều động cơ dẫn động và phanh các bộ tời kéo.Hệ thống phải đảm bảo việc điều
chỉnh tốc độ chuyển động của cabin sao cho quá trình mở máy và phanh được êm dịu và
dừng cabin chính xác
Mạch điều khiển:là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực hiện một chương trình
điều khiển phức tạp, phù hợp với chức năng yêu cầu của thang máy.Hệ thống điều khiển
tầng có nhiệm vụ lưu trữ các lệnh di chuyển từ cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và
thực hiện các lệnh di chuyển hoặc dừng theo một thứ tự ưu tiên nào đó.Sau khi thực hiện
xong lệnh điều khiển thì xóa bỏ.Xác định và ghi nhận thường xuyên vị trí cabin và hướng
chuyển động của nó.Tất cả các hệ thống điều khiển tự động đều dùng nút ấn.
Mạch tín hiệu:là các hệ thống đèn tín hiệu và các ký hiệu đã thồng nhất hóa để báo
hiệu trạng thái của thang máy, vị trí và hướng chuyển động của cabin.
Mạch chiếu sáng:là hệ thống đèn chiếu sáng cabin buồng máy và hố thang.
Mạch an toàn:là hệ thống công tắc, rơle,tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho con
người ,hàng hóa và thang máy khi hoạt động, cụ thể là:bảo vệ quá tải cho động cơ, thiết bị
hạn chế tải trong nâng, các công tắc hạn chế hành trình, các tiếp điểm tại cửa cabin, cửa
tầng, tại hệ thống treo cabin và tại bộ hạn chế tốc độ, các rơle...Mạch an toàn tự động ngắt
điện đến mạch động lực để dừng thang máy hoặc thang không hoạt động được trong các
trường hợp sau:
- mất điện, mất pha,đảo pha,mất đường tiếp đất.
- quá tải.
- cabin vượt quá giới hạn đặt công tắc hạn chế hành trình.
- đứt cáp hoặc tốc độ hạ cabin vượt quá giá trị cho phép (bộ hạn chế tốc độ và bộ
hãm bảo hiểm làm việc).
- một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép.
-cửa cabin hoặc một cửa trong các cửa tầng chưa đóng hẳn.
Ngoài ra, đối với thang máy có cửa lùa đóng mở tự động, khi đóng cửa nếu gặp

chướng ngại vật thì cửa sẽ tự động mở ra và đóng lại.Thang máy chở người thường được
trang bị nút ần cấp cứu phòng khi có hỏa hoạn.
1.3 Phòng chống cháy nổ trong tòa nhà cao tầng hiện đại.
1.3.1 Nguyên nhân gây ra cháy trong các tòa nhà cao tầng hiện đại
Về khái niệm này, các nhà chuyên môn định ra các dạng khác nhau như nhiều
nguyên nhân cháy trực tiếp, nguyên nhân cháy gián tiếp, nguyên nhân sâu xa.ví dụ chỉ nói
một nguyên nhân do con người gây ra như: vô ý trong đun nấu hay sử dụng điện gây ra
cháy, nguyên nhân cố ý gây ra cháy (phá hoại).ở đây đề cập đến những nguyên nhân trực
tiếp gây cháy để có những biện pháp phòng ngừa thích hợp.
1.3.1.1Cháy do tác động của ngọn lửa trần hoặc tia lửa ,tàn lửa
Đây là nguyên nhân cháy nổ phổ biến vì nhiệt độ của ngọ lửa trần rất cao, đủ sức đốt
cháy hầu hết các vật.Ví dụ:Nhiệt độ ngọn lửa que diêm là 780
0
-:-800
0
C ngọn lửa đèn dầu là
760 -:-1000
0
C nhiệt độ mẩu thuốc lá đang cháy là 700 -:- 750
0
C. Trong khi đó nhiệt độ tự
bốc cháy của một số vật như sau.Gỗ thông thường 250
0
C, giấy 184
0
C ,vải sợi 180
0
C (sợi
hóa học). Trong các tòa nhà và ở nhiều nơi như ống khói, ống xả ô tô, bếp đang đun nấu,
sưởi sấy ..thường có tàn lửa, nếu gặp những chất dễ cháy như xăng dầu sẽ dẫn đến cháy.

Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
9
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
1.3.1.2 Cháy do ma sát, va chạm giữa các vật rắn.
Đây cũng là nguyên nhân thường gặp ở trong các trường hợp máy móc không được
bôi trơn tốt,các ổ bi, ổ trục cọ sát vào nhau, sinh ra nhiệt hoặc có khi phát ra tia lửa sinh ra
cháy. Trong khi máy hoạt động, nhất là các máy cào bông ,sợi đay....
1.3.1.3 Cháy do tác dụng của hóa chất
Trong các khâu sản xuất, vận chuyển ,bảo quản, xử dụng hóa chất người ta có những
quy định hết sức ngặt để đề phòng các sự cố gây tai nạn cho con người và môi trường nói
chung và cháy nổ nói riêng.Về mặt phòng cháy chữa cháy phải chú ý thường xuyên phản
ứng hóa học tỏa nhiệt phát ra ngọn lửa.Người ta phân định như sau.
- Các hóa chất tác dụng với nhau sinh nhiệt hoặc hình thành ngọn lửa có thể dẫn đến
cháy nếu không chủ động kiểm soát được chúng trong các phòng thí nghiệm, nơi sản xuất...
ví dụ như Clo với amoniac,clo với hidro..
- Hóa chất gặp nước, gặp không khí, một số hóa chất tiếp xúc với môi trường không
khí cũng có khả năng gây cháy.Do đó việc bảo quản hóa chất phải thực hiện đúng các quy
định.Các chất phôt pho trắng,bụi kẽm, bụi nhôm,.. dẽ gây phản ứng trong không khí và
nước.
1.3.1.4 Cháy do tác dụng của năng lượng điện
Đây cũng là trường hợp chuyển hóa từ điện năng sang nhiệt năng.Trong các trường
hợp như chập mạch điện, quá tải, nhiệt độ trên dây dẫn tăng cao có thể gây ra cháy vỏ cách
điện, rồi cháy lan sang các vật khác.Các trường hợp sinh ra tia lửa điện do đóng ngắt cầu
dao, cháy cầu chì, mối nối dây dẫn không chặt cũng là những nguồn gây cháy.Đối với
những dụng cụ điện có công suất cao như bàn là, bếp điện ,tủ sấy.. khi sử dụng sẽ tỏa nhiệt,
sức nóng trên bề mặt rất lớn.
Nguyên nhân gây ra cháy nổ trong thực tế rất nhiều và đa dạng không thể mô tả
hết.nhưng chúng ta lưu ý rằng nguyên nhân cháy nổ còn xuất phát từ sự không quan tâm
đầy đủ trong thiết kế công nghệ, thiết bị cũng như thanh tra, kiểm tra của người quản lý.
1.3.2 Biện pháp phòng chống cháy nổ trong tòa nhà cao tầng hiện đại

