Nội dung

I Hệ thống BMS (Building Management System) Hiện nay trên thế giới hầu hết các toà nhà trong các đô thị hiện đại như: tổ hợp văn phòng, chung cư cao cấp, nhà băng, nhà chính phủ, toà nhà sân bay, đều được trang bị hệ thống BMS. Điều này góp phần quan trọng trong việc khai thác hiệu quả và kinh tế các toà nhà, bên cạnh đó giúp cho việc sử dụng các toà nhà đáp ứng được các yêu cầu về an toàn, an ninh. Các chức năng, phạm vi hoạt động của các hệ thống BMS là rất rộng lớn vì nó quản lí, điều khiển mọi hoạt động của các thiết bị toà nhà. Do vậy, tuỳ theo yêu cầu, chức năng hoạt động của từng toà nhà mà các hệ thống BMS cần phải được trang bị sao cho phù hợp. Trên thế giới hiện nay có rất nhiều các hãng, các tập đoàn công nghệ trên thế giới đang tập trung nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và phát triển các hệ thống quản lí toà nhà như: Siemens - Đức, Honeywell - Mỹ, Yamatake - Nhật, Advantech – Đài loan, Point Sys – Pháp. Các hãng trên tuỳ theo năng lực, thế mạnh của từng thành phần của hệ thống BMS nói chung. Ví dụ như hãng chuyên về hệ thống an ninh, an toàn, có hãng lại chuyên về các phần mềm quản lí hệ thống hoặc có hãng lại chuyên về vai trò tích hợp hệ thống. Ở Việt Nam có khoảng 90% trong tổng số nhà cao tầng thông thường có hệ thống cơ sở hạ tầng tối thiểu như hệ thống cấp thoát nước, điện, báo cháy,… Có khoảng 50% toà nhà cao tầng được trang bị hệ thống điều hoà tập trung, hệ thống bảo vệ và báo cháy, báo động xâm nhập và giám sát bằng camera nhưng chưa có hệ thống điều hoà tập trung, hệ thống bảo vệ báo cháy được điều khiển riêng biệt, không thể trao đổi thông tin với nhau, không có quản lí và giám sát chung, còn phần quản lí điện năng thì ở mức thấp. Khoảng 30% nhà cao tầng có trang bị hệ thống điều hoà 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 hệ thống điều hoà, báo cháy được điều khiển riêng biệt và tích hợp từng phần. BMS cho phép trao đổi thông tin, giám sát giữa các hệ thống, quản lí tập trung và quản lí điện năng ở mức cao. Nhưng hiện nay tất cả các toà nhà cao tầng hiện nay đều chưa được trang bị hệ thống quản lí toà nhà thông minh với các hệ thống điều khiển điều hoà, báo cháy, … được điều khiển tập trung, tương tác bởi hệ BMS. Một hệ thống được tích hợp đầy đủ hệ thống thông tin, truyền thông và tự động hoá văn phòng. Đay còn gọi là các toà nhà hiệu năng cao, toà nhà xanh, toà nhà công nghệ cao, toà nhà có những chức năng đặc biệt như bệnh viện, cơ quan, Trung ương, nhà Quốc hội, … Như vậy phần lớn việc quản lí nhà cao tầng ở Việt Nam chưa được trang bị hệ thống BMS nên xét về mặt chất lượng và hiệu năng sử dụng thì chưa đạt yêu cầu của đô thị hiện đại. Hiện các toà nhà tối thiểu đều có hệ thống cung cấp nước nhưng do chưa được trang bị hệ thống BMS và tiết kiệm điện năng nên tiền điện thường phải chi nhiều hơn. Nếu xét về mặt kinh doanh thì các nhà cao tầng không trang bị BMS sẽ không có tính cạnh tranh, rất dễ thua lỗ. Nguyên nhân dẫn đến tỷ lệ áp dụng hệ thống BMS ở Việt Nam còn thấp là do: + Giá thành cho việc trang bị một hệ thống BMS đồng bộ cho một toà nhà cao tầng là rất cao. Thường chi phí này chiếm từ 10% đến 15% chi phí xây dựng toà nhà (tuỳ theo mức độ hiện đại của hệ thống BMS triển khai). + Chi phí cho việc bảo dưỡng, sửa chữa và duy trì hoạt động của hệ thống khá cao. Giải pháp để nâng cao khả năng ứng dụgn hệ thống quả lí đối với các toà nhà ở Việt Nam: + Phải xây dựng được các đơn vị trong nước có đội ngũ cán bộ đáp ứng được các yêu cầu sau: Làm chủ kỹ thuật và công nghệ của hệ thống tự động điều khiển, giám sát và quản lí nhà cao tầng, đáp ứng được nhu cầu của thị trường đối với các hệ thống BMS trong xây dựng và phát triển đô thị hiện đại, phù hợp với điều kiện Việt Nam. Đủ năm lực đáp ứng các dịch vụ kỹ thuật (bảo trì, nâng cấp và thay thế,…) đối với các hệ thống quản lí tổ hợp văn phòng ở Việt Nam. Hệ thống quản lý toà nhà BMS (Building Management System) là hệ thống điều khiển và quản lý cho các hệ thống kỹ thuật trong toà nhà như hệ thống điện, hệ thống cung cấp nước sinh hoạt, hệ thống điều hoà thông gió, hệ thống cảnh báo môi trường, hệ thống an ninh, hệ thống báo cháy - chữa cháy, giúp cho việc vận hành một toà nhà trở nên hiệu quả, kịp thời. Với các yêu cầu như vậy hệ thống BMS có các tính năng chính như: - Quản lý tín hiệu cảnh báo. - Giám sát & điều khiển toàn bộ toà nhà. - Đặt lịch hoạt động cho thiết bị. - Quản lý dữ liệu gồm soạn thảo chương trình, quản