Tìm hiểu về hệ thống quản lý tòa nhà BMS

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

ĐỒ ÁN
TÔT NGHIỆP ĐẠI HỌC
ĐỀ TÀI :TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ
TÒA NHÀ BMS
Giang viên hƣớng dẫn

: Ths.Đào Xuân Phúc

Sinh viên thực hiện

: Đinh Thị Minh Huệ

Lớp

: k16A

Khóa

: 2013-2017

Hệ

: Đại Học

Hà Nội - 2017


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CN ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên sinh viên : Đinh Thị Minh Huệ
Lớp : K16A
Ngành đào tạo : Công nghệ kĩ thuật điện tử truyền thông
Hệ đào tạo : ĐHCQ
1,Tên đồ án tôt nghiệp :
Tìm hiểu hệ thống quản lý tòa nhà BMS
2,Nội dung chính đồ án tôt nghiệp
1.Khái quát về hệ thống quản lý tòa nhà BMS

2. Phạm vi và phƣơng thức tích hợp hệ thống BMS với các hệ thống cơ điện
khác
3.Giao diện phần cứng và phần mềm của hệ thống BMS
4. Phƣơng án tích hợp hệ thống BMS với các hạng mục cơ điện trong tòa nhà
5. Hƣớng dẫn vận hành hệ thống BMS
3,Ngày giao đồ án : 20/2/2017
4,Ngày nộp đồ án : 17/5/2017

TRƢỞNG KHOA

GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

MỤC LỤC
Danh mục các bảng
Danh mục hình ảnh
Danh mục từ viết tắt
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 : KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ TÒA NHÀ BMS .... 3
1,Khái niệm về hệ thống quản lý tòa nhà BMS(Building Management
System) ............................................................................................................ 3
2, Chức năng của hệ thống BMS .................................................................... 4
3, Cấu trúc của hệ thống BMS ......................................................................... 4
4,Lợi ích và sự cần thiết của hệ thống BMS .................................................... 5
CHƢƠNG II: PHẠM VI VÀ PHƢƠNG THỨC TÍCH HỢP HỆ THỐNG BMS
VỚI CÁC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN KHÁC .......................................................... 8
CHƢƠNG III : GIAO DIỆN PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM CỦA HỆ
THỐNG BMS .................................................................................................... 10
1. Phân cấp của hệ thống BMS ...................................................................... 10

1.1. Cấp điều khiển khu vực - cấp trƣờng ................................................. 10
1.2. Cấp điều khiển hệ thống ..................................................................... 10
1.3. Cấp vận hành, giám sát và quản lý..................................................... 11
2. Các thiết bị phần cứng ............................................................................... 11
2.1. Máy chủ .............................................................................................. 11
2.2. Bộ điều khiển cấp khu vực .................................................................. 13
2.3. Các thiết bị cấp trƣờng ........................................................................ 14
3. Phần mềm của hệ thống BMS ................................................................... 16
CHƢƠNG IV: PHƢƠNG ÁN TÍCH HỢP HỆ THỐNG BMS VỚI CÁC
HẠNG MỤC CƠ ĐIỆN TRONG TÒA NHÀ................................................... 30
1. Phƣơng án tích hợp hệ thống điều hòa VRF: ............................................ 30
2. Phƣơng án tích hợp hệ thống quạt thông gió với hệ thống BMS: ............ 30
3. Phƣơng án tích hợp hệ thống cấp thoát nƣớc với hệ thống BMS. ............. 36
4. Phƣơng án tich hợp hệ thống phòng cháy chữa cháy với hệ thống BMS. 38
4.1. Hiện trạng hệ thống báo cháy : ........................................................... 38


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

4.2. Phƣơng án tich hợp hệ thống phòng cháy chữa cháy với hệ thống
BMS ........................................................................................................... 38
5. Hệ thống chiếu sang công cộng. ............................................................... 40
6. Hệ thống điện: ........................................................................................... 40
7. Hệ thống thang máy. ................................................................................. 42
8. Hệ thống xử lý nƣớc thải........................................................................... 42
CHƢƠNG V : HƢỚNG DẪN VẬN HÀNH HỆ THỒNG BMS ..................... 43
1. Hƣớng dẫn đăng nhập hệ thống. ................................................................ 43
2. Hƣớng dẫn hiển thị đồ họa. ....................................................................... 45

3. Hƣớng dẫn sử dụng bảng thông tin cảnh báo (alarmd ashboard). ............. 51
4. Hƣớng dẫn hiển thị danh sách. .................................................................. 56
4.1. Danh sách hiển thị điểm sự cố “Alarm” ............................................. 59
4.2. Danh sách hiển thị điểm có vấn đề “Trouble” .................................... 60
4.3. Danh sách hiển thị điểm đang bảo trì “Maintenance” ........................ 61
4.4. Danh sách hiển thị điểm đang chạy “Run” ......................................... 62
4.5. Danh sách hiển thị điểm đang dừng “Stop” ........................................ 63
KẾT LUẬN ....................................................................................................... 64