Ngoài các biện pháp như giáo dục tuyên truyền huấn luyện, biện pháp hành chính
pháp lý, biện pháp kỹ thuật.
Phòng cháy là khâu quan trọng nhất trong công tác phòng cháy chữa cháy vì khi đám
cháy đã xảy ra thì dù các biện pháp chống cháy có hiệu quả như thế nào thì thiệt hại vẫn to
lớn và kéo dài.trên cơ sở phân tích được nguyên nhân và điều kiện gây cháy có thể đề ra các
biện pháp phòng ngừa thích hợp, không để xảy ra cháy hoặc ngăn chặn kịp thời không cho
đám cháy phát triển.
1.3.2.1 Cháy và phương tiện chữa cháy.
1.3.2.1.1Đặc điểm của đám cháy
Tất cả các đám cháy đều có đặc điểm chung như sau:
Mọi đám cháy báo giờ cũng tỏa nhiệt.nhiệt lượng tỏa ra nhiều hay ít phụ thuộc vào
các đám cháy và điều kiện của đám cháy,nhiệt tiếp tục đun nóng vật cháy, thúc đẩy qúa
trình cháy phát triển nhanh.Nhiệt lượng của đám cháy tỏa ra nhiều hay ít có ảnh hưởng lớn
đến các biện pháp chữa cháy.Sản phẩm của đám cháy là khói.Thành phần nó tùy thuộc vào
chất cháy,điều kiện cháy.Trong thành phần của khói, có chất tham gia và quá trình cháy như
cácbonôxit,có chất lại kìm hãm sự cháy như CO
2
.Sản phẩm cháy gây nhiều trở ngại cho
chữa cháy.gây độc cho người cứu chữa,ăn mòn thiết bị và hạn chế tầm nhìn của người trinh
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
10
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
sát đám cháy.Một đặc trưng quan trọng của đám cháy là tốc độ cháy.Tốc độ cháy phụ thuộc
vào bản chất của vật cháy, vào độ ẩm, hướng gió và thế cháy của vật cháy.
1.3.2.1.2 Diễn biến đám cháy và sự phát triển của nó
Trừ một vài trường hợp đặc biệt hầu hết các đám cháy đều điễn ra theo 3 giai đoạn
sau:
- Giai đoạn đầu:nguồn nhiệt nung nóng vật cháy đến nhiệt độ bén lửa.Giai đoạn này
dài hay ngắn tùy thuộc vào vật cháy.Nếu vật cháy là dễ cháy thì giai đoạn đầu ngắn.Khi lửa
mới bén cháy, tốc độ phát triển còn chậm,nếu phát hiện kịp thời có thể dập tắt đám cháy

mau chóng.
- Giai đoạn cháy to:tốc độ phát triển của đám cháy là nhanh nhất, nhiệt độ đám cháy
cao nhất, tiêu hao chất cháy nhiều nhất.Ở giai đoạn này lửa có thể lan từ khu vực này sang
khu vực khác.việc cháy lan tràn này có thể do trực tiếp ngọn lửa bén sang cũng có thể do
quá trình bức xạ nhiệt, truyền nhiệt làm cho vật dễ cháy bị phân hủy rồi bén cháy.
- Giai đoạn kết thúc đám cháy: ở giai đoạn này nhiệt độ cháy giảm dần, tốc độ cháy
cũng giảm dần đến không
1.3.2.1.3 Các dụng cụ chữa cháy thô sơ
Bình bọt hóa học:dung tích 8-:-10lít vỏ bình chịu áp lực 20kg/cm
2
Bình bọt hòa không khí:dung tích7-:-8lít vỏ bình chịu được khi nén đến 250kg/cm
2
Bình chữa cháy bằng CO
2
: vỏ bình chịu được áp suất khí CO
2
250kg/cm
2
1.3.2.1.4 Phương tiện báo cháy và chữa cháy tự động.
Các phương tiện báo cháy và chữa cháy tự động thường được đặt ở những mục tiêu
quan trọng cần được bảo vệ.Phương tiện báo cháy tự động dùng để phát hiện cháy từ ban
đầu và báo ngay về trung tâm chỉ huy chữa cháy.Báo cháy tự động còn bao gồm cả thông
tin liên lạc hai chiều giữa đám cháy và trung tâm chỉ huy, giữa đám cháy và hệ thống máy
tính để có những thông số kỹ thuật về chữa cháy .như chọn đường đi đến đám cháy,số
phương tiện, hóa chất cần dùng và lựa chọn phương án chứa cháy tối ưu.Hình 4-1 là sơ đồ
báo cháy tự động của một tòa nhà trung tâm công nghiệp tại Hà Nội làm ví dụ.
H1-1 Sơ đồ hệ thống báo cháy tự động của một tòa nhà trung tâm.
Máy báo cháy làm việc dựa trên nguyên tắc:
Khi có đám cháy xảy ra thì có sự thay đổi nhiệt độ, cường độ ánh sáng của môi
trường, có khói bốc lên. Những sự thay đổi này được máy báo cháy thu nhận và biến đổi

Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
11
Trung tâm máy tính
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
thành tín hiệu điện sau đó qua bộ phận khuếch đại rồi truyền cho máy thu tín hiệu cháy và
truyền tiếp đến các bộ phận có liên quan như trung tâm báo cháy tự động, trung tâm máy
tính, trung tâm chỉ huy chữa cháy.Từ trung tâm chỉ huy chữa cháy ra lệnh cho các đội chữa
cháy khu vực.
Phương tiện chữa cháy tự động là phương tiện tự động đưa chất chữa cháy vào đám
cháy và dập tắt ngọn lửa.Phương tiện này được bố trí ở những nơi có những hàng hóa, máy
móc, thiết bị đắt tiền hoặc những nơi dễ có sự cố cháy nổ nhất.Phương tiện chữa cháy tự
động có thể chữa cháy bằng nước, bằng bọt, bằng khí không cháy ( CO
2
,N
2
) ..và có thể hoạt
động nhờ nguồn điện,bằng hệ thống khí nén, bằng hệ thống dây cáp...
Hình 1-2 là sơ đồ nguyên tắc của hệ thống chữa cháy tự động dùng bọt hòa không
khí để dập tắt đám cháy của một chất lỏng.
Khi bể đựng chất lỏng 1 bị cháy máy báo cháy 2 báo về máy thu tín hiệu cháy 3, máy
thu tín hiệu cháy 3 điều khiển khởi động từ 4 để về động cơ 5 và máy bơm 6 làm việc, van
tự động 7 mở để hút nước từ bể 8 qua thiết bị trộn thuốc 9.Chất tạo bọt từ thùng 10 vào thiết
bị 9 để trộn với nước đi ra đám cháy qua miệng phun 11, hòa với không khí làm thành bọt
hòa không khí dập tắt đám cháy.Khi máy bơm nước 6 mở thì các van 12,13,14 mở.
Hình 1-1:Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy tự động
1.4 Điều hòa không khí trong tòa nhà cao tầng hiện đại
Điều hòa không khí (ĐHKK) thường được hiểu là làm mát không khí. Không phải
như vậy mà ngoài việc duy trì nhiệt độ trong không gian cần điều hòa ở mức yêu cầu, hệ
thống ĐHKK còn phải giữa độ ẩm không khí trong không gian đó ổn định ở mức quy định
nào đó.Bên cạnh đó cần phải chú ý đến vấn đề bảo đảm độ sạch của không khí, không chế