lý cơ sở dữ liệu, chương trình soạn thảo đồ hoạ, lưu trữ và sao lưu dữ liệu. - Báo cáo, tổng hợp thông tin. Hệ thống BMS có đầy đủ các tính năng đáp ứng được việc giám sát được môi trường không khí, môi trường làm việc của con người. Ngoài ra hệ thống còn có khả năng kết nối các hệ thống kỹ thuật như an ninh, báo cháy, qua cổng giao diện mở của hệ thống với các ngôn ngữ giao diện theo tiêu chuẩn quốc tế. Hệ thống BMS bao gồm đầy đủ các chức năng điều khiển - Tổng hợp thông tin - Lưu trữ dữ liệu & Cảnh báo sự cố, đưa ra những tín hiệu cảnh báo kịp thời trước khi có những sự cố gây nên những ảnh hưởng tới hoạt động của hệ thống kỹ thuật nói chung. Hệ thống BMS linh hoạt, có khả năng mở rộng với các giải pháp sẵn sàng đáp ứng với mọi yêu cầu Với nhiệm vụ như vậy, hệ thống BMS bao gồm: - Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành: đặt tại các thiết bị trường như : AHU, FCU, Chillers, ... Pump, Fan, ... làm nhiệm vụ thu thập các thông số : trạng thái hoạt động, nhiệt độ, áp suất, mức, lưu lượng, công suất, dòng, áp, ... Và thực thi các lệnh điều khiển : đóng/cắt, quay, xoay các cơ cấu cơ khí, điều khiển các biến tần, ... - Các bộ điều khiển số DDC: các bộ này có thể nằm tại nhiều phân lớp mạng khác nhau trong hệ thống: FLN : mạng tầng tòa nhà, BLN : mạng tổng tòa nhà. Có thể giao tiếp qua các chuẩn TCP/ IP, Bacnet/IP, Bacnet MS/TP, ... làm nhiệm vụ điều khiển cho các hệ thống ( các chương trình điều khiển nằm ở đây), thu thập và lưu trữ dữ liệu hoạt động - Hệ thống quản lý và thu thập dữ liệu: hệ thống máy chủ, phần mềm: làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các DDC lên hệ thống BMS. Tạo ra giao diện đồ họa người sử dụng, tạo ra công cụ lập trình từ xa, tạo ra công cụ giám sát, thu thập và xử lý dữ liệu, các tính năng diều khiển nâng cao : PID số, tối ưu, bền vững, remote, ... II BMS (Building Management System) 1 Hiện nay, trên thị trường đã xuất hiện rất nhiều các nhà cung cấp giải pháp SECURITY ( Camera và Giám sát vào ra), tuy nhiên việc tích hợp này còn rất nhiều vấn đề cần phải bàn. Phần mềm quản lý phần mềm quản lý Quản lý video số Honeywell (DVM) R200.XX là một hệ thống phát triển video số dựa trên nền IP doanh nghiệp. Video digital trên mạng IP có rất nhiều lợi thế khi so sánh với hệ thống giám sát CCTV analog truyền thống.Những ích lợi này dành cho người sử dụng lẫn đội ngũ triển khai. Đối với người tiêu dùng cuối cùng, họ có thể truy nhập , quản lý hệ thống, kiểm soát từ các vị trí địa lý xa xôi.Với đội ngũ triển khai, phần cứng theo chuẩn IT và cơ sở hạ tầng TCP/IP cho phép quá trình lắp đặt diễn ra hợp lý. DVM là bước phát triển tiếp theo của công nghệ Video số, bởi vì đấy chính là NVR. NVR có điểm khác biệt so với DVR ở chỗ nó sử dụng phần mềm để thay đổi thiết bị chuẩn IT và nguồn video số thành hệ thống video có thể quản lý cho những yêu cầu về an ninh và giám sát.Ví dụ : Việc thêm không giới hạn các server cho phép quản lý rất nhiều các camera cần thiết. DVM cung cấp các ích lợi gia tăng của một cấu trúc mở , điều này cho phép các video M-Jpeg, MPEG2, MPEG4 có thể được xem trực tiếp, ghi, sao và lưu lại.Cấu trúc này được thiết kế để bảo vệ sự đầu tư hiện tại trong khi cho phép kết hợp với công nghệ của tương lai. DVM có thể được dùng để nâng cấp hệ thống CCTV hiện tại hoặc triển khai một hệ thống video digital mới.DVM hỗ trợ rất nhiều thiết bị Video khác nhau từ những bộ giải mã độc lập cho đến những camera IP cố định hoặc PTZ. Bên cạnh sự phát triển của Video digital, DVM còn cho thấy sự cách mạng trong các ứng dụng của Video.Công nghệ cho phép theo dõi những chuyển động bên ngoài, giám sát mục tiêu ... Hệ thống Honeywell Digital Video Manager System (Hệ thống quản lý video kỹ thuật số Honeywell) cung cấp 3 chức năng chủ yếu. Đầu tiên là camera DVM nhận, lưu trữ và truyền hình ảnh đến cho khách hàng. Thứ 2 là một server số hoá DVM, server này sẽ quản lý server camera, hình ảnh khách hàng, nguồn video IP và tất cả các bộ phận cấu thành khác. Một hệ thống DVM có thể có 1 hay 2 server số hoá khác (nếu thừa) và khi nhiều camera server cần lựa chọn số lượng camera. Thứ 3 là một server phân tích hình ảnh không quy định trước, server này được thiết kế riêng nhằm phân tích những hình ảnh sống và nhằm bắt đầu những sự việc chỉ bằng hệ thống khi người sử dụng lập trình tiêu chuẩn gặp. Có thể truy cập hệ thống DVM bằng bất cứ máy tính nào có Microsoft Internet Explorer và đúng là người sử dụng. Trong một