Nghiên cứu ứng dụng hệ thống BMS trong điều khiển vận hành trung tâm điều hành đài không lưu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG
ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM
---------------

HÀ THÁI HUY

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ THỐNG BMS
TRONG ĐIỀU KHIỂN VẬN HÀNH TRUNG
TÂM ĐIỀU HÀNH ĐÀI KHÔNG LƯU

LUẬN VĂN THẠC SỸ
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã
ngành: 60520202

TP. HCM, tháng 08/2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG
ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM
---------------

HÀ THÁI HUY

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ THỐNG BMS
TRONG ĐIỀU KHIỂN VẬN HÀNH TRUNG
TÂM ĐIỀU HÀNH ĐÀI KHÔNG LƯU

LUẬN VĂN THẠC SỸ
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã
ngành: 60520202
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGÔ CAO

CƯỜNG

TP. HCM, tháng 08/2015


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH
TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.
HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGÔ CAO
CƯỜNG

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM
ngày 21 tháng 3 năm 2015
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)
Họ và tên

TT

Chức danh Hội đồng

1

PGS. TS. Lê Hữu S ơn

Chủ tịch

2

TS. Nguyễn Thanh Phương

Phản biện 1

3

TS. Võ Hoàng Duy

Phản biện 2

4

TS. Nguyễn Duy Anh

5

TS. Nguyễn Hùng

Ủy viên
Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã
được
sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

PGS. TS. Lê Hữu Sơn

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM
PHÒNG QLKH – ĐTSĐH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP. HCM, ngày 18 tháng 8 năm 2014


NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên

: Hà Thái Huy

Giới tính

: Nam

Ngày, tháng, năm sinh

: 10/20/1983

Nơi sinh

: Tiền Giang

Chuyên ngành

: Kỹ thuật điện.

MSHV

: 1341830016

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ THỐNG BMS TRONG
ĐIỀU KHIỂN VẬN HÀNH TRUNG TÂM ĐIỀU HÀNH ĐÀI KHÔNG LƯU
I.

Nhiệm vụ và nội dung:
1. Giới thiệu về các chức năng trong hệ thống BMS và các bộ điều khiển hỗ trợ
cho hệ thống BMS .
2. Nghiên cứu quản lý tòa nhà của một số hãng nổi tiêng trên thế giới.
3. Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống BMS tại trung tâm vận hành không lưu
Tân Sơn Nhất.
4. Những luu ý cần khi thiết lập một hệ thống BMS cho một tòa nhà .

II.

Ngày giao nhiệm vụ:

18/8/2014

III.

Ngày hoàn thành nhiệm vụ :

15/7/2015

IV.

Cán bộ hướng dẫn

PGS.TS. NGÔ CAO CƯỜNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

PGS.TS. NGÔ CAO CƯỜNG

:

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. các số liệu,
kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn nà y
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn
gốc.
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

HÀ THÁI HUY


ii

LỜI CÁM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Ngô Cao Cườn g, người thầy đã hết
lòng chỉ bảo, hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức chuyên môn cũng như những
kinh nghiệm nghiên cứu trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Cơ - Điện Điện tử, Phòng quản lý khoa học – Đào tạo sau đại học của Trường Đại học Công
nghệ Tp. HCM đã tạo những điều kiện tốt nhất về vật chất lẫn tinh thần để chúng tôi
hoàn thành tốt luận văn này.
Xin chân thành cám ơn đến tất cả Quí Thầy, Cô của Trường Đại học Công
nghệ Tp. HCM đã giảng dạy, trang bị cho tôi những kiến thức rất bổ ích và quí báu
trong suốt quá trình học tập cũng như nghiên cứu sau này.
Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và đặc biệt là nhóm thực nghiệm chung
Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM. Dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Ngô Cao
Cường người luôn giành những tình cảm sâu sắc nhất, giúp đỡ và khuyến khích tôi
để cùng vượt qua mọi khó khăn trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Xin cảm ơn Gia đình đã tạo mọi điều kiện để tôi yên tâm học tập tốt trong
suốt thời gian vừa qua.
Xin cảm ơn tất cả bạn bè thân thuộcđã động viên, tạo điều kiện thuận lợi và hỗ
trợ cho tôi rất nhiều trong quá trình học tập, công tác cũng như trong suốt thời gian
thực hiện luận văn.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