độ ồn và sự lưu thông hợp lý của dòng không khí. ĐHKK được chia là ba loại với nội dung
rộng hẹp khác nhau.
-Điều tiết không khí : dùng để thiết lập các môi trường thích hợp cho việc bảo quản máy
móc,công nghệ sản xuất,chế biến trong tòa nhà
-Điều hòa không khí : nhằm tạo môi trường tiện nghi cho các sinh hoạt của con người
trong tòa nhà.
-Điều hòa nhiệt độ : nhằm tạo ra môi trường có nhiệt độ thích hợp trong tòa nhà.
Như vậy phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể khác nhau, việc điều chỉnh nhiệt độ
trong không gian cần điều hòa không phải lúc nào cũng theo chiều hướng giảm so với nhiệt
độ của môi trường xung quanh.Tương tự như vậy độ ẩm của không khí có thể được điều
chỉnh không chỉ giảm mà có khi còn được yêu cầu tăng lên so với độ ẩm bên ngoài.
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
12
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
Một hệ thống ĐHKK đúng nghĩa là một hệ thống có thể duy trì trạng thái của không
khí trong không gian cần điều hòa trong vùng quy định nào đó.Nó không thể ảnh hưởng bởi
sự thay đổi bên ngoài hoặc sự biến đổi của phụ tải bên trong.Từ đó cho thấy rõ ràng có mỗi
liên hệ mật thiết giữa các điều kiện thời tiết bên ngoài không gian cần điều hòa với chế độ
hoạt động và các đặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí.ở nước ta khí hậu nhiệt
đới nóng ẩm nhiệm vụ của ĐHKK thường chỉ làm giảm nhiệt độ và độ ẩm của không khí
trong không gian cần điều hòa so với không khí bên ngoài
1.4.1Các thành phần của hệ thống điều hòa không khí trong tòa nhà
Về mặt thiết bị,tổ hợp điều hòa không khí bao gồm các thành phần như sau:
- Máy lạnh :là bộ phận cơ bản của hệ thống đóng vai trò chủ yếu trong việc không
chế trạng thái của không khí trong không gian cần điều hòa ở trong vùng quy
định.
- Bộ gia nhiệt và bộ hâm nóng : là bộ phận hỗ trợ với máy lạnh trong việc điều
chỉnh các thông số của không khí.Bộ phận này không nhất thiết phải có mặt trong
tất cả các hệ thống điều hòa không khí, ở những vùng có khí hậu thường xuyên
nóng bức, sự biến động của phụ tải không nhiều và các yêu cầu kỹ thuật không

quá cao thi không dung bộ phận này.
- Hệ thống vận chuyển chất tải lạnh:là hệ thống vận chuyển chất tải lạnh từ nguồn
sinh lạnh đến không gian cần thực hiện kỹ thuật điều hòa không khí.
- Hệ thống phun ẩm:thường được dùng cho những nơi có yêu cầu gia tăng độ chứa
hơi của không khí trong không gian cần điều hòa.
- Hệ thống phân bố không khí.
- Hệ thống giảm ồn, lọc bụi, chống cháy khử mùi.
- Hệ thống thải không khí bên trong không gian cần điều hòa ra ngoài trời hoặc
đưa tuần hoàn trở lại hệ thống.
- Bộ điều chỉnh và khống chế tự động để theo dõi và duy trì tự động các thông số
chính của hệ thống.
Tất nhiên không phải bất kỳ một hệ thống điều hòa không khí nào cũng phải đầy đủ
các bộ phận nêu trên.
1.4.2 Mối quan hệ giữa môi trường và cơ thể con người trong tòa nhà cao tầng hiện
đại.
Tùy từng mục đích mà hệ thống ĐHKK sẽ có chức năng khác nhau,chủ yếu ta xem xét
hệ thống ĐHKK là phương tiện nhằm tạo ra môi trường tiện nghi, thoải mái cho các hoạt
động của con người trong tòa nhà cao tầng hiện đại.
Không thể có tiêu chuẩn hoặc yêu cầu về môi trường giống nhau cho tất cả mọi con
người. Tùy theo tuổi tác và mức độ vận động của cơ thể mà việc phát nhiệt và sự cảm nhận
dễ chịu hay không dưới tác động của môi trường xung quanh hoàn toàn khác nhau.Cơ thể
con người xem như một cái máy nhiệt.đối với nhiệt độ người bình thường bên trong cơ thể
chừng 37
0
C.Do cơ thể luôn sản sinh ra một lượng nhiệt nhiều hơn nó cần,cho nên để duy trì
một lượng nhiệt trong cơ thể con người luôn thải ra một lượng nhiệt ra môi trường xung
quanh.Ba thông số môi trường có ảnh hưởng đến mức độ trao đổi nhiệt giữa môi trường và
cơ thể là:Nhiệt độ, độ ẩm tương đối và đặc điểm chuyển động của dòng không khí.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: khi nhiệt độ không khí xung quanh giảm xuống,cường độ
trao đổi nhiệt đối lưu giữa cơ thể và môi trường sẽ tăng lên.Cường độ này càng tăng,khi độ

chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể và không khí càng tăng,nên độ chênh lệch này khá
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
13
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
lớn thì nhiệt lượng cơ thể mất đi càng lớn và đến một lúc nào đó sẽ có cảm giác khó chịu và
ớn lạnh.Việc giảm nhiệt độ của bề mặt xung quanh sẽ làm gia tăng cường độ trao đổi nhiệt
bằng bức xạ, ngược lại nếu nhiệt độ xung quanh tiến gần đến nhiệt độ cơ thể thì thành phần
trao đổi nhiệt bằng bức xạ sẽ giảm đi rất nhanh.Các nghiên cứu và kinh nghiệm đã chỉ ra
rằng, trong phần lớn các trường hợp thì con người sẽ cảm thấy dễ chịu trong vùng nhiệt độ
khoảng từ 22
0
C -:- 27
0
C.
- Ảnh hưởng của độ ẩm: chính độ ẩm tương đối của không khí xung quanh quyết định
mức độ bay hơi, bốc ẩm từ cơ thể ra ngoài môi trường.Nếu độ ẩm tương đối giảm
xuống,lượng ẩm bốc ra ngoài cơ thể sẽ càng nhiều.Kinh nghiệm cho thấy nếu nhiệt độ
không khí 27
0
C thì độ ẩm không khí để có cảm giác dễ chịu nên vào khoảng 50%.
- Ảnh hưởng của dòng không khí: tùy thuộc vào mức độ chuyển động của dòng không
khí mà lượng ẩm thoát ra từ cơ thể sẽ nhiều hay ít.Khi chuyển động của dòng không khí
tăng lên thì lớp không khí bão hòa xung quanh bề mặt cơ thể càng dễ bị kéo đi để nhường
chỗ cho không khí khác ít bão hòa hơn.do đó khả năng bốc ẩm từ cơ thể sẽ nhiều hơn.Cũng
phải thấy chuyển động của dòng không khí không chỉ ảnh hưởng lượng ẩm bốc ra mà còn
ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt bằng đối lưu.Rõ ràng quá trình đối lưu càng mạnh
thì chuyển động của dòng không khí càng lớn.
Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng, đối với nhiều người – để tạo cảm giác dễ
chịu – tốc độ chuyển động của không khí trong tòa nhà (vùng ưu tiên) nên khoảng chừng
0,25m/s.Tuy vậy khi chọn tốc độ không khí ta cần lưu ý đến sự tương thích với nhiệt độ