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Danh mục các bảng

Số hiệu bảng
Bang 2.1

Tên bảng

Trang

Phạm vi và phƣơng thức tích hợp, kết nối các

9

hạng mục cơ điện với hệ thống trong tòa nhà.
Bảng 4.1

Độc tính và triệu chứng liên quan đến nồng độ

32

khí CO
Bảng 4.2

Mức báo động và các tiêu chuẩn về mức độ

33

nhiễm khí CO
Bảng 5.1

Chi tiết danh sách hiển thị điểm.

34

Bảng 5.2

Chi tiết danh sách hiển thị điểm.

59

Bảng 5.3

Danh sách hiển thị điểm có vấn đề “Trouble”

60

Bảng 5.4

Danh sách hiển thị điểm có vấn đề “Trouble

61

Bảng 5.5

Danh sách hiển thị điểm đang chạy “Run”

62

Bảng 5.6

Chi tiết danh sách hiển thị điểm đang dừng

63

“Stop”


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Danh mục hình ảnh.
Số hiệu hình

Tên hình vẽ

Trang

vẽ
Hình 1.1

Cấu trúc của hệ thống BMS

5

Hình 3.1

Sơ đồ phân cấp hệ thống quản lý và điều khiển

10

Hình 3.2

Máy chủ quản lý hệ thống

12

Hình 3.3

Máy chủ lƣu trữ dữ liệu

12

Hình 3.4

Máy chủ trung tâm hệ thống

13

Hình 3.5

Bộ điều khiển số trực tiếp (DDC) (bên trái) và

14

các IO Modules (bên phải)
Hình 3.6

Cảm biến báo mức bể chứa nƣóc

14

Hình 3.7

Cảm biến đo nồng độ khí CO

15

Hình 3.8

Cảm biến đo nhiêt độ phòng TY7403

15

Hình 3.9

Cảm biến chênh áp

16

Hình 3.10

Cảm biến áp suất

16

Hình 3.11

Giao diện đồ họa vận hành

21

Hình 3.12

Giao diện màn hình cảnh báo hệ thống BMS.

23

Hình 3.13

Biểu đồ xu hƣớng nhiệt độ trong một số khu

25

vực của tòa nhà

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 4.1

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

BMS điều khiển quạt thông gió thông qua nồng

31

độ khí CO
Hình 4.2

Sơ đồ BMS điều khiển quạt thông gió tại các

35

tầng hầm thông qua nồng độ khí CO
Hình 4.3

Sơ đồ tích hợp điển hình hệ thống cấp thoát

36

nƣớc với hệ thống
Hình 4.4

Hình ảnh minh họa tủ báo cháy trung tâm.

39

Hình 4.5

Sơ đồ tích hợp hệ thống điện với hệ thống BMS

41

Hình 5.1

Màn hình khởi động.

43

Hình 5.2

Màn hình hiển thị

44

Hình 5.3

Màn hình đồ họa

44

Hình 5.4

Màn hình hiển thị đồ họa

45

Hình 5.5

Theo dõi đồ họa và chi tiết của điểm

46

Hình 5.6

Giám sát đồ họa

47

Hình 5.7

Nút ấn [Monitoring]

48

Hình 5.8

Quy trình mở một trang đồ họa

49

Hình 5.9

Trang đồ họa đƣợc chọn sẽ hiển thị.

50

Hình 5.10

Giải thích về đồ họa.

51

Hình 5.11

Mở bảng thông tin cảnh báo

53


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Hình 5.12

Xác nhận một cảnh báo.

54

Hình 5.13

Xác nhận cảnh báo.

55

Hình 5.14

Hiển thị sự cố đƣợc lƣu trữ

56

Hình 5.15

Danh sách hiển thị điểm

57

Hình 5.16

Danh sách hiển thị điểm có sự cố “Alarm”

59

Hình 5.17

Danh sách hiển thị điểm có vấn đề “Trouble”

60

Hình 5.18

Danh sách hiển thị điểm đang bảo trì

61

“Maintenance”
Hình 5.19

Danh sách hiển thị điểm đang chạy “Run”

62

Hình 5.20

Danh sách hiển thị điểm đang dừng “Stop”

63

Danh mục từ viết tắt
BMS

Building Management System

Hệ thống quản lý tòa nhà.

