Tu Dong Hoa Toa Nha Tren Co So Ung Dung Cong Nghe Tu Dong Hoa Cua Hang Alc

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

MỤC LỤC

1 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AI – Analog Input (Đầu vào tƣơng tự). AO – Analog Ouput (Đầu ra tƣơng tự). AV – Analog Value (Giá trị tƣơng tự - giá trị trung gian có thể hiệu chỉnh hay chỉ đọc). ALC –Automated Logic Corporation. AHU – Air HandingUnit. Alarm - Hệ thống điều khiển sẽ đƣợc định dạng để phát ra những cảnh Báo khi một đối tƣợng điều khiển vƣợt quá ngƣỡng do ngƣời sử dụng xác định, nhƣ đƣợc miêu tả trong trình tự hoạt động. BI – Binary Input (Đầu vào số). BO – Binary Ouput (Đầu ra số). BV – Binary Value (Giá trị nhị phân - Là giá trị trung gian mà có thể hiệu chỉnh hay chỉ đọc). BMS – Building Managerment System CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection CSMA/CA – Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance CRC – Cyclic Redundancy Check DDC – Direct Digital Controller DTE – Data Terminal Equipment DCS –DistriButed Control System ES – Engineering Station FCU – Fan coil Unit. FCS – Field Control System Sched – Schedule (Lịch Biểu - Thuật toán điều khiển lịch hoạt động của thiết). Show on Graphic - Hiển thị trên màn hình đồ hoạ của hệ thống. SS– Server Station. HMI –Human and machine interface HVAC – Heating, ventilation, and air-conditioning control. Trend - Hệ điều khiển sẽ đƣợc định dạng lựa chọn và hiển thị Bảng đồ thị thời gian của đối tƣợng. Thời gian thực hiện vẽ đồ thị thời gian không nhỏ hơn thời gian lấy mẫu(5phút). TCP/IP–Transmisstion Control Protocol/Internet Protocol TDMA– Time Division Multiple Access OP – Operation Panel OS– Operation Station OSI – Open System Interconnection PLC – ProgrammaBle Logic Controller MPC–Model Predictive Control QCS – Quality Control System

2

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

LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày nay việc xây dựng các toà nhà cao tầng làm công sở, trung tâm thƣơng mại, khách sạn,…ngày càng trở nên phổ Biến.. Chúng ngày càng trở nên hiện đại, tiện nghi để phục vụ các yêu cầu ngày càng cao của con ngƣời. Giải pháp kết hợp hệ thống các thiết Bị cơ điện sử dụng trong toà nhà với công nghệ tự động hoá nhằm đem lại khả năng tự hoạt động (hệ thống thông gió, hệ thống chiếu sáng,…) đã không còn là điều mới mẻ nữa. Tuy nhiên vấn đề sống còn của giải pháp này lại nằm ở chỗ làm sao có thể quản lý chúng trong một hệ thống thống nhất. Các hệ thống tự động hoá toà nhà (Building Managerment System - BMS) đã ra đời để giải quyết Bài toán này. Nhiệm vụ chính của hệ thống BMS là điều khiển, giám sát, quản lý các thiết Bị cơ/điện trong một tòa nhà cao tầng, giúp cho việc vận hành, Bảo dƣỡng và quản lý tòa nhà một cách thuận tiện, an toàn và tiết kiệm. Hệ thống BMS đƣợc phát triển dựa trên nền kiến trúc của một hệ điều khiển phân tán với các Bộ điều khiển số trực tiếp (Direct Digital Controler – DDC) đƣợc kết nối với hệ thống mạng tầng (Floor Networks); các Bộ điều khiển, định tuyến cấp cao hơn liên kết các DDC với hệ thống mạng ”BackBone” của tòa nhà. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nhà cung cấp hệ thống BMS nhƣ: Siemens, Johnson, Invensys, ALC, AA Matrix, Andover Control,… Hệ thống BMS của mỗi hãng đều có những đặc trƣng riêng. Trong số đó ALC là một trong những đại diện hàng đầu. Chính vì vậy chúng em đã chọn tìm hiểu về hệ thống BMS của ALC làm đề tài tôt nghiệp. Đề tài của chúng em là “ Tìm hiểu và thiết kế hệ thống tự động hoá toà nhà cho khách sạn NewWay”. Nhiệm vụ của luận văn Bao gồm: - Nêu lên các đặc trƣng cơ Bản về tòa nhà cao tầng hiện đại - Nghiên cứu về các hệ thống điều khiển trong công nghiệp. - Nghiên cứu về hệ thống tự động hoá toà nhà nói chung, tìm hiểu sơ Bộ hệ thống BMS của Siemens và tìm hiểu sâu về hệ thống BMS của ALC. - Đƣa ra giải pháp cải tạo và nâng cấp hệ BMS cũ của KS NewWay trên nền hệ thống BMS của ALC. Sau 6 tháng nghiên cứu và thực tập tại công ty TNHH kỹ thuật T&D chúng em đã hoàn thành việc thiết kế hệ BMS cho NewWay. Để hoàn thành đồ án này chúng em xin chân thành cảm ơn cô Phan Xuân Minh, anh Lê Chí Hiếu - Quản lý dự án của công ty TNHH kỹ thuật T&D và toàn thể các thầy cô giáo trong Bộ môn Điều Khiển Tự Động đã giúp đỡ chúng em hoàn thành luận văn này. Hệ thống tự động hoá toà nhà là một lĩnh vực rất mới ở Việt Nam, do vậy mặc dù đã rất cố gắng nhƣng cũng không tránh khỏi thiếu sót trong quá trình tìm hiểu. Chúng em rất mong nhận đƣợc sự góp ý và Bổ sung của các thầy cô giáo.

3 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

VÀI NÉT VỀ CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT T&D NƠI TÁC GIẢ CÔNG TÁC Thành lập từ năm 1999, Công ty TNHH Kỹ thuật T&D là doanh nghiệp trẻ, năng động hoạt động trong phạm vi cả nƣớc, chuyên cung cấp các giải pháp tổng thể cho khách hàng trong các lĩnh lực phân phối và truyền tải điện năng. Không những Bảo đảm sự phát triển ổn định của mình trong các lĩnh vực truyền thống, Công ty còn nghiên cứu, ứng dụng các giải pháp và sản phẩm mới trong công nghệ tự động hoá toà nhà cũng nhƣ trong các dây chuyền công nghiệp. Với kinh nghiệm của mình thông qua các dự án trọng điểm nhƣ: Trung tâm hội nghị Quốc tế ASEM 5; Văn phòng Chính phủ; Kho lưu trữ Bộ Quốc phòng, Cầu Bãi cháy… Công ty đang phấn đấu trở thành một doanh nghiệp toàn diện có khả năng đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của khách hàng trong xây dựng và công nghiệp. Mặt khác để Bảo đảm sức cạnh tranh của mình trong quá trình hội nhập quốc tế, Công ty đang từng Bƣớc phát triển nguồn nhân lực mới có trình độ chuyên môn cao, nhiệt tình, năng động, sáng tạo; mở rộng quan hệ với các tập đoàn nổi tiếng trên thế giới nhƣ: ABB; Automated Logic Corporation (USA); Home Automation Inc. (USA); TSA Transformation Schaltanlagen (Đức)… Với tƣ cách là nhà đại lý độc quyền hoặc nhà phân phối chính thức của các hãng nêu trên, Công ty luôn cam kết với khách hàng về chất lƣợng của giải pháp công nghệ, sản phẩm và dịch vụ đƣợc cung cấp. Chất lƣợng của giải pháp công nghệ, sản phẩm, dịch vụ do T&D cung cấp là một phần quan trọng trong sự thành đạt của công ty. Bên cạnh đó , một phần khác không kém phần quan trọng đó chính là mối quan hệ và sự tín nhiệm của khách hàng đối với Công ty trong suốt thời gian qua. Với sự quan tâm và tín nhiệm đó, Công ty sẽ luôn nỗ lực vƣơn lên để phục vụ khách hàng ngày càng tốt hơn. Vì vậy dù hoạt động trong Bất kỳ lĩnh vực nào, Công ty TNHH Kỹ thuật T&D luôn duy trì sự sáng tạo kết hợp với việc ứng dụng công nghệ tiên tiến nhất để Bảo đảm chất lƣợng công trình, đem lại sự hài lòng cho khách hàng cũng nhƣ uy tín và sự phát triển Bền vững của Công ty. TRONG XÂY LẮP ĐIỆN Công ty TNHH Kỹ thuật T&D là một trong các nhà phân phối sản phẩm của Công ty TNHH ABB tại Việt Nam. Với sự hỗ trợ của ABB, T&D đã hoàn thành thi công các dự án trọng điểm theo phƣơng thức trọn gói nhƣ: Trung tâm hội nghị Quốc tế ASEM5; cầu Bãi cháy; Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông…. CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ TOÀ NHÀ 4

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Không chỉ là nhà tích hợp hệ thống mà T&D còn là đại lý độc quyền về hệ thống tự động hoá toà nhà cho tập đoàn Automated Logic (ALC), một trong 5 tập đoàn hàng đầu của Mỹ trong lĩnh vực này. Chất lƣợng sản phẩm của ALC cùng với các giải pháp sáng tạo sẽ làm cho các toà nhà trở nên “thông minh”hơn. Đối với những ngôi nhà Biệt lập, căn hộ chung cƣ hay các văn phòng, khách sạn nhỏ, T&D đƣa ra các giải pháp của Home Automation Inc.(HAI), một trong những tập đoàn hàng đầu trên thế giới của Mỹ trong lĩnh vực tích hợp và tự động hoá các hệ thống, thiết Bị gia dụng trong nhà.

5 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

CHƢƠNG 1 CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA TÒA NHÀ CAO TẦNG HIỆN ĐẠI 1. Đánh giá chất lượng môi trường và mức độ tự động hóa trong tòa nhà cao tầng hiện đại. Đánh giá chất lƣợng về một tòa nhà cao tầng hiện nay ở Việt Nam và trên thế giới thì có nhiều tiêu chuẩn song ở phạm vi luận văn tốt nghiệp này em xin đề cập đến về chất lƣợng môi trƣờng trong tòa nhà và mức độ tự động hóa của nó để đem lại chất lƣợng môi trƣờng nhƣ mong muốn để phụ vụ con ngƣời cũng nhƣ Bảo quản các thiết Bị trong tòa nhà. 1.1 Chiếu sáng nhân tạo trong tòa nhà cao tầng hiện đại Chiếu sáng trong các tòa nhà hiện nay ngoài chiếu sáng tự nhiên là chiếu sáng điện.Thời gian sử dụng chiếu sáng trong nhà của mỗi nƣớc do tình hình khí hậu, trình độ kỹ thuật cũng nhƣ hiệu quả kinh tế của tòa nhà nức đó quyết định.Ở nƣớc ta hiện nay do chiếu sáng tự nhiên nhiều và và kéo dài trong ngày nên chiếu sáng trong các tòa nhà chủ yếu là chiếu sáng tự nhiên.Chiếu sáng điện chủ yếu dùng khi chiếu sáng tự nhiên không đủ. Chiếu sáng điện trong tòa nhà phải đảm Bảo điều kiện nhìn rõ, nhìn tinh, và phân giải nhanh các vật nhìn Bằng mắt.Tất cả các yêu cầu đó phụ thuộc vào đặc điểm của nguồn sáng.Cách Bố trí các nguồn sáng trong phòng cũng nhƣ việc duy tu Bảo dƣỡng hệ thống chiếu sáng trong tòa nhà. 1.1.1 Nguồn sáng Hiện nay nguồn sáng chủ yếu là Bóng đèn dây tóc và Bóng huỳnh quang 1.1.2 Tiêu chuẩn độ rọi ánh sáng nhân tạo. Mục đích cơ Bản của quy định của tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo là đảm Bảo điều kiện làm việc tốt cho thị giác ngƣời sinh hoạt và làm việc trong tòa nhà .Hiện nay chiếu sáng nhân tạo đƣợc đƣợc quy định Bằng tiêu chuẩn vệ sinh thiết kế các xí nghiệp công nghiệp.Tùy theo yêu cầu của các tòa nhà mà độ rọi khác nhau.trong phụ lục sẽ có Bảng độ rọi nhỏ nhất trên Bề mặt làm việc trong tòa nhà theo tiêu chuẩn Việt nam. 1.1.3 Đặc điểm chiếu sáng trong tòa nhà. Thiết kế chiếu sáng điện trong tòa nhà là tìm ra những phƣơng thức và giải pháp nhằm đảm Bảo những yêu cầu chiếu sáng cho con ngƣời sinh hoạt và làm việc trong tòa nhà đƣợc tốt nhất. có Ba phƣơng thức cơ Bản sau: -Phƣơng thức chiếu sáng chung:trong toàn phòng có một hệ thống chiếu sáng từ trên xuống gây ra một độ chói không gian nhất định và một độ rọi nhất định trên tòa Bộ các mặt phẳng của tòa nhà. -Phƣơng thức chiếu sáng cục Bộ.Chia không gian lớn của tòa nhà ra nhiều không gian nhỏ, phòng nhỏ. Mỗi một không gian nhỏ, phòng nhỏ lại có chế độ chiếu sáng riêng. -Phƣơng thức chiếu sáng hỗn hợp:Là phƣơng thức chiếu sáng chung đƣợc Bổ sung thêm những đèn cần thiết đảm Bảo độ rọi lớn tại những chỗ làm việc của con ngƣời. Tùy theo tính chất của từng phòng mà tòa nhà đƣợc chọn phƣơng thức chiếu sáng thích hợp.Thông thƣờng những phòng có lao động không đòi hỏi nhiều ánh sáng, không đòi hỏi nghiêm ngặt về hƣớng chiếu sáng, có mật độ chỗ lao động cao, có cùng một loại công việc nhất định, hoặc có thay đổi lại thiết Bị trong phòng thì ngƣời ta dùng phƣơng thức chiếu sáng chung 6

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Điều khiển hệ thống chiếu sáng dựa vào nhiều thông số nhƣ lƣu lƣợng, cƣờng độ ánh sáng, độ rọi để đảm Bảo chất lƣợng chiếu sáng đúng nhƣ yêu cầu. Bên cạnh hệ thống chiếu sáng Bên trong phòng, còn có hệ thống chiếu sáng Bên ngoài nhƣ chiếu sáng cầu thang, chiếu sáng Buồng thang máy, chiếu sáng phòng lễ tân, phòng ăn…, cũng cần đảm Bảo chất lƣợng chiếu sáng cả ngày và đêm. Hệ thống điều khiển chiếu sáng có khả năng thông Báo cho Bạn Biết khi nào ắc quy dự phòng của hệ thống chiếu sáng khẩn cấp ở trạng thái yếu, nhờ đó Bạn có thể thay thế kịp thời. Mọi sự cố liên quan đến hệ thống chiếu sáng đều đƣợc truyền về trung tâm, Bạn cũng có thể Biết những thông tin này ở Bất cứ nút nào trong mạng điều khiển. 1.2 Thang máy phục vụ trong tòa nhà cao tầng hiện đại 1.2.1 Khái niệm chung về thang máy. Thang máy trong các tòa nhà là một thiết Bị chuyên dụng để vận chuyển ngƣời và hàng hóa và vật liệu .. theo phƣơng thẳng đứng hoặc nghiêm một góc nhỏ hơn 15 0 so với phƣơng thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn.Thang máy thƣờng đƣợc dùng trong các công sở, chung cƣ, khách sạn...đặc điểm vận chuyển Bằng thang máy so với các phƣơng tiện vận chuyển khác là chu kỳ vận chuyển Bé, tần suốt vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục.Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy còn là yếu tố làm tăng vẽ đẹp và tiện nghi của tòa nhà hiện đại.Nhiều quốc gia trên thế giới đối với tòa nhà cao 6 tầng trở lên là phải trang Bị thang máy để đảm Bảo cho ngƣời đi lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao động.Đối với những công trình nhƣ Bệnh viện, nhà máy khách sạn...tuy số tầng nhỏ hơn 6 do nhu cầu phục vụ lên vẫn phải trang Bị thang máy.Trong các tòa nhà cao tầng thi việc trang Bị thang máy phục vụ cho việc đi lại là Bắt Buộc.nếu vận chuyển ngƣời trong các tòa nhà không đƣợc thực hiện thì xây các tòa nhà cao tầng không thành hiện thực.Thang máy đòi hỏi tình an toàn nghiêm ngặt,nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con ngƣời.Thang máy chỉ có caBin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu chƣa đủ để đƣa vào sử dụng mà phải có đầy đủ các thiết Bị an toàn, đảm Bảo độ tin cậy nhƣ:điện chiếu sáng, dự phòng khi mất điện,điện thoại nội Bộ (interphone) chuông Báo,Bộ hãm Bảo hiểm,an toàn caBin (đối trọng),công tắc an toàn của cửa caBin, khóa an toàn cửa tầng, Bộ cứu hộ khi mất điện nguồn v.v .v 1.2.2 Phân loại thang máy Thang máy hiện nay đã đƣợc thiết kế chế tạo với nhiều loại khác nhau rất đa dạng để phù hợp với mục đích từng công trình. Thang máy chuyên chở ngƣời Thang máy chuyên chở ngƣời có tính đến hàng hóa đi kèm Thang máy chuyên chở Bệnh nhân. Thang máy chuyên chở hàng hóa có ngƣời đi kèm. Thang máy chuyên chở hàng hóa không có ngƣời đi kèm.. Hệ thống điều khiển thang máy là toàn Bộ các trang thiết Bị và linh kiện điện tử Bán dẫn đảm Bảo cho thang máy hoạt động theo đúng chức năng yêu cầu và đảm Bảo an toàn. Hệ thống điện của thang máy Bao gồm các mạch sau: Mạch động lực:là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động của thang máy để đóng mở,đảo chiều động cơ dẫn động và phanh các Bộ tời kéo.Hệ thống phải đảm Bảo việc điều 7 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

chỉnh tốc độ chuyển động của caBin sao cho quá trình mở máy và phanh đƣợc êm dịu và dừng caBin chính xác Mạch điều khiển:là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực hiện một chƣơng trình điều khiển phức tạp, phù hợp với chức năng yêu cầu của thang máy.Hệ thống điều khiển tầng có nhiệm vụ lƣu trữ các lệnh di chuyển từ caBin, các lệnh gọi tầng của hành khách và thực hiện các lệnh di chuyển hoặc dừng theo một thứ tự ƣu tiên nào đó.Sau khi thực hiện xong lệnh điều khiển thì xóa Bỏ.Xác định và ghi nhận thƣờng xuyên vị trí caBin và hƣớng chuyển động của nó.Tất cả các hệ thống điều khiển tự động đều dùng nút ấn. Mạch tín hiệu:là các hệ thống đèn tín hiệu và các ký hiệu đã thồng nhất hóa để Báo hiệu trạng thái của thang máy, vị trí và hƣớng chuyển động của caBin. Mạch chiếu sáng:là hệ thống đèn chiếu sáng caBin Buồng máy và hố thang. Mạch an toàn:là hệ thống công tắc, rơle,tiếp điểm nhằm đảm Bảo an toàn cho con ngƣời ,hàng hóa và thang máy khi hoạt động, cụ thể là:Bảo vệ quá tải cho động cơ, thiết Bị hạn chế tải trong nâng, các công tắc hạn chế hành trình, các tiếp điểm tại cửa caBin, cửa tầng, tại hệ thống treo caBin và tại Bộ hạn chế tốc độ, các rơle...Mạch an toàn tự động ngắt điện đến mạch động lực để dừng thang máy hoặc thang không hoạt động đƣợc trong các trƣờng hợp sau: - mất điện, mất pha,đảo pha,mất đƣờng tiếp đất. - quá tải. - caBin vƣợt quá giới hạn đặt công tắc hạn chế hành trình. - đứt cáp hoặc tốc độ hạ caBin vƣợt quá giá trị cho phép (Bộ hạn chế tốc độ và Bộ hãm Bảo hiểm làm việc). - một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép. -cửa caBin hoặc một cửa trong các cửa tầng chƣa đóng hẳn. Ngoài ra, đối với thang máy có cửa lùa đóng mở tự động, khi đóng cửa nếu gặp chƣớng ngại vật thì cửa sẽ tự động mở ra và đóng lại.Thang máy chở ngƣời thƣờng đƣợc trang Bị nút ần cấp cứu phòng khi có hỏa hoạn. 1.3 Phòng chống cháy nổ trong tòa nhà cao tầng hiện đại. 1.3.1 Nguyên nhân gây ra cháy trong các tòa nhà cao tầng hiện đại Về khái niệm này, các nhà chuyên môn định ra các dạng khác nhau nhƣ nhiều nguyên nhân cháy trực tiếp, nguyên nhân cháy gián tiếp, nguyên nhân sâu xa.ví dụ chỉ nói một nguyên nhân do con ngƣời gây ra nhƣ: vô ý trong đun nấu hay sử dụng điện gây ra cháy, nguyên nhân cố ý gây ra cháy (phá hoại).ở đây đề cập đến những nguyên nhân trực tiếp gây cháy để có những Biện pháp phòng ngừa thích hợp. 1.3.1.1Cháy do tác động của ngọn lửa trần hoặc tia lửa ,tàn lửa Đây là nguyên nhân cháy nổ phổ Biến vì nhiệt độ của ngọ lửa trần rất cao, đủ sức đốt cháy hầu hết các vật.Ví dụ:Nhiệt độ ngọn lửa que diêm là 7800 -:-8000C ngọn lửa đèn dầu là 760 -:-10000C nhiệt độ mẩu thuốc lá đang cháy là 700 -:- 750 0C. Trong khi đó nhiệt độ tự Bốc cháy của một số vật nhƣ sau.Gỗ thông thƣờng 250 0C, giấy 1840C ,vải sợi 1800C (sợi hóa học). Trong các tòa nhà và ở nhiều nơi nhƣ ống khói, ống xả ô tô, Bếp đang đun nấu, sƣởi sấy ..thƣờng có tàn lửa, nếu gặp những chất dễ cháy nhƣ xăng dầu sẽ dẫn đến cháy. 1.3.1.2 Cháy do ma sát, va chạm giữa các vật rắn.

8

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Đây cũng là nguyên nhân thƣờng gặp ở trong các trƣờng hợp máy móc không đƣợc Bôi trơn tốt,các ổ Bi, ổ trục cọ sát vào nhau, sinh ra nhiệt hoặc có khi phát ra tia lửa sinh ra cháy. Trong khi máy hoạt động, nhất là các máy cào Bông ,sợi đay.... 1.3.1.3 Cháy do tác dụng của hóa chất Trong các khâu sản xuất, vận chuyển ,Bảo quản, xử dụng hóa chất ngƣời ta có những quy định hết sức ngặt để đề phòng các sự cố gây tai nạn cho con ngƣời và môi trƣờng nói chung và cháy nổ nói riêng.Về mặt phòng cháy chữa cháy phải chú ý thƣờng xuyên phản ứng hóa học tỏa nhiệt phát ra ngọn lửa.Ngƣời ta phân định nhƣ sau. - Các hóa chất tác dụng với nhau sinh nhiệt hoặc hình thành ngọn lửa có thể dẫn đến cháy nếu không chủ động kiểm soát đƣợc chúng trong các phòng thí nghiệm, nơi sản xuất... ví dụ nhƣ Clo với amoniac,clo với hidro.. - Hóa chất gặp nƣớc, gặp không khí, một số hóa chất tiếp xúc với môi trƣờng không khí cũng có khả năng gây cháy.Do đó việc Bảo quản hóa chất phải thực hiện đúng các quy định.Các chất phôt pho trắng,Bụi kẽm, Bụi nhôm,.. dẽ gây phản ứng trong không khí và nƣớc. 1.3.1.4 Cháy do tác dụng của năng lượng điện Đây cũng là trƣờng hợp chuyển hóa từ điện năng sang nhiệt năng.Trong các trƣờng hợp nhƣ chập mạch điện, quá tải, nhiệt độ trên dây dẫn tăng cao có thể gây ra cháy vỏ cách điện, rồi cháy lan sang các vật khác.Các trƣờng hợp sinh ra tia lửa điện do đóng ngắt cầu dao, cháy cầu chì, mối nối dây dẫn không chặt cũng là những nguồn gây cháy.Đối với những dụng cụ điện có công suất cao nhƣ Bàn là, Bếp điện ,tủ sấy.. khi sử dụng sẽ tỏa nhiệt, sức nóng trên Bề mặt rất lớn. Nguyên nhân gây ra cháy nổ trong thực tế rất nhiều và đa dạng không thể mô tả hết.nhƣng chúng ta lƣu ý rằng nguyên nhân cháy nổ còn xuất phát từ sự không quan tâm đầy đủ trong thiết kế công nghệ, thiết Bị cũng nhƣ thanh tra, kiểm tra của ngƣời quản lý. 1.3.2 Biện pháp phòng chống cháy nổ trong tòa nhà cao tầng hiện đại Ngoài các Biện pháp nhƣ giáo dục tuyên truyền huấn luyện, Biện pháp hành chính pháp lý, Biện pháp kỹ thuật. Phòng cháy là khâu quan trọng nhất trong công tác phòng cháy chữa cháy vì khi đám cháy đã xảy ra thì dù các Biện pháp chống cháy có hiệu quả nhƣ thế nào thì thiệt hại vẫn to lớn và kéo dài.trên cơ sở phân tích đƣợc nguyên nhân và điều kiện gây cháy có thể đề ra các Biện pháp phòng ngừa thích hợp, không để xảy ra cháy hoặc ngăn chặn kịp thời không cho đám cháy phát triển. 1.3.2.1 Cháy và phương tiện chữa cháy. 1.3.2.1.1Đặc điểm của đám cháy Tất cả các đám cháy đều có đặc điểm chung nhƣ sau: Mọi đám cháy Báo giờ cũng tỏa nhiệt.nhiệt lƣợng tỏa ra nhiều hay ít phụ thuộc vào các đám cháy và điều kiện của đám cháy,nhiệt tiếp tục đun nóng vật cháy, thúc đẩy qúa trình cháy phát triển nhanh.Nhiệt lƣợng của đám cháy tỏa ra nhiều hay ít có ảnh hƣởng lớn đến các Biện pháp chữa cháy.Sản phẩm của đám cháy là khói.Thành phần nó tùy thuộc vào chất cháy,điều kiện cháy.Trong thành phần của khói, có chất tham gia và quá trình cháy nhƣ cácBonôxit,có chất lại kìm hãm sự cháy nhƣ CO2 .Sản phẩm cháy gây nhiều trở ngại cho chữa cháy.gây độc cho ngƣời cứu chữa,ăn mòn thiết Bị và hạn chế tầm nhìn của ngƣời trinh 9 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

sát đám cháy.Một đặc trƣng quan trọng của đám cháy là tốc độ cháy.Tốc độ cháy phụ thuộc vào Bản chất của vật cháy, vào độ ẩm, hƣớng gió và thế cháy của vật cháy. 1.3.2.1.2 Diễn biến đám cháy và sự phát triển của nó Trừ một vài trƣờng hợp đặc Biệt hầu hết các đám cháy đều điễn ra theo 3 giai đoạn sau: - Giai đoạn đầu:nguồn nhiệt nung nóng vật cháy đến nhiệt độ Bén lửa.Giai đoạn này dài hay ngắn tùy thuộc vào vật cháy.Nếu vật cháy là dễ cháy thì giai đoạn đầu ngắn.Khi lửa mới Bén cháy, tốc độ phát triển còn chậm,nếu phát hiện kịp thời có thể dập tắt đám cháy mau chóng. - Giai đoạn cháy to:tốc độ phát triển của đám cháy là nhanh nhất, nhiệt độ đám cháy cao nhất, tiêu hao chất cháy nhiều nhất.Ở giai đoạn này lửa có thể lan từ khu vực này sang khu vực khác.việc cháy lan tràn này có thể do trực tiếp ngọn lửa Bén sang cũng có thể do quá trình Bức xạ nhiệt, truyền nhiệt làm cho vật dễ cháy Bị phân hủy rồi Bén cháy. - Giai đoạn kết thúc đám cháy: ở giai đoạn này nhiệt độ cháy giảm dần, tốc độ cháy cũng giảm dần đến không 1.3.2.1.3 Các dụng cụ chữa cháy thô sơ Bình Bọt hóa học:dung tích 8-:-10lít vỏ Bình chịu áp lực 20kg/cm2 Bình Bọt hòa không khí:dung tích7-:-8lít vỏ Bình chịu đƣợc khi nén đến 250kg/cm2 Bình chữa cháy Bằng CO2: vỏ Bình chịu đƣợc áp suất khí CO2 250kg/cm2 1.3.2.1.4 Phương tiện báo cháy và chữa cháy tự động. Các phƣơng tiện Báo cháy và chữa cháy tự động thƣờng đƣợc đặt ở những mục tiêu quan trọng cần đƣợc Bảo vệ.Phƣơng tiện Báo cháy tự động dùng để phát hiện cháy từ Ban đầu và Báo ngay về trung tâm chỉ huy chữa cháy.Báo cháy tự động còn Bao gồm cả thông tin liên lạc hai chiều giữa đám cháy và trung tâm chỉ huy, giữa đám cháy và hệ thống máy tính để có những thông số kỹ thuật về chữa cháy .nhƣ chọn đƣờng đi đến đám cháy,số phƣơng tiện, hóa chất cần dùng và lựa chọn phƣơng án chứa cháy tối ƣu.Hình 4-1 là sơ đồ Báo cháy tự động của một tòa nhà trung tâm công nghiệp tại Hà Nội làm ví dụ.