không khí xung quanh.Từ Bảng 1.1 dưới đây ta thấy khi nhiệt độ tăng thì tốc độ của không
khí cũng lên tăng một chút.
Bảng 1.1
Nhiệt độ 21 22 23 24
Tốc độ không khí
(m/s)
0,15 -:- 0,2 0,20-:- 0,24 0,25-:- 0,3 0,3-:- 0,35
1.4.3 Sự ô nhiễm không khí và vẫn đề thông gió trong tòa nhà cao tầng hiện đại.
Một vấn đề cơ bản của người thiết kế hệ thống ĐHKK cần phải chú ý là thông gió cho
không gian cần điều hòa trong tòa nhà cao tầng hiện đại.
Như ta đã biết không gian điều hòa trong tòa nhà cao tầng hiện đại là không gian
tương đối kín, trong không gian đó có sự hiện diện của đủ loại người và có thể tồn tại đủ
các loại vật dụng khác nhau.bên cạnh ảnh hưởng của bụi bặm và các vật li ti trong không
khí.Chính người và vật dụng đo đã gây ra ô nhiễm không khí trong không gian cần điều
hòa,trong đó sự hiện diện của con người và các hoạt động của con người là nguyên nhân
chủ yếu.
Có thể đưa ra một số nguyên nhân cụ thể sau đây:
- do hít thở.
- do hút thuốc lá.
- do những loại mùi khác nhau từ cơ thể tỏa ra.
Chính đây là nguồn gốc là gia tăng lượng CO
2
,CO, một vài loại vi khuẩn, các loại lấm
gây bệnh và một số loại khí độc khác trong không gian cần điều hòa.
Để là cho không khí trong tòa nhà trong lành hơn, bớt ô nhiễm hơn, cần thiết phải
thực hiện kỹ thuật thông gió .Trong điều hòa không khí,có thể hiểu thông gió là biện pháp
kỹ thuật nhằm thay đổi một bộ phận không khí trong tòa nhà bằng một lượng không khí
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
14
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC

tươi tương ứng lấy từ bên ngoài.Tất nhiên để hạn chế các bụi bặm và các hạt li ti khác thì
cần phải lọc và làm sạch không khí tươi trước khí đưa vào trong tóa nhà để điều hòa.
Trước đây khi nói đến sự ô nhiễm không khí trong tòa nhà người ta thường nghĩ đến nồng
độ CO
2
có trong không khí.Gần đây, ngoài CO
2
người ta còn lưu ý đến khử các loại mùi
phát ra từ cơ thể con người và đang nghiên cứu tìm các loại chỉ số thích hợp để đánh giá tác
động của yếu tố này đến môi trường không khí trong tòa nhà cần điều hòa.nhưng cho đến
nay người ta còn sử dụng nồng độ CO
2
như là một chỉ số biểu diễn ở mức độ ô nhiễm.Bảng
1.2 sau đây trình bày một số kết quả đó.
Ứng với nồng độ CO
2
mức độ chấp nhận nào đó trong tòa nhà thì có thể tính lượng khí
tươi vào trong tòa nhà cần điều hòa như sau.
a
K
Q
+
=
β
ở đây:
K : lượng khí CO
2
do con người thải ra thông qua hoạt động hít thở,m
3
/h.người

β
: nồng độ CO
2
có thể chấp nhận được trong không gian cần điều hòa % thể tích
a : nồng độ CO
2
trong không khí ngoài trời(Thông thường 0,03% thể tích).
Q :lưu lượng không khí tươi phải thổi vào không gian cần điều hòa nồng độ CO
2
được duy
trì ở mức chấp nhận được
β
,m
3
/h.người.
Bảng 1.2
Nồng độ CO
2

%Thể tích
Ý nghĩa Ghi chú
0,07
Đây là mức độ chấp nhận được khi có
nhiều người trong phòng(theo Pettenkofer)
Các giá trị này bản thân
nó chưa được xem là
mức độ nguy hiểm, tuy
nhiên với tư cách là chỉ
số ô nhiễm không khí –
nó là con số cần lưu ý

trong hệ thống đo lường
các chỉ số nồng độ CO
2
trong tòa nhà nếu nó tiếp
tục tăng
0,1 Nồng độ cho phép trong các trường hợp
thông thường( theoPettenkofer)
0,15 Nồng độ cho phép khi dùng để tính toàn
thông gió (theo Rietchel)
0,2 – 0,5 Nồng độ tương đối nguy hiểm
0,5 hoặc lớn
hơn
Nồng độ nguy hiểm
4 – 5 Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng.Nêu sự
hít thở trong môi trường này kéo dài thì sẽ gây ra nguy hiểm.
8 Nếu kéo dài sự hít thở trong môi trường lâu hơn 10 phút thì mặt sẽ đỏ
bừng và bị đau đầu.
18
hoặc
lớn hơn
Hết sức nguy hiểm và dẫn đến tử vong.
Bảng 1.3.
Cường độ vận
động
k. m
3
/h.người Q,m
3
/h.người
khí

β
=0,10% khí
β
=0,15%
Nghỉ ngơi 0,013 18,6 10,8
Rất nhẹ 0,022 31,4 18,3
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
15
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
Nhẹ 0,030 43,0 25,0
Trung bình 0,046 65,7 38,3
Nặng 0,047 106,0 61,7
Như vậy từ Bảng 1.3 lượng không khí tươi cần thiết cho một người phụ thuộc vào
cường độ vận động của người đó khi ở trong không gian tòa nhà cần điều hòa với nồng độ
CO
2
ở mức quy định.Trong trường hợp những người hiện diện trong không gian đó có hút
thuốc,lượng không khí tươi cần phải bổ sung thêm vào để loại trừ ảnh hưởng của khói thuốc
được trình bày trong Bảng 1.4. Tất nhiên ở đây có ảnh hưởng của mức độ hút thuốc,để thể
hiện điều đó người ta đưa ra các thông số phỏng chừng tính theo số điếu thuốc/h.người
Bảng 1.4
Mức độ hút thuốc
số điếu thuốc/h.người
Lưu lượng không khí tươi tối thiểu được đề nghị để
khử ảnh hưởng của khói thuốc,m
3
/h.người
0,8 -:- 1,0 13 -:-17
1,2 -:-1,6 20 -:-26
2,5-:-3 42-:-51

3-:-5,1 51-:-85
Ngoài những điều đã nói ở trên, khi đánh giá mức độ vệ sinh của một môi trường
nào đó theo nhiều yếu tố tổng hợp khác nhau, có thể tham khảo các số liệu trong Bảng 1.5
dưới đây.
Bảng 1.5
Các hạt lơ lửng nhỏ hơn 0,15mg/cm
3
không khí
Nồng độ CO nhỏ hơn 0,001% theo thể tích
Nồng độ CO
2
nhỏ hơn 0,1% theo thể tích
Nhiệt độ từ 17
0
C đến 28
0
C tùy từng trường hợp
Độ ẩm tương đối từ 40% đến 70%
Tốc độ chuyển động của không khí nhỏ hơn 0,5m/s
1.4.4 Tiêu chuẩn môi trường trong điều tiết không khí.
Để đáp ứng ngày càng cao cho các tòa nhà mà trong các tòa nhà đó có các hoạt động
sản xuất, gia công,chế biến nhằm mục tiêu nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, phụ vụ
các yêu cầu công nghệ và cải thiệt điều kiện lao động, người ta đang ứng dụng ngày càng
nhiều kỹ thuật điều hòa không khí để tạo ra môi trường có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp.
Để minh họa nhưng điều nói trên bảng 1.6 sẽ đưa ra một vài số liệu cụ thể cho một số
trường hợp.giúp cho phần điều khiển sau này được tốt hơn.
Bảng 1.6
Trường hợp Công nghệ sản xuất ,chế
biến
Nhiệt độ ,