VRF

Variable Refrigerant Flow

Hệ thống điều hòa không khí

SMS

System Management Server

Máy chủ quản lý trung tâm hệ
thống

DSS

Data Storage Server

Máy chủ lƣu trữ dữ liệu

SCS

System Core Server

Máy chủ trung tâm hệ thống

DDC

Direct Digital Controller

Bộ điều khiển số

AHU

Air Handling Unit

Máy điều hòa không khí.

HVAC

Heating,Ventilation,Air

Hệ thống sƣởi ấm, thông gió và

Conditioning

điều hòa không khí

Remote Station

Trạm điều khiển từ xa

RS


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC
LỜI NÓI ĐẦU

Trên thế giới, các hệ thống thông minh, tự động điều khiển đã đƣợc áp dụng từ
rất sớm và cho thấy những đóng góp quan trọng không thể phủ nhận.Việc xây
dựng công trình ngày nay gần nhƣ không thể thiếu việc triển khai, áp dụng các
hệ thống tự động. Với các công trình xây dựng công nghiệp và dân dụng, các
hệ thống kỹ thuật tự động gọi chung là hệ thống tự động hóa tòa nhà đóng một
vai trò quan trọng trong việc duy trì một điều kiện làm việc lý tƣởng cho công
trình, cho con ngƣời và các thiết bị hoạt động bên trong công trình. Một hệ
thống tự động hoàn chỉnh sẽ cung cấp cho công trình giải pháp điều khiển,
quản lý điều kiện làm việc nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, lƣu thông không khí, chiếu
sáng, các hệ thống an ninh, báo cháy, quản lý hệ thống thiết bị kỹ thuật, tiết
kiệm năng lƣợng tiêu thụ cho công trình, thân thiện hơn với môi trƣờng. Ở Việt

Nam, những năm gần đây cũng không khó để nhận ra những đóng góp của các
hệ thống tự động trong các công trình công nghiệp và dân dụng. Những khái
niệm về quản lý tòa nhà, tiết kiệm năng lƣợng công trình, bảo vệ môi trƣờng…
không còn quá mới mẻ .Với công năng của tòa nhà và nhiều hệ thống khác
nhau cùng hoạt động trên một mặt bằng rộng thì việc quản lý trở nên phức tạp
và đòi hỏi mất nhiều nhân lực và thời gian hơn. Việc ứng dụng công nghệ quản
lý tòa nhà BMS (Building Management System) là rất cần thiết, nó sẽ làm giảm
đi đáng kể công việc quản lý cũng nhƣ tiết kiệm năng lƣợng cho tòa nhà. BMS
là hệ thống điều khiển và quản lý toà nhà hiện đại mang tính tổng thể, các yêu
cầu giải pháp của các nhà đầu tƣ hoàn toàn đƣợc đáp ứng về các tính năng tự
động điều khiển đến từng hệ thống cơ - điện trong toà nhà thiết bị trong toà nhà
với nhau.
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...vv

SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

1

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Việc phân tích trở nên hữu ích hơn khi giúp cho chủ đầu tƣ cũng nhƣ nhà thầu
khác dễ dàng nhận thấy đƣợc vai trò, tình trạng của từng bộ môn để từ đó công

việc kết nối và hoàn thiện hệ thống BMS cho tòa nhà sẽ đƣợc tốt hơn.

SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

2

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

CHƢƠNG 1 : KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ TÒA NHÀ BMS

1. Khái niệm về hệ thống quản lý tòa nhà BMS(Building Management
System)
Hệ thống quản lý toà nhà BMS là hệ thống toàn diện thực hiện điều khiển, quản
lý tối ƣu hóa nhiều thiết bị khác nhau trong toà nhà. Các yêu cầu giải pháp của
các nhà đầu tƣ hoàn toàn đƣợc đáp ứng về các tính năng tự động điều khiển
đến từng hệ thống cơ-điện trong toà nhà:
 Máy phát điện dự phòng
 Hệ thống chiếu sáng
 Hệ thống điều hoà và thông gió
 Hệ thống cấp nƣớc sinh hoạt
 Hệ thống báo cháy
 Hệ thống thang máy
 Hệ thống thẻ kiểm soát ra vào
 Hệ thống an ninh
 Hệ thống Camera