Người thực
hiện

HÀ THÁI HUY

năm 2015

3

TÓM TẮT
Việc quản lý các toà nhà tại Việt nam còn khá mới mẻ, vì hầu hết các toà
nhà hiện nay của chúng ta chỉ thiết kế các hệ thống kỹ thuật chính trong toà nhà. Do
đó, việc quản lý toà nhà là tích hợp các hệ thống riêng biệt thành một khối hệ thống
chung. Từ phòng quản lý sẽ có hệ thống màn hình quản lý bằng phần mềm chuyên
dụng thông qua các thiết bị trường để kết nối các thiết bị điều khiển cục bộ Tất cả
các vấn đề trên sẽ được nghiên cứu, phân tích trong luận văn với đề tài : “Nghiên
cứu ứng dụng hệ thống BMS trong điều khiển vận hành trung tâm đi ều hành đài
không lưu” để chứng minh việc áp dụng hệ thống tự động hoá quản lý toà nhà là
cần thiết để đem lại cuộc sống văn minh, hiện đại, phù hợp xu thế chung của thế
giới.
Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống BMS trong trung tâm điều hành và đài
kiểm soát không lưu nhằm đảm bảo an toàn và an ninh một cách tốt nhất trong việc
kiểm soát vận hành toàn bộ các hệ thống kỹ thuật (Hệ thống camera an ninh, Quản
lý cửa an ninh, Quản lý nguồn điện, Hệ thống điều khiển hệ thống chiếu sáng, Hệ
thống Phòng cháy chữa cháy, Hệ thống điều hòa không khí, Hệ thống cấp thoát
nước, Hệ thống thông gió).
Bên cạnh nghiên cứu những ưu điểm trên, qua luận văn còn giúp ta đó những
nhược điểm của hệ thống của hệ thống để chúng ta hoàn thiện hệ thống hơn cho
toàn hệ thống kỹ thuật trong điều khiển vận hành trung tâm điều hành đài không lưu
nhằm đảm bảo an toàn và an ninh tuyệt đối trong điều khiển vận hành trung tâm
điều hành đài không lưu


4

ABSTRAC
T
The management of the buildings in Vietnam is quite new, since most of the
existing buildings we design the main technical systems in buildings. Therefore, the
building management is to integrate the separate systems into one common system
blocks. From the management office will monitor management system with
dedicated software through the field devices to connect to the local control devices
All the above issues will be studied, analyzed in the thesis topic: "Applied research
in the BMS control system operation control centers Air Traffic Radio" to
demonstrate the application of automation systems building management is
necessary to bring civilized life, modern, fit the general trend of the world.
Research and application of systems BMS control centers and air traffic
control stations to ensure safety and security in the best way to control the entire
operation of technical systems (security camera system Administration, security
doors, power management, system controls lighting systems, Fire protection
systems, air conditioning systems, water supply systems, ventilation systems).
Besides studying the above advantages, through our thesis that helps the
system weaknesses of our system to improve the system over the entire technical
system operation control center to the radio operator up to ensure safety and
absolute security in the operation control center air traffic radio operator


5

MỤC LỤC
LỜI

CAM

ĐOAN

.......................................................................................................
CÁM

LỜI

i
ƠN

............................................................................................................
ii

TÓM

TẮT

............................................................................................................
.....

iii

LỤC

MỤC

..........................................................................................................
.........v

MỤC

DANH

HÌNH

CÁC

........................................................................................ vii CHƯƠNG
1:

ĐẦU

MỞ

..............................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài: ..................................................................................1
1.2. Mục đích, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu: ...................................................1
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ...................................................................3
1.4. Nội dung nghiên cứu: .......................................................................................3
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: ........................................................................3
1.6. Kết cấu luận văn ...............................................................................................4
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHỨC NĂNG TRONG HỆ THỐNG BMS
VÀ CÁC BỘ ĐIỀU
...............................5