H1-1 Sơ đồ hệ thống Báo cháy tự động của một tòa nhà trung tâm. Máy Báo cháy làm việc dựa trên nguyên tắc: 10

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Khi có đám cháy xảy ra thì có sự thay đổi nhiệt độ, cƣờng độ ánh sáng của môi trƣờng, có khói Bốc lên. Những sự thay đổi này đƣợc máy Báo cháy thu nhận và Biến đổi thành tín hiệu điện sau đó qua Bộ phận khuếch đại rồi truyền cho máy thu tín hiệu cháy và truyền tiếp đến các Bộ phận có liên quan nhƣ trung tâm Báo cháy tự động, trung tâm máy tính, trung tâm chỉ huy chữa cháy.Từ trung tâm chỉ huy chữa cháy ra lệnh cho các đội chữa cháy khu vực. Phƣơng tiện chữa cháy tự động là phƣơng tiện tự động đƣa chất chữa cháy vào đám cháy và dập tắt ngọn lửa.Phƣơng tiện này đƣợc Bố trí ở những nơi có những hàng hóa, máy móc, thiết Bị đắt tiền hoặc những nơi dễ có sự cố cháy nổ nhất.Phƣơng tiện chữa cháy tự động có thể chữa cháy Bằng nƣớc, Bằng Bọt, Bằng khí không cháy ( CO 2,N2) ..và có thể hoạt động nhờ nguồn điện,Bằng hệ thống khí nén, Bằng hệ thống dây cáp... Hình 1-2 là sơ đồ nguyên tắc của hệ thống chữa cháy tự động dùng Bọt hòa không khí để dập tắt đám cháy của một chất lỏng. Khi Bể đựng chất lỏng 1 Bị cháy máy Báo cháy 2 Báo về máy thu tín hiệu cháy 3, máy thu tín hiệu cháy 3 điều khiển khởi động từ 4 để về động cơ 5 và máy Bơm 6 làm việc, van tự động 7 mở để hút nƣớc từ Bể 8 qua thiết Bị trộn thuốc 9.Chất tạo Bọt từ thùng 10 vào thiết Bị 9 để trộn với nƣớc đi ra đám cháy qua miệng phun 11, hòa với không khí làm thành Bọt hòa không khí dập tắt đám cháy.Khi máy Bơm nƣớc 6 mở thì các van 12,13,14 mở.

Hình 1-1:Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy tự động 1.4 Điều hòa Không Khí trong tòa nhà cao tầng hiện đại Điều hòa không khí (ĐHKK) thƣờng đƣợc hiểu là làm mát không khí. Không phải nhƣ vậy mà ngoài việc duy trì nhiệt độ trong không gian cần điều hòa ở mức yêu cầu, hệ thống ĐHKK còn phải giữa độ ẩm không khí trong không gian đó ổn định ở mức quy định nào đó.Bên cạnh đó cần phải chú ý đến vấn đề Bảo đảm độ sạch của không khí, không chế độ ồn và sự lƣu thông hợp lý của dòng không khí. ĐHKK đƣợc chia là Ba loại với nội dung rộng hẹp khác nhau. -Điều tiết không khí : dùng để thiết lập các môi trƣờng thích hợp cho việc Bảo quản máy móc,công nghệ sản xuất,chế Biến trong tòa nhà -Điều hòa không khí : nhằm tạo môi trƣờng tiện nghi cho các sinh hoạt của con ngƣời trong tòa nhà. -Điều hòa nhiệt độ : nhằm tạo ra môi trƣờng có nhiệt độ thích hợp trong tòa nhà. 11 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

Nhƣ vậy phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể khác nhau, việc điều chỉnh nhiệt độ trong không gian cần điều hòa không phải lúc nào cũng theo chiều hƣớng giảm so với nhiệt độ của môi trƣờng xung quanh.Tƣơng tự nhƣ vậy độ ẩm của không khí có thể đƣợc điều chỉnh không chỉ giảm mà có khi còn đƣợc yêu cầu tăng lên so với độ ẩm Bên ngoài. Một hệ thống ĐHKK đúng nghĩa là một hệ thống có thể duy trì trạng thái của không khí trong không gian cần điều hòa trong vùng quy định nào đó.Nó không thể ảnh hƣởng Bởi sự thay đổi Bên ngoài hoặc sự Biến đổi của phụ tải Bên trong.Từ đó cho thấy rõ ràng có mỗi liên hệ mật thiết giữa các điều kiện thời tiết Bên ngoài không gian cần điều hòa với chế độ hoạt động và các đặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí.ở nƣớc ta khí hậu nhiệt đới nóng ẩm nhiệm vụ của ĐHKK thƣờng chỉ làm giảm nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong không gian cần điều hòa so với không khí Bên ngoài 1.4.1Các thành phần của hệ thống điều hòa Không Khí trong tòa nhà Về mặt thiết Bị,tổ hợp điều hòa không khí Bao gồm các thành phần nhƣ sau: - Máy lạnh :là Bộ phận cơ Bản của hệ thống đóng vai trò chủ yếu trong việc không chế trạng thái của không khí trong không gian cần điều hòa ở trong vùng quy định. - Bộ gia nhiệt và Bộ hâm nóng : là Bộ phận hỗ trợ với máy lạnh trong việc điều chỉnh các thông số của không khí.Bộ phận này không nhất thiết phải có mặt trong tất cả các hệ thống điều hòa không khí, ở những vùng có khí hậu thƣờng xuyên nóng Bức, sự Biến động của phụ tải không nhiều và các yêu cầu kỹ thuật không quá cao thi không dung Bộ phận này. - Hệ thống vận chuyển chất tải lạnh:là hệ thống vận chuyển chất tải lạnh từ nguồn sinh lạnh đến không gian cần thực hiện kỹ thuật điều hòa không khí. - Hệ thống phun ẩm:thƣờng đƣợc dùng cho những nơi có yêu cầu gia tăng độ chứa hơi của không khí trong không gian cần điều hòa. - Hệ thống phân Bố không khí. - Hệ thống giảm ồn, lọc Bụi, chống cháy khử mùi. - Hệ thống thải không khí Bên trong không gian cần điều hòa ra ngoài trời hoặc đƣa tuần hoàn trở lại hệ thống. - Bộ điều chỉnh và khống chế tự động để theo dõi và duy trì tự động các thông số chính của hệ thống. Tất nhiên không phải Bất kỳ một hệ thống điều hòa không khí nào cũng phải đầy đủ các Bộ phận nêu trên. 1.4.2 Mối quan hệ giữa môi trường và cơ thể con người trong tòa nhà cao tầng hiện đại. Tùy từng mục đích mà hệ thống ĐHKK sẽ có chức năng khác nhau,chủ yếu ta xem xét hệ thống ĐHKK là phƣơng tiện nhằm tạo ra môi trƣờng tiện nghi, thoải mái cho các hoạt động của con ngƣời trong tòa nhà cao tầng hiện đại. Không thể có tiêu chuẩn hoặc yêu cầu về môi trường giống nhau cho tất cả mọi con người. Tùy theo tuổi tác và mức độ vận động của cơ thể mà việc phát nhiệt và sự cảm nhận dễ chịu hay không dƣới tác động của môi trƣờng xung quanh hoàn toàn khác nhau.Cơ thể con ngƣời xem nhƣ một cái máy nhiệt.đối với nhiệt độ ngƣời Bình thƣờng Bên trong cơ thể chừng 370C.Do cơ thể luôn sản sinh ra một lƣợng nhiệt nhiều hơn nó cần,cho nên để duy trì một lƣợng nhiệt trong cơ thể con ngƣời luôn thải ra một lƣợng nhiệt ra môi trƣờng xung 12

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC quanh.Ba thông số môi trƣờng có ảnh hƣởng đến mức độ trao đổi nhiệt giữa môi trƣờng và cơ thể là:Nhiệt độ, độ ẩm tƣơng đối và đặc điểm chuyển động của dòng không khí. - Ảnh hƣởng của nhiệt độ: khi nhiệt độ không khí xung quanh giảm xuống,cƣờng độ trao đổi nhiệt đối lƣu giữa cơ thể và môi trƣờng sẽ tăng lên.Cƣờng độ này càng tăng,khi độ chênh lệch nhiệt độ giữa Bề mặt cơ thể và không khí càng tăng,nên độ chênh lệch này khá lớn thì nhiệt lƣợng cơ thể mất đi càng lớn và đến một lúc nào đó sẽ có cảm giác khó chịu và ớn lạnh.Việc giảm nhiệt độ của Bề mặt xung quanh sẽ làm gia tăng cƣờng độ trao đổi nhiệt Bằng Bức xạ, ngƣợc lại nếu nhiệt độ xung quanh tiến gần đến nhiệt độ cơ thể thì thành phần trao đổi nhiệt Bằng Bức xạ sẽ giảm đi rất nhanh.Các nghiên cứu và kinh nghiệm đã chỉ ra rằng, trong phần lớn các trƣờng hợp thì con ngƣời sẽ cảm thấy dễ chịu trong vùng nhiệt độ khoảng từ 220C -:- 270C. - Ảnh hƣởng của độ ẩm: chính độ ẩm tƣơng đối của không khí xung quanh quyết định mức độ Bay hơi, Bốc ẩm từ cơ thể ra ngoài môi trƣờng.Nếu độ ẩm tƣơng đối giảm xuống,lƣợng ẩm Bốc ra ngoài cơ thể sẽ càng nhiều.Kinh nghiệm cho thấy nếu nhiệt độ không khí 270C thì độ ẩm không khí để có cảm giác dễ chịu nên vào khoảng 50%. - Ảnh hƣởng của dòng không khí: tùy thuộc vào mức độ chuyển động của dòng không khí mà lƣợng ẩm thoát ra từ cơ thể sẽ nhiều hay ít.Khi chuyển động của dòng không khí tăng lên thì lớp không khí Bão hòa xung quanh Bề mặt cơ thể càng dễ Bị kéo đi để nhƣờng chỗ cho không khí khác ít Bão hòa hơn.do đó khả năng Bốc ẩm từ cơ thể sẽ nhiều hơn.Cũng phải thấy chuyển động của dòng không khí không chỉ ảnh hƣởng lƣợng ẩm Bốc ra mà còn ảnh hƣởng đến cƣờng độ trao đổi nhiệt Bằng đối lƣu.Rõ ràng quá trình đối lƣu càng mạnh thì chuyển động của dòng không khí càng lớn. Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng, đối với nhiều ngƣời – để tạo cảm giác dễ chịu – tốc độ chuyển động của không khí trong tòa nhà (vùng ưu tiên) nên khoảng chừng 0,25m/s.Tuy vậy khi chọn tốc độ không khí ta cần lƣu ý đến sự tƣơng thích với nhiệt độ không khí xung quanh.Từ Bảng 1.1 dƣới đây ta thấy khi nhiệt độ tăng thì tốc độ của không khí cũng lên tăng một chút. Bảng 1.1 Nhiệt độ 21 22 23 24 Tốc độ không khí 0,15 -:- 0,2 0,20-:- 0,24 0,25-:- 0,3 0,3-:- 0,35 (m/s) 1.4.3 Sự ô nhiễm Không Khí và vẫn đề thông gió trong tòa nhà cao tầng hiện đại. Một vấn đề cơ Bản của ngƣời thiết kế hệ thống ĐHKK cần phải chú ý là thông gió cho không gian cần điều hòa trong tòa nhà cao tầng hiện đại. Nhƣ ta đã Biết không gian điều hòa trong tòa nhà cao tầng hiện đại là không gian tƣơng đối kín, trong không gian đó có sự hiện diện của đủ loại ngƣời và có thể tồn tại đủ các loại vật dụng khác nhau.Bên cạnh ảnh hƣởng của Bụi Bặm và các vật li ti trong không khí.Chính ngƣời và vật dụng đo đã gây ra ô nhiễm không khí trong không gian cần điều hòa,trong đó sự hiện diện của con ngƣời và các hoạt động của con ngƣời là nguyên nhân chủ yếu. Có thể đƣa ra một số nguyên nhân cụ thể sau đây: 13 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

- do hít thở. - do hút thuốc lá. - do những loại mùi khác nhau từ cơ thể tỏa ra. Chính đây là nguồn gốc là gia tăng lƣợng CO 2,CO, một vài loại vi khuẩn, các loại lấm gây Bệnh và một số loại khí độc khác trong không gian cần điều hòa. Để là cho không khí trong tòa nhà trong lành hơn, Bớt ô nhiễm hơn, cần thiết phải thực hiện kỹ thuật thông gió .Trong điều hòa không khí,có thể hiểu thông gió là Biện pháp kỹ thuật nhằm thay đổi một Bộ phận không khí trong tòa nhà Bằng một lƣợng không khí tƣơi tƣơng ứng lấy từ Bên ngoài.Tất nhiên để hạn chế các Bụi Bặm và các hạt li ti khác thì cần phải lọc và làm sạch không khí tƣơi trƣớc khí đƣa vào trong tóa nhà để điều hòa. Trƣớc đây khi nói đến sự ô nhiễm không khí trong tòa nhà ngƣời ta thƣờng nghĩ đến nồng độ CO2 có trong không khí.Gần đây, ngoài CO 2 ngƣời ta còn lƣu ý đến khử các loại mùi phát ra từ cơ thể con ngƣời và đang nghiên cứu tìm các loại chỉ số thích hợp để đánh giá tác động của yếu tố này đến môi trƣờng không khí trong tòa nhà cần điều hòa.nhƣng cho đến nay ngƣời ta còn sử dụng nồng độ CO 2 nhƣ là một chỉ số Biểu diễn ở mức độ ô nhiễm.Bảng 1.2 sau đây trình Bày một số kết quả đó. Ứng với nồng độ CO2 mức độ chấp nhận nào đó trong tòa nhà thì có thể tính lƣợng khí tƣơi vào trong tòa nhà cần điều hòa nhƣ sau.

K a

Q

ở đây: K : lƣợng khí CO2 do con ngƣời thải ra thông qua hoạt động hít thở,m3/h.ngƣời  : nồng độ CO2 có thể chấp nhận đƣợc trong không gian cần điều hòa % thể tích a : nồng độ CO2 trong không khí ngoài trời(Thông thƣờng 0,03% thể tích). Q :lƣu lƣợng không khí tƣơi phải thổi vào không gian cần điều hòa nồng độ CO 2 đƣợc duy trì ở mức chấp nhận đƣợc ,m3/h.ngƣời. Bảng 1.2 Nồng độ CO2 Ý nghĩa Ghi chú %Thể tích Đây là mức độ chấp nhận đƣợc khi có Các giá trị này Bản thân 0,07 nhiều ngƣời trong phòng(theo Pettenkofer) nó chƣa đƣợc xem là 0,1 Nồng độ cho phép trong các trƣờng hợp mức độ nguy hiểm, tuy nhiên với tƣ cách là chỉ thông thƣờng( theoPettenkofer) 0,15 Nồng độ cho phép khi dùng để tính toàn số ô nhiễm không khí – thông gió (theo Rietchel) nó là con số cần lƣu ý Nồng độ tƣơng đối nguy hiểm trong hệ thống đo lƣờng 0,2 – 0,5 0,5 hoặc lớn Nồng độ nguy hiểm các chỉ số nồng độ CO2 trong tòa nhà nếu nó hơn tiếp tục tăng 4–5 Hệ thần kinh Bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng.Nêu sự hít thở trong môi trƣờng này kéo dài thì sẽ gây ra nguy hiểm. 8 Nếu kéo dài sự hít thở trong môi trƣờng lâu hơn 10 phút thì mặt sẽ đỏ Bừng và Bị đau đầu. 14

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC 18 hoặc lớn hơn

Hết sức nguy hiểm và dẫn đến tử vong.

Bảng 1.3. Cường độ vận động

K. m3/h.người

Q,m3/h.người

Khí =0,10% Khí =0,15% 0,013 18,6 10,8 Nghỉ ngơi 0,022 31,4 18,3 Rất nhẹ 0,030 43,0 25,0 Nhẹ 0,046 65,7 38,3 Trung Bình Nặng 0,047 106,0 61,7 Nhƣ vậy từ Bảng 1.3 lƣợng không khí tƣơi cần thiết cho một ngƣời phụ thuộc vào cƣờng độ vận động của ngƣời đó khi ở trong không gian tòa nhà cần điều hòa với nồng độ CO2 ở mức quy định.Trong trƣờng hợp những ngƣời hiện diện trong không gian đó có hút thuốc,lƣợng không khí tƣơi cần phải Bổ sung thêm vào để loại trừ ảnh hƣởng của khói thuốc đƣợc trình Bày trong Bảng 1.4. Tất nhiên ở đây có ảnh hƣởng của mức độ hút thuốc,để thể hiện điều đó ngƣời ta đƣa ra các thông số phỏng chừng tính theo số điếu thuốc/h.ngƣời Bảng 1.4 Mức độ hút thuốc Lƣu lƣợng không khí tƣơi tối thiểu đƣợc đề nghị để số điếu thuốc/h.người khử ảnh hƣởng của khói thuốc,m3/h.ngƣời 0,8 -:- 1,0 1,2 -:-1,6 2,5-:-3 3-:-5,1

13 -:-17 20 -:-26 42-:-51 51-:-85

Ngoài những điều đã nói ở trên, khi đánh giá mức độ vệ sinh của một môi trƣờng nào đó theo nhiều yếu tố tổng hợp khác nhau, có thể tham khảo các số liệu trong Bảng 1.5 dƣới đây. Bảng 1.5 Các hạt lơ lửng nhỏ hơn 0,15mg/cm3 không khí Nồng độ CO nhỏ hơn 0,001% theo thể tích Nồng độ CO2 nhỏ hơn 0,1% theo thể tích Nhiệt độ từ 170C đến 280C tùy từng trƣờng hợp Độ ẩm tƣơng đối từ 40% đến 70% Tốc độ chuyển động của không khí nhỏ hơn 0,5m/s 1.4.4 Tiêu chuẩn môi trường trong điều tiết Không Khí. Để đáp ứng ngày càng cao cho các tòa nhà mà trong các tòa nhà đó có các hoạt động sản xuất, gia công,chế Biến nhằm mục tiêu nâng cao năng suất, chất lƣợng sản phẩm, phụ vụ 15 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

các yêu cầu công nghệ và cải thiệt điều kiện lao động, ngƣời ta đang ứng dụng ngày càng nhiều kỹ thuật điều hòa không khí để tạo ra môi trƣờng có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Để minh họa nhƣng điều nói trên Bảng 1.6 sẽ đƣa ra một vài số liệu cụ thể cho một số trƣờng hợp.giúp cho phần điều khiển sau này đƣợc tốt hơn. Bảng 1.6 Trường hợp Công nghệ sản xuất ,chế Nhiệt độ ,0C Độ ẩm , % biến 45 Xƣởng in đóng và gói sách 21 -:-24 45 -50 phòng in ấn 24-:-27 50 - 60 nơi lƣu giữa giấy 20-:-23 40 -50 phòng làm Bản kẽm 21-:-23 50 – 70 16-:-24 Sản xuất Bia nơi lên men 80 - 85 xử lý malt 24-:-27 50 - 60 ủ chín 18-:-24 các Bộ phận chế Biến khác 27 45 - 65 45 -55 16 Xƣởng Bánh nhào Bột đóng gói 24 50 – 65 lên men 21-:-27 70 - 80 lắp ráp chính xác 20 -:-24 40 -50 Công nghệ chính xác gia công khác 24 45 -55 chuẩn Bị 27 -:-29 60 Xƣởng len kéo sợi 27 -:-29 50 - 60 dệt 27 -:-29 60 - 70 55 - 65 chải sợi 22 -:-25 Xƣởng sợi Bông 60 -70 se sợi 22 -:-25 70 -90 dệt và điều tiết cho sợi 22 -:-25 Ngoài nhiệt độ và độ ẩm, trong một số nghành nhƣ quang học, điện tử,cơ khí chính xác, phim ảnh tin học..ngƣời ta còn chú ý đến độ sạch của không khí.ví dụ nhƣ trong các phòng đặt máy tính số lƣợng hạt không vƣợt quá 2.10 5hạt/m3(chỉ tính các hạt Bụi và các hạt khác có kích thƣớc 3 na nô mét trở lên.) 1.4.5 Hệ thống điều Khiển đo lường của thiết bị điều tiết Không Khí trong tòa nhà cao tầng hiện đại. 1.4.5.1 Khái niệm về hệ thống điều Khiển. 1.4.5.1.1Nhiệm vụ chức năng của hệ thống điều Khiển. Trong các phần trƣớc ta đặt vấn đề là các điều kiện môi trƣờng trong tòa nhà phải đƣợc duy trì ở phạm vi thông số nhất định nhờ hệ thống điều hòa không khí.Tuy nhiên ta chƣa xem xét tỉ mỉ xem làm thế nào thiết Bị có thể vận hành để đáp ứng các yêu cầu tiện nghi và công nghệ trong công trình một cách đồng đều ( nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ lƣu thông gió,...) khi phụ tải và thời tiết thay đổi.Hệ thống điều khiển chính là mối liên hệ thông tin giữa nhu cầu năng lƣợng thay đổi và nhu cầu đối với điều kiện môi trƣờng trong tòa nhà.Nếu không có hệ thống điều khiển đƣợc thiết kế đúng và hoạt động có hiệu quả thì thiết Bị điều hòa không khí không thể hoạt động tốt ngay cả khi đã đầu tƣ vốn rất lớn.Ngƣời thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí phải thiết kế đƣợc hệ thống điều khiển nhằm: 16