hệ thống tích hợp, DVM còn có thể thông tin tới nhiều phần mềm ứng dụng quản lý doanh nghiệp khác của Honeywell như EBI, Experion và Prowatch. III BMS (Building Management System) 2 Từ xưa đến nay, TĐH có tính hệ thống (Automation System) vẫn chỉ đc biết đến tại VN như một lĩnh vực riêng của công nghiệp, nhưng trên thế giới, họ đã ứng dụng rất rộng rãi những công nghệ này vào cuộc sống. Cụ thể, công nghệ tự động hóa ứng dụng trong điều khiển các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà. Hệ thống BMS (Building Management System) là hệ thống quản lý tòa nhà với các chức năng và nhiệm vụ sau: - Điều khiển và giám sát cho các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà nhằm đảm bảo quá trình vận hành của các hệ thống này một cách tối ưu và hiệu quả - Phối hợp hoạt động của các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà để đáp ứng tốt nhất các yêu cầu về mức độ sử dụng, đảm bảo an ninh, an toàn và tiện nghi, thoải mái cho con người trong tòa nhà. - Tạo ra một công cụ giao tiếp Người/Máy cho các nhân viên vận hành tòa nhà để họ có thể vận hành các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà một cách an toàn, chính xác và hiệu quả. - Thống kê các số liệu về tình trạng hoạt động, thông số kỹ thuật của các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà dưới dạng các báo cáo, cơ sở dữ liệu ... giúp cho việc vận hành tòa nhà của các kỹ sư vận hành tối ưu nhất. - Tự động phát hiện sớm các sự cố, đưa ra các cảnh báo nhanh chóng, chính xác nhất đến người vận hành để nhanh chóng sửa chữa, khắc phục, tránh các tai nạn đáng tiếc ảnh hưởng trực tiếp đến con người trong tòa nhà. - Tạo ra một môi trường làm việc thân thiện, thoải mái nhất cho con người tham gia hoạt động trong tòa nhà, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, làm việc. IV Hệ thống BMS- Điều khiển HVAC, chiếu sáng và giám sát thiết bị hệ thống điện Hệ thống BMS- Điều khiển HVAC, chiếu sáng và giám sát thiết bị hệ thống điện BMS bao gồm: a. Hệ thống An toàn (Security) (Camera, Cửa ra vào) b. Hệ thống Thông gió điều nhiệt (HVAC) c. Hệ thống Điều khiển chiếu sáng (Lighting control) (chiếu sáng, trang trí, rèm cửa, cảm biến ánh sáng) d. Hệ thống Quản lý năng lượng (Energy managerment) (điện, nước, điều hòa, nóng lạnh, khí ga,…) e. Hệ thống Dữ liệu trung tâm (data center) (truyền hình cáp, internet, lưu trữ dữ liệu, trung tâm điều khiển, truyền thông…) f. Hệ thống Điện (Phân phối điện, điền nguồn…) g. Hệ thống giải trí hiện đại, thông minh, tạo sự thoải mái cho người sử dụng Các bạn có thể vào các trang web của các hãng lớn trên thế giới để tìm hiểu thêm: Siemens, Metern, Crestron, Clipsal, Lagrange, Schneider, LG, Samsung... hoặc shearch trên mạng các từ BMS, EIB, BACnet, C-Bus, I-Net, HomNet,... Có thể dùng BMS của hãng YAMATAKE dùng để điều khiển cho chiller TRANE, AHU, FCU và các thiết bị khác. * Nói thêm về BACNet, LonTalk: (BACnet - A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks) BACNet, LonTalk là 2 loại chuẩn khác nhau cho việc truyền tín hiệu; CHuẩn BACNet là dùng ở cấp hệ thống. Chuẩn Lontalk là chuẩn mới hơn dùng ở cấp thiết bị , truyền tải tín hiệu nhanh hơn giuẵ 2 vị trí xa nhau. Dùng chuẩn Modbus để liên kết 2 chuẩn trên lại với nhau Bạn có thể vào mytranecontrols.com để tham khảo thêm. V BMS (Building Management System) 3 BMS chỉ là chữ viết tắt, có một số hãng quy định nó là "Building Management System" tức là: " Hệ thống quản lý tòa nhà". Ngày nay, tự động hóa ngày càng xâm nhập, ứng dụng nhiều vào cuộc sống, việc ứng dụng tự động hóa vào các tòa nhà ngày càng trở nên là một nhu cầu cần thiết. Thông thường chức năng của một hệ thống BMS như sau: Quản lý ra vào - Quản lý hệ thống điện (Hệ thống thang máy, chiếu sáng, đóng ngắt thiết bị...) - Quản lý hệ thống thông tin liên lạc, giải trí - Quản lý môi trường: Nhiệt độ, thông gió... - Hệ thống quan sát: Camera Trong từng trường hợp, nhu cầu cụ thể mà người ta áp dụng các cách quản lý cho phù hợp chứ không phải lúc nào cũng áp dụng tất cả. Về các thiết bị để phục vụ cho hệ thống BMS: Có nhiều hãng sản xuất, Advantech là một trong những nhà sản xuất các thiết bị phục vụ cho BMS, các thiết bị về BMS của Advantech có mã là: BAS-XXXX (BAS: Building Automation System), các thiết bị này được thiết kế đặc biệt cho hệ thống BMS. Tuy nhiên để xây dựng một hệ thống BMS có thể cần nhiều thiết bị khác, đôi khi không nhất thiết phải sử dụng thiết bị BAS, nếu bạn có nhu cần xây