KHIỂN

HỖ

TRỢ

CHO

HỆ

THỐNG

BMS

2.1. Giới thiệu Building Management System (BMS) :...........................................5
2.1.1 Giới thiệu chung: ........................................................................................5
2.1.2 Một số lợi ích của hệ BMS: ......................................................................5
2.1.3 Một số thuật ngữ trong tự động hóa tòa nhà: ............................................6
2.2. Kiến trúc hệ thống: ...........................................................................................7
2.2.1. Giới thiệu: .................................................................................................7
2.2 Sơ đồ kiến trúc hệ thống: ..................................................................................8
2.3.Tích hợp với hệ thống điều khiển dịch vụ toà nhà. .........................................10
2.3.1. Giới thiệu chung ......................................................................................10
2.3.2. Mạng điều khiển cấp cao, điều khiển – giám sát ....................................11
2.3.3. Mạng điều khiển cấp trường Slave .........................................................11
2.3.4. BMS tích hợp với những hệ thống sau đây trong toà: ............................12


6

2.4. Các hệ thống tích hợp trong toà nhà: .............................................................12
2.4.1. Tích hợp hệ thống điều hoà tru ng tâm ....................................................12
2.4.2. Tích hợp vào hệ thống chiếu sáng...........................................................14
2.4.3. Tích hợp vào hệ thống báo cháy và chống cháy .....................................15

7

2.4.4. Tích hợp vào các hệ thống điện ..............................................................15
2.4.5.Tích hợp với máy phát điện .....................................................................17
2.4.6. Tích hợp vào hệ thống thang máy ...........................................................17
2.4.7. Tích hợp vào hệ thống nước ....................................................................18
2.4.8. Tích hợp vào hệ thống an ninh (Access control / C CTV) ......................18
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU QUẢN LÝ TÒA NHÀ CỦA MỘT SỐ HÃNG NỔI
TIẾNG TRÊN THẾ GIỚI
.........................................................................................21
3.1. Hãng SIEMENS: ............................................................................................21
3.1.1. Giải pháp hệ thống của hãng Siemens: ...................................................21
3.1.2. Cấu trúc hệ thống: ...................................................................................22
3.1.3. Tích hợp hệ thống: ..................................................................................24
3.2. Hãng HONEYWELL .....................................................................................38
3.2.1. Giải pháp hệ thống của hãng Honeywell: ...............................................38
3.2.2 Cấu trúc hệ thống: ....................................................................................38
3.2.3 Đặc điểm chính : .......................................................................................39
3.2.4 Kiến trúc hệ thống :...................................................................................39
3.2.5 Sự tích hợp hệ thống ................................................................................40
3.3. Phân tích, so sánh và lựa chọn hệ thống tự động hóa tòa nhà (BMS) ...........50
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG BMS TẠI TRUNG
TÂM VẬN HÀNH KHÔNG LƯU TÂN SƠN NHẤT
............................................54
4.1. Cấu trúc hệ thống BMS tại trung tâm vận hành không lưu Tân Sơn Nhất. ...54
4.1.1. Cấu trúc hệ thống BMS tại trung tâm vận hành .... Error! Bookmark
not defined.
4.1.2. Sơ đồ kết nối chung của hệ thống BMS ..Error! Bookmark not defined.
4.3. Cách xác định lỗi của 1 BMD. ......................................................................63
4.4. Đánh giá hệ thống BMS tại trung tâm v ận hành không lưu Tân Sơn Nhất ...78

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............Error! Bookmark not
defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
.........................................................................................82