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Tạo ra và duy trì môi trƣờng tiện nghi và phù hợp với công nghệ trong tòa nhà. Duy trì chất lƣợng không khí trong tòa nhà ở giới hạn cho phép. Đơn giản giá thành thấp, đáp ứng đƣợc các quy chuẩn hoạt động của thông gió, và điều hòa không khí một cách tin cậy. - Hoạt động có hiệu quả với mọi điều kiện. Về nguyên tắc Biến số đƣợc điều khiển quan trọng nhất trong tòa nhà vẫn là nhiệt độ.Do đó mà ta quan tâm chủ yếu là điều khiển nhiệt độ trong tòa nhà.Tất nhiên để điều khiển nhiệt độ không khí trong tòa nhà ta cũng phải kết hợp với nhiều chức năng điều khiển khác.nhƣ điều khiển nồi hơi,điều khiển máy nén lạnh,Bơm quạt, điều khiển lƣu lƣợng không khí và chất lỏng,điều khiển độ ẩm và các hệ thống điều khiển phụ khác. 1.4.5.1.2 Đo lường và Kiểm tra tại chỗ Sử dụng dụng cụ đo và chỉ thị với các thông số sau. -Nhiệt độ khôngg khí ngoài trời. -Nhiệt độ không khí trong tòa nhà. -Nhiệt độ không khí thổi vào của hệ thống. -Nhiệt độ không khí sau khi đƣợc xử lý.(Buông phun ,giàn lạnh..) -Nhiệt độ môi chất trƣớc và sau thiết Bị trao đổi( Bộ sấy không khí,, giàn lạnh,giàn ngƣng tụ....). -Độ ẩm tƣơng đối của không khí trong tòa nhà. -Áp suất trong đƣờng ống dẫn không khí và tốc độ không khí ra khỏi các miệng thổi. -Điện áp, dòng điện của động cơ máy nén, quạt (Bơm), quạt giàn lạnh, giàn ngƣng tụ. 1.4.5.1.3 Đo lường và Kiểm tra từ xa Thƣờng chỉ thực hiện với một vài thông số chú yếu đặc trƣng cho hệ thống,ví dụ,Nhiệt độ ,độ ẩm tƣơng đối của không khí trong nhà,...các dụng cụ đo tự nghi thƣờng đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp chất lƣợng của sản phẩm công nghệ phụ thuộc vào các thông số của không khí trong công trình,khi đó cần theo dõi và xử lý sai lệch thông số có thể tới làm giảm chất lƣợng sản phẩm, thậm chí là hƣ hỏng dây chuyền công nghệ. 1.4.5.1.4 Điều Khiển tự động. Căn cứ vào các giá trị thông số đặt trƣớc.( nhiệt độ, độ ẩm tƣơng đối, lƣu lƣợng không khí,áp suất,dòng điện định mức,...), các thiết Bị điều khiển tự động tác sẽ tác động và cơ cấu thừa hành để điều chỉnh các thông số tƣơng ứng của hệ thống không cho sai lệch với giá trị đặt trƣớc.Ví dụ, khởi động trình tự các máy nén, khởi động đồng thời các quạt gió ngoài,gió hồi, Bơm tuần hoàn, Bơm nƣớc lạnh, điều chỉnh độ mở của van gió, van nƣớc lạnh, van nƣớc phun,.. theo phụ tải -

2. Phương pháp quản lý tòa nhà cao tầng :Thực trạng & sự cần thiết quản lý các tòa nhà cao tầng ở Việt Nam Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển nhƣ vũ Bão và không khí hội nhập kinh tế quốc tế của Việt Nam hiện nay, chúng ta đã tiến đƣợc những Bƣớc dài và đã đạt đƣợc những thành công và kết quả tƣơng đối khích lệ trong nhiều lĩnh vực kinh tế khác 17 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

nhau. Một trong những thành công đó là qui mô đô thị hóa với hàng lọat các công trình kiến trúc đồ sộ mọc lên để tô đẹp thêm cho thành công và phát triển kinh tế của Việt Nam. Từ Hà Nội đến thành phố Hồ Chí Minh, từ Móng Cái đến Cà Mau các tòa nhà cao tầng mọc lên rất nhanh thể hiện cho sự thành công về mặt kinh tế và đời sống của cả nƣớc. Trƣớc sự phát triển nhanh chóng đó, vấn đề đặt ra là kiểm định chất lƣợng các tòa nhà đó nhƣ thế nào và dựa vào các tiêu chí nào để đánh giá chất lƣợng cho các tòa nhà cao tầng đó. Vấn đề đánh giá và kiểm định chất lƣợng cho các tòa nhà là không đơn giản. Chúng ta có thể đƣa ra các tiêu chí khác nhau để đánh giá và kiểm định chúng, nhƣng 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 trƣờng,... mà chúng ta có các tiêu chí đánh giá và kiểm định khác nhau. Một trong những tiêu chí mà chúng ta quan tâm là hệ thống quản lý tòa nhà cao tầng BMS (Building Management System). Tùy thuộc vào mục đích sử dụng của các tòa nhà mà tiêu chí đặt ra cho hệ BMS là khác nhau. Trên quan điểm đó, chúng ta đƣa ra vấn đề để thảo luận về các hệ BMS cho các tòa nhà cao tầng. 2.1 Phân loại nhà cao tầng: Chúng ta có thể phân loại các tòa nhà cao tầng theo mục đích sử dụng nhƣ sau:  Văn phòng: nhà Bank, công ty Bảo hiểm,  Các tòa nhà hành chính công cộng,  Các tòa nhà dƣợc phẩm, Bệnh viện,  Các nhà ga tàu, tàu điện ngầm,  Các khách sạn, nhà ăn,  Các trƣờng đại học, trƣờng phổ thông,  Các trung tâm điện thoại, truyền hình,  Các nhà máy điện,  Các sân Bay, các trung tâm thông tin, Với mỗi loại nhà cao tầng có mục đích sử dụng khác nhau chúng ta có hệ BMS tƣơng ứng phù hợp với mục đích sử dụng khác nhau đó. 2.2 Hệ thống quản lý các tòa nhà Ngoài những hệ thống kỹ thuật tối thiểu nhƣ hệ thống điện và chiếu sáng, hệ thống cấp nƣớc, hệ thống thông gió và tùy vào mục đích sử dụng của các tòa nhà mà có thêm các hệ thống nhƣ:  Hệ thống điều khiển thông gió và điều hòa không khí  Hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng  Hệ thống điều khiển đỗ ôtô  Hệ thống điều khiển vào ra tòa nhà  Hệ thống Báo động xâm nhập  Hệ thống Báo cháy, Báo khói  Hệ thống thông tin nội Bộ  Hệ thống giám sát và tự động hóa toàn Bộ tòa nhà.  Hệ thống cấp nƣớc  Hệ thống điện  Hệ thống vòi phun nƣớc  Hệ thống an ninh 18

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

Hệ thống thang máy Các hệ thống này có thể chia làm Ba nhóm chính:  Hệ thống giám sát và Báo động,  Hệ thống quản lý năng lƣợng,  Hệ thống thông tin. Ba nhóm này đặc trƣng cho hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà Ba nhóm hệ thống trên đƣợc trang Bị cho các tòa nhà hay không. Trên cơ sở các hệ thống này mà chúng ta đánh giá chất lƣợng của các tòa nhà đạt tiêu chuẩn hay không đạt tiêu chuẩn của hệ thống BMS. 2.3 Thực trạng nhà cao tầng hiện Khoảng 90% số nhà cao tầng ở Việt Nam đều có các hệ thống cơ sở hạ tầng, hệ thống cung cấp và thải nƣớc, hệ thống cung cấp điện, hệ thống quạt trần hoặc điều hòa và hệ thống Báo cháy. Đây là những tòa nhà loại thông thƣờng. 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 nhƣng chƣa có hệ thống BMS. Tất cả thiết Bị của các hệ thống điều hòa, Báo cháy,.. đƣợc điều khiển riêng Biệt, các Bộ điều khiển này không trao đổi thông tin với nhau, không có quản lý và giám sát chung và phần quản lý điện năng thì mới ở mức thấp. Đây là những tòa nhà đã có hệ thống điều khiển và giám sát tập trung, nhƣng chƣa có hệ thống BMS Khoảng 30% số tòa nhà có trang Bị hệ thống điều hòa tập trung, hệ thống Bảo vệ và Báo cháy, hệ thống Báo động xâm nhập và giám sát Bằng camera có trang Bị hệ thống BMS. Tất cả thiết Bị của các hệ thống điều hòa, Báo cháy, đƣợc 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 đƣợc trang Bị hệ thống tự động hóa BMS. Tất cả các tòa nhà cao tầng ở Việt Nam hiện nay đều không đƣợc trang Bị hệ thống quản lý tòa nhà thông minh. Khi đƣợc trang Bị hệ thống này, tất cả các hệ thống điều hòa, Báo cháy, ... đƣợc điều khiển tập trung, tƣơng tác Bởi hệ BMS. Các hệ thống đƣợc 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 nhƣ Bệnh viện, cơ quan trung ƣơng, 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 chƣa đƣợc trang Bị hệ thống BMS. Nếu xét về mặt chất lƣợng và hiệu năng sử dụng của các tòa nhà thì chƣa đạt so với yêu cầu đặt ra cho các tòa nhà đó. Chúng ta nêu một ví dụ về mặt chất lƣợng và hiệu năng sử dụng của các tòa nhà nhƣ sau: Các tòa nhà tối thiểu phải có hệ thống cung cấp nƣớc, nhƣng hệ thống này chƣa đƣợc 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 lƣợng 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 đƣơng nhiên là thua lỗ. 2.3 Sự cần thiết của hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng Qua phân tích thực trạng về hệ thống quản lý nhà cao tầng ở trên, chúng ta thấy tính cấp thiết phải trang Bị các hệ BMS cho các nhà cao tầng. Ngày nay, các tòa nhà cao tầng 19 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

không chỉ đạt tiêu chí diện tích sử dụng mà còn phải đạt tiêu chí về tiết kiệm điện năng, đạt tiêu chí về môi trƣờng, tiêu chí về tiện nghi, tiêu chí về hệ thống thông tin, tiêu chí về an ninh, ... Tùy thuộc vào loại nhà cao tầng mà các hệ thống BMS phải trang Bị cho phù hợp với các mục đích sử dụng và môi trƣờng các tòa nhà đó đƣợc khai thác. Các hệ thống BMS này đã đƣợc chuẩn hóa và đƣợc sử dụng rộng rãi trên tòan thế giới. Các hãng cung cấp các sản phẩm này đã xâm nhập vào thị trƣờng Việt Namnhƣ: Siemens, Honeywell, Yamatake,... Các nhà cao tầng ở Việt Namđã sử dụng hệ thống BMS của Siemens thông qua các công ty đại lý Việt sáng tạo, NTC để thực hiện lắp đặt cho các tòa nhà: Saigon Center HCM đƣợc đƣa vào sử dụng 1996, Red riverBuilding Hanoi-1999, Opera Hilton Hotel Hanoi-2000, Hanoi Nation Stadium-2003. Sau khi trang Bị hệ BMS này, các tòa nhà đã khai thác rất hiệu quả khả năng quản lý giám sát và Báo hiệu các sự cố của hệ thống HVAC (Hệ thống thông gió và điều hòa không khí) và tiết kiệm đƣợc 50% năng lƣợng điện tiêu thụ cho hệ thống so với trƣơc khi lắp đặt hệ thống BMS. Các tòa nhà cao tầng đƣợc trang Bị hệ thống BMS-Apogee 600 của Siemens trên mới ứng dụng cho hệ thống thông gió và điều hòa không khí (HVAC) còn các hệ thống an ninh và giám sát khác vẫn chƣa đƣợc khai thác một cách hiệu quả. Với kết quả thể hiện rất khiêm tốn qua Bốn tòa nhà nói trên, chúng ta có thể thấy sự cần thiết của hệ thống BMS đối với các tòa nhà cao tầng nhƣ thế nao. Do vậy, đỏi hỏi các tòa nhà cao tầng cần phải đƣợc trang Bị hệ thống BMS để giúp cho việc quản lý, giám sát hiệu quả và khai thác tiện lợi, đảm Bảo cho môi trƣờng sống xanh, sạch đẹp.

20

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

CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP 1. Mô hình phân cấp hệ thống Hệ thống điều khiển trong công nghiệp có thể chia thành 5 cấp nhƣ sau:

Hình 2.1 Mô hình phân cấp chức năng của một hệ thống điều khiển giám sát Càng ở cấp dƣới thì các chức năng càng mang tính chất cơ Bản hơn và đòi hỏi yêu cầu cao hơn về độ nhanh nhạy, thời gian phản ứng. Một chức năng ở cấp trên đƣợc thực hiện dựa trên các chức năng cấp dƣới, tuy không đòi hỏi thời gian phản ứng nhanh nhƣ ở cấp dƣới, nhƣng ngƣợc lại lƣợng thông tin cần trao đổi và xử lý lại lớn hơn nhiều. Thông thƣờng, ngƣời ta chỉ coi Ba cấp dƣới thuộc phạm vi của một hệ thống điểu khiển và giám sát. Tuy nhiên, Biểu thị hai cấp trên cùng (quản lý công ty và điều hành sản xuất) giúp ta hiểu thêm mô hình lý tƣởng về cấu trúc chức năng tổng thể cho các công ty sản xuất công nghiệp.  Cấp chấp hành: Các chức năng chính của cấp chấp hành là đo lƣờng, truyền động, và chuyển đổi tín hiệu trong trƣờng hợp cần thiêt. Thực tế, đa số các thiết Bị cảm Biến (Sensor) hay cơ cấu chấp hành (actuator) cũng có phần điều khiển riêng cho việc thực hiện đo lƣờng/ truyền động đƣợc chính xác và nhanh nhạy. Các thiết Bị trƣờng thông minh cũng có thể đảm nhận việc xử lý thô thông tin trƣớc khi đƣa lên cấp điều khiển.  Cấp điều khiển: Nhiệm vụ chính của cấp điều khiển là nhận thông tin từ các cảm Biến, xử lý các thông tin đó theo một thuật toán nhất định và truyền đạt lại kết quả xuống các cơ cấu chấp hành. Khi còn điều khiển thủ công, thì các nhiệm vụ đó đƣợc các ngƣời đứng máy thao tác trực tiếp đảm nhận qua việc theo dõi các thiết Bị đo lƣờng, sử dụng kiến thức và 21 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

kinh nghiệm để thực hiện những thao tác cần thiết nhƣ: Đóng mở van, Bấm nút, điều chỉnh cần gạt, núm xoay..... Trong một hệ thống điều khiển tự động hiện đại những nhiệm vụ đó đƣợc thực hiện thông qua điều khiển Bằng máy tính.  Cấp điều khiển giám sát: Có chức năng giám sát và vận hành một quá trình kỹ thuật. Khi đa số các chức năng nhƣ đo lƣờng, điều khiển, điều chỉnh, Bảo toàn hệ thống đƣợc các cấp dƣới thực hiện, thì nhiềm vụ của cấp điều khiển giám sát là hỗ trợ ngƣời sử dụng trong việc cài đặt ứng dụng, thao tác, theo dõi, giám sát vận hành và xử lý những tình huống Bất thƣờng. Ngoài ra, trong một số trƣờng hợp, cấp này còn thực hiện các Bài toán điều khiển cao cấp nhƣ điều khiển phối hợp, điều khiển trình tự và điều khiển theo công thức( ví dụ trong chế Biến dƣợc phẩm, hoá chất). Khác với cấp dƣới cấp điều khiển giám sát không đòi hỏi phƣơng tiện đặc Biệt, thiết Bị phần cứng đặc Biệt ngoài các máy tính thông thƣờng (máy tính cá nhân, máy trạm, máy chủ, terminal....) Việc phân cấp chức năng sẽ tiện lợi cho việc thiết kế hệ thống và lựa chọn thiết Bị  Cấp điều hành sản xuất: Nhiệm vụ của cấp điều hành sản xuất là nhận các thông tin về trạng thái làm việc của các quá trình kỹ thuật, các giàn máy, cũng nhƣ của hệ thống điều khiển tự động, các số liệu tính toán, thống kê về diễn Biến quá trình sản xuất và chất lƣợng sản phẩm. Đồng thời cấp điều hành sản xuất có nhiệm vụ xử lý các số liệu, lập kế hoạch sản xuất, ra quyết định Bảo dƣỡng máy móc, tối ƣu hoá sản xuất và đƣa các thông tin về các thông số thiết kế, công thức điều khiển, và mệnh lệnh điều hành xuống cấp dƣới. Mặt khác cấp điều hành sản xuất còn có chức năng là trao đổi thông tin với cấp quản lý công ty. Cấp điều hành sản xuất Bao gồm các máy tính văn phòng nối mạng cục Bộ với nhau.  Cấp quản lý công ty: Cấp quản lý công ty là cấp trên cùng trong mô hình phân cấp hệ thống. Nhiệm vụ của cấp này trao đổi thông tin giữa công ty và khách hàng thông qua thƣ điện tử, hội thảo từ xa, dịch vụ truy cập Internet và thƣơng mại điện tử.... Cấp quản lý công ty còn có nhiệm vụ tính toán giá thành, kế hoạch sản xuất, thống kê tài nguyên, xử lý đơn đặt hàng.... Để kết nối các thành phần trong hệ thống với nhau ta sử dụng các hệ thống Bus.  Bus trường: Là các hệ thống Bus nối tiếp, sử dụng kỹ thuật truyền tin số để kết nối các thiết Bị thuộc cấp điều khiển (PC, PLC) với nhau và với các thiết Bị của cấp chấp hành, hay các thiết Bị trƣờng. Đặc trƣng cơ Bản của Bus trƣờng là tính năng thời gian thực phải cao, yêu cầu về lƣợng thông tin thì không cao. Các hệ thống Bus trƣờng thƣờng sử dụng là: ProfiBus, ControlNet, ModBus, Foundation FieldBus, DeviceNet, AS-i, EIB....  Bus hệ thống, Bus quá trình: Dùng để kết nối các máy tính điều khiển và các máy tính trên cấp điều khiển giám sát với nhau. Qua Bus hệ thống các máy tính điều khiển có thể phối hợp hoạt động, cung cấp dữ liệu quá trình cho trạm kỹ thuật và trạm quan sát. Đối với Bus hệ thống, tuỳ theo lĩnh vực ứng dụng mà đòi hỏi về tính năng thời gian thực có đƣợc đặt ra một cách ngặt nghèo hay không. Thời gian phản ứng thông thƣờng trong khoảng vài trăm miligiây. Trong khi đó lƣu lƣợng thông tin lớn hơn nhiều so với Bus trƣờng. Các hệ thống Bus trƣờng tiêu Biểu: Ethernet, Industrial Ethernet, ProfiBus-FMS, FieldBus Foundation’s High Speed Ethernet.  Mạng xí nghiệp: Là một mạng LAN Bình thƣờng, có chức năng kết nối các máy tính văn phòng thuộc cấp điều hành sản xuất với cấp điều khiển giám sát. Mạng xí nghiệp không yêu 22

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC cầu nghiêm ngặt về tính năng thời gian thực. Việc trao đổi dữ liệu diễn ra không định kỳ, nhƣng có khi với số lƣợng lớn tới hàng MByte. Hai loại mạng chủ yếu đƣợc dùng là Ethernet và Token-Ring trên cơ sở các giao thức chuẩn nhƣ TCP/IP và IPX/SPX  Mạng công ty: Đặc trƣng của mạng công ty là gần với một mạng viễn thông hoặc một mạng máy tính diện rộng nhiều hơn trên các phƣơng diện phạm vi và hình thức dịch vụ, phƣơng pháp truyền thông và các yêu cầu về kỹ thuật.Mạng công ty thƣờng sử dụng các loại mạng có tốc độ truyền thông và độ an toàn tin cậy đặc Biệt cao, chẳng hạn nhƣ: Fast Ethernet, FDDI, ATM..... 2. Cấu trúc và thiết bị mạng Cấu trúc mạng quyết định các thiết Bị cần phải có trong mạng và cách ghép nối chúng.Thiết Bị mạng gồm có: -Bộ lặp :Sao chép, khuếch đại và phục hồi tín hiệu mang thông tin trên đƣờng truyền giữa hai trạm xa nhau. -Cầu nối :Liên kết giữa hai mạng con với nhau chỉ khi lớp liên kết dữ liệu( lớp 2 mô hình tham chiếu OSI) làm việc với cùng giao thức. -Router :Liên kết hai mạng con với nhau trên cơ sở lớp 3 theo mô hình OSI. -Gateway:Liên kết các hệ thống Bus khác nhau Bằng cách chuyển đổi giao thức cấp cao, thƣờng đƣợc thực hiện Bằng các thành phần phần mềm. -HUB (ghép nối các trạm theo cấu trúc ARCNET và Ethernet). -MAU (Ghép nối các trạm theo cấu trúc Token-Ring). -TRANSIVER/RECEIVER:ghép nối hai trạm trực tiếp trên một khoảng cách lớn. -Module truyền thông (Của PLC...)card mạng(của Biến tần, module phân tán...):Mạng ProfiBus. -Card máy tính(mạng LAN). -Có 3 kiểu liên kết để ghép nối chúng với nhau:  Liên Kết điểm - điểm :là loại liên kết chỉ nghép nối hai đối tác truyền thông.Để xây dựng một trạm truyền thông trên cơ sở này sẽ cần nhiều đƣờng truyền riêng Biệt, với nhiều module truyền thông.  Liên Kết điểm - nhiều điểm (multi-drop) : sử dụng duy nhất một đối tác truyền thông là trạm chủ.Các đối tác còn lại làm trạm tớ.Thông tin truyền từ trạm chủ đến các trạm tớ trong cùng một lúc(liên kết điểm – nhiều điểm).Việc giao tiếp 23 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

theo chiều ngƣợc lại từ trạm tớ tới trạm chủ chỉ đƣợc thực hiện theo kiểu điểm điểm.Nhiều đối tác có thể nối với nhau qua một cáp chung duy nhất.  Liên Kết nhiều điểm(Multipoint): là liên kết ngang hàng với nhiều đối tác tham gia.Bất kỳ đối tác nào cũng có quyền thu phát tín hiệu.Cũng nhƣ liên kết điểm,nhiều điểm,có thể xử dụng một cáp duy nhất để nối giữa các đối tác. Có thể phân Biệt các dạng cấu trúc cơ Bản là Bus, mạch vòng tích cực và hình sao nhƣ sau: 2.1 Cấu trúc bus Tất cả các thành viên của mạng đều đƣợc nối trực tiếp với một đƣờng dẫn chung.Đặc điểm cơ Bản của cấu trúc Bus là việc xử dụng chung một đƣờng dẫn duy nhất cho tất cả các trạm.Vì thế tiết kiệm đƣợc cáp dẫn và công lắp đặt. Có thể phân Biệt Ba loại cấu hình trong cấu trúc Bus : daisy – chain và trunk – line/drop – line và mạch vòng không tích cực. Hai cấu hình đầu cũng đƣợc xếp vào kiểu cấu trúc đƣờng thẳng,Bởi hai đầu đƣờng truyền không khép kín. Với daisy – chain,mỗi trạm đƣợc nối mạng trực tiếp tại giao lộ của hai đoạn dây dẫn, không qua một đoạn dây nối phụ nào.Ngƣợc lại, trong cấu hình trunk- line/drop-line, mỗi trạm đƣợc nối qua một đƣờng nhánh(drop – line) để đến đƣờng trục (Trunk – line).Còn mạch vòng không tích cực thực chất chỉ khác với (trunk – line/drop – line) ở chỗ đƣờng truyền đƣợc khép kín. Bên cạnh việc tiết kiệm dây dẫn thì tính đơn giản, dễ thực hiện là những ƣu điểm chính của cấu trúc Bus, nhờ vậy mà cấu trúc này phổ Biến nhất trong các hệ thống mạng truyền thông công nghiệp.Trong trƣờng hợp một trạm không làm việc (hỏng hóc, do ngắt nguồn,...)Không ảnh hƣởng đến phần mạng còn lại.Một số hệ thống còn cho việc tách một trạm ra khỏi mạng hoặc thay thế một trạm trong khi cả hệ thống vẫn hoạt động Bình thƣờng. Tuy nhiên việc dùng chung một đƣờng dẫn đòi hỏi một phƣơng pháp phân chia thời gian sử dụng thích hợp để tránh xung đột tín hiệu - gọi là phƣơng pháp truy nhập môi trƣờng hay phƣơng pháp truy nhập Bus.Nguyên tắc truyền thông đƣợc thực hiện nhƣ sau:tại một thời điểm nhất định chỉ có một thành viên trong mạng đƣợc gửi tín hiệu, còn các thành viên khác chỉ có quyền nhận. Ngoài việc cần phải kiểm soát truy nhập môi trƣờng, cấu trúc Bus còn có những nhƣợc điểm sau:  Một tín hiệu gửi đi có thể tới tất cả các trạm và theo một trình tự không kiểm soát đƣợc,vì vậy phải thực hiện phƣơng pháp gán địa chỉ(logic) theo kiểu thủ công cho từng trạm.Trong thực tế, việc gán địa chỉ này gây ra không ít khó khăn.  Tất cả các trạm đều có khả năng phát và phải luôn luôn “nghe” đƣờng dẫn để phát hiện ra thông tin có phải gửi cho mình hay không, nên phải đƣợc thiết kế sao cho có đủ tải với số trạm tối đa. Đây chính là lý do phải hạn chế số trạm trong một đoạn mạng.Khi cần mở rộng mạng phải dùng thêm các Bộ lặp.  Chiều dài đƣờng dẫn tƣơng đối dài,vì vậy đối với cấu trúc đƣờng thẳng xảy ra hiện tƣợng phản xạ ở mỗi đầu dây làm giảm chất lƣợng của tín hiệu.Để khắc phục hiện tƣợng 24

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC này ngƣời ta chặn hai đầu dây Bằng hai trở đầu cuối.Việc sử dụng các trở đầu cuối cũng làm tăng tải của hệ thống.  Trong trƣờng hợp đƣờng dẫn Bị đứt, hoặc do ngắn mạch trong phần kết nối Bus của trạm Bị hỏng đều dẫn đến ngừng hoạt động của cả hệ thống. Hoặc khi lỏng giắc cắm nối trạm này hoặc trạm khác sẽ dừng hoạt động của tất cả các trạm sau đó.  Cấu trúc đƣờng thẳng, liên kết đa điểm cố hữu gây ra khó khăn trong áp dụng các công nghệ truyền tín hiệu mới nhƣ sử dụng cáp quang. Một số ví dụ mạng công nghiệp tiêu Biểu sử dụng cấu trúc Bus là PROFIBUS,CAN WordldFIP,Foundation FieldBus,LonWorks,AS-i và Ethernet. 2.2 Cấu trúc mạch vòng(tích cực) Cấu trúc mạch vòng đƣợc thiết kế sao cho các thành viên trong mạng đƣợc nối từ điểm này đến điểm kia một cách tuần tự trong một mạch vòng khép kín.Mỗi thành viên đều tham gia tích cực vào việc kiểm soát dòng tín hiệu.Khác với cấu trúc đƣờng thẳng,ở đây tín hiệu đƣợc truyền đi theo một chiều quy định.Mỗi trạm nhận đƣợc dữ liệu từ trạm trƣớc và chuyển sang trạm lân cận đứng sau.Qúa trình này đƣợc lặp lại cho đến khi tín hiệu quay trở về trạm đã gửi, nó sẽ đƣợc huỷ Bỏ. Ƣu điểm cơ Bản của mạng cấu trúc kiểu này là mỗi một nút đồng thời có thể là một Bộ khuếch đại,do vậy khi thiết kế mạng theo kiểu cấu trúc vòng có thể thực hiện với khoảng cách và số trạm rất lớn.Mỗi trạm có khả năng vừa nhận vừa phát tín hiệu cùng một lúc.Bởi mỗi thành viên ngăn cách mạch vòng ra làm hai phần,và tín hiệu chỉ đƣợc truyền theo một chiều,nên Biện pháp tránh xung đột tín hiệu đƣợc thực hiện một cách đơn giản hơn. Với kiểu mạch vòng không có điều khiển trung tâm, các trạm đều Bình đẳng nhƣ nhau trong quyền nhận và phát tín hiệu.Nhƣ vậy việc kiểm soát đƣờng dẫn sẽ do các trạm tự đảm nhận và phân chia.Với kiểu có điều khiển trung tâm,một trạm chủ sẽ đảm nhận vai trò kiểm soát việc truy nhập đƣờng dẫn. Việc gán địa chỉ cho các thành viên trong mạng cũng có thể do một trạm chủ thực hiện một cách hoàn toàn tự động, căn cứ vào thứ tự sắp xếp vật lý của trạm mạch vòng.Ƣu điểm của cấu trúc mạch vòng là khả năng xác định vị trí xảy ra sự cố, đứt dây hay một trạm ngừng làm việc.Tuy nhiên sự hoạt động không Bình thƣờng của mạng trong trƣờng hợp này chỉ với một dây dự phòng nhƣ ở FDDI. Một kỹ thuật khác đƣợc áp dụng xử lý sự cố tại một trạm là dùng các Bộ chuyển mạch By-pass tự động.Mỗi trạm thiết Bị sẽ đƣợc đấu với mạch vòng nhờ Bộ chuyển mạch này.Trong trƣờng hợp sự cố xảy ra, Bộ chuyển mạch sẽ tự động phát hiện và ngắn mạch,Bỏ qua thiết Bị đƣợc nối mạng qua nó. Cấu trúc mạch vòng đƣợc xử dụng trong một số hệ thống có độ tin cây cao nhƣ Internet, Token –Ring(IBM) và đặc Biệt là FDDI.