dựng hệ thống BMS hãy trực tiếp liên lạc với công ty chúng tôi, đưa ra các yêu cầu, chúng tôi sẽ tư vấn để xây dựng nên một hệ thống BMS hiệu quả và tiết kiệm nhất._________________ VI BMS (Building Management System) 4 Hệ BMS còn đc gọi là BAS ( Building Automation System) nữa. Về bản chất và cấu hình mạng , BMS giống như 1 hệ DCS thu nhỏ, nó khác hệ DCS công nghiệp là nó ko yêu cầu tính realtime cao nên các bộ điều khiển trường của nó thường có cấu hình thấp hơn, và phần mềm quản lý, giám sát diều khiển thì có nhiều tính năng gần với các tiện ích trong dân dụng, thương mại hơn thôi. Mạng thông tin của BMS chia làm 3 cấp ( hoặc 02 cấp) tùy vào từng nhà cung cấp: - mạng trục backbone : thường là mạng Ethernet : TCP/IP hoặc Bacnet/IP 10100/1000Mb nối các bộ điều khiển tòa nhà ( Builiding controllers) với nhau và nối với các Server của hệ thống ( thường có 2 server chạy nóng và dự phòng). Mạng điều khiển tầng: là mạng dây chạy trực tiếp trong từng tầng, thường là mạng RS485, chuẩn truyền thông thường là LON, Bacnet MS/TP, N2, P2, ... mạng này do bộ điều khiển tầng quản lý và liên kết các bộ điều khiển nhỏ hơn đặt tại từng thiết bị cụ thể trong tầng của tòa nhà. Thường các hệ BMS đơn giản chỉ có 02 phân lớp mạng như vậy. Các hệ thống lớn và yêu cầu tích hợp cao thường có thêm phân lớp mạng thứ 3 nằm trên 2 lớp trên : ALN ( Application Level network) Phân lớp này thường là lớp mạng interconnect giữa rất nhiều hệ thống khác nhau trong tòa nhà, cùng chia sẻ thông tin và quản lý, nó sẽ có 1 hệ thống SCADA trung tâm để thu thập và phân phối thông tin cho các Client trong hệ thống mạng. VII BMS (Building Management System) 5 * Một kỹ sư điện khi được giao thiết kế một công trình cơ sở hạ tầng. Anh ta không chỉ thiết kế về động lực, chiếu sáng. Mà anh ta phải đảm đương luôn tất cả các hệ thống trên. Hệ thống camera: Đây thật ra là hệ thống an ninh. Nhờ hệ thống camera người vận hành có thế kiểm soát hết toàn bộ tòa nhà. Ngày nay với kĩ thuật xử lý ảnh phát triến.các camera thường có độ phân giải cao, màu hay trắng đen tùy vào người sử dụng. Ngoài camera ra,người thiết kế cũng phải chọn luôn cả đầu ghi hình cho camera, bộ giải mã, Monitor +Đặc biệt ngày nay còn xuất hiện một loại camera nữa là camera IP, người điều khiển có thể kiểm soát thông qua Internet._________________ VIII BMS (Building Management System) 6 4.Tích hợp với hệ thống điều khiển dịch vụ toà nhà. 4.1 Giới thiệu chung. Phần này sẽ giới thiệu chi tiết những giao tiếp tới mỗi kiến trúc dịch vụ. Chi tiết mỗi phần sẽ có những thông tin yêu cầu và sơ đồ giữa mỗi điều khiển toà nhà và hệ thống quản lý và toà nhà BMS. Nhà cung cấp thực hiện xây dựng BMS nên làm việc với mỗi nhà cung cấp những dịch vụ và chắc chắn rằng cung cấp đầy đủ chức năng đã được liệt kê giữa toà nhà BMS và mỗi kiến trúc dịch vụ Những hệ thống con nên có sẵn những khả năng cần thiết trong thứ tự hiển thị và điều khiển những thiết bị của hệ thống con. Tất cả những điểm nguy cấp của mỗi hệ thống nhỏ nên sẵn sàng cho hệ thống BMS. Trong chuẩn chung giao tiếp giữa BMS với những hệ thống con trong toà nhà được chia làm hai loại giao diện mức cao và giao diện mức thấp. 4.2 Mạng điều khiển cấp cao, điều khiển – giám sát Trong trường hợp sử dụng giao diện mức cao giữa BMS và những hệ thống con của máy tính hay bộ điều khiển, chúng sử dụng một vài chuẩn như là OPC, BACNet, MODBUS, LNS, P2, Active X và MetaSys...hỗ trợ chuẩn SNMP bởi những nhà cung cấp bộ điều khiển. Khi BMS sẽ điều khiển những dịch vụ thông qua hệ thống con và bộ điều khiển. BMS sẽ không trực tiếp điều khiển tới những kiến trúc dịch vụ. Điều này có nghĩa là BMS sẽ đưa ra các yêu cầu thích hợp hoặc những chỉ thị tới những hệ thống con thông minh hoặc khởi tạo những hành động thích hợp. Như đã được đề cập ở phần trước, trong một vài trường hợp nhà cung cấp bộ điều khiển chỉ cung cấp giao thức không theo chuẩn TCP/IP và những nhà cung cấp cho BMS vẫn đang phát triển giao diện để kết nối tới hệ thống máy tinh. Trong ví dụ dưới đây sử dụng giao tiếp mức cao với hệ thống BAC Mạng điều khiển và tự động tòa nhà (Building Automation and Control Networks). Mạng BAC là giao thức truyền dữ liệu cho toà nhà tự động và mạng điều khiển. Trong sơ đồ trên đây nhà cung cấp hệ thống con sẽ cung cấp máy chủ BACNet và những thiêt bị BACNet. Về cấu hình máy chủ BACNet sẽ được thực hiện bởi những nhà cung cấp hệ thống con. Máy chủ BACNet giao tiếp với những thiết bị BACNet. Những nhà cung cấp cho hệ thống BMS nên tích hợp với máy chủ BACNet sử dụng bộ cổng vào BACNet (BACNet Gateway). 