 V.v…

SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

3

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

2. Chức năng của hệ thống BMS
Hệ thống quản lý toà nhà cho phép:
 Can thiệp và tự động hoá điều khiển toàn bộ các hệ thống tiêu thụ năng
lƣợng (thông gió, điều hoà, chiếu sáng…) đến từng vị trí, từng khu vực
của toà nhà theo yêu cầu của ngƣời quản lý toà nhà và khách hàng sử
dụng.
 Cho phép can thiệp và tự động điều khiển toàn bộ các hệ thống cơ-điện
của toà nhà theo lịch trình hay trong trƣờng hợp sự cố.
 Quản lý và kiểm soát toàn bộ an ninh trong và ngoài toà nhà, theo dõi,
kiểm soát ngƣời và xe cộ vào ra, kiểm soát đột nhập, phát tín hiệu cảnh
báo an ninh khi có sự cố…
 Tự động phát các tín hiệu cảnh báo khi có sự cố (cháy, nổ….)
 Kiểm soát tình trạng hoạt động của các thiết bị cơ-điện trong toà nhà
nhƣ: quạt gió, điều hoà, chiếu sáng…
 Quản lý và cung cấp thông tin đầy đủ về điện năng tiêu thụ.
 Đƣa ra các báo cáo định kỳ theo yêu cầu hoạt động.
 Tuỳ vào mục đích sử dụng của toà nhà mà hệ thống BMS sẽ đƣợc trang

bị ở mức độ phù hợp.
3. Cấu trúc của hệ thống BMS
Hệ thống BMS tự động hóa tòa nhà cơ bản gồm 3 cấp:
 Cấp vận hành và quản lý
 Cấp điều khiển hệ thống
 Cấp trƣờng

SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

4

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Hình 1.1. Cấu trúc của hệ thống BMS
4. Lợi ích và sự cần thiết của hệ thống BMS
Tự động hóa, trong những năm gần đây khái niệm này đã trở nên quen
thuộc chứ không còn là khái niệm chỉ đƣợc sử dụng trong những lĩnh vực
chuyên môn kỹ thuật đặc thù. Tự động hóa đã góp mặt trong mọi lĩnh vực từ
sản xuất cho đến phục vụ cuộc sống hằng ngày. Mục tiêu của công nghệ tự
động hóa là xây dựng một hệ thống mà trung tâm là con ngƣời, ở đó con ngƣời
thực hiện việc đặt ra các yêu cầu còn mọi thao tác thực hiện yêu cầu đó, tùy
theo từng lĩnh vực, từng quá trình, đƣợc đảm nhận bởi những hệ thống kỹ thuật
đặc trƣng. Hệ quả là giải phóng sức lao động con ngƣời, nâng cao hiệu quả sản
xuất.
Trên thế giới, các hệ thống thông minh, tự động điều khiển đã đƣợc áp

dụng từ rất sớm và cho thấy những đóng góp quan trọng không thể phủ nhận.
Việc xây dựng công trình ngày nay gần nhƣ không thể thiếu việc triển khai, áp
dụng các hệ thống tự động. Với các công trình xây dựng công nghiệp và dân
dụng, các hệ thống kỹ thuật tự động gọi chung là hệ thống tự động hóa tòa nhà
đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì một điều kiện làm việc lý tƣởng
cho công trình, cho con ngƣời và các thiết bị hoạt động bên trong công trình.
Một hệ thống tự động hoàn chỉnh sẽ cung cấp cho công trình giải pháp điều
khiển, quản lý điều kiện làm việc nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, lƣu thông không khí,
chiếu sáng, các hệ thống an ninh, báo cháy, quản lý hệ thống thiết bị kỹ thuật,
SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

5

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

tiết kiệm năng lƣợng tiêu thụ cho công trình, thân thiện hơn với môi trƣờng.Ở
Việt Nam, những năm gần đây cũng không khó để nhận ra những đóng góp của
các hệ thống tự động trong các công trình công nghiệp và dân dụng. Những
khái niệm về quản lý tòa nhà, tiết kiệm năng lƣợng công trình, bảo vệ môi
trƣờng… không còn quá mới mẻ. Tuy nhiên, mức độ áp dụng các hệ thống này
nói chung vẫn có giới hạn, chƣa thực sự sâu và rộng. Điều này sẽ thay đổi
nhanh chóng trong những năm tới đây, khi nhịp độ xây dựng những công trình
hiện đại ngày càng cao, khi những hệ thống tự động hóa tòa nhà ngày càng có
năng lực và độ tin cậy lớn hơn, lợi ích của việc áp dụng những hệ thống này
ngày càng rõ nét.

Cơ sở để đầu tƣ hệ thống BMS theo các lý do sau:
Thứ nhất: BMS có tính thực dụng cao mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt.
-

BMS sẽ tự động quản lý điều hành và tối ƣu hoá hệ thống thiết bị để
giảm thiểu tiêu hao năng lƣợng và tăng tuổi thọ thiết bị bằng cách thay
đổi hợp lý phụ tải, thời gian, thời điểm, tần xuất hoạt động của các thiết
bị nhƣ (máy bơm, hệ thốngđiều hòa khong khí,hệ thống thang máy,hệ
thống báo cháy chữa cháy…).Nhƣ vậy sẽ góp phần vào việc giảm chi
phí cho năng lƣợng, giảm chi phí sửa chữa và khắc phục sự cố kịp thời.