2.3 Cấu trúc hình sao : Là một cấu trúc mà có trạm trung tâm quan trọng hơn tất cả cac nút mạng khác, nút này sẽ điều khiển sự truyền thông của toàn mạng.Các thành viên khác đƣợc kết nối gián tiếp 25 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

với nhau qua trạm trung tâm.Tƣơng tự nhƣ cấu trúc mạch vòng, có thể nhận thấy ở đây kiểu liên kết về mặt vật lý là kiểu điểm - điểm.Tuy nhiên, liên kết về mặt logic vẫn có thể là nhiều điểm.Nếu trạm trung tâm đóng vai trò tích cực, nó có thể đảm đƣơng nhiệm vụ kiểm soát toàn Bộ việc truyền thông của mạng, còn nều không sẽ chỉ nhƣ một Bộ chuyển mạch. Một nhƣợc điểm của cấu trúc hình sao là sự cố ở trạm trung tâm sẽ làm tê liệt toàn Bộ các hoạt động truyền thông trong mạng.Vì vậy, trạm trung tâm thƣờng phải có độ tin cậy rất cao. Một nhƣợc điểm tiếp theo của cấu trúc hình sao là tốn dây dẫn,nếu nhƣ khoảng trung Bình giữa các trạm nhỏ hơn khoảng cách của chúng tới trạm trung tâm.Đƣơng nhiên trong các hệ thống viễn thông không tránh khỏi việc dùng cấu trúc này.Đối với mạng truyền thông công nghiệp, cấu trúc hình sao tìm thấy trong các phạm vi nhỏ.Ví dụ nhƣ các Bộ chia, thƣờng dùng vào mục đích mở rộng các cấu trúc khác.Lƣu ý rằng, trong nhiều trƣờng hợp một mạng cấu trúc hình sao về về mặt vật lý lại có cấu trúc nhƣ một hệ Bus,Bởi các trạm vẫn có thể tự do liên lạc nhƣ không có sự tồn tại của trạm trung tâm.Chính các hệ thống mạng Ethernet công nghiệp ngày nay sử dụng phổ Biến cấu trúc này kết hợp với kỹ thuật chuyển mạch và phƣơng phát truyền dẫn tốc độ cao. 2.4 Kiến trúc giao thức Dữ liệu thông tin đƣợc truyền trong mạng thƣờng là sau khi đã đƣợc đóng gói.Gói tin Bao gồm các thông tin cần truyền tải, Bít đầu cuối, xác nhận cùng địa chỉ trạm nhận và thông tin trạm truyền.Có nhiều loại dịch vụ truyền thông, với các cấp khác nhau.Tuỳ theo nhu cầu về độ tiện lợi hay hiệu suất trao đổi thông tin mà ngƣời ta có thể quyết định sử dụng dịch vụ ở cấp nào.Việc thực hiện tất cả các dịch vụ đƣợc dựa trên nguyên hàm dịch vụ, Bao gồm : - Yêu cầu dịch vụ. - Chỉ thị nhận lời dịch vụ. - Đáp ứng dịch vụ. - Xác nhận dịch vụ. Cả hai loại dịch vụ xác nhận và không xác nhận,tuỳ theo quan hệ giữa Bên cung cấp dịch vụ và Bên yêu cầu dịch vụ.Dịch vụ xác nhận đòi hỏi cả Bốn nguyên hàm, trong khi dịch vụ không xác nhận chỉ cần hai nguyên hàm đầu tiên. Giao thức là cơ sở chính cho việc thực hiện và sử dụng các dịch vụ truyền thông, là các quy tắc cho việc giao tiếp.Mục đích tạo môi trƣờng chung cho Bên cung cấp dịch vụ và cả Bên sử dụng dịch vụ có thể hiểu đƣợc nhau. Một quy chuẩn giao thức Bao gồm các thành phân sau: - Cú pháp (syntax): Quy định về cấu trúc Bức điện, gói dữ liệu dùng khi trao đổi, trong đó có phần thông tin hữu ích (dữ liệu) và các thông tin Bổ trợ nhƣ địa chỉ, thông tin điều khiển, thông tin kiểm lỗi.. - Ngữ nghĩa (sematic): quy định ý nghĩa cụ thể của từng Bức điện, nhƣ phƣơng pháp địa chỉ, phƣơng pháp Bảo toàn dữ liệu thủ tục điều khiển dòng thông tin, xử lý lỗi.... - Định thời (timing): Quy định về trình tự thủ tục giao tiếp,chế độ truyền (đồng Bộ hay không đồn Bộ), tốc độ truyền thông.... - Việc thực hiện một dịch vụ truyền thông trên cơ sở các giao thức tƣơng ứng đƣợc gọi là xử lý giao thức.Qúa trình xử lý giao thức có thể là mã hoá(xử lý giao thức Bên gửi) và giải mã(xử lý giao thức Bên nhận).Tƣơng tự dịch vụ truyền thông, 26

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC giao thức cũng Bao gồm giao thức cấp thấp và cấp cao tƣơng ứng.Giao thức cấp cao gần với ngƣời xử dụng thƣờng đƣợc sử dụng Bằng phần mềm. Một số ví dụ về giao thức: - FTP: File transfer Protocol. - HTTP : Hypertest Transfer Protocol. - MMS: Mannufactoring Message Specification. - TCP/IP: Transmisson Control Protocoll/Internet Prrotocol - HART : Highway AdressaBle Remote Transducer. - HDLC : High Level Data – Link Control. Nhằm hỗ trợ các hệ thống truyền thông có khả năng tƣơng tác với nhau, ngƣời ta đƣa ra một kiến trúc giao tiếp đƣợc gọi là mô hình quy chiếu OSI.

2.5 Mô hình tham chiếu OSI (Open System Interconnection) Chỉ là một mô hình kiến trúc phân lớp với mục đích phục vụ việc sắp xếp và đối chiếu các hệ thống truyền thông có sẵn, trong đó có cả việc so sánh, đối chiếu các giao thức và dịch vụ truyền thông, cũng nhƣ cơ sở cho việc phát triển các hệ thống mới 27 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

H2.2 Mô hình tham chiếu OSI Lớp ứng dụng: Là lớp trong cùng mô hình tham chiếu OSI, cung cấp các dịch vụ cao cấp tên cơ sở các giao thức cao cấp cho ngƣời xử dụng và các chƣơng trình ứng dụng.Các dịch vụ thuộc lớp ứng dụng đƣợc thực hiện hầu hết Bằng phần mềm.Để xử dụng ngƣời ta dùng các khối hàm(function Block),tích hợp cả một số chức năng xử lý thông tin, thậm chí cả điều khiển tại chỗ..Đây cũng là xu hƣớng mới trong chuẩn hoá các lớp ứng dụng cho các hệ thống Bus trƣờng. Hƣớng tới kiến trúc điều khiển phân tán triệt để..

Lớp biểu diễn dữ liệu: Chức năng của lớp Biểu diễn dữ liệu là chuyển đổi các dạng Biểu diễn dữ liệu khác nhau về cú pháp một dạng chuẩn.Nhằm tạo điều kiện cho các đối tác truyền thông có thể hiểu đƣợc nhau mặc dù chúng sử dụng các kiểu dữ liệu khác nhau.Lớp này còn có thể cung cấp một số dịch vụ Bảo mật dữ liệu, ví dụ nhƣ phƣơng pháp Bảo mật mã khoá. 28

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Chức năng này có thể kết hợp thực hiện trên lớp ứng dụng để đơn giản hoá, và nâng cao hiệu suất của việc xử lý giao thức, là đặc trƣng của các hệ thống Bus trƣờng. Lớp Kiểm soát nối (sesion layer). Lớp kiểm soát nối có chức năng kiểm soát mối liên kết truyền thông giữa các chƣơng trình ứng dụng,Bao gồm các việc tạo lập, quản lý và kết thúc các đƣờng nối giữa các ứng dụng đối tác.Mối quan hệ giữa các chƣơng trình ứng dụng mạng tích chất lôgic:thông qua một mối liên kết vật lý giữa hai trạm, hai nút mạng có thể tồn tại song song nhiều lôgic.Thông thƣờng kiểm soát nối là chức năng của hệ điều hành.Để thực hiện các đƣờng nối giữa hai ứng dụng đối tác, hệ điều hành có thể tạo các tính toán song song.Nhƣ vậy, nhiệm vụ đồng Bộ hoá các quá trình tính toán này đối với việc xử dụng chung một giao diện mạng cũng thuộc chức năng của lớp kiểm soát nối.Chính vì vậy lớp này còn có tên là lớp đồng Bộ hoá. Lớp vận chuyển: Khi một khối dữ liệu đƣợc truyền đi thành từng gói, cần phải Bảo đảm tất cả các gói đều đến đích và theo đúng trình tự chúng đƣợc chuyển đi.Chức năng của lớp vận chuyển dữ liệu giữa các chƣơng trình ứng dụng một cách tin cậy, Bao gồm cả trách nhiệm khắc phục lỗi và điều khiển lƣu thông.Nhờ vậy mà các lớp trên có thể thực hiện đƣợc các chức năng cao cấp mà không cần quan tâm đến cơ chế vận chuyển dữ liệu cụ thể. Các nhiệm vụ của lớp vận chuyển Bao gồm :  Quản lý về tên hình thức cho các trạm xử dụng.  Định vị các đối tác truyền thông qua tên hình thức hoặc địa chỉ.  Xử lý lỗi và kiểm soát dòng thông tin,trong đó có cả việc lập lại quan hệ liên kết và thực hiện các thủ tục gửi lại dữ liệu khi cần thiết.  Dồn kênh các nguồn dữ liệu khác nhau.  Đồng Bộ hoá giữa các đối tác Trong mạng truyền thông công nghiệp, một số nhiệm vụ nhƣ dồn kênh hoặc kiểm soát lƣu thông trở lên không cần thiết.Các chức năng còn lại đƣợc dồn lên kếp hợp với lớp ứng dụng đển tiện cho việc việc thực hiện và tạo điều kiện cho ngƣời sử dụng chọn phƣơng án tối ƣu hoá và nâng cao hiệu suất truyền thông. Lớp mạng: Lớp mạng có nhiệm vụ tìm đƣờng đi tối ƣu(routing) cho việc vận chuyển dữ liệu, giải phóng sự phụ thuộc của các lớp Bên trên vào phƣơng thức chuyển giao dữ liệu và công nghệ chuyển mạch dùng để kết nối các hệ thống khác nhau.Việc xây dựng và huỷ Bỏ các quan hệ liên kết giữa các nút mạng cũng thuộc trách nhiệm của lớp mạng.Tuy nhiên lớp mạng không có ý nghĩa đối với một hệ thống truyền thông công nghiệp.Bởi ở đây hoặc không có nhu cầu trao đổi dữ liệu giữa hai trạm khác nhau ở hai mạng khác nhau,hoặc việc trao đổi đƣợc thực hiện gián tiếp thông qua chƣơng trình ứng dụng(không thuộc lớp nào 29 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

trong mô hình tham chiếu OSI).Các Bộ router thông dụng trong liên kết mạng hoàn toàn không đóng vài trò gì trong hệ thống Bus trƣờng. Lớp liên Kết dữ liệu: Lớp liên kết dữ liệu đảm nhận việc điều khiển truy nhập môi trƣờng truyền dẫn và Bảo toàn dữ liệu, tƣơng ứng với hai lớp con:Lớp điều khiển truy nhập môi trƣờng và lớp điều khiển liên kết lôgic.Trong một số hệ thống,lớp liên kết dữ liệu có thể đảm nhiệm thêm một số chức năng khác nhƣ kiểm soát lƣu thông và đồng Bộ hoá việc chuyển giao khung dữ liệu. Để thực hiện chức năng Bảo toàn dữ liệu, thông tin nhận đƣợc từ lớp phía trên đƣợc đóng gói thành các Bức điện có chiều dài hợp lý.Các khung dữ liệu này chứa các thông tin Bổ sung phục vụ mục đích kiểm lỗi, kiểm soát lƣu thông và đồng Bộ hoá.Lớp liên kết dữ liệu phía Bên nhận thông tin sẽ dựa vào các thông tin này để xác định tính chính xác của dữ liệu, sắp xếp các khung lại theo đúng trình tự và khôi phục lại thông tin để chuyển tiếp lớp trên nó. Lớp vật lý: Là lớp dƣới cùng trong mô hình phân lớp chức năng truyền thông của một trạm hiết Bị,đảm nhận toàn Bộ công việc truyền dẫn dữ liệu Bằng phƣơng tiện vật lý.Các quy định ở đây mô tả giao diện vật lý giữa một trạm thiết Bị và môi trƣờng truyền thông:  Các chi tiết về cấu trúc mạng (Bus ,cây hình sao...).  Chuẩn truyền dẫn(RS485 IEC1158 -2 ,truyền cáp quang..)  Phƣơng pháp mã hoá Bít(NRZ,Manchester,FSK...).  Chế độ truyền tải (dải rộng/dải cơ sở/dải mang,đồng Bộ/không đồng Bộ).  Các tốc độ truyền ghép.  Giao diện cơ học(Phích cắm,giắc cắm....) Lớp vật lý cần đƣợc chuẩn hoá sao cho một hệ thống truyền thông có sự lựa chọn giữa một vài khả năng khác nhau.Trong hệ thống Bus trƣờng, sự lựa chọn này là không lớn quá, hầu hết dựa trên vài chuẩn cơ Bản. 2.6 Kiến trúc giao thức TCP/IP Khái niệm TCP/IP dùng để chỉ cả một Bộ giao thức và dịch vụ truyền thông đƣợc công nhận thành chuẩn cho Internet.TCP/IP đã xâm nhập vào rất nhiều phạm vi ứng dụng khác nhau. Trong đó có cả mạng máy tính cục Bộ và truyền thông công nghiệp, cùng với xu hƣớng phát triển của mạng Ethernet hiện nay,TCP/IP sẽ chiếm một trong những vai trò quan trọng hàng đầu trong công nghệ Bus trong tƣơng lai.

Kiến trúc giao thức TCP/IP và đối chiếu với mô hình OSI đƣợc mô tả trên hình sau: Lớp ứng dụng Lớp ứng dụng 30

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Lớp biểu diễn dữ liệu Lớp Kiểm soát nối Lớp vận chuyển Lớp mạng Lớp liên Kết dữ liệu Lớp vật lý

TELNET FTP SNMP SMTP DNS Lớp vận chuyển TCP UDP Lớp Internet ICMP IP ARP RARP Lớp truy nhập mạng Lớp vật lý Hình 2.3 : So sánh TCP/IP Với OSI

2.7 Truy nhập bus Trong một mạng có cấu trúc Bus các thành viên phải chia nhau thời gian sử dụng đƣờng dẫn.Để tránh xung đột về tín hiệu gây ra sai lệch về thông tin, ở mỗi một thời điểm ở trên một đƣờng dẫn chỉ duy nhất một điện tín đƣợc phép truyền đi.Chính vì vậy, mạng phải đƣợc điều khiển sao cho tại mỗi một thời điểm nhất định chỉ có một thành viên trong mạng đƣợc gửi thông tin đi.Còn số lƣợng thành viên trong mạng muốn nhận thông tin thì không hạn chế.Vì vậy đặt ra vấn đề về phƣơng pháp phân chia thời gian gửi thông tin trên đƣờng dẫn.Gọi là phƣơng pháp truy nhập Bus. Ngƣời ta thƣờng quan tâm đến Ba khía cạnh: Độ tin cậy,tính năng thời gian thực và hiệu suất sử dụng đƣờng truyền.Tính năng thời gian thực là ở đây là khả năng đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin một cách kịp thời và tin cậy.Hiệu suất sử dụng đƣờng truyền là mức độ khai thác, sử dụng đƣờng truyền, đƣợc tính Bằng phần trăm thời gian đƣờng truyền đƣợc sử dụng hiệu quả vào việc truyền tải dữ liệu. Hiện nay có 5 phƣơng pháp truy nhập đƣờng truyền đƣợc chia thành các phƣơng pháp tiền định,với trình tự truy nhập Bus đƣợc xác định rõ ràng,có tính năng thời gian thực và các phƣơng pháp ngẫu nhiên, với trình tự truy nhập Bus không đƣợc quy định chặt chẽ trƣớc, mà để xảy ra hoàn toàn theo nhu cầu của các trạm. 2.7.1 Master/Slaver Thuộc nhóm các phƣơng pháp tiền định, một trạm chủ có trách nhiệm chủ động phân chia quyền truy nhập Bus cho các trạm tớ.Phƣơng pháp này có ƣu điểm là việc kết nối mạng các trạm tớ đơn giản, ít tốn kém,.Tuy nhiên hiệu suất trao đổi thông tin giữa các trạm tớ Bị giảm do dữ liệu phải đi qua khâu trung gian là trạm chủ. 2.7.2 TDMA (Time Division Multiple Access) Là phƣơng pháp đa truy nhập phân chia theo thời gian, mỗi trạm đƣợc phân một thời gian truy nhập Bus nhất định.Các trạm lần lƣợt thay nhau gửi thông tin trong khoảng thời gian cho phép.Phƣơng pháp này có thể không hoặc có trạm chủ.Mỗi trạm đều có khả năng đảm nhiệm vài trò chủ động trong việc giao tiếp trực tiếp với các trạm khác. 2.7.3 ToKen Passing Token là một Bức điện ngắn không mang dữ liệu, có cấu trúc đặc Biệt để phân Biệt với các Bức điện mang thông tin nguồn, đƣợc dùng tƣơng tự nhƣ một chìa khoá.Mỗi trạm đƣợc quyền truy nhập Bus và gửi thông tin đi chỉ trong thơi gian nó đƣợc giữ Token .Sau khi không có nhu cầu gửi thông tin nó phải gửi Token đến một trạm khác theo một trình tự nhất định. 2.7.4 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection) 31 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

Mỗi trạm đều có quyền truy nhập Bus mà không cần một sự kiểm soát nào.Phƣơng pháp đƣợc tiến hành nhƣ sau: - Mỗi trạm đều phải “nghe” đƣờng dẫn,nếu đƣờng dẫn rỗi thì mới đƣợc phát. - Do việc lan truyền tín hiệu cần một khảng thời gian nào đó, nên vậy có khả năng hai trạm cùng phát tín hiệu lên đƣờng dẫn.Vì vậy trong khi phát mỗi trạm vẫn phải nghe đƣờng dẫn để so sánh tín hiệu phát đi với tín hiệu nhận đƣợc xem có xảy ra xung đột hay không. - Trong trƣờng hợp xảy ra xung đột,mỗi trạm đều phải huỷ Bỏ Bức điện của mình chờ một thời gian ngẫu nhiên và thử gửi lại. Phƣơng pháp đƣợc áp dụng rộng rãi trong mạng Ethernet với các ƣu điểm của nó.. 2.7.5 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance) Tƣơng tự nhƣ CSMA/DC, mỗi trạm đều phải nghe đƣờng dẫn trƣớc khi gửi cũng nhƣ sau khi gửi thông tin.Tuy nhiên, một phƣơng pháp mã hoá Bít thích hợp đƣợc xử dụng ở đây trong trƣờng hợp xảy ra xung đột, một tín hiệu sẽ lấn át tín hiệu kia.Ví dụ tƣơng ứng với Bít 0 là mức điện áp cao sẽ lấn áp mức điện áp thấp của Bít 1. 2.8 Bảo toàn dữ liệu: Nhiệm vụ Bảo toàn dữ liệu đƣợc xếp vào lớp 2(Lớp liên kết dữ liệu trong mô hình tham chiếu OSI).Trong truyền thông công nghiệp, do chất lƣợng môi trƣờng truyền dẫn mà thông tin truyền tải không tránh khỏi sai lệch.Vì vậy đặt ra vấn đề làm sao để hạn chế lỗi, phát hiện lỗi và khôi phục dữ liệu. Biện pháp thứ nhất giảm tác động của nhiễu Bằng cách xử dụng các thiết Bị phần cứng cao cấp và các Biện pháp Bọc lót đƣờng truyền tín hiệu.Biện pháp thứ hai là xử dụng xử lý giao thức để phát hiện và khắc phục lỗi, trong đó phát hiện lỗi đóng vai trò hàng đầu.Trong quá trình mã hoá nguồn,Bên gửi Bổ sung thêm một số thông tin phụ trợ, đƣợc tính theo một thuật toán quy ƣớc vào Bức điện cần gửi đi.Dựa vào thông tin Bổ trợ này mà Bên nhận có thể kiểm soát và phát hiện ra lỗi trong dữ liệu nhận đƣợc(giải mã). Khi đã phát hiện đƣợc lỗi, có thể có cách khôi phục dữ liệu, hay Biện pháp đơn giản hơn là yêu cầu gửi lại dữ liệu.Các phƣơng pháp Bảo toàn dữ liệu thông dụng là: -Party Bit một chiều và hai chiều. -Phƣơng pháp mã vòng CRC. -Nhồi Bít:Bit Stuffing. Trong thực tế, cả Ba phƣơng pháp parity Bit.CRC và git stuffing đều có thể sử dụng phối hợp.Ví dụ một thông tin nguồn, sau khi áp dụng phƣơng pháp CRC có thể tính parity Bit cho phần thông tin Bổ sung.Toàn Bộ dữ liệu nhận đƣợc có thể lại đƣa qua khâu Bit stuffing, trƣớc khi mã hoá Bit. 2.9 Mã hoá bit. Mã háo Bit là quá trình chuyển đổi dãy Bit 0,1 sang một tín hiệu thích hợp để có thể truyền dẫn trong môi trƣờng vật lý(cáp truyền dẫn tín hiệu).Việc chuyển đổi này chính là sử dụng một tham số thông tin thích hợp để mã hoá dãy Bit cần truyền tải.Các tham số thông tin có thể đƣợc chứa đựng trong Biên độ, tần số ,pha hoặc sƣờn xung.Các phƣơng pháp mã hoá Bit thƣờng dùng là:Điều chế Biên độ xung(NRZ và RZ) Phƣơng pháp điều chế pha xung 32