4.3 Mạng điều khiển cấp trường Slave Đối với những dịch vụ mà không có hệ thống con thông minh thì những dịch vụ này sẽ được điều khiển trực tiếp thông qua bộ mã hoá của BMS hoặc trực tiếp tới bộ điều khiển. BMS sẽ giao tiếp sử dụng kết nối vật lý RS232/RS485 và những giao thức truyền thông thích hợp bởi những nhà cung cấp DDC/PLC. Có rất nhiều bộ điều khiển trên thị trường, chúng có thể sử dụng cho giao diện cấp trường phù hợp với từng hệ thống cụ thể. Dưới đây đưa ra một số loại bộ điều khiển chung : • Siemens • Johnson N2 • HoneyWell 4.4 BMS hợp với những hệ thống sau đây trong toà: • 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 (Chiller hoặc VRV) • Chiếu sáng công cộng (Public Lighting) • Điều khiển truy nhập (Access control) • Hệ thống Camera an ninh • Hệ thống PCCC • Thang máy (lift, elevator) • Hệ thống cấp – thoát nước / xử lý nước thải sinh hoạt • Tích hợp với những Tủ Hệ thống điện  Hệ thống điều hoà thông gió (HVAC) hệ thống con: Hệ thống phát hiện Hệ thống phòng cháy.  Chiếu sáng điện phân phối V.v… 5. Các hệ thống tích hợp trong toà nhà: 5.1 Tích hợpchất lỏng. hệ thống điều hoà trung tâm Hệ thống điều hòa trung tâm là một trong những hệ thống quan trọng nhât của tòa nhà. Hệ thống này bao gồm các mạch điện cũng như các mạch điều khiển đảm bảo cho hệ thống làm việc một cách trôi chảy. Thông thường các nhà cung cấp điều hòa sẽ ưu tiên chọn các bộ điều khiển từ những nhà cung cấp mà có thể tích hợp vào hệ thống một cách dễ dàng. Để tích hợp với hệ thống, các nhà cung cấp điều hòa cần phải cung cấp các thiết bị có khả năng kết nối với hệ thống bên ngoài thông qua các giao thức mở như OPC, BACNet, MODBUS hoặc LNS. Để có khả năng cung cấp tính năng gia hạn thời gian sử dụng tự động, hệ thống BAS phải có tính năng định nghĩa điểm họat động cho từng vùng. Thiết bị BAS cần phải có tính năng logic bên trong để có thể điều khiển các Chiller, AHU, FCU, VRF bật hoặc tắt theo từng vùng riêng biệt. Việc điều khiển độ nóng, thông gió và các dịch vụ điều hoà khác thông thường đều thông qua các bộ điều khiển số trực tiếp của hệ thống BMS. Hệ thống BMS sẽ điều khiển và/hoặc giám sát tối thiểu là: 1. Các máy lạnh trung tâm 2. Điều chuyển không khí 3. Chỉnh lượng không khí 4. Quạt khí thải/ khí tươi 5. Nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời 6. Nhiệt độ và độ ẩm phòng 7. Thời gian hoạt động của tất cả các khối. 8. Các thông số môi trường khác Hệ thống điều khiển này sẽ giao tiếp với thiết bị điều khiển chung của hệ thống điều hòa với các thủ tục mở như BACNet, MODBUS, LNS, P2 hoặc theo chuẩn của chính nhà sản xuất. Hệ thống BMS sẽ giám sát và điều khiển các thông qua các thiết bị điều khiển này và cung cấp ít nhất là các tính năng sau: 1. Tình trạng của các thiết bị 2. Công suất hệ thống 3. Các mức quá nhiệt của hệ thống 4. Mức quá tải của hệ thống 5. Giám sát các trạng thái hoạt động 6. Thời gian hoạt động của tất cả hệ thống hoặc cục bộ 7. Tính toán hoạt động với hiệu suất cao nhất 5.2 Tích hợp vào hệ thống chiếu sáng Hệ thống điều khiển chiếu sáng sẽ phân theo vùng tương ứng như nơi mà các bóng cố định được phân chia. Các nhà cung cấp thiết bị chiếu sáng thông thường sẽ cung cấp các thiết bị điều khiển chiếu sáng theo từng phần. Để làm được việc này, họ sẽ cung cấp các mạch điều khiển điều khiển chiếu sáng từng vùng. Họ cũng ưu tiên chọn các thiết bị điều khiển mà có thể điều khiển hệ thống chiếu sáng. Các bộ điều khiển này có các mô đun DO để điều khiển chiếu sáng theo vùng. Các bộ điều khiển này còn có các mô đun DI để đọc các thông tin từ bảng điều khiển hệ thống chiếu sáng. Để tích hợp vào hệ thống BMS, các nhà cung cấp hệ thống chiếu sáng cần cung cấp các thiết bị điều khiển với hỗ trợ các giao thức thích hợp. Các giao thức này có thể là các giao thức cấp thấp và sau đó sẽ được chuyển đến hệ thống BMS. Hệ thống BMS sẽ lên lịch trình và điều khiển ánh sáng theo mức vùng trong toà nhà . Đầu vào của hệ thống này sẽ bao gồm: 1. Yêu cầu của người dùng cần có ánh sáng ngay. 2. Yêu cầu của người dùng cần lên lịch trình cho việc chiếu sáng. 3. Hệ thống cho phép bật tắt hoặc đặt cấu hình để điều khiển cho các bóng cố định từ máy tính điều khiển trung tâm hay hệ thống các nút công tắc hiện trường Hệ thống BMS sẽ bao gồm các chức năng điều khiển mức vùng như sau. 1. Ánh sáng có thể được bật lên hoặc tắt đi ở một vùng xác định. 2. Bộ chuyển mạch điều khiển sẽ đưa ra các trạng thái, cho phép hiển thị là chuyển mạch hoạt động tốt hay là không. 