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1. Cấ u trúc hệ thống BMS
.............................................................................23
Hình 3.2. Main menu của BMS và các chức năng ....................................................25
Hình 3.3. Chọn các chức năng làm việc ....................................................................25
Hình 3.4. Thiết lập User acount ................................................................................26
Hình 3.5. Phân quyền theo chức năng .......................................................................26
Hình 3.6. Cửa sổ graphic ...........................................................................................27
Hình 3.7. Cửa sổ commander ....................................................................................27
Hình 3.8. Cửa sổ System Profile ...............................................................................28
Hình 3.9. Cửa sổ System activity log ........................................................................28
Hình 3.10. Cửa sổ Alarm Status................................................................................28
Hình 3.11. Cửa sổ Schedule ......................................................................................29
Hình 3.12. Cửa sổ report builder ...............................................................................29
Hình 3.13. Cửa sổ report viewer ...............................................................................30
Hình 3.14. Cửa sổ Dynamic ploter............................................................................30
Hình 3.15. Biểu đồ thị phần tự động hóa tòa nhà tại khu vực Bắc Mỹ .....................51
Hình 3.16. Biểu đồ thị phần tự động hóa tòa nhà tại Châu Âu .................................51
Hình 3.17. Biểu đồ thị phần tự động hóa tòa nhà tại Châu Á ...................................52
Hình 3.18. Biểu đồ thị phần tự động hóa tòa nhà tại Nhật Bản ................................52
Hình 3.19. Biểu đồ hệ thống tự động hoá cho hệ thống điều hoà không khí ............53
Hình 4.1. Cấu trúc hệ thống BMS tại Tân Sơn Nhất ................................................54

Hình 4. 2. Cấu trúc tổng quan về hệ thống BMS tại Tân Sơn Nhất ..................
Error! Bookmark not defined.
Hình 4.3. Thiết bị DDC4200 ....................................................................................57
Hình 4. 4. Bộ điều khiển Daikin Bacnet Gateway ....................................................57
Hình 4. 5. Bộ điều khiển IntersiS Bacnet Intel IP Server .........................................58
Hình 4. 6. Giao diện phần mềm GLT SW5000N......................................................59
Hình 4.7: Cấu trúc BMD4064 ..................................................................................62
Hình 4.8. Cấu trúc DDC ............................................................................................63
Hình 4.9. Cấu trúc BMA ...........................................................................................63
Hình 4.10: Hình địa chỉ IP củ a các BMD,BMA,FBM được đặt theo qui định .......64


8

Hình 4.11. Cách đọc số IP của BMD4064 ...............................................................64
Hình 4.12. Các tiếp điểm DI của Rơle kết nối với BMD9 ........................................69
Hình 4.13. Các tiếp điểm Y01 của Rơle Y1 kết nối với BMD9 ...............................69
Hình 4.14.Tín hiệu analog ngõ ra dùng để điều khiển van nước của các AHU .......71
Hình 4.15. Hình dạng valve nước lạnh .....................................................................72
Hình 4.16. Sơ đồ chân kết nối của valve nước ..........................................................72
Hình 4.17. Sơ đồ kết nối của 2 tín hiệu giám sát với contactor và rơle nhiệt ...........73
Hình 4.18. Sơ đồ kết nối của tín hiệu điều khiển đóng tiếp điểm của rơle ...............73
Hình 4.19. Bảng kết nối điển hình quạt chạy 2 tốc độ .............................................74
Hình 4.20. Sơ đồ mạch điều khiển của quạt 2 tốc độ ................................................75
Hình 4.21. Sơ đồ kết nối mạch điều khiển của quạt 2 tốc độ ...................................76
Hình 4.22. Sơ đồ kết nối của tín hiệu giám sát và tín hiệu điều khiển c ủa Contactor
...................................................................................................................................76
Hình 4.23. BMS kết nối với biến tần ........................................................................77

9

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Những thiết bị tủ bên ngoài đó kết nối với BMD .....................................66
Bảng 4.2. Những thiết bị tủ bên ngoài đó kết nối với BMD .....................................67
Bảng 4.3. Những thiết bị tủ bên ngo ài đó kết nối với BMD .....................................68
Bảng 4.4. Bảng tra điện áp tương ứng với nhiệt độ ..................................................71
Bảng 4.5. Bảng kết nối điển hình quạt chạy 2 tốc độ ...............................................74
Bảng 4.6. Bảng kết nối BMS kết nối với Tủ chiếu sáng ...........................................75
Bảng 4.7. Bảng tín hiệu điều khiển role chạy ON/OFF ............................................77
Bảng 4.8. BM S kết nối với valve điện từ cho cooling tower ....................................78
Bảng 4. 9. BMS kết nối với valve điện từ cho chiller ...............................................78