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC hay vị trí xung(Tham số thông tin đƣợc thể hiện qua các sƣờn xung, PP Manchester),Phƣơng pháp xung sƣờn xoay chiều(AFP),phƣơng pháp điều chế dịch tần số (FSK).Trong đó đang kể là hai phƣơng pháp : NRZ và RZ là một trong những Biện pháp đƣợc sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống Bus trƣờng,có tần số nhịp Bus thấp hơn nhiều so với tần số nhịp Bus.Tuy nhiên không thích hợp cho việc đồng Bộ hoá và không có khả năng đồng tải nguồn. Mã Manchester đƣợc sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống truyền thông công nghiệp nhờ các xung của nó có thể trong việc đồng Bộ hoá giữa Bên gửi và Bên nhận.Với việc sử dụng tín hiệu lƣỡng cực, dòng một chiều sẽ Bị triệt tiêu và do đó nó có khả năng đồng tải nguồn.Thêm nữa, nó có khả năng chống nhiễu cao nhờ việc sử dụng sƣờn xung của tín hiệu. 2.10 Chuẩn và môi trường truyền dẫn: Mạng truyền thông công nghiệp chủ yếu sử dụng phƣơng pháp truyền dữ liệu nối tiếp, không đồng Bộ.Với phƣơng pháp này các Bit đƣợc truyền từ Bên gửi đến Bên nhận một cách tuần tự trên cùng một đƣờng truyền.Vì không có đƣờng dây riêng Biệt mang tín hiệu nhịp nên việc đồng Bộ hoá đƣợc thoả thuận trên cơ sở một giao thức truyền thông.Hiện nay các chuẩn truyền dẫn có 4 dạng: - RS232 : đƣợc dùng chủ yếu trong việc giao tiếp điểm - điểm giữa hai DTE,giữa DTE 

và DTC, nhƣ giữa hai máy tính, PLC hoặc PC với OP của Biến tần, giữa máy tính và máy in,modem....Không ghép nối đƣợc với thiết Bị thứ Ba.Sử dụng phƣơng pháp truyền tin không đối xứng, chế độ làm việc là hai chiều toàn phần(hai trạm có thể cùng tham gia thu/phát tín hiệu cùng một lúc).Sử dụng tín hiệu chênh lệch điện áp giữa hai dây dẫn(transmit và receive data) với đất.Tốc độ truyền cho phép tối đa là 19.2kBd.RS232 có nhƣợc điểm là chiều dài cho phép từ 30 -:-50m nhƣng có ƣu điểm là sử dụng công suất phát tƣơng đối thấp nhờ trở kháng đầu vào hạn chế khoảng từ 3 – 7k. -RS422: sử dụng phƣơng pháp truyền tin đối xứng thông qua điện áp chênh lệch đối xứng giữa hai dây dẫn A và B.Nhờ vậy giảm đƣợc nhiễu và tăng chiều dài dây dẫn lên một cách đáng kể, tới 1200m mà không cần Bộ lặp.Có Ba phƣơng pháp truyền tín hiệu:truyền một chiều hoặc hai chiều gián đoạn cần một đôi dây, truyền hai chiều toàn phần cần 2 đôi dây.RS422 có khả năng ghép nối điểm - điểm và điểm - nhiều điểm trong một mạng đơn giản,cụ thể là có duy nhất một trạm đƣợc phát và 10 trạm có thể nhận tín hiệu.Tuy vậy thực tế RS422 thƣờng chỉ đƣợc dùng ghép nối điểm - điểm với mục đích thay thế RS232 cho khoảng cách truyền thông lớn với tốc độ cao hơn.. -RS485:giống RS422 về mặt điện học.Tuy nhiên ngƣỡng giới hạn qui định của điện áp làm việc đƣợc nới rộng ra khoảng -7V đến 12 V cũng nhƣ trở kháng đầu vào cho phép lớn gấp 3 lần so với RS422. Đặc tính khác nhau cơ Bản của RS485 và RS422là khả năng nghép nối nhiều điểm đƣợc sử dụng trong hệ thống Bus trƣờng.Cụ thể 32 trạm có thể tham gia nghép nối, đƣợc định địa chỉ và giao tiếp đồng thời trong một đoạn RS485 mà không cần Bộ lặp khoảng cách tối đa cho trạm đầu và cuối là 1200m.Không phụ thuộc vào số trạm tham gia.Tốc độ truyền dẫn tối đa là 10MBit/s. -IEC1158-2: nhằm vào các ứng dụng điềukhiển qúa trình trong công nghệ chế Biến nhƣ 

lọc dầu, hoá chất..nơi có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn cháy nổ và nguồn cung cấp cho 33 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

các thiết Bị trƣờng. IEC1158-2 quy định các điều kiện Biên đảm Bảo cho việc truyền dẫn an toàn trong môi trƣờng dễ cháy nổ, quy định chế độ truyền đồng Bộ với tốc độ truyền 31.25kBit/s,sử dụng phƣơng pháp truyền dẫn chênh lệch đối xứng, với cáp đôi dây xoắn và điện trở đầu cuối là 100, mức điện áp tối đa trong khoảng 0,75 – 1V.Bên cạnh việc xử dụng tín hiệu dữ liệu để đồng Bộ nhịp giữa Bên gửi và Bên nhận, sử dụng phƣơng pháp mã hoá Bit Manchster còn cho phép cung cấp nguồn cho các trạm thông qua chính đƣờng Bus tín hiệu.Số trạm tối đa là 126, với nhiều nhất 4 Bộ lặp, với nguồn 24V chiều dài tối đa của một đoạn mạng lên đến 1900m. Môi trƣờng truyền dẫn ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng, khả năng chống nhiễu của tín hiệu ảnh hƣởng đến tốc độ truyền và khoảng cách tối đa cho phép.Là thiết Bị nằm ngoài mô hình quy chiếu OSI. Trong kỹ thuật truyền thông nói chung cũng nhƣ trong kỹ thuật truyền thông công nghiệp nói riêng, ngƣời ta đã sử dụng các phƣơng tiện truyền dẫn sau: -Cáp điện :cáp đồng trục, đôi dây xoắn. -Cáp quang:cáp sợi thuỷ tinh, cáp sợi chất dẻo. -Vô tuyến:vi sóng,tia hồng ngoại,siêu âm. Phổ Biến nhất trong các hệ thống Bus trƣờng vẫn là đôi dây xoắn. Đôi với các ứng dụng có yêu cầu cao hơn về tốc độ truyền và độ an toàn đối với nhiễu thì cáp đồng trục là sự lựa chọn tốt hơn.Cáp quang cũng đƣợc ứng dụng trong các ứng dụng phạm vi địa lý rộng, môi trƣờng xung quanh nhiễu mạnh hoặc dễ ăn mòn . Hoặc có yêu cầu rất cao về độ tin cậy cũng nhƣ tốc độ truyền dữ liệu.

34

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

3. Cấu trúc cơ bản của một hệ thống giám sát. Một hệ thống điều khiển và giám sát quá trình có các cấu trúc cơ Bản sau: - Cấu trúc tập trung. - Cấu trúc phân quyền. - Cấu trúc phân tán. 3.1 Cấu trúc tập trung – Concentrated Architechure. Cấu trúc tiêu Biểu của một hệ thống điều khiển tập trung đƣợc minh hoạ trên hình Hình 2.4.Một máy tính duy nhất đƣợc dùng để điều khiển các quá trình con.Các Bộ cảm Biến và chấp hành đƣợc nối trực tiếp, điểm đến điểm( point to point) với máy tình điều khiển trung tâm qua các cổng vào/ ra của nó.

Hình 2.4 Cấu trúc điều khiển tập trung Mỗi Bộ cảm Biến đƣợc nối với một cổng vào và một thiết Bị chấp hành đƣợc nối với cổng ra Bằng một dây nối riêng Biệt.Điểm đáng chú ý ở đây là sự tập trung toàn Bộ quá trình xử lý thông tin, dữ liệu vào một thiết Bị điều khiển duy nhất. Một cấu trúc tập trung nhƣ vậy thƣờng thích hợp cho tự động hoá các loại máy móc, các thiết Bị vừa và nhỏ Bởi sự đơn giản, dễ thực hiện và giá thành một lần cho máy tính điều khiển.Tuy nhiên cấu trúc này Bộc lộ những hạn chế sau:  Công việc nối dây phức tạp giá thành cao;  Việc mở rộng hệ thống gặp khó khăn khi thiết Bị đầu cuối tăng lên.  Độ tin cậy hệ thống kém do phụ thuộc vào một thiết Bị điều khiển duy nhất. 35 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

Để nâng cao độ tin cậy của hệ thống, có thể dùng thêm một máy tính dự phòng giống hệ máy tính chính.Nhƣng vấn đề của giải pháp này là vấn đề giá thành cao. Còn nhƣợc điềm thứ nhất có thể đƣợc khắc phục Bằng một mạng dẫn chung gọi là Bus trƣờng (fieldBus) thay cho dây nối trƣợc tiếp và phân tán một phần trí tuệ xuống cấp chấp hành.Đây chính là xuất phát điểm cho con đƣờng dẫn đến cấu trúc phân tán. 3.2 Cấu trúc phân quyền Để khắc phục sự phụ thuộc vào máy tính trung tâm và tăng tính linh hoạt của hệ thống, trong cấu trúc phân quyền, mỗi quá trình con(hoặc mỗi nhóm quá trình con) đƣợc điều khiển Bằng một máy tính riêng Biệt cùng đƣợc đặt tại phòng điều khiển.Bởi các quá trình con có liên quan hệ quả tổng hợp tới nhau, để điều khiển quá trình tổng hợp cần thiết có sự hợp tác giữa chúng với nhau.Trong phần lớn các trƣờng hợp,một máy tính trung tâm đƣợc để điều khiển cấp cao cũng nhƣ để phối hợp sự hoạt động của các máy phân quyền nhƣ đƣợc mô tả trên hình 2.5.Máy tính phối hợp này có thể thuộc cùng cấp điều khiển hoặc thuộc cấp điều hành, tuỳ theo các chức năng đƣợc thực hiện.

Hình 2.5:Cấu trúc điều khiển phân quyền Các máy tính điều khiển đƣợc kết nối với nhau và với máy tính phối hợp qua mạng đƣợc gọi là Bus xử lý.Chú ý sự phân Biệt giữa các khái niệm Bus trƣờng và Bus xử lý không Bắt Buộc nằm ở sự khác nhau về kiểu Bus đƣợc xử dụng mà ở mục đich sử dụng – hay nói cách khác là ở các thiết Bị đƣợc kết nối.Khi nói tới Bus xử lý, ta nghĩ trƣớc hết đến mạng kết nối các thiết Bị thông tin ở cấp điều khiển(ở đây chính là các máy tính điều khiển) với nhau hoặc với các thiết Bị trên cấp điều hành.Trong khi đó khái niệm Bus trƣờng thƣờng đƣợc dùng chỉ mạng kết nối các thiết Bị gần với quá trình kỹ thuật – tức các thiết Bị ở cấp chấp 36

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC hành và có thể ở cả cấp điều khiển.Trong một số giải pháp, một kiểu Bus duy nhất đƣợc sử dụng đƣợc dùng cho cả hai mục đích này. 3.3 Cấu trúc phân tán Đặc điểm của một cấu trúc điều khiển phân tán là việc phân tán chức năng xử lý thông tin, chức năng điều khiển theo chiều rộng cũng nhƣ theo chiều sâu kết hợp với xử dụng mạng truyền thông thay cho phƣơng pháp nối dây và Bằng điện thông thƣờng.Bên cạnh giải pháp sử dụng các cụm vào /ra tại chỗ và các thiết Bị chấp hành thông minh,ngƣời ta còn đƣa các máy tính điều khiển nhỏ(nhƣ các Bộ điều chỉnh, vi điều khiển) xuống các vị trí gần kề với quá trình kỹ thuật. H 2.6 một ví dụ tiêu Biểu của một hệ thống điều khiển phân tán dùng giải pháp hỗn hợp đƣợc chia làm khu vực:  Trung tâm điều hành quá trình Bao gồm các trạm công nghệ ES(Engineering Station), trạm thao tác OS (operation station) và trạm phục vụ SS (Server Station).  Trung tâm điều khiển Bao gồm các máy tính điều khiển nhƣ PLC, máy tính công nghiệp IPC và các máy tính phối hợp đƣợc nối với nhau và nối lên trung tâm điều hành quá trình qua Bus xử lý (thƣờng dùng Ethernet).  Khu vực gần với quá trình kỹ thuật Bao gồm các Bộ điều khiển tại chỗ nhƣ các Bộ vi điều khiển MC(micro controller) hay các Bộ điều khiển thu gọn(compact controller),các cụm vào /ra tại chỗ, các thiết Bị cảm Biến và chấp hành đƣợc nối lên trung tâm điều khiển qua Bus trƣờng(ví dụ ProfiBus,Foundation fieldBus...). Trong thực tế, tuỳ theo tính chất ứng dụng và thể loại quá trình kỹ thuật mà cấu trúc phân tán có thể đơn giản hoá hoặc mở rộng hơn.Rõ ràng cấu trúc phân tán đƣợc thể hiện ở những điểm sau:  Tiết kiệm dây nối và cổng nối dây nhờ mạng truyền thông.  Hiệu suất cũng nhƣ độ tin cậy tổng thể của hệ thống đƣợc nâng cao nhờ sự phân tán chức năng xuống cấp dƣới.  Độ linh hoạt cao, tinh năng mở trong việc mở rộng hệ thống, mua sắm và thay thế thiết Bị, nâng cấp và cải tạo mới các chƣơng trình phần mềm ứng dụng. Chính từ các yêu cầu Bức thiết từ phía ngƣời xử dụng là phải giảm giá thành trong khi các tính năng kỹ thuật phải đảm Bảo, cộng với các tiến Bộ vƣợt Bậc trong công nghệ vi điện tử và công nghệ thông tin đó đóng vai trò quyết định trong sự chuyển hƣớng các giải pháp điều khiển tự động sang dạng có cấu trúc phân tán. 37 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

Hình 2.6:Cấu trúc tiêu Biểu của hệ điều khiển phân tán DCS 4.Hệ thống điều Khiển phân tán DCS 4.1 Khái niệm về hệ thống điều Khiển phân tán DCS Hệ thống điều khiển phân tán đƣợc hiểu nhƣ là hệ thống dựa trên các phần cứng và phần mềm điều khiển và thu thập dữ liệu trên cơ sở một đƣờng truyền thông tin tốc độ cao, các module đƣợc phân tán và tổ chức theo một cấu trúc nhất định với một chức năng nhiệm vụ riêng.Các thiết Bị giao tiếp trên đƣờng truyền tốc độ cao này cho phép nghép nối dễ dàng với các thiết Bị ngoại vi khác nhƣ PLC, các máy tính điều khiển giám sát. Giống nhƣ tên gọi về hệ thống điều khiển giám sát(DistriButed Control System) các chức năng điều khiển đƣợc phân Bố khắp hệ thống để thay cho việc xử lý tập trung trên một máy tính đơn lẻ.Nhờ đó hiệu năng tổng thể của hệ thống đƣợc nâng cao.Một hệ thống DCS tiêu Biểu có các trạm điều khiển hoạt động độc lập và điều khiển từng Bộ phận chuyên dụng của hệ thống điều khiển.Hơn nữa trong hệ thống có một vài trạm điều hành để giám sát các dữ liệu trong các trạm điều khiển,cung cấp các giao diện đồ hoạ và cho phép ngƣời vận hành thực hiện các thay đổi một cách dễ dàng. 38

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Đây là một mô tả mở rộng về một hệ thống DCS nhƣng mô tả này cũng phù hợp với một hệ thống gồm các PLC và các PC với các phần mềm giám sát vận hành.Điều này dẫn ta tới một định nghĩa quan trọng thứ hai của hệ thống DCS.Một hệ thống DCS là một hệ thống tích hợp đầy đủ với một hệ cơ sở dữ liệu toàn cục.Không giống nhƣ các hệ thống dựa trên PLC,ta không thể xử dụng các Bộ điều khiển khác nhau và các trạm điều hành từ những nhà cung cấp khác nhau rồi kết hợp chúng lại với nhau.Một hệ thống DCS là một hệ thống hoàn chỉnh, trong đó việc truyền thông, trao đổi dữ liệu giữa các Bộ phận sẽ không đƣợc thể hiện đối với ngƣời dùng.Ngoài ra, nếu một điểm (hoặc khối chức năng) đƣợc tạo ra trong Bộ thì sau đó, toàn Bộ hệ thống sẽ nhận Biết nó.Tức là không cần phải tạo một cơ sở dữ liệu riêng trong trạm điều hành để phù hợp với dữ liệu trong các Bộ điều khiển vì thông tin đã đƣợc tự động tạo ra trong toàn Bộ hệ thống. Hệ thống điều khiển phân tán trƣớc kia thƣờng phát triển trong môi trƣờng xử lý hoá chất, trong khi đó các hệ thống dựa trên PLC phát triển trong lĩnh vực điện tử.Trong khi các PLC phát triển từ logic relay thì các hệ thống DCS phát triển từ các Bộ điều chỉnh tƣơng tự.Khả năng xử lý các dữ liệu tƣơng tự và chạy các trình tự phức tạp là thế mạnh cơ Bản của hệ thống DCS , trong khi xử lý logic loại relay – tƣơng tự nhƣ một PLC thì tốc độ xử lý chậm hơn PLC rất nhiều.Trong khi một PLC có thể xử lý logic relay trong mili giây, tốc độ quét của một trạm điều khiển của hệ DCS thƣờng 200 -:- 500 ms.Tốc độ quét này đủ nhanh đối với hầu hết các điều khiển tƣơng tự và trên thực tế Bộ xử lý đó có thể xử dụng một lƣợng đáng kể dữ liệu tƣơng tự trong khi quét. Một đặc điểm nổi Bật của hệ thống DCS là việc xử dụng tagnames .Trong các hệ thống PLC-Based, thƣờng dùng các địa chỉ hệ thống đối với dữ liệu tham chiếu.Một tagname là tên do ngƣời thiết kế hệ thống định nghĩa cho một đối tƣợng,áp dụng cho tất cả các khối chức năng và các điểm I/O trong các Bộ điều khiển.Do đó, một điểm có thể đƣợc truy cập từ Bất cứ đâu trong hệ thống thông qua tagname của nó.

39 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

4.2 Mô hình phân lớp của hệ thống điều Khiển DCS:  Cấu trúc đặc trƣng của hệ thống DCS gồm có 4 lớp :  Lớp I/O;  Điều khiển – Các Bộ điều khiển(Ví dụ nhƣ FCS –Trạm điều khiển trƣờng);  Điều hành – Các trạm điều hành(ví dụ nhƣ HIS –trạm giao diện ngƣời máy);  Thông tin quản lý- cơ sở dữ liệu và các trạm quản lý (ví dụ nhƣ Exaquantum và PRM – Chƣơng trình quản lý tài nguyên nhà máy).

Hình 2.7 Mô hình phân lớp hệ DCS. 4.2.1 Lớp I/O Các Bộ vào ra của hệ thống đƣợc xử lý ở lớp I/O Bằng một trong Ba cách sau: I/O bằng mạch điện tử: Các I/O dạng tƣơng tự( nhƣ các Bộ đo áp suất, van điều chỉnh v v..)và dạng số(Các relay và các Bộ chuyển mạch) có thể đƣợc thực hiện Bằng các panel mạch điện tử trực tiếp từ hiện trƣờng.Panel giao diện I/O có một loạt các card giao diện để đƣa vào xử lý các dạng tín hiệu vào /ra. I/O fieldbus: Có nhiều dạng fieldBus,ProfiBus và Hart.Những loại này cho phép các sensor và các cơ cấu chấp hành có thể đƣợc kết nối với giao diện I/O thông qua một mạng số đơn để trao đổi các thông số quá trình và các thông số trạng thái thiết Bị.

40

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

Giao tiếp với PLC Các PLC có thể đƣợc nối với hệ thống DCS Bằng vài dạng card giao diện truyền thông, thƣờng là trong panel giao diện I/O, hoặc đơn giản Bằng cách nối trực tiếp đến mạng điều khiển thông qua module truyềng thông với PLC. 4.2.2 Lớp điều Khiển Đây là nơi tập trung tất cả các chức năng điều khiển.Các Bộ điều khiển trao đổi thông tin với lớp I/O.đọc dữ liệu vào, xử lý các chức năng điều khiển và gửi các tín hiệu ra.Các trạm điều khiển đƣợc hoạt động độc lập với nhau nên nếu xảy ra sự cố một trạm sẽ không ảnh hƣởng đến trạm khác.Đồng thời một trạm điều khiển có thể trao đổi dữ liệu dễ dàng với một trạm khác khi xử dụng phƣơng pháp truyền thông ngang hàng “ peer to peer” trong mạng điều khiển. 4.2.3 Lớp điều hành Các trạm điều hành cung cấp một giao diện đồ hoạ với các chức năng và các dữ liệu trong Bộ điều khiển và trong quá trình xử lý thông qua các đồ thị, các Báo cáo.... 4.2.4 Lớp thông tin quản lý Tất cả các thông tin ở mức độ cao, không cần với việc điều khiển thời gian thực nhƣng là cần thiết đối với việc quản lý quá trình lâu dài đƣợc xử lý trong lớp quản lý.Lớp này gồm 3 lớp nhỏ:  Gateway - để đọc dữ liệu từ các trạm điều khiển;  Cơ sở dữ liệu- để giữ và lƣu lại dữ liệu từ phân tích trƣớc;  Quản lý - để xử lý thông tin trong cơ sở dữ liệu. Gateway: Trƣớc kia mỗi nhà cung cấp có giao thức truyền thông độc quyền để cho phép máy chủ truy cập dữ liệu từ các trạm điều khiển.Hiện nay Microsoft cùng vơi một số nhà cung cấp chính đã phát triển một mục tiêu chuẩn liên lạc gọi là OPC. OPC là OLE cho điều khiển quá trình và cho phép máy chủ nào cũng có thể kết nối tới DCS Bất kỳ.OPC có thể đặt trong trạm điều hành hoặc trong một máy tính độc lập. Lớp cơ sở dữ liệu: Dữ liệu của hệ thống DCS phải đƣợc lƣu trữ và có một số Bộ cơ sở dữ liệu(DataBase package) đƣợc thiết kế cho mục đích này.Chúng gồm Exaquantum(một sản phẩm của Yokogawa) và PI (một sản phẩm độc lập).Nhƣng package này đọc dữ liệu thông qua cổng OPC và lƣu dữ liệu dƣới dạng format cơ sở dữ liệu chuẩn. Exaquantum dùng Server SQL của Microsoft tƣơng thích với hầu hết các package quản lý.Ngoài ra chúng còn cung cấp các chức năng khác nhƣ lƣu trữ dữ liệu trên đĩa, nén dữ liệu, Báo cáo cơ Bản các chức năng hiển thị. Lớp quản lý: Có một loạt các package khác nhau sắn có,cung cấp các thông tin khác nhau cho ngƣời dùng.Nó gồm Báo cáo chi tiết, điều khiển khối, và công thức, quản lý nguồn máy,quản lý cảnh Báo, tối ƣu hoá máy v.v.. chúng truy cập dữ liệu từ cơ sở dữ liệu lƣu nhƣng có thể ghi trực tiếp tới các trạm điều khiển thông qua OPC. 41 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

4.3 Các mô hình mạng trong hệ thống điều Khiển phân tán Kết hợp với các lớp nhƣ trên là các mạng máy tính để liên kết các lớp với nhau.Mạng trao đổi rộng rãi với các lớp nhƣ sau:  Mạng I/O – Bus I/O từ xa, FieldBus, truyền thông PLC  Mạng điều khiển – nối các Bộ điều khiển và các trạm điều hành  Mạng diện rộng của nhà máy- nơi chứa hầu hết các thông tin quản lý 4.3.1 Các mạng I/O Có thể có vài loại mạng I/O điều đó phụ thuộc vào loại I/O có giao diện với:

Hình 2.8 : Mạng I/O .  Bus Remote I/O –Một trạm điều kkhiển có các card giao diện I/O đƣợc tích hợp trong trạm điều khiển(ví dụ nhƣ hệ thống Fischer và porter 6).Tuy nhiên,những trạm khác (nhƣ Yokogawa CS1000/3000) có I/O từ xa, tức là card giao diện I/O tách Biệt khỏi trạm điều khiển và liên lạc với nó qua một Bus remote I/O tốc độ cao.  Mạng fieldBus – Một card fieldBus thƣờng đặt trong một khe trên panel I/O và mỗi loại mạng fieldBus thƣờng xử dụng một loại card fieldBus riêng Biệt.  Mạng PLC – Nhƣ với fieldBus, card truyền thông thƣờng đặt ở một khe I/O trên panel I/O, xử dụng cổng giao diện nối tiếp, và một số có khả năng hỗ trợ chuẩn Ethernet và phần mêm driver đƣợc nạp vào card cho phép liên lạc với một PLC đặc Biệt.Chẳng hạn nhƣ giao thức truyền thông của ModBus,ABB hay Siemens có thể đƣợc nạp vào card để liên lạc với Bất kỳ loại PLC nào trong số đó hoặc các PLC tƣơng thích.Giao thức ModBus là một chuẩn công nghiệp, nhiều loại PLC và các thiết Bị khác( thiết Bị phân tích, cân điện tử....) có thể liên lạc trên giao thức này. 4.3.2 Mạng điều Khiển: 42

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Các trạm điều khiển và các trạm điều hành đƣợc liên lạc với nhau thông qua một đƣờng truyền dữ liệu tốc độ cao gọi là mạng điều khiển.Đây luôn là mạng độc quyền của mỗi hãng và thƣờng sử dụng phƣơng pháp truy nhập thẻ Bài Token pasing.Một mạng mạng điều khiển đƣợc ƣu tiên để những thông tin nhất định luôn đƣợc trao đổi theo mức độ sau.Các message cảnh Báo, thông tin quá trình và các lệnh điều hành, truyền file hay nhập một chƣơng trình vào một trạm điều khiển. 4.3.3 Mạng diện rộng của nhà máy Tất cả các thông tin quản lý đều có sẵn trên mạng thông tin quản lý hoặc mạng diện rộng đƣợc trao đổi trên mạng Ethernet. Nhà cung cấp Yokogawa Honeywell ABB Emerson

Yokogawa Honeywell AB Fisher and Porter Fisher Bảng 2.1 một số hệ thống DCS tiêu biểu

Hệ thống CS1000/3000 TDC3000 Advant OCS System 6 Provox

4.3.4 Nhận xét Rõ ràng với những đặc điểm:  Khả năng quản lý các đầu vào /ra analog rất tốt.Nhờ cấu trúc phần cứng và phần mềm, hệ điều khiển có thể thực hiện đồng thời nhiều vòng điều chỉnh, điều khiển nhiều tầng, hoặc các thuật toàn điều khiển hiện đại:Nhận dạng hệ thống, điều khiển thích nghi, tối ƣu Bền vững, điều khiển theo mô hình dự Báo (MPC), Fuzzy,Neural, điều khiển chất lƣợng(QCS).  Khả năng truyền thông : Hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông từ cấp trƣờng đến cấp quản lý.Hiện nay các giao thức này đã đƣợc chuẩn hoá (ProfiBus,foundation FieldBus)  Độ tin cậy cao nhờ khả năng dự phòng:dự phòng kép ở tất cả các thành phần trong hệ thống(Controller, modul I/O, Bus truyền thông) khả năng thay đổi chƣơng trình (Sửa chữa và download), thay đổi cấu trúc của hệ ,thêm Bớt các thành phần mà không làm gián đoạn, không cần khởi động lại quá trình (thay đổi online);  Cơ sở dữ liệu trong hệ là cơ sở dữ liệu lớn có tính chất toàn cục và thống nhất  Khả năng mở rộng tích hợp cao  Tuổi thọ của ứng dụng lớn (15 -20 năm) Trong chƣơng này, chúng ta đã tìm hiểu cách khái quát về hệ điều khiển phân tán DCS. Chúng ta có thể thấy rằng:DCS là một giải pháp kỹ thuật rẫt phù hợp cho những hệ thống lớn, đòi hỏi độ tin cấy cao,độ linh hoạt cao trong việc thay đổi cấu trúc, chƣơng trình của hệ thống.Sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu một hệ thống cụ thể và khả năng ứng dụng của hệ điều khiển phân tán DCS vào hệ thống này. 43 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

5.