0
C Độ ẩm , %
Xưởng in đóng và gói sách 21 -:-24 45
phòng in ấn 24-:-27 45 -50
nơi lưu giữa giấy 20-:-23 50 - 60
phòng làm bản kẽm 21-:-23 40 -50
Sản xuất bia nơi lên men 16-:-24 50 – 70
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
16
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
xử lý malt 24-:-27 80 - 85
ủ chín 18-:-24 50 - 60
các bộ phận chế biến khác 27 45 - 65
Xưởng bánh nhào bột 16 45 -55
đóng gói 24 50 – 65
lên men 21-:-27 70 - 80
Công nghệ
chính xác
lắp ráp chính xác 20 -:-24 40 -50
gia công khác 24 45 -55
Xưởng len chuẩn bị 27 -:-29 60
kéo sợi 27 -:-29 50 - 60
dệt 27 -:-29 60 - 70
Xưởng sợi
bông
chải sợi 22 -:-25 55 - 65
se sợi 22 -:-25 60 -70
dệt và điều tiết cho sợi 22 -:-25 70 -90
Ngoài nhiệt độ và độ ẩm, trong một số nghành như quang học, điện tử,cơ khí chính
xác, phim ảnh tin học..người ta còn chú ý đến độ sạch của không khí.ví dụ như trong các

phòng đặt máy tính số lượng hạt không vượt quá 2.10
5
hạt/m
3
(chỉ tính các hạt bụi và các hạt
khác có kích thước 3 na nô mét trở lên.)
1.4.5 Hệ thống điều khiển đo lường của thiết bị điều tiết không khí trong tòa nhà cao
tầng hiện đại.
1.4.5.1 Khái niệm về hệ thống điều khiển.
1.4.5.1.1Nhiệm vụ chức năng của hệ thống điều khiển.
Trong các phần trước ta đặt vấn đề là các điều kiện môi trường trong tòa nhà phải
được duy trì ở phạm vi thông số nhất định nhờ hệ thống điều hòa không khí.Tuy nhiên ta
chưa xem xét tỉ mỉ xem làm thế nào thiết bị có thể vận hành để đáp ứng các yêu cầu tiện
nghi và công nghệ trong công trình một cách đồng đều
( nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ lưu thông gió,...) khi phụ tải và thời tiết thay đổi.Hệ thống điều
khiển chính là mối liên hệ thông tin giữa nhu cầu năng lượng thay đổi và nhu cầu đối với
điều kiện môi trường trong tòa nhà.Nếu không có hệ thống điều khiển được thiết kế đúng và
hoạt động có hiệu quả thì thiết bị điều hòa không khí không thể hoạt động tốt ngay cả khi đã
đầu tư vốn rất lớn.Người thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí phải thiết kế
được hệ thống điều khiển nhằm:
- Tạo ra và duy trì môi trường tiện nghi và phù hợp với công nghệ trong tòa nhà.
- Duy trì chất lượng không khí trong tòa nhà ở giới hạn cho phép.
- Đơn giản giá thành thấp, đáp ứng được các quy chuẩn hoạt động của thông gió,
và điều hòa không khí một cách tin cậy.
- Hoạt động có hiệu quả với mọi điều kiện.
Về nguyên tắc biến số được điều khiển quan trọng nhất trong tòa nhà vẫn là nhiệt
độ.Do đó mà ta quan tâm chủ yếu là điều khiển nhiệt độ trong tòa nhà.Tất nhiên để điều
khiển nhiệt độ không khí trong tòa nhà ta cũng phải kết hợp với nhiều chức năng điều khiển
khác.như điều khiển nồi hơi,điều khiển máy nén lạnh,bơm quạt, điều khiển lưu lượng không
khí và chất lỏng,điều khiển độ ẩm và các hệ thống điều khiển phụ khác.

1.4.5.1.2 Đo lường và kiểm tra tại chỗ
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
17
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
Sử dụng dụng cụ đo và chỉ thị với các thông số sau.
-Nhiệt độ khôngg khí ngoài trời.
-Nhiệt độ không khí trong tòa nhà.
-Nhiệt độ không khí thổi vào của hệ thống.
-Nhiệt độ không khí sau khi được xử lý.(buông phun ,giàn lạnh..)
-Nhiệt độ môi chất trước và sau thiết bị trao đổi( bộ sấy không khí,, giàn
lạnh,giàn ngưng tụ....).
-Độ ẩm tương đối của không khí trong tòa nhà.
-Áp suất trong đường ống dẫn không khí và tốc độ không khí ra khỏi các miệng
thổi.
-Điện áp, dòng điện của động cơ máy nén, quạt (bơm), quạt giàn lạnh, giàn ngưng
tụ.
1.4.5.1.3 Đo lường và kiểm tra từ xa
Thường chỉ thực hiện với một vài thông số chú yếu đặc trưng cho hệ thống,ví dụ,Nhiệt
độ ,độ ẩm tương đối của không khí trong nhà,...các dụng cụ đo tự nghi thường được sử
dụng trong trường hợp chất lượng của sản phẩm công nghệ phụ thuộc vào các thông số của
không khí trong công trình,khi đó cần theo dõi và xử lý sai lệch thông số có thể tới làm
giảm chất lượng sản phẩm, thậm chí là hư hỏng dây chuyền công nghệ.
1.4.5.1.4 Điều khiển tự động.
Căn cứ vào các giá trị thông số đặt trước.( nhiệt độ, độ ẩm tương đối, lưu lượng không
khí,áp suất,dòng điện định mức,...), các thiết bị điều khiển tự động tác sẽ tác động và cơ cấu
thừa hành để điều chỉnh các thông số tương ứng của hệ thống không cho sai lệch với giá trị
đặt trước.Ví dụ, khởi động trình tự các máy nén, khởi động đồng thời các quạt gió ngoài,gió
hồi, bơm tuần hoàn, bơm nước lạnh, điều chỉnh độ mở của van gió, van nước lạnh, van
nước phun,.. theo phụ tải
2. Phương pháp quản lý tòa nhà cao tầng :Thực trạng & sự cần thiết quản lý các tòa