3. Giám sát trạng thái tắt bật hiện tại và phần trăm hoặc là mức độ mờ của ánh sáng đèn. 4. Bỏ qua hệ thống điều khiển của phòng và đặt sẵn chế độ bật tắt cho các bóng đèn. 5. Có khả năng đặt lại cấu hình cho hệ thống điều khiển chiếu sáng để thay đổi bộ chuyển mạch chính hoặc bộ chuyển mạch phụ cho các vùng chiếu sáng mà đang được chuyển mạch bởi các công tắc trong phòng. 6. Giám sát tất cả các modul điều khiển của hệ thống điều khiển chiếu sáng. Hệ thống sẽ cung cấp việc hiển thị đồ hoạ toàn phần cho phần ngoại thất, và cho mỗi tầng sẽ hiển thị trạng thái của các vùng chiếu sáng, các mạch điện, các bộ phát hiện chuyển động, các bộ cảm biến mức độ sáng. 5.3 Tích hợp vào hệ thống báo cháy và chống cháy Hệ thống báo cháy sẽ là hệ thống thông minh với các phần điều khiển của riêng nó. Hệ thống này sẽ giao tiếp với hệ thống BMS thông qua một cổng giao tiếp thông minh. Cổng giao tiếp này sẽ đưa ra giao diện RS232 hay RS485 và nhà thầu phụ của hệ thống BMS sẽ đưa ra thủ tục giao tiếp riêng tiêu chuẩn. Thủ tục này có thể là mức thấp. Nhưng những chi tiết về định dạng gói thông tin phải được cung cấp cho bên làm BMS. Thủ tục giao tiếp của hệ thống và định dạng các thông điệp sẽ được cung cấp cho bên làm hệ thống BMS. Thông qua cổng giao tiếp (gateway), tối thiểu là các dòng thông tin sau sẽ được cung cấp: 1. Trạng thái của tất cả các bộ bơm phục vụ cứu hoả 2. Mức nước trong các bể chứa nước cứu hoả 3. Giám sát áp lực nước trong các bình chứa chính của hệ thống cứu hoả 4. Có thể truy cập đến tất cả các bộ cảnh báo 5. Trạng thái của bảng điều khiển Hệ thống BMS sẽ cung cấp sơ đồ bố trí và sơ đồ chức năng hoạt động của các dịch vụ cứu hoả. Sơ đồ sẽ được mô phỏng động để chỉ ra trạng thái của các thiết bị và sự vận hành của hệ thống. 5.4 Tích hợp vào các hệ thống điện Các dịch vụ về điện sẽ có các bộ điều khiển của riêng chúng và có giao diện đến hệ thống BMS. Nhà cung cấp hệ thống điện sẽ cung cáp bộ điều khiển với thủ tục giao diện hoặc cổng giao diện cần thiết để giao tiếp với hệ thống BMS. Cổng giao tiếp sẽ cung cấp giao diện RS232 hoặc RS485 và nhà thầu phụ của hệ thống BMS sẽ biến chúng thành các thủ tục giao tiếp riêng chuẩn. Bảng điều khiển của nhà cung cấp điện sẽ có các điểm kiểm tra, các bộ biến đổi để có thể đo được điện áp, dòng, tần số, công suất và năng lượng của hệ thống điện. Nhà cung cấp thiết bị điện thông thường sẽ lựa chọn các bộ điều khiển mà có thể nối với các điểm kiểm tra trên bảng điều khiển bằng module DI, và nối với các bộ biến đổi bằng chuẩn điểm đầu vào loại AI. Để tích hợp với hệ thống BMS, các bộ điều khiển cần phải có các thủ tục giao tiếp cần thiết để hệ thống BMS có thể giao tiếp với chúng. Thông qua giao diện này. Hệ thống BMS sẽ giám sát các thông tin được chỉ định hoặc trạng thái của hệ thống điện từ trạm biến áp đến tủ phân phối từng tầng. Một cách tối thiểu hệ thống BMS sẽ giám sát được các yếu tố sau: 1. Công suất tiêu thụ lấy từ tất cả các bộ đo điện 2. Nhu cầu tối đa 3. Giám sát trạng thái của các mạch điện 4. Giám sát và điều khiển trạng thái của các máy cắt/ áptômát 5. Điện áp, dòng và tần số điện nguồn. 6. Giám sát trạng thái của tất cả các bảng chuyển mạch của của các dịch vụ điện, điện áp và dòng của điện cung cấp. Hệ thống BMS sẽ cung cấp việc hiển thị đồ hoạ của tất cả hệ thống điện hiển thị hạ tầng kết nối và các mạch điện. Màn hình đồ hoạ sẽ hiển thị bề mặt của các bảng chuyển mạch và chỉ ra tên và số của các mạch, các cầu chì cùng với các lượng điện tiêu thụ, các giá trị đọc được của điện áp và dòng điện. Trạng thái của tất cả các điểm giám sát thiết bị điện cũng được hiển thị. Bộ hiển thị xu hướng sẽ có khả năng điểu chính theo nhu cầu để hiển thị xu hướng tiêu thụ điện cho một thiết bị đo hoặc một nhóm các thiết bị đo dựa trên ngày tháng được chỉ định bởi người dùng. Hệ thống BMS sẽ cung cấp các chức năng điều khiển mức vùng cho các chức năng sau: 1. Bất kỳ thay đổi nào về trạng thái của bộ chuyển mạch điều khiển cần phải được phát hiện. 2. Bộ chuyển mạch điều khiển sẽ cung cấp trạng thái là đang làm việc hay không. 