-

BMS hoạt động dựa trên cơ sở các sự kiện thời gian biểu có thể lập trình
đƣợc, do đó đòi hỏi rất ít mức độ can thiệp và giám sát của con ngƣời
nên sẽ giảm chi phí thuê nhân công vận hành đồng thời đảm bảo tất cả
các hệ thống kỹ thuật hoạt động tin cậy hơn.

-

BMS tăng cƣờng hiệu năng của toà nhà vì nó cung cấp một giao diện rất
thân thiện với ngƣời vận hành và quản lý qua các giao diện đồ hoạ.
Ngƣời sử dụng chỉ cần đào tạo rất ít thời gian, không cần hiểu sâu về hệ
thống kỹ thuật nhƣng mọi thứ vẫn nằm trong lòng bàn tay. Nhƣ vậy sẽ
giảm đƣợc chi phí đào tạo và thuê chuyên gia kỹ thuật cao. Hệ thống
BMS có tính hợp lý và giải pháp cao,tối ƣu về chi phí đầu tƣ, vận
hành và đáp ứng đƣợc yêu cầu mở rộng trong tƣơng lai.

Thứ hai: BMS có tính hiện đại, hƣớng tới tƣơng lai.

SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

6

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Hệ thống BMS luôn ứng dụng những thành quả khoa học kỹ thuật tiên
tiến nhất trong lĩnh vực điện-điện tử, viễn thông, công nghệ thông tin
làm cho các toà nhà này càng thông minh hơn, đƣợc quản lý điều hành
hiệu quả hơn đem lại nhiều tiện dụng cho con ngƣời.

Thứ ba: BMS đảm bảo các yêu cầu an toàn.
-

Bằng việc tập trung thông tin toàn bộ các thiết bị về đơn vị xử lý trung
tâm, ta có thể dễ dàng xác định trạng thái của thiết bị, vận hành và khắc
phục các sự cố nhƣ mất điện, hỏng, cháy. Với hệ thống an ninh tích hợp,
ta có thể yên tâm về sự an toàn của ngƣời sử dụng trong toà nhà, bảo
mật thông tin cá nhân mà không làm mất sự thoải mái.

Thứ tƣ: BMS nâng cao sự thuận tiện cho ngƣời sử dụng toà nhà.
-

BMS luôn trong suốt với nhân viên làm việc trong toà nhà. Khi sử dụng

hệ thống BMS họ không còn bận tâm phải tắt đèn, tắt điều hoà khi hết
giờ làm việc, không phải tự chỉnh nhiệt độ khi thấy quá nóng, quá lạnh.
BMS sẽ tự động gửi thông báo đến trạm vận hành và gửi tin nhắn đến
ngƣời quản lý qua mạng di động.

-

Việc tích hợp nhiều tính năng trong các thiết bị giúp ngƣời dùng luôn
cảm nhận đƣợc sự thoải mái.Ví dụ, luôn có thể thoải mái ra vào suốt 24
giờ, cài đặt nhiệt độ dễ dàng, đặt chế độ thời gian, theo dõi trạng thái
thời tiết bên ngoài và thông tin quản lý, điều hành của toà .

SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

7

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

CHƢƠNG II: PHẠM VI VÀ PHƢƠNG THỨC TÍCH HỢP HỆ THỐNG
BMS VỚI CÁC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN KHÁC
Tòa nhà là công trình có diện tích mặt bằng lớn với mục đích sử dụng đa dạng.
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 này sẽ hƣớng tới việc tăng
hiệu suất hoạt động của tòa nhà bằng cách giảm giảm chi phí năng lƣợng, dễ

dàng trong việc vận hành và xử lí kịp thời các trƣờng hợp sự cố xảy ra, tạo
đƣợc môi trƣờng thoải mái, tiện nghi, an toàn cho con ngƣời. Đối với hệ thống
sử dụng phần mềm điều khiển chuyên dụng, đầu các yêu cầu giải pháp của các
nhà tƣ hoàn toàn đƣợc đáp ứng về các tính năng điều khiển cũng nhƣ công
nghệ tiên tiến đƣợc ứng dụng đến từng thiết bị của hệ thống. 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…
Phạm vi và phƣơng thức tích hợp, kết nối các hạng mục cơ điện với hệ
thống quản lý tòa nhà nhƣ bảng sau:
STT HỆ THỐNG KỸ THUẬT