nhà cao tầng ở Việt Nam
Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển như vũ bão và không khí hội
nhập kinh tế quốc tế của Việt Nam hiện nay, chúng ta đã tiến được những bước dài và đã
đạt được những thành công và kết quả tương đối khích lệ trong nhiều lĩnh vực kinh tế khác
nhau. Một trong những thành công đó là qui mô đô thị hóa với hàng lọat các công trình kiến
trúc đồ sộ mọc lên để tô đẹp thêm cho thành công và phát triển kinh tế của Việt Nam.
Từ Hà Nội đến thành phố Hồ Chí Minh, từ Móng Cái đến Cà Mau các tòa nhà cao
tầng mọc lên rất nhanh thể hiện cho sự thành công về mặt kinh tế và đời sống của cả nước.
Trước sự phát triển nhanh chóng đó, vấn đề đặt ra là kiểm định chất lượng các tòa nhà đó
như thế nào và dựa vào các tiêu chí nào để đánh giá chất lượng cho các tòa nhà cao tầng đó.
Vấn đề đánh giá và kiểm định chất lượng cho các tòa nhà là không đơn giản. Chúng
ta có thể đưa ra các tiêu chí khác nhau để đánh giá và kiểm định chúng, nhưng phải dựa trên
cơ sở nào? Tùy theo quan điểm kiến trúc, quan điểm kết cấu xây dựng, quan điểm tiện nghi,
quan điểm về tính sử dụng, quan điểm về môi trường,... mà chúng ta có các tiêu chí đánh
giá và kiểm định khác nhau. Một trong những tiêu chí mà chúng ta quan tâm là hệ thống
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
18
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
quản lý tòa nhà cao tầng BMS (Building Management System). Tùy thuộc vào mục đích sử
dụng của các tòa nhà mà tiêu chí đặt ra cho hệ BMS là khác nhau. Trên quan điểm đó,
chúng ta đưa ra vấn đề để thảo luận về các hệ BMS cho các tòa nhà cao tầng.
2.1 Phân loại nhà cao tầng:
Chúng ta có thể phân loại các tòa nhà cao tầng theo mục đích sử dụng như sau:
• Văn phòng: nhà bank, công ty bảo hiểm,
• Các tòa nhà hành chính công cộng,
• Các tòa nhà dược phẩm, bệnh viện,
• Các nhà ga tàu, tàu điện ngầm,
• Các khách sạn, nhà ăn,
• Các trường đại học, trường phổ thông,
• Các trung tâm điện thoại, truyền hình,

• Các nhà máy điện,
• Các sân bay, các trung tâm thông tin,
Với mỗi loại nhà cao tầng có mục đích sử dụng khác nhau chúng ta có hệ BMS tương
ứng phù hợp với mục đích sử dụng khác nhau đó.
2.2 Hệ thống quản lý các tòa nhà
Ngoài những hệ thống kỹ thuật tối thiểu như hệ thống điện và chiếu sáng, hệ thống cấp
nước, hệ thống thông gió và tùy vào mục đích sử dụng của các tòa nhà mà có thêm các hệ
thống như:
• Hệ thống điều khiển thông gió và điều hòa không khí
• Hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng
• Hệ thống điều khiển đỗ ôtô
• Hệ thống điều khiển vào ra tòa nhà
• Hệ thống báo động xâm nhập
• Hệ thống báo cháy, báo khói
• Hệ thống thông tin nội bộ
• Hệ thống giám sát và tự động hóa toàn bộ tòa nhà.
• Hệ thống cấp nước
• Hệ thống điện
• Hệ thống vòi phun nước
• Hệ thống an ninh
• Hệ thống thang máy
Các hệ thống này có thể chia làm ba nhóm chính:
• Hệ thống giám sát và báo động,
• Hệ thống quản lý năng lượng,
• Hệ thống thông tin.
Ba nhóm này đặc trưng cho hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng. Tùy thuộc vào
mục đích sử dụng mà ba nhóm hệ thống trên được trang bị cho các tòa nhà hay không. Trên
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
19
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC

cơ sở các hệ thống này mà chúng ta đánh giá chất lượng của các tòa nhà đạt tiêu chuẩn hay
không đạt tiêu chuẩn của hệ thống BMS.
2.3 Thực trạng nhà cao tầng hiện
Khoảng 90% số nhà cao tầng ở Việt Nam đều có các hệ thống cơ sở hạ tầng, hệ
thống cung cấp và thải nước, hệ thống cung cấp điện, hệ thống quạt trần hoặc điều hòa và
hệ thống báo cháy. Đây là những tòa nhà loại thông thường. Khoảng 50% số tòa nhà có
trang bị hệ thống điều hòa tập trung, hệ thống bảo vệ và báo cháy, hệ thống báo động xâm
nhập và giám sát bằng camera nhưng chưa có hệ thống BMS. Tất cả thiết bị của các hệ
thống điều hòa, báo cháy,.. được điều khiển riêng biệt, các bộ điều khiển này không trao đổi
thông tin với nhau, không có quản lý và giám sát chung và phần quản lý điện năng thì mới ở
mức thấp. Đây là những tòa nhà đã có hệ thống điều khiển và giám sát tập trung, nhưng
chưa có hệ thống BMS
Khoảng 30% số tòa nhà có trang bị hệ thống điều hòa tập trung, hệ thống bảo vệ và
báo cháy, hệ thống báo động xâm nhập và giám sát bằng camera có trang bị hệ thống BMS.
Tất cả thiết bị của các hệ thống điều hòa, báo cháy, được điều khiển riêng biệt và tích hợp
từng phần. Hệ BMS cho phép trao đổi thông tin, giám sát giữa các hệ thống, cho phép quản
lý tập trung. Hệ BMS cho phép quản lý điện năng ở mức cao. Đây là loại tòa nhà cao tầng
được trang bị hệ thống tự động hóa BMS.
Tất cả 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,...
Với các con số trên, chúng ta có thể thấy thực trạng về hệ thống nhà cao tầng của
chúng ta phần lớn chưa được trang bị hệ thống BMS. Nếu xét về mặt chất lượng và hiệu
năng sử dụng của các tòa nhà thì chưa đạt so với yêu cầu đặt ra cho các tòa nhà đó.
Chúng ta nêu một ví dụ về mặt chất lượng và hiệu năng sử dụng của các tòa nhà như
sau: Các tòa nhà tối thiểu phải có hệ thống cung cấp nước, nhưng hệ thống này chưa được
trang bị hệ thống BMS và tiết kiệm điện năng, do vậy tiền điện sẽ phải chi nhiều hơn so với