Các hệ DCS thông dụng.

5.1 DeltaV của Emerson.

Hình 2.9 Hệ thống điều khiển DeltaV của Emerson Các đặc tính của trạm điều khiển:  Tự động đặt địa chỉ  Tự nhận Biết cấu hình vào/ra  Có sẵn giao diện Bus hệ thống (Ethernet)  Hỗ trợ nhiều hệ Bus trƣờng chuẩn.  Hiệu năng tính toán cao  Điều khiển PID, Fuzzy, MPC, Neural, Batch  Chu kỳ điều khiển < 100ms  Thay đổi chƣơng trình Online  Ghi chép dữ liệu (đồ thị), đóng dấu thời gian (Time Stamping), cảnh Báo Báo động (Alarm).  Tự động khởi động lại và phục hồi trạng thái sau sự cố. Các trạm làm việc:  Trạm vận hành (Operator Station) 44

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC  Trạm kỹ thuật (Professional Station, Professional Plus Station)  Tram ứng dụng (Application Station)  Trạm Bảo trì (Mantenance Station) Hệ thống Bus:  Bus hệ thống: Dùng Dual Industrial Ethernet  Bus Trƣòng: Dùng Foundation Field Bus. 5.2 PlantScape của Honeywell.

Hình 2.10 Hệ điều khiển Plantscape của Honeywell

45 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

Đặc điểm hệ thống: Plantscape là một giải pháp điều khiển quá trình kỹ thuật của hãng Honeywell. Nó thiết lập một tiêu chuẩn mới trong hệ thống điều khiển lai theo cấp Bậc, khả năng vận hành mềm dẻo và dễ dàng. Phần quan trong nhất của Plantscape là hệ điều hành Window2000 dựa trên kiến trúc Client-Server. Plantscape có các đặc điểm sau:  Hệ điều hành Windows Server với các nhiệm vụ nhƣ lƣu trữ dữ liệu, cảnh Báo, Báo động, giao diện ngƣời máy.  Công nghệ WeB dùng cho giao diện ngƣời máy tạo nên độ tin cậy, thuận tiện, có thể vận hành từ xa, giao diện ngƣời máy dựa trên các file HTML theo chuẩn công nghiệp  Bộ điều khiển lai hỗ trợ khả năng điều khiển tích hợp chính xác  Các công cụ hƣớng đối tƣợng thuận tiện và dễ dàng xây dựng. Các phần tử cơ bản:  Các trạm điều khiển: Bộ điều khiển C200.  Trạm vận hành IPC+ Wins2000 hoặc Windows Server + giao diện WeB.  Trạm kỹ thuật: IPC + Tool  Vào ra: Chassis Series A (CIOM-A), Rail Series A (RIOM- A) và Rail Series H (CIOM- H) cho môi trƣờng khắc nghiệt.  Bus trƣờng: ControlNet, Foundation FieldBus  Bus hệ thống: Control Net, LAN.

46

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC 5. 3 Hệ điều Khiển PCS 7 của SIEMENS.

Hình 2.11 Hệ điều khiển PCS7 của Siemens Các thành phần cơ bản:  Các trạm điều khiển: SIMATIC S7-400  Trạm vận hành IPC + OS Software (WinCC)  Trạm kỹ thuật: IPC+OS Engineering (SIMATIC Manager, CFC, SFC, SCL, NETPRO, HARDWARECONFIG....)  Vào ra phân tán: ET200M + S7-300 I/O module  Bus trƣờng: ProfiBus-DP  Bus hệ thống: Industrial Ethernet – ProfiBus FMS  Các trạm BATCH/IT: IPC + Phần mềm Bổ xung.

47 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

5. 4 Hệ điều Khiển CENTUM 3000 của YoKogawa.

Hình 2.12 Hệ thống Centum CS 3000 Các thành phần cơ bản của hệ thống:  Trạm giao diện người máy (HIS): Sử dụng làm giao diện vận hành, giám sát và thực hiện các chức năng kỹ thuật. Xây dựng trên nền máy tính công nghiệp cộng với Windows 2000 (Service pack 3 trở lên) hoặc Windows XP (Service Pack 1 trở lên).  Trạm điều khiển hiện trường (FCS – Field Control Station): là thiết Bị thực hiện nhiệm vụ điều khiển quá trình.  Trạm kỹ thuật (ES – Engineering Station): Chứa toàn Bộ các công cụ để cấu hình hệ thống.  Hệ thống Bus: + Bus điều khiển: Vnet + Bus hệ thống: Ethernet.

48

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

CHƢƠNG 3 TÌM HIỀU VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TOÀ NHÀ WEBCTRL CỦA ALC 1. Giới thiệu về hệ thống tự động hoá toà nhà Trong thời đại ngày nay, việc xây dựng các toà nhà cao tầng để làm văn phòng, trƣờng học, Bệnh viên, chung cƣ…trở nên phổ Biến. Chúng ngày càng trở nên hiện đại, tiện nghi để phục vụ các yêu cầu ngày càng cao của con ngƣời. Giải pháp kết hợp hệ thống các thiết Bị cơ điện sử dụng trong toà nhà với công nghệ tự động hoá nhằm đem lại khả năng tự hoạt động (hệ thống thông gió, hệ thống chiếu sáng,…) đã không còn là điều mới mẻ nữa. Tuy nhiên vấn đề sống còn của giải pháp này lại nằm ở chỗ làm sao có thể quản lý chúng trong một hệ thống thống nhất. Các hệ thống tự động hoá toà nhà (BMS) đã ra đời để giải quyết Bài toán này. Nhiệm vụ chính của hệ thống BMS là điều khiển, giám sát, quản lý các thiết Bị cơ/điện trong một tòa nhà cao tầng, giúp cho việc vận hành, Bảo dƣỡng và quản lý tòa nhà một cách thuận tiện, an toàn và tiết kiệm. Hệ thống BMS đƣợc phát triển dựa trên nền kiến trúc của một hệ điều khiển phân tán với các Bộ điều khiển số trực tiếp DDC (Direct Digital Controler) đƣợc kết nối với hệ thống mạng tầng ( Floor Networks); các Bộ điều khiển, định tuyến cấp cao hơn liên kết các DDC với hệ thống mạng BackBone của tòa nhà (TCP/IP). Chuẩn giao tiếp của các hệ thống này thƣờng là Bacnet hoặc LON. - LON là một chuẩn giao tiếp đƣợc phát triển từ rất sớm, nó cho phép các thiết Bị, hệ thống khác nhau trong tòa nhà cùng tuân theo chuẩn LON có thể kết nối chung với nhau trên một hệ thống mạng ngang hàng (pear to pear network). Ƣu điểm của chuẩn giao tiếp này là nó cho phép chia sẻ dữ liệu điều khiển ở cấp độ mạng trƣờng giữa các hệ thống trong một tòa nhà, tuy nhiên, nó yêu cầu tất cả các Bộ điều khiển của các hệ thống khác phải tuân theo chuẩn LON. Chúng không định nghĩa các hàm thƣờng dùng chuyên dụng riêng cho các hệ thống trong tòa nhà, không định nghĩa các Biến Trend, History, Schedules, Alarm,.. Không hỗ trợ cho các công cụ tích hợp cấp cao nhƣ: Remote Control, Network Management , … - Bacnet là chuẩn giao tiếp đƣợc phát triển Bởi hiệp hội ASHRAE của Mỹ, nó đƣợc thiết kế riêng cho mục đích điều khiển tòa nhà và là 1 giao thức mở, hỗ trợ tích hợp hệ thống ở cấp độ cao, định nghĩa các Biến chuyên dụng: Alarm, Schedules, Trend, History, …, hỗ trợ các công cụ tích hợp : Remote control, network management, IP network... Bacnet đang ngày càng đƣợc ứng dụng rộng rãi trong tất cả các hệ thống BMS của tất cả các hãng trên thế giới. Với sự ra đời của hiệp hội các nhà sản suất thiết Bị theo chuẩn Bacnet, các thiết Bị Bacnet ngày càng đƣợc nhiều nhà cung cấp thiết Bị HVAC lựa chọn nhƣ là 1 chuẩn giao tiếp thông dụng và không thể thiếu. 2. Các hệ thống được điều Khiển trong toà nhà Thông thƣờng trong một toà nhà, hệ thống BMS sẽ điều khiển các hệ thống sau:

49 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

2.1. Hệ thống HVAC Chức năng

Nguyên lý điều khiển

Chiller

Chiller là thực chất là một máy lạnh công suất lớn, có nhiệm vụ cung cấp nƣớc lạnh cho các máy điều hoà AHU, FCU,...

Hệ thống BMS sẽ điều khiển các chiller giúp chúng vận hành tự động theo các thống số nhƣ nhiệt độ, độ ẩm,…Bằng các chƣơng trình điều khiển đƣợc lập dựa trên các yêu cầu quản lý vận hành toà nhà. Tại phòng điều khiển trung tâm ngƣời vận hành theo dõi đƣợc tình trạng hoạt động của hệ thống, nhiệt độ nƣớc vào ra của từng chiller, chế độ hoạt động của các Bơm,… Đồng thời BMS còn quản lý áp suất trong hệ thống ống dẫn của hệ thống, điều khiển van Bypass để điều hoà áp suất giữa đƣờng cấp và đƣờng hồi khi có sự sai khác về độ chênh lệch áp suất.

Cooling Tower

Các tháp tản nhiệt Cooling tower của toà nhà có nhiệm vụ tản nhiệt cho các máy điều hoà (AHU, FCU,…) đặt tại các khu vực.

Tên thiết Bị

Nƣớc đƣợc tản nhiệt từ Cooling Tower sẽ đƣợc Bơm vào đƣờng ống dẫn tới các dàn ngƣng tụ Condensor của các RACU để thực hiện trao đổi nhiệt. Toàn Bộ nƣớc, sau khi nhận nhiệt lƣợng của quá trình trao đổi sẽ đƣợc đƣa về Cooling tower và đƣợc làm mát Bởi quạt gió. Sau đó lại đƣợc đƣa đến các máy điều hoà tạo thành một chu trình khép kín. Hệ thống BMS điều khiển Cooling Tower sẽ điều khiển Bộ Biến tần để điều chỉnh tốc độ quạt, khi nhiệt độ nƣớc cao thì quạt tăng tốc độ để đẩy nhanh quá trình làm mát, khi nhiệt độ nƣớc giảm thì quạt đƣợc điều chỉnh giảm tốc độ. Trong hệ thống lúc nào cũng cần Bảo đảm áp suất ổn định ở mức áp suất làm việc. Khi cần giảm trao đổi nhiệt hệ thống BMS sẽ điều khiển mở van Bypass để nƣớc đi qua (giống nhƣ tại hệ thống ống của Chiller) dựa tín hiệu Báo chênh lệch áp suất trong hệ thống đƣờng ống đƣợc cảm nhận Bởi Bộ cảm Biến chênh lệch áp suất. Khi có yêu cầu tăng lƣu lƣợng nƣớc cung cấp cho các máy điều hoà, BMS sẽ dựa trên thông số của sự chênh lệch áp suất để điều khiển van Bypass nêu trên đóng Bớt lại, giảm lƣu lƣợng nƣớc đi tắt qua van.

50

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Máy điều Các nhiệm vụ của hoà - AHU AHU: + Làm sạch: filter (Air + Làm mát: Trao đổi Handing nhiệt với nƣớc lạnh Unit) (chiller water qua coil lạnh) + Hút ẩm: Duy trì độ ẩm không khí + Quản lý nồng độ khí CO2, đảm Bảo độ sạch của không khí.

Việc điều khiển điều hoà đƣợc thực hiện nhƣ sau: - Các filter giúp hệ thống duy trì chất lƣợng không khí, lọc sạch Bụi Bẩn trong không khí đƣợc đƣa đến đầu vào của điều hoà. Để quản lý filter hệ thống nhận Biết filter Bẩn/sạch, hệ thống nhờ vào công tác Báo chênh lệch áp suất trƣớc và sau filter, khi đó tại phòng điều khiển trung tâm ngƣời vận hành có thể Biết khi nào cần thực hiện việc vệ sinh filter hay thay thế chúng. - Điều chỉnh nhiệt độ, làm mát và hút ẩm. + Máy điều hoà vận hành để thực hiện việc điều hoà không khí: khi không khí qua giàn trao đổi nhiệt của AHU BMS sẽ điều khiển đóng mở van nƣớc nóng và lạnh từ 0->100%. Khi thực hiện việc điều chỉnh 2 loại van này các AHU đã thực hiện việc điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm của không khí. + Để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong các khu vực, tất cả các khu vực đƣợc làm mát Bởi các máy điều hoà không khí AHU, khu công cộng, các phòng máy đều đƣợc lắp đạt các Bộ cảm Biến nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong phòng, điều này cho phép Operator quản lý đƣợc nhiệt độ toàn Bộ các khu vực trong nhà. - Điều chỉnh nồng độ khí CO2: Đối với việc làm sạch không khí, nếu chỉ dựa vào filter lọc khí thì chƣa đủ, trong môi trƣờng hoạt động của con ngƣời cũng nhƣ của máy móc luôn sản sinh ra nguồn khí thải CO2. Khi nồng độ khí này trong các khu vực tăng cao, con ngƣời sẽ cảm thấy mệt mỏi và khó chịu, năng suất lao động giảm. Để quản lý chất lƣợng không khí, trong các máy điều hoà đƣợc lắp các Bộ cảm Biến nồng độ khí CO2 tại đƣờng ống gió hồi của các AHU hoặc đƣợc lắp đặt tại các phòng đo các máy điều hoà chịu trách nhiệm xử lý không khí, + Khi nồng độ CO2 trong không khí cao, van trộn khí Mixing damper của AHU sẽ đƣợc BMS điều khiển đóng Bớt lại, van lấy khí tƣơi Fresh air damper sẽ đƣợc mở nhiều hơn để Bổ sung thêm lƣợng không khí giàu ôxy cho các khu vực nêu trên. + Khi nồng độ CO2 của không khí trong phòng ở mức độ thấp, các DDC sẽ điều khiển các van

51 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

trộn khí Mixxing damper mở lớn hơn, các van lấy khí tƣơi Fresh Air damper đóng Bớt lại, không khí đã đƣợc làm lạnh tại AHU ở chu trình trao đổi nhiệt trƣớc sẽ đƣợc tái sử dụng để tiết kiệm nhiệt lƣợng (nhiệt lƣợng trao đổi tại giàn trao đổi nhiệt của AHU giảm do nhiệt độ khí hồi vẫn đảm Bảo tƣơng đƣơng với nhiệt độ trong phòng). Trong tình huống có tín hiệu Báo động cháy gửi tới hệ thống BMS, các máy AHU lập tức đƣợc điều khiển về chế độ off để ngừng việc cấp khí tƣơi để giảm thiểu lƣợng không khí tới các khu vực giảm tác nhân gây cháy. Trên màn hình đồ hoạ, ngƣời vận hành điều khiển AHU thông qua ảnh đồ hoạ của từng AHU cần điều khiển. Toàn Bộ các giá trị nhiệt, độ ẩm, tình trạng hoạt động của các quạt gió AHU đƣợc hệ thống thu nhận, các tín hiệu cảnh Báo sẽ đƣợc thể hiện trên màn hình đồ hoạ của hệ thống khi có sự cố. Tất cả các thông tin về chế độ hoạt động, tình trạng của thiết Bị trong quá trình vận hành đƣợc cập nhật tới các máy tính điều khiển, các thông tin này đƣợc lƣu giữ để sử dụng lâu dài. Máy điều hoà FCU (Fan Coil Unit)

Chức năng của FCU: Tƣơng tự nhƣ AHU nhƣng không có chức năng - Lọc sạch Bụi trong hút ẩm và quản lý nồng độ CO2. không khí nhờ các Bộ lọc khí. - Cho nƣớc lạnh đi qua dàn trao đổi nhiệt để duy trì nhiệt độ phòng ở một giá trị nhất định.

Quạt hút Khí thải -Extract Fan

Chức năng của Các quạt hút khí thải (Extract Fan) là thành Extract Fan là hút các phần không thể thiếu trong toà nhà. Các quạt hút loại khí thải, khí độc đƣợc BMS điều khiển tắt mở (on/off), quản trị hại ra khỏi toà nhà. tình trạng hoạt động về điện và khí (công tắc Báo áp suất dòng khí). Chúng đƣợc vận hành tự động theo yêu cầu vận hành của ngƣời quản lý toà nhà. Trong tình huống có sự cố về cháy, các quạt này đƣợc BMS điều khiển về trạng thái “off” để giảm đối lƣu không khí trong toà nhà, giảm tối đa tác nhân gây cháy, đảm Bảo tính hiệu quả của

52

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC việc dập tắt các đám cháy trong thời gian ngắn nhất. Quạt tăng áp cầu thang Pressurised Fan

Các quạt tăng áp cầu thang (Pressurised Fan) tạo áp suất để đóng các cửa thông với hành lang tạo hành lang an toàn cho ngƣời thoát hiểm khi có sự cố trong toà nhà.

Các quạt này đƣợc BMS quản lý về chế độ hoạt động trong tình huống có sự cố về tình trạng điện và khí (công tắc Báo áp suất dòng khí). Trên màn hình đồ hoạ ngƣời vận hành thực hiện đƣợc viêc điều khiển, quản lý tình trạng vận hành của các quạt tăng áp cầu thang trong điều kiện vận hành Bình thƣờng cũng nhƣ trong các tình huống khẩn cấp có thoát hiểm Báo cháy.

2.2. Hệ thống điện Trong các hệ thống điện phần quan trọng nhất là các nguồn cung cấp tới. Có nguồn cung cấp tới thì hệ thống thiết Bị toà nhà tồn tại và hoạt động, ngừng cung cấp điện hệ thống kỹ thuật sẽ ngừng hoạt động. Các thiết Bị Bảo vệ ACB-MCCB-MCB là các thiết Bị không thể tách rời khỏi hệ thống, các thiết Bị này duy trì sự hoạt động hoàn hảo của hệ thống, Bảo vệ nguồn cung cấp. Hệ thống BMS sẽ quản lý các thiết Bị này (nằm trong tủ điện phân phối nguồn điện chính và các tủ điện phân phối nguồn phụ cho các tầng, các thiết Bị) Bằng việc thu nhận các thông tin về trạng thái làm việc cũng nhƣ quá tải của các thiết Bị này thông qua các đầu nối từ các thiết Bị tới các tủ điều khiển DDC của hệ thống BMS. Tại phòng điều khiển trung tâm, ngƣời vận hành thực hiện đƣợc việc giám sát các thiết Bị Bảo vệ của các tủ điện phân phối nguồn chính và các tủ điện phân phối nguồn phụ Bằng ứng dụng đồ hoạ trên máy tính điều khiển của hệ thống BMS. Hệ thống BMS thực hiện việc giám sát hệ thống điện nhƣ sau: Giám sát nhiệt độ của các máy Biến áp cao thế, nhiệt độ trong phòng nơi đặt các thiết Bị này, để đạt đƣợc mục đích quản lý máy Biến áp cần phải đáp ứng yêu cầu về cung cấp đầu ra về sự thay đổi nhiệt độ Bản thân của chúng. - Giám sát tình trạng hoạt động của máy phát: DDC quản lý chặt chẽ các yếu tố sẵn sàng đáp ứng chế độ hoạt động thay thế khi mất lƣới điện: + Nguồn nạp ắc quy + Mức nhiên liệu dailytank + Bơm nhiên liệu + Chế độ standBy + Chế độ vận hành đáp ứng các thông số kỹ thuật yêu cầu - Khi có tín hiệu chuyển đổi nguồn cung cấp từ lƣới điện sang máy phát, BMS sẽ gửi thông tin tới tất cả các DDC, đối với các vùng thiết Bị hoạt động với công suất lớn sẽ đƣợc điều khiển trễ phù hợp với quá trình xác lập để đáp ứng tải của các máy phát điện dự phòng. Tại phòng điều khiển trung tâm, ngƣời vận hành có thể giám sát các thông số nhiệt độ phòng máy, trạng thái hoạt động của thiết Bị, tình trạng đóng cắt khi có sự cố, 53 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

-

2.3.

thông tin về nguồn cung cấp cho hệ thống lƣới – máy phát thông qua các giao diện đồ hoạ. UPS - nguồn cấp liên tục cho các thiết Bị quan trọng của toà nhà cũng cần đƣợc quản lý. Để đạt đƣợc mong muốn kiểm soát đƣợc về trạng thái vận hành của UPS, dung lƣợng của ắc quy thì UPS cần phải thực hiện việc kết nối về hệ thống BMS, khi kết nối hệ thống này UPS sẽ đƣa ra đƣợc các tham số nêu trên để có thể theo dõi trên máy tính điều khiển. Hệ thống chiếu sáng Hệ thống chiếu sáng trong một toà nhà hiện đại phải đáp ứng đƣợc các yêu cầu sau:

-

Hệ thống đèn đƣợc điều khiển Bật tắt qua các công tắc mềm, qua các cơ cấu chấp hành của hệ thống BMS, có thể lập lịch Bật tắt theo yêu cầu, tự động Bật/tắt khi có chuyển động hay Bật tắt theo ánh sáng.

-

Tại các khu vực quan trọng, hệ thống đèn có thể điều chỉnh đƣợc độ sáng.

-

Kết hợp với hệ thống Security/CCTV để điều khiển chiếu sáng, đảm Bảo chiếu sáng đúng lúc, đúng nơi, đủ độ sáng nhƣng vẫn đảm Bảo tiết kiệm. Hệ thống cấp nước

2.4.

Các thiết Bị chính của hệ thống cấp nƣớc là các máy Bơm, các valse và các Bể chứa. Để có thể quản lý việc cấp nƣớc một cách hiệu quả hệ thống BMS sẽ thực hiện: -

Theo dõi mức nƣớc và mức chứa của các Bể chứa.

-

Theo dõi trạng thái của các máy Bơm.

-

Bật/tắt máy Bơm.

2.5.