ỨNG DỤNG

GIAOTHỨC

BMS
TÍCH HỢP VỚI
ĐIỀU GIÁM
HỆ THỐNG BMS
KHIỂN SÁT
1. HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA THÔNG GIÓ
1.1
Các máy làm lạnh VRF
X

X

-Mức cao: BACnet

Hệ thống thông gió: quạt cấp khí

X

IP
Mức thấp: Kết nối

1.2

X

tƣơi, quạt hút khí thải, hút khí

điểm-điểm(AI, AO,

độc, nhà vệ sinh, quạt tăng áp

DO, DI)

2. HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƢỚC
2.1

Các bơm cấp, thoát nƣớc

X

X

Mức thấp: Kết nối

điểm-điểm(AI, AO,
DO, DI)

SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

8

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.2

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Các bể chứa nƣớc

X

Mức thấp: Kết nối
điểm-điểm (AI, DI)

3. HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY
3.1
Hệ thống báo cháy
3.2
Hệ thống chữa cháy (Các bơm

X
X

nƣớc chữa cháy, giám sát áp lực

Mức cao: BACnet
Mức
thấp: Kết nối
IP
điểm-điểm (AI, DI)

nƣớc chữa cháy)
4. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
Hệ thống chiếu sáng

công

X

X

cộng

Cấp cao: BACnet
IP/Modbus.

hành lang,ĐIỆN
tầng hầm bãi đỗ xe
5. HỆ THỐNG
5.1

Giám sát hệ thống điện lƣới cấp

X

Mức thấp: Kết nối
điểm-điểm (DI)

cho toà nhà (Tủ phân phối chính,
trạm biến áp, tủ điện phân phối
từng tầng) thông qua các ACB,
5.2

MCCB, MCB tại các tủ phân
Đồng hồ đo đếm điện năng của
phối
các lộ cấp chính trong các tủ

X

Mức cao: Modbus
RTU hoặc TCP/IP

phân phối
5.3

Hệ thống máy phát điện dự

X

phòng

Mức cao: Modbus
RTU hoặc TCP/IP

6. HỆ THỐNG THANG MÁY
Hệ thống thang máy

X

Mức cao: Modbus
/BACnet IP

7. CÁC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN KHÁC
Các hệ thống cơ điện khác (Hệ

X

X

Mức cao: BACnet

thống BMS là hệ thống mở, cung

IP,Modbus.

cấp các khả năng tích hợp với

Mức thấp: Kết nối

các hệ thống cơ điện mở rộng

điểm-điểm (AI, AO,

khác của tòa nhà trong tƣơng lai)

DO, DI)

Bảng 2.1. Phạm vi và phƣơng thức tích hợp, kết nối các hạng mục cơ điện
với hệ thống trong tòa nhà.
SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

9

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

CHƢƠNG III : GIAO DIỆN PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM
CỦA HỆ THỐNG BMS
1. Phân cấp của hệ thống BMS

Hình 3.1.Sơ đồ phân cấp hệ thống quản lý và điều khiển
1.1. Cấp điều khiển khu vực - cấp trƣờng
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 nhƣ các đầu đo áp suất, các đầu cảm biến nhiệt
độ, độ ẩm….… Hệ thống phần mềm quản lý năng lƣợng cũng đƣợc 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 đƣợc điều khiển. Các bộ điều
khiển cấp khu vực sẽ đƣợc kết nối với nhau trên một đƣờng 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.
1.2. Cấp điều khiển hệ thống
Các bộ điều khiển hệ thống có khả năng lớn hơn so với các bộ điều khiển cấp
trƣờng về số lƣợng điểm vào ra, các vòng điều chỉnh và các chƣơng trình điều
khiển. Ngoài ra, các bộ điều khiển hệ thống đƣợc tích hợp sẵn các chức năng
SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

10

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

quản lý, lƣu trữ và thƣờng đƣợc sử dụng cho các ứng dụng lớn hơn nhƣ 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 trƣờng hợp bị mất truyền thông với các
trạm vận hành.
1.3. Cấp vận hành, giám sát và quản lý
Cấp vận hành, giám sát và quản lý là cấp cao nhất. Ngƣời sử dụng có thể theo
dõi và đƣa 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 đƣợc 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 tƣơng thích với các hệ thống tham gia
tích hợp. Tại các máy tính điều khiển, trạm vận hành trung tâm ngƣời vận hành
đƣợc phân quyền có thể điều khiển từ xa, giám sát các đối tƣợng trong hệ
thống, lập lịch vận hành cho thiết bị, theo dõi cảnh báo – báo động và hƣớng
dẫn xử lý sự cố. Giao diện giữa ngƣời vận hành và hệ thống là giao diện đồ họa
động thân thiện, tiện ích và thông minh.
Tại trạm vận hành nhánh, ngƣời vận hành hoàn toàn có thể thực hiện đƣợc
những chức năng đầy đủ nhƣ trạm vận hành trung tâm nếu ngƣời vận hành đó
đƣợc 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.
2. Các thiết bị phần cứng
2.1. Máy chủ
Các máy chủ hệ thống bao gồm một số máy chủ có kiến trúc máy chủ-khách.
Số lƣợng các máy chủ hệ thống sẽ khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu hệ thống.
Máy chủ bao gồm các máy chủ quản lý hệ thống và các máy chủ lƣu trữ dữ
liệu. Các máy chủ sử dụng hệ điều hành mã nguồn mở Linux.

SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

11

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Máy chủ quản lý hệ thống (SMS - System Management Server)

Máy chủ quản lý hệ thống thực hiện phân phối thông tin hiển thị, cài đặt, hoạt
động của quá trình quản lý toàn bộ hệ thống (dữ liệu điểm, chƣơng trình,
v.v...) tới phần mềm duyệt Web cài đặt tại các máy tính khách. Máy chủ hỗ trợ
tối đa 5 máy tính khách cùng truy cập trong một thời điểm.

Hình 3.2. Máy chủ quản lý hệ thống
-

Máy chủ lƣu trữ dữ liệu (DSS - Data Storage Server)

Máy chủ lƣu trữ dữ liệu lƣu trữ cơ sở dữ liệu cần thiết cho hệ thống BMS. Máy
chủ này quản lý dữ liệu đƣợc truyền từ bộ điều khiển tòa nhà cấp cao dƣới
dạng cơ sở dữ liệu của hệ BMS, từ đó xử lý dữ liệu để hiển thị hoặc in ấn đồ
thị.

Hình 3.3. Máy chủ lƣu trữ dữ liệu
-

Máy chủ trung tâm hệ thống (SCS - System Core Server)

Thực hiện trao đổi dữ liệu giữa RS (Remote Station) và DDC (Direct Digital
Controller), giám sát dữ liệu điểm và điều khiển theo lịch. Nó cũng đồng thời
lƣu trữ dữ liệu quá trình
SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

12

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Hình 3.4. Máy chủ trung tâm hệ thống
-

Máy tính khách (Client PC)

Máy tính khách là máy tính với phần mềm trình duyệt web để truy cập cơ sở dữ
liệu lƣu giữ trên các máy chủ hệ thống. Máy tính khách thƣờng đƣợc lắp đặt
trong phòng giám sát để quản lý toàn bộ tòa nhà. Nó giám sát các tính năng
sau đây:
Giám sát: trạng thái, báo động và đo lƣờng tại từng vị trí.
Điều hành: điều khiển từ xa bật/tắt.
Dữ liệu đầu ra: trạng thái hoạt động, trạng thái báo động và dữ liệu đo lƣờng.
Phân tích dữ liệu: trạng thái hoạt động, trạng thái báo động và dữ liệu đo
lƣờng.
Tối đa 5 máy tính khách có thể truy cập vào máy chủ cùng một lúc.
-

Máy in

Bất cứ loại máy in với kết nối USB có sẵn đều có thể kết nối vào mạng của hệ
thống. Trình điều khiển của máy in phải tƣơng thích với Windows XP hoặc
mới hơn.

2.2. Bộ điều khiển cấp khu vực
-

Bộ điều khiển số trực tiếp DDC

Bộ điều khiển số trực tiếp DDC thực hiện điều khiển toàn bộ hoặc một vài thiết
bị. Hoạt động điều khiển sẽ đƣợc tự duy trì cho phép việc điều khiển liên tục
ngay cả máy tính khách và bộ điều khiển cấp cao tòa nhà. Các máy tính khách
sẽ nhận đƣợc những thay đổi trong các giá trị thiết lập hoặc các kết quả điều
khiển.

SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

13

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Hình 3.5. Bộ điều khiển số trực tiếp (DDC) (bên trái) và các IO
Modules (bên phải)
Để kết nối với các thiết bị cấp trƣờng nhƣ các cảm biến nhiệt dộ, độ ẩm, thì
ngoài bộ điều khiển chúng ta cần các IO Modules nhƣ hình 3.5.
2.3. Các thiết bị cấp trƣờng
-

Cảm biến đo mức bể chứa nƣớc.

Sử dụng cảm biến đo mức dạng rơle để đo mức cao/thấp bể chứa nƣớc.

Hình 3.6. Cảm biến báo mức bể chứa nƣớc

SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

14

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Cảm biến đo nồng độ khí CO.