3. Giám sát các modul điều khiển của tất cả hệ thống điều khiển chiếu sáng. Hệ thống sẽ hiển thị chi tiết bên ngoài và các tầng cho thấy trạng thái của tất cả các đèn từng khu vực và mạch điện bộ cảm biến chuyển động,cảm biến mức ánh sáng. 5.5 Tích hợp với máy phát điện Các bộ điều khiển của BMS sẽ cho phép hệ thống BMS giám sát và điều khiển máy phát và hệ thống nhiên liệu và cung cấp tối thiểu là các thông tin sau: 1. Trạng thái của từng máy phát 2. Giám sát tình trạng và mức độ chất lượng của hệ thống phát điện 3. Giám sát các cảnh báo của các khối của máy phát điện 4. Giám sát thời gian hoạt động của tất cả các máy phát 5. Giám sát các mức nhiên liệu trong tất cả các bình chứa. 6. Giám sát nguồn cung cấp năng lượng và các cảnh báo về rò rỉ Màn hình đồ hoạ mô phỏng động chỉ ra các hoạt động và trạng thái của các máy phát sẽ được cung cấp. Màn hình sẽ chỉ ra quá trình hoạt động cũng như là bố trí về mặt vật lý của các máy phát, hệ thống cung cấp nhiên liệu và hệ thống lưu trữ nhiên liệu. 5.6 Tích hợp vào hệ thống thang máy Gần đây, hệ thống thang máy đã trở thành một hệ thống quan trọng và hệ thống này thường đi kèm với một phần mềm trên máy PC để giám sát và điều khiển. Thêm nữa, hệ thống này cũng sẽ cung cấp một cơ chế giao tiếp để cho các nhà tích hợp bên thứ 3 ví dụ như BMS để Truy nhập và lấy thông tin. Một giao tiếp mức cao sẽ được cung cấp cho hệ thống điều khiển thang máy và thang trung tâm. Thông qua giao diện này, hệ thống BMS sẽ có thể giám sát và điều khiển các thông tin liên quan đến thang máy và cũng giao tiếp với hệ thống thông báo, hệ thống nhắn tin, và màn hình hiển thị của thang máy. Toà nhà sẽ trang bị nơi đặt hệ thống, rack, kết nối mạng và các hạng mục liên quan cần thiết cho cổng giao tiếp với hệ thống thang máy. Các nhà cung cấp thang máy thường cung cấp các hệ thống thang máy với các giao thức như OPC, BACNet, MODBUS, LNS, P2 hoặc đơn giản hơn là TCP/IP. Hệ thống thang máy của các nhà cung cấp lớn như Schindler, Ryoden, Mitsubishi… hỗ trợ giao thức TCP/IP Mỗi một hệ thống thang máy sẽ cung cấp các chức năng sau để có thể dùng BMS điều khiển chúng (thông qua cổng giao tiếp của BMS): 1. Tất cả các điểm kiểm tra trạng thái của thang máy và các điểm cảnh báo sẽ được giám sát 2. Vị trí của mỗi thang sẽ được chỉ ra và có thể đặt được. 3. Hiển thị Trạng thái hoạt động của thang máy 4. Các thông báo bằng hình ảnh đang hiển thị hoặc được lên lịch trình hiển thị cũng sẽ xem được bằng hệ thống BMS. 5. Các bản thông báo bằng hình ảnh cho mỗi hay cả một nhóm thang sẽ thể thiết lập và được đưa vào ngay lập tức hoặc lên lịch để đưa vào hiển thị. 6. Hiển thị Tầng nghỉ của thang máy 7. Hướng đi của thang máy 8. Giám sát được trạng thái dừng khẩn cấp của thang máy. 9. Giám sát trạng thái của các cảnh báo của thang máy. Các cảnh báo chung của hệ thống thang máy sẽ không cần phải đưa ra. Hệ thống BMS sẽ nhận các thông tin cảnh báo và trạng thái chi tiết của hệ thống. Hệ thống BMS sẽ cung cấp màn hình đồ hoạ mô phỏng động để chỉ ra các chuyển động và trạng thái của tất cả thang máy. IX BMS (Building Management System) 7 5.7 Tích hợp vào hệ thống nước Các nhà cung cấp hệ thống cung cấp nước cần có các thiết bị và các bộ điều khiển cần thiết để có thể tích hợp vào BMS. Các giao thức sử dụng cho kết nối này có thể là các giao thức cấp thấp nhưng phải phù hợp để có thể tích hợp vào BMS. Khi được tích hợp vào BMS, có thể thực hiện được các công việc sau. - Theo dõi tình trạng của các bơm nước - Bật tắt các máy bơm - Theo dõi mức nước trong các bể chứa Hệ thống BMS sẽ đưa ra sơ đồ bố trí và sơ đồ chức năng của hệ thống ống nước và hệ thống dịch vụ vệ sinh. Màn hình đồ hoạ sẽ được mô phỏng động để chỉ ra trang thái của các thiết bị và tình trạng hoạt động của hệ thống. 5.8 Tích hợp vào hệ thống an ninh (Access control / CCTV) Nhà cung cấp hệ thống an ninh sẽ cung cấp hệ thống có các các thủ tục mở như OPC, BACNet, MODBUS, LNS, P2, ActiveX, MetaSys hoặc TCP/ IP . Các giao diện sẽ cung cấp ít nhất là các tính năng sau: 1. Giám sát trạng thái các điểm cảnh báo ví dụ như các cố gắng mở cửa, lỗi bộ đọc v.v... 2. Giám sát các cảnh báo của bộ điều khiển an ninh (CAU) ví dụ như pin yếu, hỏng hóc v.v... 3. Các cảnh báo có thể sẽ kích hoạt hoặc báo cáo đến một trạm đầu cuối xác định để có các hành động cần thiết. 