Hệ thống thang máy

Hệ thống thang máy nếu đƣợc giám sát Bởi BMS, ngƣời vận hành có thể Biết đƣợc vị trí các thang tại các tầng và chế độ hoạt động, tình trạng các thiết Bị truyền động điện khi hoạt động. BMS cũng quản lý nhiệt độ, độ ẩm tại khu vực đặt thang máy. Trong tình huống sự cố có thoát hiểm, các thang máy sẽ không hoạt động (ngoại trừ thang máy chữa cháy), khi đó các thang máy phải tự động di về vị trí gần nhất thông ra mặt đất để thoát hiểm hoặc tránh tình trạng có ngƣời Bị kẹt trong thang máy. 2.6. Hệ thống chữa cháy Gồm 2 hệ thống chữa cháy nƣớc và chữa cháy khí: + Hệ thống chữa cháy dùng nƣớc Khi có sự cố cháy: - Các Bơm chữa cháy (Fire Fighting pump) hoạt động - Pressurised Fan hoạt động - AHU ngừng hoạt động - Đối với các Fire Fighting Pump, BMS quản lý hệ thống này nhƣ sau: Quản lý tình trạng hoạt động của các Bơm trong điều kiện Bình thƣờng: - Nguồn cấp luôn sẵn sàng đáp ứng để các Bơm hoạt động 54

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Áp lực tĩnh của hệ thống ở mức duy trì sẵn sàng cho việc vận hành (Áp suất làm việc). - Mức nƣớc của các Bể chứa nƣớc cung cấp đảm Bảo mức yêu cầu sẵn sàng đáp ứng cho hệ thống vận hành chữa cháy. Trong điều kiện sự cố: - Kiểm soát chế độ vận hành của các Bơm điện, nếu Bơm điện quá tải ngừng hoạt động thì kiểm soát chế độ hoạt động của Bơm diesel thay thế. - Khi có sự cố cháy thật, các Bộ cảm Biến nhiệt độ trong phòng (trang Bị để điều khiển AHU) sẽ cảm nhận sự tăng nhiệt độ đột Biến. Để kiểm soát sự cháy Operator sẽ thực hiện việc đặt ngƣỡng nhiệt độ sẽ có tín hiệu cảnh Báo, khi nhiệt độ đạt ngƣỡng giới hạn các tín hiệu cảnh Báo về màu sắc trên màn hình đồ hoạ và tiếng Bíp Bíp sẽ nhắc nhở Operator về cảnh Báo. + Hệ thống chữa cháy dùng khí - Khác với phƣơng pháp sử dụng của hệ thống chữa cháy dùng nƣớc, hệ thống chữa cháy khí không có Bơm tăng áp mà sử dụng các Bình khí nén. Để quản lý tốt tính sẵn sàng đáp ứng tình huống khẩn cấp phòng chống cháy nổ, hệ thống đƣợc lắp đặt các Bộ cảm Biến áp suất tĩnh tại vị trí sau van điều áp Regulation Vavle tại khu vực đặt các Bình khí nén và sau van phân phối DistriBution valse, các Bộ cảm Biến này đƣợc nối tới đầu vào của các DDC đặt tại các tầng tƣơng ứng. -

Các thông tin về hệ thống này sẽ đƣợc cập nhật tới các máy tính điều khiển, tại đó ngƣời vận hành thực hiện việc giám sát toàn Bộ hệ thống thông qua các thông số áp suất đo đƣợc từ đƣờng ống dẫn của hệ thống. 2.7. Hệ thống an ninh Hệ thống Security gồm 2 hệ thống nhỏ: CCTV và Access Control: - Hệ thống CCTV đƣợc tích hợp kết nối tới hệ thống Access Control - Hệ thống Access control là hệ thống an ninh nên có tính yêu cầu đồng Bộ cao, các Bộ điều khiển, các Bộ xử lý tín hiệu đọc thẻ, đầu đọc thẻ cần phải tƣơng thích với nhau để tránh các sai lệch điều khiển. - Khi kết nối với CCTV trên màn hình đồ hoạ của hệ thống Access Control có thể thực hiện việc xem hình ảnh đƣợc các camera thu nhận tại hiện trƣờng. Khi có các tín hiệu cảnh Báo khu vực có đột nhập, ngƣời vận hành xem đƣợc hình ảnh tại hiện trƣờng thông qua camera quan sát quản lý khu vực đó nhờ giao diện đồ hoạ mặt Bằng hoặc địa chỉ hoá Camera. - Để kết nối tới BMS, hệ thống Access Control nối tới tủ điều khiển kỹ thuật số tích hợp, việc kết nối này đƣợc thực hiện nhờ Bộ Open procesor có ngôn ngữ giao diện tƣơng ứng với ngôn ngũ giao diện của hệ thống Access Control. Khi kết nối tới hệ thống này các thông tin về hệ thống Access control sẽ đƣợc quản lý Bởi các server. Các thông tin của hệ thống Access control đƣợc xem trên màn hình đồ hoạ của BMS server. Hệ thống thực hiện đƣợc việc tác động tới các đầu ra của hệ thống Access control, thực hiện chức năng điều khiển tới tất cả các cửa do hệ thống Access control quản lý, hoặc điều khiển mở tất cả các cửa để phục vụ việc thoát hiểm trong trƣờng hợp khẩn cấp nếu đƣợc lập trình trên máy tính của hệ thống BMS. 55 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

-

56

Cùng với các thông tin này, BMS Operator thực hiện lập Báo cáo hoặc server tự kích hoạt điều khiển.

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC 3. Lợi ích của việc trang bị hệ thống BMS cho toà nhà - Giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng: Các Bộ điều khiển số trong hệ thống BMS sẽ đƣợc kết nối với các máy lạnh trung tâm, các Bơm, các quạt thông gió, hút khói, các thiết Bị điện, máy phát, … để giúp cho ngƣời quản lý vận hành tòa nhà có thể điều khiển toàn Bộ các thiết Bị trên từ máy tính giám sát. Công việc điều khiển các thiết Bị điện sẽ dễ dàng, chính xác và hiệu quả hơn với sự hỗ trợ tối đa của hệ thống phần mềm quản lý trên máy tính. Việc quản lý các thiết Bị trong tòa nhà Bằng hệ thống BMS sẽ giúp cho công việc quản lý hiệu quả hơn, ít tốn công sức và nhân lực hơn, tuổi thọ của thiết Bị đƣợc nâng cao, các sự cố đƣợc phát hiện sớm, cảnh Báo kịp thời tới ngƣời vận hành giúp tránh các rủi ro không đáng có, nâng cao hiệu quả sử dụng của thiết Bị trong tòa nhà. - Tiết Kiệm năng lượng: Hệ thống BMS sẽ giúp cho ngƣời vận hành tạo ra các lịch làm việc cho từng thiết Bị theo thời gian, theo ngày trong tuần, theo ngày trong tháng, trong năm giúp hệ thống hoạt động tối ƣu hơn. Ví dụ ngƣời vận hành có thể lập trình cho hệ thống điều hoà tự động làm việc nhƣ sau: Bật vào 7h30 sáng và tự động tắt vào 6h chiều từ thứ 2 đến thứ 6; Bật vào 7h30 sáng và tắt vào 12h trƣa ngày thứ 7; chủ nhật hệ thống nghỉ làm việc. Nhƣ vậy toàn Bộ hệ thống điều hòa sẽ làm việc chính xác, tránh hiện tƣợng điều hòa vẫn Bật trong thời gian nghỉ hoặc không có ngƣời trong phòng sẽ làm lãng phí năng lƣợng. Ngoài ra, hệ thống BMS là một hệ thống quản lý, giám sát thiết Bị thông minh, nó sẽ tạo ra các chƣơng trình điều khiển tối ƣu cho các thiết Bị cơ/điện trong tòa nhà, giúp cho các thiết Bị hoạt động với hiệu suất cao hơn, góp phần tiết kiệm năng lƣợng tiêu thụ của thiết Bị. Với tình trạng thiếu năng lƣợng của nƣớc ta, việc trang Bị hệ thống BMS là rất thiết thực, theo tính toán của nhà cung cấp: với 1 khách sạn 80 phòng, có trang Bị hệ thống BMS, chỉ sau 5 năm hoạt động thì lợi nhuận đem lại từ việc tiết kiệm năng lƣợng tiêu thụ sẽ đủ Bù lại khấu hao cho việc đầu tƣ hệ thống BMS ( số liệu của hiệp hội về sử dụng năng lƣợng hiệu quả của Mỹ (EnergyStar)) - Tạo môi trường làm việc tiện nghi, hiện đại nâng cao hiệu quả làm việc: Với sự hỗ trợ của công nghệ hiện đại, kỹ thuật điều khiển, kỹ thuật tự động hóa, công nghệ thông tin và các thiết Bị thông minh, hệ thống BMS sẽ tạo ra cho tòa nhà những tiện ích rất hiện đại: hệ thống đèn tự động Bật khi có ngƣời vào, hệ thống điều hòa tự động điều chỉnh theo nhiệt độ môi trƣờng giúp đảm Bảo sức khỏe, hệ thống thông gió giám sát và Bổ sung khí tƣơi giúp cho nhân viên thoải mái, dễ chịu, … góp phần tạo ra một môi trƣờng làm việc hiện đại, năng động và nâng cao hiệu quả làm việc của con ngƣời. Ngày nay, hiệu quả làm việc của nhân viên là một yếu tố rất quan trọng đối với các doanh nghiệp, do vậy việc tạo ra môi trƣờng làm việc tốt cho nhân viên, giúp nâng cao hiệu quả làm việc là 1 nhu cầu thiết thực và kinh tế cho doanh nghiệp.

57 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

- Đảm bảo an ninh và an toàn cho con người: Hệ thống BMS đƣợc kết nối với hệ thống an ninh, Báo động, Báo cháy, kiểm soát ra vào,… tạo ra một hệ thống đảm Bảo an ninh, an toàn cao cấp: hệ thống điện và điều hòa sẽ tự động tắt khi có cháy, nổ; hệ thống thông gió sẽ khoanh vùng và cô lập các vùng có khí độc, có khói để tránh lan truyền, hệ thống thông gió tăng áp sẽ hoạt động để tránh hiện tƣợng ngạt do thiết dƣỡng khí, hệ thống cảnh Báo chấn động , nguy hiểm sẽ nhắc nhở và cảnh Báo khi có sự cố xảy ra,… Tất cả các tính năng đó sẽ đảm Bảo cho con ngƣời sinh hoạt trong tòa nhà đƣợc Bảo vệ tốt nhất, đảm Bảo an toàn về tài sản và con ngƣời cho doanh nghiệp. - Thân thiện và góp phần gìn giữ môi trường: Việc sử dụng hiệu quả các thiết Bị cơ điện trong tòa nhà ngoài việc giúp doanh nghiệp tiết kiệm đƣợc chi phí năng lƣợng, chi phí vận hành Bảo dƣỡng còn giúp doanh nghiệp góp phần đảm Bảo vệ sinh và gìn giữ môi trƣờng, một trong những tiêu chuẩn càng ngày càng đƣợc coi trọng trong tất cả các ngành nghề và công trình. Với những lợi ích như vậy nên hệ thống BMS ngày càng trở nên phổ biến. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nhà cung cấp hệ thống BMS như: Siemens, Johnson, Invensys, ALC, AA Matrix, Andover Control,… Trong đó thì ALC là một trong những đại diện hàng đầu nên em đã chọn hệ thống BMS của ALC làm đề tài tốt nghiệp. Sau đây em xin trình bày chi tiết về hệ thống BMS của ALC: 4. Hệ thống BMS của ALC. 4.1. Kiến trúc hệ thống Hệ thống BMS của ALC cũng tuân thủ các nguyên tắc chung của một hệ BMS chuẩn tức là cũng Bao gồm các Bộ điều khiển số trực tiếp DDC (Direct Digital Controler) đƣợc kết nối với hệ thống mạng tầng (Floor Networks); các Bộ điều khiển, định tuyến cấp cao hơn liên kết các DDC với hệ thống mạng BackBone của tòa nhà (TCP/IP), nhƣng điểm đặc Biệt nhất của hệ thống WeBCTRL là hệ thống đƣợc xây dựng với 100% mạng Bacnet (native Bacnet) từ mạng các thiết Bị trƣờng (Bacnet Arcnet 156kBps hoặc Bacnet MS/TP 76,8 kBps,) đến mạng các Bộ định tuyến Bacnet/IP 10/100MBs.

58

Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC Sơ đồ tổng quan hệ thống BMS của ALC:

Hình 3.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống BMS của ALC Các thành phần cơ bản WeBCTRL Server: PC + Phần mềm WeBCTRL Server + Công cụ lập trình (Eikon, SiteBuilder, ViewBuilder). - Trạm vận hành: PC + WeB Browser. - Các Bộ điều khiển: ME, SE, ZN, WeBZONE. - Các Bộ định tuyến: LGR, ME-LGR. - Các thiết Bị khác: Bộ tích hợp kết nối WeBPRTL, Bộ mở rộng và phân đoạn mạng AAR, Cảm Biến Room Sensor, Thiết Bị vận hành cục Bộ,… 4.2.1 WebCTRL Server 4.2

-

4.2.1.1 Cấu hình tối thiểu của PC dùng làm server:         

Chipset PIV 2,66GHz RAM1GB 1,44 MB FDD 160 GB Hard Disk ATA/1000 7200K CD ROM 48x 101 KeyBoard Mouse 17" Color Monitor Windows XP pro licence included

59 Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007

4.2.1.2 Phần mềm WebCTRL Server WeBCTRL Server có khả năng truy cập và cập nhập dữ liệu của hệ thống do các Operator thay đổi trên các WeBCTRL Client WeBBrowser, gửi một hay nhiều thông Báo tới một hay tất cả các Operator. Khi khởi động WeBCTRL Server thì giao diện vận hành WeBCTRL trên các Client WeBBrowser mới đƣợc kích hoạt. 4.2.1.3 Công cụ lập trình Để tạo ra cơ sở dữ liệu hệ thống, phần mềm điều khiển và giao diện vận hành WeBCTRL ta sử dụng Bộ công cụ lập trình gồm: Eikon – Ngôn ngữ lập trình đồ hoạ, tạo ra các chƣơng trình điều khiển, SiteBuilder - Tạo ra cơ sở dữ liệu hệ thống, ViewBuilder – tạo ra giao diện vận hành hệ thống: 4.2.1.3.1EiKon Là một công cụ lập trình Bằng đồ họa, với công cụ này các phần tử đƣợc mô tả Bằng các khối chức năng, và lƣu trữ trong thƣ viện, việc cấu hình hệ thống chỉ cần chọn các khối chức năng và kết nối lại theo sơ đồ. Hai đối tƣơng cơ Bản của ngôn ngữ lập trình EiKon là các Block và các liên kết (Interconnection) giữa các Block đó. Việc cấu hình Bằng cách kéo thả các khối chức năng: các Block là các phần tử cơ Bản của Eikon, tất cả các Block đƣợc đặt trong Eikon, đƣợc đặt tham số, và nối dây cũng Bằng kéo thả. Với phƣơng pháp lập trình này thì tiết kiệm đƣợc rất nhiều thời gian. Công cụ lập trình Eikon của WeBCTRL tạo ra các chƣơng trình tinh vi để có thể vận hành toà nhà một cách hiệu quả. Với Eikon, có thể mô phỏng các thuật toán điều khiển trong thời gian thực, Bảo đảm vận hành chính xác các hệ thống máy móc đắt tiền và không gian sử dụng trong toà nhà. Ngoài ra còn có thể có đƣợc các chuẩn đoán về các sự cố một cách dễ dàng. Thƣ viện các khối hàm của Eikon đƣợc tạo ra dành cho các ứng dụng điều khiển toà nhà Bằng DDC. Các khối hàm mô tả các thiết Bị thƣờng dùng trong các hệ thống điều khiển thông thƣờng.

3.4.6.1. 60

Hình 3.2 Ngôn ngữ lập trình đồ hoạ Eikon Các đặc tính của Eikon · Công cụ lập trình đồ hoạ trực quan, không cần các chƣơng trình và các câu lệnh phức tạp. · Thƣ viện đầy đủ các khối hàm điều khiển thông dụng cho phép phát triển các điều khiển tuần tự một cách linh hoạt. · Các ký hiệu đồ hoạ phổ thông làm cho các thuật toán điều khiển trở nên dễ hiểu. · Các phƣơng thức mô phỏng linh hoạt cho phép ngƣời sử dụng có thể quan sát các điều khiển thông thƣờng trƣớc khi lắp đặt nên việc phát triển và phát hiện lỗi của hệ thống rất dễ dàng. · Các khối hàm sử dụng hình ảnh động là công cụ mạnh cho phép mô phỏng hoạt động của hệ thống. · Tích hợp hoàn toàn với phần mềm vận hành WeBCTRL thành một chƣơng trình thống nhất. · Các project có sẵn có thể đƣợc dùng ngay trong quá trình phát triển.

· Một thƣ viện rất nhiều các khối hàm tiêu Biểu cung cấp giải pháp thiết kế cho các ứng dụng của hệ thống điều hoà không khí HVAC. Chúng có thể sử dụng đƣợc ngay hoặc sửa đổi dễ dàng trong EIKON khi gặp các yêu cầu đặc Biệt. · Hoàn toàn tƣơng thích với BACnet, một chuẩn giao thức công nghiệp của ASHRAE. 4.2.1.3.2 Sitebuilder SiteBuilder đƣợc sử dụng để tạo ra cơ sở dữ liệu để WeBCTRL server trao đổi dữ liệu với các module điều khiển ở cấp trƣờng. Cấu trúc hình cây giúp SiteBuilder có thể cấu hình hệ thống một cách dễ dàng (Hệ thống Bao gồm các khu vực, mỗi khu vực lại có các hệ thống khác nhau,...). Cụ thể nhƣ sau: Cây Geographic hiển thị các khu vực trong toà nhà, các Bộ điều khiển khu vực, các thiết Bị (AHU, FCU,…), và các điểm điều khiển (điểm vào/ra đƣợc thiết kế trong Eikon) trong một hệ thống. Cây Network hiển thị kiến trúc của hệ thống Bao gồm các Bộ định tuyến và các module điều khiển. Cây Source hiển thị mối quan hệ cơ Bản giữa các thành phần trong hệ thống.

Hình 3.3 Công cụ cấu hình hệ thống SiteBuilder 4.2.1.3.3 Viewbuilder ViewBuilder là công cụ chuyên dụng để thiết kế giao diện vận hành cho WeBCTRL. Trong thƣ viện của WeBCTRL hỗ trợ rất nhiều đối tƣợng đồ hoạ phù hợp với từng ứng dụng. Ví dụ để xây dựng giao diện vận hành cho một máy điều hoà AHU,

ViewBuilder sẽ cung cấp các đối tƣợng cơ Bản nhƣ: các kiểu thành ống (ductwork), các kiểu quạt, các kiểu damper, filter, valse…

Hình 3.4 Công cụ thiết kế giao diện đồ hoạ ViewBuilder Các đối tƣợng này sau khi thiết kế sẽ đƣợc gắn với các tham Biến để trao đổi dữ liệu với các DDC. Ngoài ra ViewBuilder còn hỗ trợ các đối tƣợng đồ hoạ do ngƣời sử dụng tạo ra dƣới dạng các file *.Bmp, *.jepg, *.gif,… Sử dụng các khối cơ Bản để tạo ra một giao diện hoàn chỉnh của một AHU nhƣ sau:

Hình 3.5 Một AHU đƣợc mô phỏng Bởi ViewBuilder Các tham Biến của các đối tƣợng đồ hoạ giúp cho ngƣời lập trình có thể mô phỏng hoạt động của các thiết Bị, các hệ thống trên giao diện vận hành, điều khiển và giám sát đƣợc toàn Bộ các hệ thống trong toà nhà. 4.2.1.4 Trạm vận hành Trạm vận hành của WeBCTRL có thể là PC, cellphone hoặc Bất kỳ một thiết Bị nào có hỗ trợ một trình duyệt weB. Để vận hành hệ thống không cần phần mềm vận hành đặc Biệt nào sử dụng chính trình duyệt weB. Thông qua trình duyệt WeB có thể truy nhập vào tất cả các chức năng quản lý toà nhà Bao gồm: - Đặt và thay đổi lịch trình làm việc. WeBCTRL cung cấp các công cụ mạnh và linh hoạt nhất giúp lập lịch Biểu hoạt động của hệ thống một cách dễ dàng.

-

Điều chỉnh các điểm khởi tạo và các tham số điều khiển khác. Dự Báo khuynh hƣớng hoạt động của các đối tƣợng quan trọng trong toà nhà Bằng đồ thị. WeBCTRL cho phép Biểu diễn một đối tƣợng hoặc một tập các đối tƣợng trên một đồ thị với dữ liệu thực hay dữ liệu lƣu trữ.

- Hiển thị, thông Báo các cảnh Báo, các sự kiện, trạng thái hoạt động và các Báo cáo khi hệ thống làm việc Bình thƣờng, khi gặp sự cố,…

-

-

Công cụ lập Báo cáo dạng Bảng tính

Phát triển hoàn toàn dựa trên các chuẩn đã đƣợc công nhận và công nghệ WeB, phần mềm của WeBCTRL chạy đƣợc trên tất cả các hệ điều hành nhƣ Windows, Sun Solaris và Linux.WeBCTRL hỗ trợ tất cả các cơ sở dữ liệu, từ Microsoft Access đến các hệ cơ sở dữ liệu lớn nhƣ MS SQL, Oralce hay IBM DB2. Những đặc tính và lợi ích nổi Bật - Giao diện vận hành trực quan, dễ sử dụng với các hình ảnh động. - Chỉ sử dụng ngôn ngữ lập trình WeB (HTTP) để giao tiếp với Internet hoặc Intranet mà không cần các phần mềm đặc Biệt. - Kiến trúc mở cho phép sử dụng các giao thức truyền thông BACnet®, LonWorks®, MODBUS and SNMP tại cùng một thời điểm trên cùng một hệ thống mạng. Có thể chạy trên nhiều hệ điều hành nhƣ Windows, Sun Solaris và Linux. - Luôn sẵn sàng cho việc quản lý tất cả các cảnh Báo. - Bảo vệ hệ thống với nhiều mức password và phƣơng pháp mã hoá SSL 128-Bit.

- Theo dõi và điều khiển rất nhiều thiết Bị điện và hệ thống thông gió của các nhà sản xuất khác thông qua một trình duyệt WeB. Hoàn toàn tƣơng thích với các hệ thống ALC phát triển sau này. Một số chức năng điều khiển tiêu Biểu: Điều khiển nhiệt độ

Hình 3.6 Giao diện điều khiển nhiệt độ trên WeBCTRL Điều khiển máy lạnh

Hình 3.7 Giao diện điều khiển hệ thống chiller

Tích hợp với hệ thống Báo cháy

Hình 3.8 Giao diện vận hành hệ thống Báo cháy Tích hợp với hệ thống CCTV

Hình 3.9 Giao diện vận hành hệ thống CCTV

4.2.1.5

Các bộ điều Khiển

Tên

Đặc điểm

Bộ định tuyến LGR

LGR là một router/gateway tốc độ cao, có thể kết nối hàng trăm module điều khiển tới mạng “BackBone” BACnetđ/IP. Hỗ trợ tất cả các chuẩn giao tiếp sau: BACnet/IP, BACnet-overEthernet, ARCNET 156 kBps, MS/TP,BACnet PTP. Là thiết Bị có khả năng chuyển đổi giữa nhiều giao thức, LGR có thể hoạt động nhƣ một gateway tới hệ thống mạng của các nhà sản xuất khác. LGR có đầy đủ các chƣơng trình để thực hiện các điều khiển phức tạp cho các hệ thống tích hợp ở mức cao.

Thông số kỹ thuật  Chuẩn 10/100Base-T Fast Ethernet cung cấp khả năng truyền thông tốc độ cao;  Kết nối các thiết Bị trƣờng trên mạng ARCNET tốc độ cao 156 kBps hoặc BACnet MS / TP.  Có thể thực hiện việc định tuyến từ BACnet/IP tới BACnet-overEthernet, đồng thời còn cung cấp khả năng tích hợp với các hệ thống BACnet cũ.  Là thiết Bị có khả năng chuyển đổi giữa nhiều giao thức, LGR có thể hoạt động nhƣ một gateway tới hệ thống của các nhà sản xuất khác.

LGR có các cổng giao tiếp sau: - Cổng EIA-485 trong truyền  Đƣợc thiết kế với một Bộ vi xử thông ARCNET 156 kBps. lý 32 Bit tốc độ cao có Bộ nhớ - Cổng EIA-232/EIA-485 cho các đệm, sử dụng Fast Ethernet, thiết Bị khác. Ghi chú : EIA - 485 ARCNET, LGR có đủ khả năng có thể là 2 hoặc 4 dây. MS / TP để phục vụ những đòi hỏi thông ( 9600 Bps - 76.8 kBps). dịch khắt khe nhất và các chức - Cổng kết nối cục Bộ để hệ thống năng truyền thông cao cấp. khởi động và xử lý sự cố. - Cổng Rnet cho các cảm Biến RS. Hỗ trợ hàng trăm chƣơng trình Một cổng Rnet hỗ trợ 4 cảm Biến điều khiển đƣợc viết Bởi ngôn RS. Các cảm Biến chuẩn và một ngữ lập trình đồ hoạ EIKON của cảm Biến RS Pro để lấy trung Bình ALC. hoặc chọn các mức điều khiển cao/thấp. Cổng Rnet cũng có thể Bộ nhớ SDRAM 16MByte có pin dự phòng, với 12 MByte sẵn hỗ trợ giao diện vận hành cục Bộ sàng cho sử dụng, lƣu trữ các BACview6 (tham khảo trong phụ chƣơng trình ứng dụng, các dự lục). Báo và dữ liệu khác khi mất nguồn.  Bộ nhớ Flash 8 MByte giúp nâng cấp qua mạng.

 Đồng hồ thời gian thực có nguồn nuôi cung cấp khả năng hoạt động độc lập. LGR có thể phục hồi đầy đủ những sự kiện, trạng thái hoạt động của hệ thống tại thời điểm có lỗi đƣờng truyền.  Cổng Rnet hỗ trợ việc kết nối cục Bộ từ các cảm Biến RS và giao diện vận hành cục Bộ BACview6 tới hệ thống mạng. Việc kết nối này cũng có thể đƣợc thực hiện trên cổng EIA232.  Cấu trúc Bền vững cung cấp các khả năng điều khiển cao cấp với độ tin cậy cao. Các mô đun điều khiển đƣợc thiết kế trong vỏ nhôm chịu lực, có khả năng cách điện và chống nhiễu tốt. Bộ điều Khiển ME

Bộ điều khiển đa chức năng ME là Bộ điều khiển thông minh, mạnh mẽ, tốc độ xử lý tính toán cao, có Bộ nhớ trong dung lƣợng lớn. Hệ thống đầu vào ra mềm dẻo đáp ứng hầu hết các dạng đầu vào ra của hầu hết các ứng dụng thƣờng gặp trong công nghiệp. Có khả năng điều khiển đồng thời nhiều quá trình công nghệ, nhiều hệ thống riêng rẽ,...Với pin dự phòng cho Bộ nhớ RAM, và hệ thống định thời thời gian thực, các Bộ điều khiển này rất mạnh trong các ứng dụng điều khiển yêu cầu độ chính xác và tin cậy cao.Với khả năng tự động khởi động lại sau khi mất nguồn hoặc có lỗi đƣờng truyền.