Đo nồng độ khí carbon monoxide (CO) và gửi giá trị thời gian thực. Phạm vi
cảm biến từ 0 đến 60 ppm với độ chính xác ± 5% dải đo. Tín hiệu đầu ra từ 4
đến 20mA tuyến tính tƣơng ứng với dải đo từ 0 đến 60 ppm.

Hình 3.7. Cảm biến đo nồng độ khí CO
-

Cảm biến đo nhiệt độ phòng

Sử dụng cảm biến điện trở nhiệt để đo nhiệt độ. Thiết kế để có thể lắp đặt trên
trần hẹp. Phạm vi cảm biến từ 0° C đến 60° C với độ cảm biến chính xác ± 0,3

° C. Cảm biến này phù hợp cho mọi ứng dụng trong môi trƣờng của tòa nhà
văn phòng, tòa nhà thƣơng mại…

Hình 3.8. Cảm biến đo nhiêt độ phòng TY7403
-

Cảm biến chênh áp

Cảm biến có cấu tạo từ màng silicon. Đo đƣợc độ lệch của các màng silicon
dƣới dạng tín hiệu điện dung. Độ chính xác ± 1.0% của toàn bộ dải đo. Sử dụng
tín hiệu đầu ra từ 4 đến 20mA.
SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

15

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Hình 3.9. Cảm biến chênh áp
-

Cảm biến áp suất

Cảm biến dùng để đo áp suất của nƣớc nóng, lạnh, nƣớc muối, dầu nhờn, hơi
nƣớc, không khí và các chất lỏng khác. Chuyển đổi giá trị đo đƣợc thành tín
hiệu điện từ 4 đến 20 mA DC.

Hình 3.10. Cảm biến áp suất
3. Phần mềm của hệ thống BMS
Hệ thống quản lý tòa nhà (BMS) gồm các ứng dụng phần mềm cho phép quản
lý, giám sát và điều khiển.
SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

16

Lớp : ĐTVT K16A


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD :THS.ĐÀO XUÂN PHÚC

Quản lý ngƣời sử dụng :

Phần mềm BMS cho phép tới nhiều nhân viên vận hành trong hệ thống đƣợc
quyền truy nhập. Các nhân viên vận hành với các nhiệm vụ khác nhau cho từng
ứng dụng cụ thể và thiết bị cụ thể.
Các nhận viên vận hành với các nhiệm vụ khác nhau đƣợc cấp quyền truy
nhập, giám sát và điều khiển ở các mức khác nhau cho từng ứng dụng cụ thể và
thiết bị cụ thể.
Các nhận viên vận hành khi thực hiện truy nhập vào thao tác điều khiển trên
máy tính của hệ thống BMS đều đƣợc ghi lại về thời gian cũng nhƣ các thao tác
điều khiển các thiết bị theo thời gian.
Hệ thống đƣợc bảo vệ nhờ ID ngƣời sử dụng và mật khẩu. Chức năng quản lý
thành viên sẽ quản lý mật khẩu và ID ngƣời sử dụng. Quản trị viên có thể giới

hạn quyền thực hiện tìm kiếm và vận hành từng chức năng hay ở từng điểm
vận hành tùy theo ID ngƣời sử dụng.
Thông thƣờng, quá trình xác thực ngƣời dùng đƣợc căn cứ thông qua ID ngƣời
sử dụng và mật khẩu. Ngƣời sử dụng cũng có thể đƣợc xác thực bằng cách
đăng ký địa chỉ IP của máy tính khách. Có thể thiết lập tối đa 4 máy tính khách
cho 1 ID ngƣời sử dụng. Thành viên sẽ có thể thay đổi mật khẩu bất cứ lúc nào.
Quyền truy cập màn hình để hiển thị và vận hành đƣợc xác lập theo ngƣời
dùng.
Có thể phân cấp mức độ hoạt động, cảnh báo và báo động.
-

Lƣu Bản Ghi

Lƣu và hiển thị bản ghi hoạt động đƣợc ra lệnh từ ngƣời dùng. Các mục đƣợc
ghi lại và hiển thị là:
Ngày (năm, tháng, ngày) tại thời điểm hoạt động.
Thời gian (giờ, phút, giây) tại thời điểm hoạt động.
Địa chỉ IP của máy tính khách.
ID thành viên.
Các kiểu hoạt động đƣợc ghi lại gồm hiển thị, cài đặt, in ấn, thay đổi nội dung
hiển thị, huỷ bỏ, tên nút đƣợc bấm, tên hộp thoại đƣợc mở ra, nội dung hoạt
động, nội dung đầu vào và cài đặt, ID thiết bị, ID điểm, tên điểm, tên chƣơng
SV : ĐINH THỊ MINH HUỆ

17

Lớp : ĐTVT K16A