4. Giám sát phần cứng hệ thống an ninh để đảm bảo cho hệ thống hoạt động tốt 5. Giám sát các cảnh báo của hệ thống Camera quan sát 6. Các hoạt động của thẻ ra vào sẽ được giám sát và báo cáo. 7. Tích hợp với hệ thống thông tin công cộng (âm thanh/hình ảnh) và PCCC Hệ thống BMS sẽ đưa ra màn hình đồ hoạ sơ đồ bố trí và sơ đồ chức năng của hệ thống an ninh. Màn hình sẽ được mô phỏng động để chỉ ra trạng thái của các thiết bị và hoạt động của hệ thống. X BMS (Building Management System) 8 Cấp điều khiển khu vực – cấp trường Các bộ điều khiển ở cấp độ khu vực là các bộ điều khiển sử dụng bộ vi xử lý, cung cấp chức năng điều khiển số trực tiếp cho các thiết bị ở từng khu vực, bao gồm: các bộ FCU (FCU - Fan Coil Unit), VAV (VAV – Variable Air Volume), bơm nhiệt, các bộ điều hòa không khí cục bộ, ... Hệ thống phần mềm quản lý năng lượng cũng được tích hợp trong các bộ điều khiển cấp khu vực. Ở cấp khu vực, các cảm biến và cơ cấu chấp hành giao diện trực tiếp với các thiết bị được điều khiển. Các bộ điều khiển cấp khu vực sẽ được nối với nhau trên một đường bus, do vậy có thể chia sẻ thông tin cho nhau và với các bộ điều khiển ở cấp điều khiển hệ thống và cấp điều hành, quản lý. Cấp điều khiển hệ thống Các bộ điều khiển hệ thống có khả năng lớn hơn so với các bộ điều khiển ở cấp khu vực về số lượng các điểm vào ra, các vòng điều chỉnh và cả các chương trình điều khiển. Các bộ điều khiển hệ thống được tích hợp sẵn các chức năng quản lý, lưu trữ và thường được sử dụng cho các ứng dụng lớn hơn như hệ thống điều hòa trung tâm, hệ thống máy lạnh trung tâm,... Các bộ điều khiển này trực tiếp giao tiếp với thiết bị điều khiển thông qua các cảm biến và cơ cấu chấp hành hoặc gián tiếp thông qua việc kết nối với các bộ điều khiển cấp khu vực. Các bộ điều khiển hệ thống có thể hoạt động độc lập trong trường hợp bị mất truyền thông với các trạm vận hành. Cấp vận hành, giám sát và quản lý Các trạm vận hành và giám sát chủ yếu giao tiếp với các nhân viên vận hành. Các trạm vận hành ở cấp độ này chủ yếu là các máy tính PC. Một trạm vận hành thường bao gồm các gói phần mềm ứng dụng sau: An toàn hệ thống: Giới hạn quyền truy cập và vận hành đối với từng cá nhân. Xâm nhập hệ thống: Cho phép những người có quyền được truy cập và lấy dữ liệu hệ thống thông qua máy tính các nhân hoặc các thiết bị lưu trữ khác. Định dạng dữ liệu: Lắp ghép các điểm dữ liệu rời rạc vào trong các nhóm định dạng có quy tắc phục vụ cho việc in ấn và hiển thị. Tùy biến các chương trình: Người sử dụng có thể tự thiết kế, lập trình các chương trình riêng tùy theo yêu cầu sử dụng của mình. Giao diện: Xây dựng giao diện dựa trên ứng dụng của khách hàng, có sử dụng các công cụ vẽ đồ thị và bảng biểu. Lập báo cáo: Có khả năng lập báo cáo tự động, định kỳ hoặc theo yêu cầu về các cảnh báo và các sự kiện, hoạt động vận hành. Đồng thời cung cấp các khả năng tóm tắt báo cáo. Quản lý việc bảo trì bảo dưỡng: Tự động lập kế hoặch và tạo ra các thứ tự công việc cho các thiết bị cần bảo trì dựa trên lịch sử thời gian làm việc hoặc kế hoặch theo niên lịch. Tích hợp hệ thống: Cung cấp giao diện và điều khiển chung cho các hệ thống con (HVAC, báo cháy, an toàn, giám sát truy nhập,...) và cung cấp khả năng tổng hợp thông tin từ các hệ thống con để từ đó đưa ra các tác động có tính toàn cục trong hệ thống. Quản lý năng lượng và tài nguyên: thu thập, lưu trữ và xử lý dữ liệu lịch sử như năng lượng sử dụng, chi phí vận hành và các cảnh báo và tạo ra các báo cáo để cung cấp các công cụ cho quá trình quản lý và việc sử dụng thiết bị lâu dài. XI BMS (Building Management System) 9 Giao diện và phần mềm BMS: Phần mềm BMS và giao diện phần mềm bao gồm nhưng không giới hạn các tính năng sau: Quản lý cảnh báo. Giao diện người dùng đồ hoạ Đặt lịch vận hành Dữ liệu lịch sử, phân tích dữ liệu biến đổi An ninh hệ thống : mật khẩu truy cập/ ứng dụng vận hành điều khiển – giám sát Hệ thống quản lý các phương tiện Quản lý bộ phận Help-Desk / bảo trì Quản lý báo lỗi Quản lý bảo trì Các chỉ dẫn trực tuyến Quản Lý Năng Lượng Các tiện ích văn phòng khác Phần cứng BMS / Đặc tả Hệ Điều HànhHệ thống BMS phải có khả năng tích hợp nhiều chức năng bao gồm việc giám sát và điều khiển các thiết bị, quản lý các sự cố báo động, quản lý năng lượng và lưu trử dữ liệu. Hệ BMS phải bao gồm các thành phần chính như sau: Các trạm vận hành (OWS) - bao gồm hệ thống máy tính giám sát và hệ thống máy chủ lưu trữ dữ liệu và máy in của toàn bộ hệ thống BMS Các bộ điều khiển lập trình số trực tiếp DDC (Digital Direct Controller), làm việc độc lập. Hệ thống có thể mở rộng về số lượng điểm cũng như chức năng bằng việc tăng thêm các cảm biến, bộ truyền động điện, các DDC. Hư hỏng của thành phần riêng lẻ hoặc các dây mạng sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của toàn hệ thống. Một trạm vận hành bị hư hỏng thì có thể vận hành ở trạm khác