những tòa nhà có trang bị hệ BMS và hệ thống tiết kiệm điện năng. Do vậy chất lượng và
hiệu năng sử dụng là không cao. Nếu chúng ta xét về mặt kinh doanh thì các nhà cao tầng
này sẽ không có tính cạnh tranh và đương nhiên là thua lỗ.
2.3 Sự cần thiết của hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng
Qua phân tích thực trạng về hệ thống quản lý nhà cao tầng ở trên, chúng ta thấy tính
cấp thiết phải trang bị các hệ BMS cho các nhà cao tầng. Ngày nay, các tòa nhà cao tầng
không chỉ đạt tiêu chí diện tích sử dụng mà còn phải đạt tiêu chí về tiết kiệm điện năng, đạt
tiêu chí về môi trường, tiêu chí về tiện nghi, tiêu chí về hệ thống thông tin, tiêu chí về an
ninh, ...
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
20
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
Tùy thuộc vào loại nhà cao tầng mà các hệ thống BMS phải trang bị cho phù hợp với
các mục đích sử dụng và môi trường các tòa nhà đó được khai thác. Các hệ thống BMS này
đã được chuẩn hóa và được sử dụng rộng rãi trên tòan thế giới. Các hãng cung cấp các sản
phẩm này đã xâm nhập vào thị trường Việt Namnhư: Siemens, Honeywell, Yamatake,...
Các nhà cao tầng ở Việt Namđã sử dụng hệ thống BMS của Siemens thông qua các công ty
đại lý Việt sáng tạo, NTC để thực hiện lắp đặt cho các tòa nhà: Saigon Center HCM được
đưa vào sử dụng 1996, Red riverbuilding Hanoi-1999, Opera Hilton Hotel Hanoi-2000,
Hanoi Nation Stadium-2003. Sau khi trang bị hệ BMS này, các tòa nhà đã khai thác rất hiệu
quả khả năng quản lý giám sát và báo hiệu các sự cố của hệ thống HVAC (Hệ thống thông
gió và điều hòa không khí) và tiết kiệm được 50% năng lượng điện tiêu thụ cho hệ thống so
với trươc khi lắp đặt hệ thống BMS.
Các tòa nhà cao tầng được trang bị hệ thống BMS-Apogee 600 của Siemens trên mới ứng
dụng cho hệ thống thông gió và điều hòa không khí (HVAC) còn các hệ thống an ninh và
giám sát khác vẫn chưa được khai thác một cách hiệu quả.
Với kết quả thể hiện rất khiêm tốn qua bốn tòa nhà nói trên, chúng ta có thể thấy sự
cần thiết của hệ thống BMS đối với các tòa nhà cao tầng như thế nao. Do vậy, đỏi hỏi các
tòa nhà cao tầng cần phải được trang bị hệ thống BMS để giúp cho việc quản lý, giám sát
hiệu quả và khai thác tiện lợi, đảm bảo cho môi trường sống xanh, sạch đẹp.

Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
21
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG
NGHIỆP
1. Mô hình phân cấp hệ thống
Hệ thống điều khiển trong công nghiệp có thể chia thành 5 cấp như sau:
Hình 2.1 Mô hình phân cấp chức năng của một hệ thống điều khiển giám sát
Càng ở cấp dưới thì các chức năng càng mang tính chất cơ bản hơn và đòi hỏi yêu cầu
cao hơn về độ nhanh nhạy, thời gian phản ứng. Một chức năng ở cấp trên được thực hiện
dựa trên các chức năng cấp dưới, tuy không đòi hỏi thời gian phản ứng nhanh như ở cấp
dưới, nhưng ngược lại lượng thông tin cần trao đổi và xử lý lại lớn hơn nhiều. Thông
thường, người ta chỉ coi ba cấp dưới thuộc phạm vi của một hệ thống điểu khiển và giám
sát. Tuy nhiên, biểu thị hai cấp trên cùng (quản lý công ty và điều hành sản xuất) giúp ta
hiểu thêm mô hình lý tưởng về cấu trúc chức năng tổng thể cho các công ty sản xuất công
nghiệp.
• Cấp chấp hành: Các chức năng chính của cấp chấp hành là đo lường, truyền động,
và chuyển đổi tín hiệu trong trường hợp cần thiêt. Thực tế, đa số các thiết bị cảm biến
(Sensor) hay cơ cấu chấp hành (actuator) cũng có phần điều khiển riêng cho việc thực
hiện đo lường/ truyền động được chính xác và nhanh nhạy. Các thiết bị trường thông minh
cũng có thể đảm nhận việc xử lý thô thông tin trước khi đưa lên cấp điều khiển.
• Cấp điều khiển: Nhiệm vụ chính của cấp điều khiển là nhận thông tin từ các cảm
biến, xử lý các thông tin đó theo một thuật toán nhất định và truyền đạt lại kết quả xuống
các cơ cấu chấp hành. Khi còn điều khiển thủ công, thì các nhiệm vụ đó được các người
đứng máy thao tác trực tiếp đảm nhận qua việc theo dõi các thiết bị đo lường, sử dụng
kiến thức và kinh nghiệm để thực hiện những thao tác cần thiết như: Đóng mở van, bấm
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
22
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC

nút, điều chỉnh cần gạt, núm xoay..... Trong một hệ thống điều khiển tự động hiện đại
những nhiệm vụ đó được thực hiện thông qua điều khiển bằng máy tính.
• Cấp điều khiển giám sát: Có chức năng giám sát và vận hành một quá trình kỹ thuật.
Khi đa số các chức năng như đo lường, điều khiển, điều chỉnh, bảo toàn hệ thống được
các cấp dưới thực hiện, thì nhiềm vụ của cấp điều khiển giám sát là hỗ trợ người sử dụng
trong việc cài đặt ứng dụng, thao tác, theo dõi, giám sát vận hành và xử lý những tình
huống bất thường. Ngoài ra, trong một số trường hợp, cấp này còn thực hiện các bài toán
điều khiển cao cấp như điều khiển phối hợp, điều khiển trình tự và điều khiển theo công
thức( ví dụ trong chế biến dược phẩm, hoá chất). Khác với cấp dưới cấp điều khiển giám
sát không đòi hỏi phương tiện đặc biệt, thiết bị phần cứng đặc biệt ngoài các máy tính
thông thường (máy tính cá nhân, máy trạm, máy chủ, terminal....) Việc phân cấp chức
năng sẽ tiện lợi cho việc thiết kế hệ thống và lựa chọn thiết bị
• Cấp điều hành sản xuất: Nhiệm vụ của cấp điều hành sản xuất là nhận các thông tin
về trạng thái làm việc của các quá trình kỹ thuật, các giàn máy, cũng như của hệ thống
điều khiển tự động, các số liệu tính toán, thống kê về diễn biến quá trình sản xuất và chất
lượng sản phẩm. Đồng thời cấp điều hành sản xuất có nhiệm vụ xử lý các số liệu, lập kế
hoạch sản xuất, ra quyết định bảo dưỡng máy móc, tối ưu hoá sản xuất và đưa các thông
tin về các thông số thiết kế, công thức điều khiển, và mệnh lệnh điều hành xuống cấp
dưới. Mặt khác cấp điều hành sản xuất còn có chức năng là trao đổi thông tin với cấp quản
lý công ty. Cấp điều hành sản xuất bao gồm các máy tính văn phòng nối mạng cục bộ với
nhau.
• Cấp quản lý công ty: Cấp quản lý công ty là cấp trên cùng trong mô hình phân cấp hệ
thống. Nhiệm vụ của cấp này trao đổi thông tin giữa công ty và khách hàng thông qua thư
điện tử, hội thảo từ xa, dịch vụ truy cập Internet và thương mại điện tử.... Cấp quản lý
công ty còn có nhiệm vụ tính toán giá thành, kế hoạch sản xuất, thống kê tài nguyên, xử lý
đơn đặt hàng....
Để kết nối các thành phần trong hệ thống với nhau ta sử dụng các hệ thống bus.
• Bus trường: Là các hệ thống bus nối tiếp, sử dụng kỹ thuật truyền tin số để kết
nối các thiết bị thuộc cấp điều khiển (PC, PLC) với nhau và với các thiết bị của cấp chấp
hành, hay các thiết bị trường. Đặc trưng cơ bản của bus trường là tính năng thời gian thực