10


1

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài:
Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển như vũ bão và kh ông
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 l ọat 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 H ồ Chí Minh 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 . Trư ớc 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 để đánh giá và kiểm định là hệ thống tự động hoá quản lý tòa nhà
cao tầng đó là hệ thống 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, em đưa ra vấn đề để thảo luận về các hệ BMS cho các tòa nhà công
nghệ cao.
1.2. Mục đích, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu:
Thực trạng nhà cao tầng hiện nay: 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 h òa, báo cháy,.. được điều


2

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 b áo 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 trước đây 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 thố ng 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.
Đứng trước thực tế đó, việc ngh iên cứu hệ thống tự động giám sát, theo dõi
các hệ thống kỹ thuật để bảo vệ toà nhà cao tầng là nhằm tạo nê n môi trường làm
việc và sinh hoạt an toàn, tiện nghi hiện đại, ngoài ra qua đề tài này giúp chúng ta


3

hiểu được các vấn đề tổng quan nhất của một hệ thống tự động hoá cho toà nhà từ

cấu hình hệ thống, phần mềm điều khiển giám sát chuyên dụng đến các bộ điều
khiển cục bộ và các thiết bị tr ường.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Phạm vi nghiên cứu của luận văn tập trung tại trung tâm điều hành đài không
lưu Tân Sơn Nhất
Đối tượng nghiên cứu của luận văn tập trung vào Hệ thống BMS trong điều
khiển vận hành trung tâm điều hành đài không lưu, tìm hiểu và đánh giá hệ thống
BMS tại trung tâm điều hành đài không lưu Tân Sơn Nhất để từ đó hoàn thiện hệ
thống.
1.4. Nội dung nghiên cứu:
Nội dung chính chúng ta cần nghiên cứu đó là các khái niệm cơ bản về tự
động hoá trong toà nhà, tiếp theo chúng ta cần tìm hiểu và nghiên cứu các hãng nổi
tiếng trên thế giới mạnh về lĩnh vực tự động hoá trong toà nhà đặc biệt là trong điều
khiển ứng dụng trong trạm điều khiển không lưu . Từ các kết quả nghiên cứu đó
chúng ta lựa chọn ra một hệ thống phù hợp nhất để áp dụng cho toà nhà của chúng
ta.Và đặc biệt là ứng dụng phần mềm Ecodial trong việc thiết kế cung cấp điện cho
toà nhà.
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
* Ý nghĩa khoa học:
Đề tài đã giới thiệu được các hệ thống quản lý toà nhà của các hãng nổi
tiếng về tự động hoá trên thế giới, từ đó việc giám sát bảo vệ các hệ thống kỹ thuật
trong toà nhà cao tầng được thông qua bởi các thiết bị trường, truyền thông hiện đại.
* Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Việc quản lý các toà nhà tại Việt nam còn khá mới mẻ, vì hầu hết các toà
nhà hiện nay của chúng ta chỉ thiết kế các hệ thống kỹ thuật chính trong toà nhà. Do
đó, việc quản lý toà nhà là tích hợp các hệ thống riêng biệt thành một khối hệ thống
chung. Từ phòng quản lý sẽ có hệ thống màn hình quản lý bằng phần mềm chuyên
dụng thông qua các thiết bị tr ường để kết nối các thiết bị điều khiển cục bộ Tất cả
các vấn đề trên sẽ được nghiên cứu, phân tích trong luận văn với đề tài:
“Nghiên cứu ứng dụng hệ thống BMS trong điều khiển vận hành trung tâm điều

hành đài


4

không lưu” để chứng minh việc áp dụng hệ thống tự động hoá quản lý toà nhà là
cần thiết để đem lại cuộc sống v ăn minh, hiện đại, phù hợp xu thế chung của thế
giới.
1.6. Kết cấu luận văn
Luận văn được trình bày gồm 6 chươ ng:
Chương 1: Mở đầu
Chương 2: Giới thiệu về các chức năng trong hệ thống BMS và các bộ điều khiển
hỗ trợ cho hệ thống BMS
Chương 3: Nghiên cứu quản lý tòa nhà của một số hãng nổi tiế ng trên thế giới.
Chương 4: Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống BMS tại trung tâm vận hành không
lưu Tân Sơn Nhất
Chương 5: Kết luận và kiến nghị


5

CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHỨC NĂNG TRONG
HỆ THỐNG BMS VÀ CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN HỖ TRỢ
CHO HỆ THỐNG BMS
2.1. Giới thiệu Building Management System (BMS):
2.1.1 Giới thiệu chung:
BMS là một hệ thống tự động hoá điều khiển và giám sát kỹ thuật. Hệ thống
này mang tính tổng thể cao trong điều khiển và giám sát các hệ thống kỹ thuật của
tòa nhà.

BMS thực hiện tốt nhất các nhiệm v ụ điều khiển vận hành hệ thống, là môi
trường thu nhận, quản lý toàn bộ các thông số kỹ thuật của thiết bị của các hệ thống
kết nối tới. Thông qua trao đổi thông tin, BMS điều khiển vận hành các thiết bị chấp
hành của từng hệ thống kỹ thuật khác nhau hoạt động theo yêu cầu của người quản
lý, đảm bảo các yếu tố kỹ thuật cũng như các yếu tố an toàn, an ninh…
Một hệ thống quản lý toà nhà cơ bản có thể kết nối để điều khiển và giám sát
các hệ thống kỹ thuật của tòa nhà như:
+ Hệ thống thiết bị môi trường (điều hòa, thông khí, giám sát môi trường…)
+ Hệ thống an ninh (CCTV, hệ thống kiểm soát vào ra, Phòng cháy chữa
cháy…)
+ Hệ thống điều khiển chiếu sáng (chiếu sáng công cộng, khẩn cấp…)
+ Hệ thống quản lý điện năng (cung cấp điện, máy phát điện, đo đếm năng
lượ ng…)
+ Thang máy.
+ Các hệ thống thiết bị lắp đặt trong phòng máy chủ.
Tùy theo từng dự án cụ thể mà hệ thống BMS có thể quản lý nhiều hay ít hơn
so với hệ thống kỹ thuật cơ bản.
2.1.2 Một số lợi ích của hệ BMS:
Hoạt động đơn giản hơn với những chức năng lập trình lặp đi lặp lại để thiết
lập chế độ vận hành tự động
Giảm thời gian huấn luyện vận hành viên nhờ các hướng dẫn và hỗ trợ trực


6

quan trên màn hình đồ họa
Đáp ứng các nhu cầu của người sử dụng và phản ứng với các điều kiện rắc
rối nhanh hơn và hiệ u quả hơn
Giảm lượng điện năng tiêu thụ thông qua khả năng điều khiển quản lý tập
trung và chương trình quản lý điện năng

Quản lý cơ sở, tài sản hiệu quả hơn nhờ các báo cáo ghi lại quá trình động,
bảo trì, và chức năng tự động hoạt gửi cảnh báo
Lập trì nh linh hoạt theo nhu cầu của từng tòa nhà, tổ chức và yêu cầu mở


7

rộng.
Nâng cao hoạt động nhờ tích hợp phần mềm và phần cứng của nhiều hệ
thống phụ như điều khiển số trực tiếp (DDC – Direct Digital Control), hệ thống báo
cháy, an ninh, điều khiển truy nhập hoặc điều khiển ánh sáng…
2.1.3 Một số thuậ t ngữ trong tự động hóa tòa nhà :
Building Management System (BMS): Hệ thống quản lý tòa nhà. Nó tập
trung hóa giám sát, hoạt động và quản lý tòa nhà nhằm tối ưu hiệu suất hoạt động.
Building Control System (BCS): Hệ thống điều khiển tòa nhà. Nó mang đến
sự tiện nghi và an toàn cho ngôi nhà bạn.
Building Management and Control System (BMCS): Hệ thống điều khiển và
quản lý tòa nhà. Nó là sự kết hợp của BMS và BCS.
Building Automation and Control Network (BACnet) Protocol: Giao thức
mạng điều khiển và tự động hóa tòa nhà (BACnet). Một giao thức liên lạc cho
BMCS do hiệp hội kỹ sư ASHRAE phát triển. (ASHRAE – American Society of
Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers)
Dynamic Display Data: Dữ liệu hiển thị động. Là loại dữ liệu được hiển thị
tại các trạm làm việc BMCS mà được cập nhật định kỳ, chẳng hạn như trạng thái
nhiệt độ hoặc ON/OFF.
Energy Management System (EMS): Hệ thống quản lý năng lượng. Nó tối
ưu hóa hoạt động, nhiệt độ, và quá trìn h của hệ thống HVAC trong tòa nhà. Ngoại
trừ một số hệ thống lỗi thời, thì hầu như bất cứ một hệ BCS hoặc BMCS đều có
toàn bộ chức năng của hệ EMS.