phải cao, yêu cầu về lượng thông tin thì không cao. Các hệ thống bus trường thường sử
dụng là: Profibus, ControlNet, Modbus, Foundation Fieldbus, DeviceNet, AS-i, EIB....
• Bus hệ thống, Bus quá trình: Dùng để kết nối các máy tính điều khiển và các máy tính
trên cấp điều khiển giám sát với nhau. Qua bus hệ thống các máy tính điều khiển có thể
phối hợp hoạt động, cung cấp dữ liệu quá trình cho trạm kỹ thuật và trạm quan sát. Đối
với Bus hệ thống, tuỳ theo lĩnh vực ứng dụng mà đòi hỏi về tính năng thời gian thực có
được đặt ra một cách ngặt nghèo hay không. Thời gian phản ứng thông thường trong
khoảng vài trăm miligiây. Trong khi đó lưu lượng thông tin lớn hơn nhiều so với bus
trường. Các hệ thống bus trường tiêu biểu: Ethernet, Industrial Ethernet, Profibus-FMS,
Fieldbus Foundation’s High Speed Ethernet.
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
23
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
• Mạng xí nghiệp: Là một mạng LAN bình thường, có chức năng kết nối các máy tính
văn phòng thuộc cấp điều hành sản xuất với cấp điều khiển giám sát. Mạng xí nghiệp
không yêu cầu nghiêm ngặt về tính năng thời gian thực. Việc trao đổi dữ liệu diễn ra
không định kỳ, nhưng có khi với số lượng lớn tới hàng Mbyte. Hai loại mạng chủ yếu
được dùng là Ethernet và Token-Ring trên cơ sở các giao thức chuẩn như TCP/IP và
IPX/SPX
• Mạng công ty: Đặc trưng của mạng công ty là gần với một mạng viễn thông hoặc một
mạng máy tính diện rộng nhiều hơn trên các phương diện phạm vi và hình thức dịch vụ,
phương pháp truyền thông và các yêu cầu về kỹ thuật.Mạng công ty thường sử dụng các
loại mạng có tốc độ truyền thông và độ an toàn tin cậy đặc biệt cao, chẳng hạn như: Fast
Ethernet, FDDI, ATM.....
2. Cấu trúc và thiết bị mạng
Cấu trúc mạng quyết định các thiết bị cần phải có trong mạng và cách ghép nối
chúng.Thiết bị mạng gồm có:
-Bộ lặp :Sao chép, khuếch đại và phục hồi tín hiệu mang thông tin trên đường truyền
giữa hai trạm xa nhau.
-Cầu nối :Liên kết giữa hai mạng con với nhau chỉ khi lớp liên kết dữ liệu( lớp 2 mô

hình tham chiếu OSI) làm việc với cùng giao thức.
-Router :Liên kết hai mạng con với nhau trên cơ sở lớp 3 theo mô hình OSI.
-Gateway:Liên kết các hệ thống bus khác nhau bằng cách chuyển đổi giao thức cấp
cao, thường được thực hiện bằng các thành phần phần mềm.
-HUB (ghép nối các trạm theo cấu trúc ARCNET và Ethernet).
-MAU (Ghép nối các trạm theo cấu trúc Token-Ring).
-TRANSIVER/RECEIVER:ghép nối hai trạm trực tiếp trên một khoảng cách lớn.
-Module truyền thông (Của PLC...)card mạng(của biến tần, module phân
tán...):Mạng Profibus.
-Card máy tính(mạng LAN).
-Có 3 kiểu liên kết để ghép nối chúng với nhau:
• Liên kết điểm - điểm :là loại liên kết chỉ nghép nối hai đối tác truyền thông.Để
xây dựng một trạm truyền thông trên cơ sở này sẽ cần nhiều đường truyền riêng
biệt, với nhiều module truyền thông.
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
24
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
• Liên kết điểm - nhiều điểm (multi-drop) : sử dụng duy nhất một đối tác truyền
thông là trạm chủ.Các đối tác còn lại làm trạm tớ.Thông tin truyền từ trạm chủ
đến các trạm tớ trong cùng một lúc(liên kết điểm – nhiều điểm).Việc giao tiếp
theo chiều ngược lại từ trạm tớ tới trạm chủ chỉ được thực hiện theo kiểu điểm -
điểm.Nhiều đối tác có thể nối với nhau qua một cáp chung duy nhất.
• Liên kết nhiều điểm(Multipoint): là liên kết ngang hàng với nhiều đối tác tham
gia.Bất kỳ đối tác nào cũng có quyền thu phát tín hiệu.Cũng như liên kết
điểm,nhiều điểm,có thể xử dụng một cáp duy nhất để nối giữa các đối tác.
Có thể phân biệt các dạng cấu trúc cơ bản là bus, mạch vòng tích cực và hình sao
như sau:
2.1 Cấu trúc bus
Tất cả các thành viên của mạng đều được nối trực tiếp với một đường dẫn chung.Đặc
điểm cơ bản của cấu trúc bus là việc xử dụng chung một đường dẫn duy nhất cho tất cả các

trạm.Vì thế tiết kiệm được cáp dẫn và công lắp đặt.
Có thể phân biệt ba loại cấu hình trong cấu trúc bus : daisy – chain và trunk – line/drop
– line và mạch vòng không tích cực. Hai cấu hình đầu cũng được xếp vào kiểu cấu trúc
đường thẳng,bởi hai đầu đường truyền không khép kín.
Với daisy – chain,mỗi trạm được nối mạng trực tiếp tại giao lộ của hai đoạn dây dẫn,
không qua một đoạn dây nối phụ nào.Ngược lại, trong cấu hình trunk- line/drop-line, mỗi
trạm được nối qua một đường nhánh(drop – line) để đến đường trục (Trunk – line).Còn
mạch vòng không tích cực thực chất chỉ khác với (trunk – line/drop – line) ở chỗ đường
truyền được khép kín.
Bên cạnh việc tiết kiệm dây dẫn thì tính đơn giản, dễ thực hiện là những ưu điểm
chính của cấu trúc bus, nhờ vậy mà cấu trúc này phổ biến nhất trong các hệ thống mạng
truyền thông công nghiệp.Trong trường hợp một trạm không làm việc (hỏng hóc, do ngắt
nguồn,...)Không ảnh hưởng đến phần mạng còn lại.Một số hệ thống còn cho việc tách một
trạm ra khỏi mạng hoặc thay thế một trạm trong khi cả hệ thống vẫn hoạt động bình
thường.
Tuy nhiên việc dùng chung một đường dẫn đòi hỏi một phương pháp phân chia thời
gian sử dụng thích hợp để tránh xung đột tín hiệu - gọi là phương pháp truy nhập môi
trường hay phương pháp truy nhập bus.Nguyên tắc truyền thông được thực hiện như sau:tại
một thời điểm nhất định chỉ có một thành viên trong mạng được gửi tín hiệu, còn các thành
viên khác chỉ có quyền nhận.
Ngoài việc cần phải kiểm soát truy nhập môi trường, cấu trúc bus còn có những nhược
điểm sau:
• Một tín hiệu gửi đi có thể tới tất cả các trạm và theo một trình tự không kiểm soát
được,vì vậy phải thực hiện phương pháp gán địa chỉ(logic) theo kiểu thủ công cho từng
trạm.Trong thực tế, việc gán địa chỉ này gây ra không ít khó khăn.
• Tất cả các trạm đều có khả năng phát và phải luôn luôn “nghe” đường dẫn để phát
hiện ra thông tin có phải gửi cho mình hay không, nên phải được thiết kế sao cho có đủ tải
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
25