2.2. Kiến trúc hệ thống:
2.2.1. Giới thiệu:
Giải pháp tích hợp cho phép nâng cao hiệu suất của tòa nhà bằng cách giảm
chi phí nhân công, chi phí năng lượng, cung cấp môi trường làm việc tiện nghi và
an toàn cho cán bộ và nhân viên làm việc trong nhà và khách đến làm việc với các
đơn vị tại toà nhà.
Hệ thống quản lý tòa nhà sẽ tích hợp với các hệ thống dịch vụ sau:
+ Hệ thống cung cấp và phân phối điện (Máy cắt, Tủ hạ thế, tủ phân phối
đầu tầng và máy phát điện dự phòng…)
+ Điều hòa trung tâm.
+ Chiếu sáng công cộng (Public Lighting).
+ Hệ thống cho các tầng lắp đặt thiết bị viễn thông
+ Điều khiển truy nhập (A ccess control).
+ Hệ thống Camera an ninh.
+ Hệ thống PCCC.
+ Thang máy (lift, elevator).
+ Hệ thống cấp, thoát nước & xử lý nước thải sinh hoạt.
+ Hệ thống thông tin công cộng (hệ thống âm thanh thông báo, hệ thống màn
hình thông báo...).
Với tính chất phức tạp, lượng người sử dụng dịch vụ đông và bất định trong
toà nhà, đòi hỏi hệ thống quản lý và giám sát phải đơn giản, rõ ràng và luôn sẵn
sàng đáp ứng các nhu cầu của người sử dụng một cách nhanh nhất.
Giải pháp đề xuất BMS được dựa trên các công nghệ, ý tưởng, kiến trúc đã
được công nhận. Toàn bộ thiết kế được tập trung xung quanh một kiến trúc tích hợp
liên kết tất cả các chương trình ứng dụng và dịch vụ với nhau để cung cấp khả năng
điều hành tuyệt vời cho toà nhà. Giải pháp BMS cung cấp một hệ thống đ iều hành
tích hợp cho việc quản lý các dịch vụ của toà nhà và các ứng dụng thông minh cho
các cán bộ làm việc tại toà nhà, cũng như các công cụ, năng lực và khả năng mở
rộng các dịch vụ và phương tiện cho những tầng của người sử dụng.

Mục tiêu của việc thi ết kế cho toà nhà: là tạo ra một toà nhà thông minh có
những ứng dụng cao qua các hệ thống tích hợp. Điều này không chỉ áp dụng cho hạ


tầng và các dịch vụ của toà nhà, mà còn cho môi trường điều hành vật lý, các hệ
thống thông tin, viễn thông, an ninh và quản lý cần thiết để giúp điều hành toà nhà
này một cách hiệu quả.
Giải pháp BMS đã được hoàn thiện theo thời gian, theo nhiều khía cạnh như
kết nối hoàn hảo với các hệ thống và ứng dụng khác nhau, qui trình quản lý dễ
dàng,tập trung vào những

người sử dụng khác nhau, vv…

Theo yêu cầu hiện tại và tương lai, các nguyên tắc thiết kế BMS phải xoay quanh
kết nối mở theo chuẩn của ngành với các hệ thống phụ, dễ kết nối với ứng dụng của
bên thứ ba, dễ mở rộng tới các cổng web (web portals), dòng dữ liệu theo th ời gian
thực và các ứng dụng quản lý,vv…
2.2 Sơ đồ kiến trúc hệ thống:

Hình 2.1. Sơ đồ kiến trúc hệ thống
2.2.1. Cấp điều khiển khu vực – cấp trường:
Các bộ điều khiển ở cấp độ khu vực là các bộ điều khiển sử dụng bộ vi xử lý,
cung cấp chức năng điều khiển số trực tiếp cho các thiết bị ở từng khu vực, bao