· Khả năng điều khiển đa chức năng, hỗ trợ cho tất cả các hệ thống HVAC nói chung và các hệ thống điều khiển phức tạp khác trong công nghiệp, hỗ trợ thuật toán điều khiển PID thời gian thực với hiệu năng cao. Có khả năng hoạt động nhƣ một hệ điều khiển trung tâm với các chức năng phức tạp. · Truyền thông với các thiết Bị trƣờng qua đƣờng truyền tốc độ cao ARCNET 156kBps hoặc BACnet MS/TP 76,8 kpBs. · Mỗi Bộ điều khiển ME đều có cổng vào ra mở rộng để kết nối với các Bộ ME khác hoặc các Bộ MX phiên Bản cũ. Có thể kết nối 6 Bộ điều khiển ME Bằng cách đặt chồng lên nhau hoặc đặt ở xa cho

ME có các cổng giao tiếp sau: - Cổng EIA-485 cho truyền thông ARCNET 156 kBps. - Cổng EIA-232/EIA-485 cho các thiết Bị của hãng khác. - Cổng kết nối cục Bộ để hệ thống khởi động và xử lý sự cố. - Cổng Rnet cho các cảm Biến RS. Cổng Rnet cũng có thể hỗ trợ một giao diện vận hành tại chỗ BACview6. - Cổng vào/ra mở rộng cho các mô đun mở rộng MEx hoặc MX.

những giải pháp điều khiển mở rộng. · Đƣợc thiết kế với Bộ vi xử lý 32 Bit tốc độ cao có Bộ nhớ đệm, Bộ điều khiển Fast Ethernet, thực hiện truyền thông tuần tự 32-Bit, truyền thông ARCNET và truyền thông CAN, ME-LGR có đủ khả năng để phục vụ những ứng dụng điều khiển cao cấp. · Bộ nhớ SDRAM 16MByte sử dụng nguồn nuôi Bằng pin, với 12 MByte sẵn sàng cho việc sử dụng, lƣu trữ các chƣơng trình ứng dụng, các dự Báo và dữ liệu khác khi mất nguồn. · Bộ nhớ Flash 8 MByte giúp cho việc nâng cấp qua mạng dễ dàng. · Đồng hồ thời gian thực sử dụng nguồn nuôi cung cấp khả năng hoạt động độc lập. ME có thể phục hồi đầy đủ những sự kiện, trạng thái hoạt động của hệ thống tại thời điểm có lỗi đƣờng truyền. · Cổng Rnet hỗ trợ việc kết nối cục Bộ từ các cảm Biến RS và giao diện vận hành cục Bộ BACview6 tới hệ thống mạng. Ngoài ra, việc kết nối này cũng có thể đƣợc thực hiện trên cổng EIA-232. · Bộ điều khiển ME hỗ trợ tối đa ngôn ngữ lập trình đồ hoạ và có khả năng kết nối ngang hàng với, các Bộ điều khiển SE, ZN hoặc các Bộ ME khác. Chƣơng trình đồ họa trực quan, cung cấp thƣ viện các hàm điều khiển tuần tự. · Cấu trúc Bền vững nên có khả năng thực hiện điều khiển cao cấp với độ tin cậy cao. Các module điểu khiển đƣợc thiết kế trong vỏ nhôm chịu lực, có khả năng cách điện và chống nhiễu tốt.

Bộ điều Khiển SE

Bộ điều Khiển Khu

Bộ điều khiển SE có khả năng điều khiển tối ƣu cho các thiết Bị, hệ thống, ứng dụng riêng Biệt . Đƣợc thiết kế để hoạt động trong các điều kiện môi trƣờng thay đổi lớn, khắc nghiệt, Bộ điều khiển SE có thể đƣợc sử dụng cho các ứng dụng, hệ thống trên mái của toà nhà, trong các phòng máy móc thiết Bị, trong hộp chứa thiết Bi cần điều khiển hoặc trong hầu hết các vị trí trong toà nhà. Hỗ trợ hoàn toàn các chƣơng trình điều khiển đƣợc lập Bởi ngôn ngữ lập trình đồ hoạ EIKON của ALC. Bộ điều khiển SE sử dụng truyền thông “Native” BACnet trên mạng ARCNET 156kBps hoặc MS/TP 76,8kpBs, mang lại sự linh hoạt và khả năng tích hợp cao. SE có các cổng sau: - Cổng EIA-485 cho truyền thông ARCNET 156 kBps. - Cổng kết nối cục Bộ để hệ thống khởi động và xử lý sự cố. - Cổng Rnet cho các cảm Biến RS. SE có các đầu vào/ra sau: - 10 đầu vào đa chức năng UI (Universal Input), sử dụng Bộ chuyển đổi A/D 12Bit, hỗ trợ các tín hiệu sau: 0-5Vdc, 0-10Vdc, 020mA, điện trở loại 10 kOhm hoặc 1kOhm. - 6 đẩu ra nhị phân BO (Binary Ouput). - 4 đầu ra tƣơng tự, sử dụng Bộ chuyển đổi 8-Bit, có thể lựa chọn 0-10Vdc hoặc 0-20mA.















Kết nối các thiết Bị trƣờng trên mạng ARCNET tốc độ cao 156 kBps hoặc BACnet MS / TP. Bộ chuyển đổi ADC 12-Bit cung cấp độ chính xác cao cho các tín hiệu đầu vào. Sử dung Bộ vi xử lý tốc độ cao với 1 MByte Bộ nhớ Flash và 1 MByte Bộ nhớ RAM cho các chƣơng trình đặc Biệt. Việc nâng cấp phần mềm hệ thống có thể đƣợc thực hiện từ xa mà không cần thay đổi chip nhớ. Đồng hồ thời gian thực sử dụng nguồn nuôi cung cấp khả năng hoạt động độc lập. Các module điều khiển có thể phục hồi đầy đủ những sự kiện, trạng thái hoạt động của hệ thống tại thời điểm có lỗi đƣờng truyền. Cổng Rnet hỗ trợ việc kết nối cục Bộ từ các cảm Biến RS và giao diện tính toán cục Bộ BACview6 tới hệ thống mạng. Ngoài ra, việc kết nối này cũng có thể đƣợc thực hiện trên cổng EIA-232. Bộ điều khiển SE hỗ trợ tối đa ngôn ngữ lập trình đồ hoạ và có khả năng kết nối ngang hàng với, các Bộ điều khiển ME, ZN hoặc các Bộ SE khác. Cấu trúc Bền vững cung cấp khả năng điều khiển cao cấp với độ tin cậy cao. Các module điểu khiển đƣợc thiết kế trong vỏ nhôm chịu lực, có khả năng cách điện và chống nhiễu tốt.

Bộ điều khiển ZN là Bộ điều khiển · Giao tiếp với các Bộ điều khiển mạnh và linh hoạt với khả năng khác Bằng chuẩn “Native”

vực ZN

Card điều Khiển WebZONE

hoạt động độc lập. Bộ điều khiển ZN kết nối với hệ thống tự động hoá toà nhà (Building Automation System (BAS)) qua mạng ARCNET 156kBps hoặc MS/TP 76,8kBps. Bộ điều khiển ZN hỗ trợ cho việc kết nối với các cảm Biến nhiệt độ phòng RS qua cổng Rnet. Bộ điều khiển ZN có nhiều loại, thích hợp cho nhiều ứng dụng nhƣ cho VAV, Bơm, thông gió hoặc các hệ thống khác trong hệ HVAC.

BACnet qua mạng ARCNET 156kpBs hoặc MS/TP 76,8 kpBs. · Sử dụng Bộ vi xử lý tốc độ cao, 16Bit với 1MByte Bộ nhớ nhanh và 512KByte RAM cho các ứng dụng chung. Khả năng nâng cấp chƣơng trình điều khiển từ xa, không cần phải thay chip nhớ. · Bộ điều khiển ZN253 là một loại trong dòng ZN có các đầu vào đa chức năng, các đầu ra số , các đầu ra tƣơng tự 0-10Vdc, môt số loại ZN khác ( 141v+,... ) đƣợc tích hợp sẵn các cảm Biến lƣu lƣợng, cơ cấu chấp hành van chắn, thích hợp cho các ứng dụng VAV. · Bộ điều khiển ZN cho phép khả năng lập trình đồ hoạ, giao tiếp ngang hàng với các Bộ ZN khác hoặc các Bộ ME, SE. · Một thƣ viện mở rộng chứa các chƣơng trình điều khiển cho hầu hết các ứng dụng điều khiển khu vực đƣợc tích hợp với ngôn ngữ lập trình đồ hoạ EIKON®, của ALC, rất dễ dàng cho việc viết và chỉnh sửa cho từng ứng dụng chuyên Biệt. · Thay thế trực tiếp Bộ xử lý Bên WeBZone của Automated Logic mang lại khả năng thay thế các Bộ trong Bo mạch MICROZONE II của BarBer-Colman và Bộ xử lý điều khiển MICROZONE II của BarBer-Colman và Invensys. Hiện Bên trong Bo mạch IA MNL-800 tại các Bộ phận đi kèm các Bộ điều của Invensys. khiển này nhƣ các cảm Biến và các · Sử dụng ngôn ngữ lập trình đồ dây dẫn đều đƣợc giữ lại, đem lại hoạ EIKON®, công cụ lập trình trực quan, cung cấp thƣ viện các hiệu quả kinh tế tốt nhất. hàm điều khiển tuần tự, trừ một số WeBZONE đƣợc thiết kế nhằm chƣơng trình đặc Biệt vẫn yêu cầu giải thoát ngƣời sở hữu nó khỏi công nghệ độc quyền và sự Bảo trì các Bộ điều khiển MICROZONE II gốc. đắt đỏ khi sử dụng các hệ thống cũ. Việc tích hợp các Bộ phận điều · Dễ dàng mở rộng, nâng cấp hệ khiển trở nên dễ dàng với hệ thống thống Bằng cách thêm vào các module điều khiển. mạng “native” BACnet®.

Có các cổng giao tiếp sau: - Cổng EIA-485 cho truyền thông ARCNET 156 kBps hoặc MS / TP ( 9600 Bps - 76.8 kBps), phụ thuộc vào đƣờng dây mạng có sẵn. - Cổng kết nối cục Bộ để hệ thống khởi động và xử lý sự cố. - Cổng Rnet cho các cảm Biến RS. WeBZONE có các cổng vào/ra sau: - 8 đầu vào đa chức năng UI. - 8 đầu ra tƣơng tự. - 4 đầu ra số.

· Sử dụng một Bộ vi xử lý tốc độ cao với 1 MByte Bộ nhớ Flash và 1 MByte Bộ nhớ RAM cho các chƣơng trình đặc Biệt. Việc nâng cấp phần mềm hệ thống có thể đƣợc thực hiện từ xa mà không cần phải thay thế chip nhớ. · Cổng Rnet hỗ trợ việc kết nối cục Bộ từ các cảm Biến RS và giao diện vận hành BACview6 tới hệ thống mạng, có khả năng truy cập cục Bộ vào hệ thống. · Hoàn toàn tƣơng thích với hệ thống tự động hoá toà nhà WeBCTRL của Automated Logic. Vừa có sự linh hoạt của một hệ thống điều khiển sử dụng trình duyệt WeB, vừa có giao diện sử dụng tốt nhất với chi phí thấp nhất. WeBZONE mang lại lợi ích kinh tế tốt nhất và là lựa chọn tốt nhất để thay thế cho các Bộ điều khiển MICROZONE II của BarBer-Colman và Invensys. WeBZONE thay thế cho Bộ xử lý trong Bo mạch của Bộ điều khiển MICROZONE II, và thay thế cho các công nghệ độc quyền.

4.2.1.6 Các thiết bị Khác Tên Đặc điểm

Thông số kỹ thuật

Bộ tích hợp Kết nối WebPTRL

WeBPTRL (WeB Portal) là một Với hai cổng tuần tự và một cổng thiết Bị kết nối linh hoạt, nó có Ethernet, WeBPTRL có khả năng thể phối hợp các chức năng của hỗ trợ một phạm vi rộng các một router, một gateway và một chuẩn giao thức công nghiệp và Bộ điều khiển giám sát. các chuẩn “độc quyền”. Là một router, với 3 cổng kết nối Một thƣ việc lớn các chƣơng có thể thực hiện chức năng của trình ứng dụng của WeBPTRL một Bộ định tuyến giữa các mạng đem lại khả năng hỗ trợ tức thời sử dụng các chuẩn Ethernet, EIAcác giao thức “lạ”. Với các kinh 232 và EIA-485. nghiệm thu đƣợc từ việc kết nối Là một gateway, nó cung cấp khả các hệ thống có hàng trăm thiết năng thông dịch thống nhất giữa Bị khác nhau, của các nhà sản các chuẩn giao thức nhƣ là xuất khác nhau, WeBPTRL có thể BACnet®, ModBus, LonWorks®, đáp ứng việc tích hợp các ứng JBUS, hoặc Johnson N2 Bus với dụng của khách hàng trong mọi rất nhiều các giao thức độc quyền hoàn cảnh. khác.  Hỗ trợ tối đa các tuỳ chọn của WeBPRTL hỗ trợ tối đa mạng BACnet. WeBPTRL EIKON®, một công cụ lập trình thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ là một đồ hoạ mạnh thƣờng đƣợc sử Bộ định tuyến để kết nối hai đoạn dụng để tạo ra, thêm vào các Biến mạng BACnet hoặc nhƣ là một để thực hiện việc điều khiển toàn gateway/router để chuyển đổi Bộ hệ thống. giữa các giao thức khác vào WeBPTRL có các cổng giao tiếp BACnet và có thể di chuyển nó sau: trên mạng BACnet. Bảng tuyến - Một cổng Ethernet. đƣờng của WeBPTRL có thể hỗ - Một cổng tuần tự đƣợc cấu hình trợ tới 200 Bộ định tuyến cho chuẩn EIA-232 hoặc EIABACnet. 485. Với công cụ lập trình đồ hoạ - Một cổng tuần tự EIA-485. EIKON, WeBPTRL có thể hoạt động nhƣ một Bộ điều khiển trung tâm, thu thập dữ liệu từ nhiều mạng, kết hợp chúng lại trong một hệ thống và đƣa ra các chỉ đạo trên các mạng. Các ứng dụng của WeBPTRL đã và đang đƣợc sử dụng trong các nhà máy, và với EIKON ngƣời sử dụng có tất cả các công cụ cần thiết để thay đổi hoặc tạo ra các chƣơng trình mới nếu muốn. Mỗi WeBPTRL có thể hỗ trợ tới 100 chƣơng trình điều khiển khác nhau và 2000 đối

Bộ mở rộng Là một phần trong hệ thống và phân đoạn WeBCTRL của Automated Logic, mạng AAR AAR đƣợc thiết kế để mở rộng hoặc phân mảnh mạng ARCnet tốc độ cao 156 kBps. AAR có thể đƣợc đặt trên các đoạn mạng sử dụng các Bộ điều khiển ME, SE và ZN (sử dụng truyền thông “native” BACnet® ). AAR có 2 cổng kết nối ARC 156 kBps, đƣợc thiết kế với nhựa cứng Bao quanh nên có thể đặt lên giá dễ dàng.

Các cảm biến Các dòng cảm Biến thông minh RS của Automated Logic Bao gồm RS chuẩn, RS Plus và RS Pro, đƣợc thiết kế để sử dụng cùng với các Bộ điều khiển ZN, SE và ME. Cảm Biến RS Plus đƣa ra khả năng điều chỉnh các điểm đặt cục Bộ, ghi đè lên trạng thái hiện hành và đèn “LED” cảnh Báo tình trạng hiện tại. Cảm Biến RS Pro có một màn hình LCD lớn, ngƣời sử dụng có thể dễ dàng điều khiển. Tất cả các cảm Biến đều có độ chính xác cao, dễ kết nối, kích thƣớc nhỏ gọn, Bắt mắt. Một kết nối “ẩn” giúp truy cập vào hệ thống điều khiển HVAC để đƣa hệ thống vào hoạt động và duy trì nó.

tƣợng BACnet đƣợc thêm vào tại các điểm vào/ra trên mạng. · Hai cổng kết nối ARC tốc độ cao 156 kBps rất tiện lợi khi cần mở rộng hoặc phân mảnh mạng điều khiển ARCnet. · Có thể mở rộng số lƣợng Bộ điều khiển, thiết Bị đƣợc định tuyến thông qua LGR, ME-LGR hoặc Bộ định tuyến ME Ethernet (Bộ điều khiển mở rộng). · Cho phép phân đoạn mạng điều khiển để Bảo trì hoặc cấu hình lại phần dƣ thừa. · Định địa chỉ theo vòng, không phụ thuộc vào việc cài đặt địa chỉ mạng. Chung cho các cảm Biến: · Điện trở 10 Kohm, độ chính xác 0.2ºC và lệch ít hơn 0.01ºC trên 10 năm sử dụng. · Cổng kết nối ẩn cho phép một máy tính xách tay kết nối tới hệ thống điều khiển HVAC. · Nhiều cảm Biến phòng RS có thể đƣợc mắc nối tiếp tới một Bộ điều khiển, giá trị nhiệt độ lúc này có thể đƣợc tính trung Bình hoặc chọn mức cao/thấp. (Một cảm Biến RS Plus hoặc RS Pro với nhiều nhất 4 cảm Biến RS chuẩn). RS Plus: · Có thể điều chỉnh các điểm đặt dễ dàng Bằng thanh trƣợt. · Ghi đè lên trạng thái hiện hành trong thời gian ngắn dễ dàng Bằng một nút Bấm trên RS Plus với một đèn LED để hiển thị trạng thái. Khi nút ghi đè không đƣợc nhấn nữa thì mọi thứ trở lại trạng thái thiết lập Ban đầu với chu kỳ đƣợc định trƣớc. RS Pro:

Thiết bị vận hành cục bộ BACView6

· Với màn hình LCD khá lớn dễ quan sát, RS Pro hiển thị nhiệt độ của khu vực xung quanh, nhiệt độ không khí Bên ngoài, tăng, giảm giá trị đặt và thời gian ghi đè cục Bộ(sau mỗi giờ sử dụng). · Ghi đè lên trạng thái hiện hành trong thời gian ngắn dễ dàng Bằng nút nhấn “Manual On” trên RS Pro. Một nút nhấn riêng để đƣa về trạng thái đang dùng với chu kì định trƣớc. Ấn nhiều lần để tăng thời gian ghi đè, màn hình LCD hiển thị chính xác số lần sử dụng. Thời gian ghi đè cho mỗi lần nhấn và giới hạn của đƣợc qui định trong EIKON®. · Các điểm đặt có thể dễ dàng thay đổi trên RS Pro Bởi việc nhấn các nút “Warmer” và “Cooler”. Ấn nhiều lần để điều chỉnh đến giá trị mong muốn, màn hình LCD sẽ hiển thị giá trị điểm đặt mới là Bao nhiêu. Số lần nhấn để thay đổi giá trị điểm đặt và giới hạn điều chỉnh đƣợc qui định trong EIKON. BACview6 là thiết Bị vận hành có · Là thiết Bị truy cập cục Bộ dễ sử khả năng truy cập cục Bộ vào các dụng, tƣơng thích với các Bộ điều Bộ điều khiển và các thuộc tính khiển ME và SE. vận hành. Nó kết nối tới các Bộ · Có thể đặt ở xa và có thể dùng điều khiển một cách dễ dàng qua chung cổng Rnet với các cảm Biến cổng Rnet, cho phép hiển thị và RS. sửa chữa các dữ liệu cục Bộ tại Bộ · Màn hình hiển thị LCD có thể điều khiển mà không cần tới các quan sát các sự kiện trong điều phần mềm đặc Biệt. BACview6 kiện thiếu ánh sáng. có thể đặt cách xa Bộ điều khiển · Sử dụng chuẩn HTML làm đơn với khoảng cách tối đa lên tới giản hoá các tuỳ Biến hiển thị và 150m. các menu. BACview6 cho phép điều chỉnh · Bảo vệ Bằng mật khẩu đem lại sự các đặc tính của toà nhà theo các an toàn. kế hoạch khác nhau nhờ sử dụng · Thiết kế linh hoạt cho phép đặt chuẩn HTML. Dữ liệu đƣợc hiển trên các panel hoặc gắn trên thị trên màn hình LCD. Các truy tƣờng.

cập đƣợc Bảo vệ Bằng mật khẩu. BACview6 kết nối tới cổng Rnet của các Bộ điều khiển ME hoặc SE, có thể dùng chung cổng Rnet với tối đa 5 cảm Biến RS. Nó Bao gồm một vùng phím số, các phím điều khiển hƣớng và Bốn phím chức năng. Màn hình LCD có thể hiển thị trên 4 dòng, mỗi dòng 40 ký tự cho phép quan sát các sự kiện trong hoàn cảnh thiếu ánh sáng. Ngoài ra nó còn có chứa các thiết Bị cảnh Báo Bằng ánh sáng hoặc âm thanh. 4.3 So sánh hệ BMS của WebCTRL với hệ BMS của Siemens. Trên cơ sở tìm hiểu về hệ thống BMS của ALC, em đƣa ra một vài sự so sánh với hệ BMS của Siemens:

Hình 3.10 Các kiểu kiến trúc mạng

Trạm vận hành

Hỗ trợ Hệ điều hành Cơ sở dữ liệu

Automated Logic Windows/Linux/Solaris MSDE/MS SQL/MySQL Oracle/PossEgress

Siemens Windows

Hỗ trợ WeB

Tích hợp sẵn

Phải mua thêm

Truy xuất vào các Bộ điều khiển

Truy xuất trực tiếp, từ Bất cứ điểm Phải có phần mềm chuyên nào trên mạng điều khiển, chỉ yêu dụng riêng, không có khả cầu có trình duyệt WeB trên máy năng truy xuất từ Bất cứ điểm nào trên mạng có không

Hỗ trợ giao diện cho PDA Ngôn ngữ lập trình

Ngôn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng, khối đồ hoạ hàm chức năng

Lập trình theo dòng lệnh

Bus hệ thống

Tốc độ truyền dữ liệu

Automated Logic 100 MB

Kiểu truyền dữ liệu

Ethernet

Chuẩn giao tiếp

BACnet/IP

Số lƣợng Bộ điều khiển cho phép

Không giới hạn

Siemens 10/100 Ethernet Lớn nhất 115kBps w RS485 RS485 Ethernet P2 Proprietary (mặc định) Ethernet IP( hỗ trợ) BACnet/IP( hỗ trợ) 100

Bus trƣờng

Tốc độ truyền

Automated Logic 156 kBps

Siemens 4.8 to 38.4 kBps

Kiểu truyền

ARCnet of MS/TP

RS485

Kiểu giao tiếp

Ngang hàng

Hỏi vòng

Chuẩn giao tiếp

BACnet

Chuẩn riêng của hãng

Số lƣợng thiết Bị cho phép

9604

96

Bộ điều khiển toà nhà

Đầu vào/ra

Automated Logic Lớn nhất 192 I/O

Siemens Tích hợp sẵn 32

Chƣơng trình

Tích hợp sẵn

Tích hợp sẵn

Đồ thị thời gian

Tích hợp sẵn

Tích hợp sẵn

Cảnh Báo, sự kiện

Tích hợp sẵn

Tích hợp sẵn

Hàm lịch trình hệ thống

Tích hợp sẵn

Tích hợp sẵn

Tốc độ giao tiếp

100 MBps

-

Bộ điều khiển thứ cấp

Đầu vào/ra

Automated Logic 20 I/O

Siemens 12 Min/24 Max

Chƣơng trình

Tích hợp sẵn

Tích hợp sẵn

Đồ thị thời gian

Tích hợp sẵn

No

Cảnh Báo, sự kiện

Tích hợp sẵn

Remote

Hàm lịch trình hệ thống

Tích hợp sẵn

Tích hợp sẵn

Tốc độ giao tiếp

156 kBps

4.8 – 38.4 kBps

Bộ điều khiển khu vực

Đầu vào/ra Cho phép lập trình Đồ thị thời gian

Automated Logic 4min 11 max Cho phép Tích hơp sẵn

Cảnh Báo, sự kiện Hàm lịch trình hệ thống

Tích hơp sẵn Tích hơp sẵn

Không cho phép Tích hợp với công cụ định dạng các tham số No Từ cấp cao hơn

Tốc độ giao tiếp

Tích hơp sẵn

Từ cấp cao hơn

Đầu vào/ra

156 kBps

4.8 – 38.4 kBps

Có thể tóm tắt toàn Bộ các so sánh ở trên nhƣ sau:

Siemens 11min 16max

4.4 Các đặc tính nổi bật và hạn chế của WebCTRL 4.4.1Các đặc tính nổi bật  Sử dụng mạng Bacnet, cấu trúc mở, có khả năng tích hợp với các hệ thống khác trong toà nhà, dễ dàng giao tiếp với các thiết Bị của nhiều hãng khác nhau trên thế giới.  Mạng điều khiển chỉ có hai cấp, do vậy việc truyền dữ liệu, xử lý thông tin nhanh chóng và đơn giản hơn, độ tin cậy cao hơn, tránh đƣợc các “nút cổ chai” làm ảnh hƣởng đến việc xử lý thông tin của hệ thống.  Hệ thống sử dụng mạng xƣơng sống Bacnet/IP, có tốc độ truyền dữ liệu cao, cấu hình mạng đơn giản, dễ dàng tích hợp với các hệ thống khác trên cùng một đƣờng truyền.  Hệ thống có khả năng lập trình xuyên suốt, cho phép lập trình, kiểm tra, thay đổi các thông số hoạt động cho Bất kỳ thiết Bị nào của hệ thống từ Bất kỳ điểm nào trên mạng, khả năng này cho phép ngƣời lập trình hệ thống dễ dàng kiểm tra lỗi, phát hiện và khắc phục nhanh chóng các sự cố.  Ngôn ngữ lập trình của hệ thống là dạng ngôn ngữ hƣớng đối tƣợng, đồ hoạ khối chức năng, do vậy, việc lập trình đơn giản, không yêu cầu kiến thức chuyên sâu về lập trình, dễ dàng thay đổi, kiểm tra và hiệu chỉnh tối ƣu chƣơng trình.  Hệ thống có giao diện WeB, thân thiện với ngƣời vận hành, không cần phần mềm chuyên dụng cho các trạm làm việc, mềm dẻo trong thay đổi chƣơng trình cũng nhƣ giao diện, chỉ cần cập nhật cho máy chủ, toàn Bộ các giao diện cho các trạm làm việc sẽ đƣợc cập nhật theo.  Hệ thống cáp điều khiển đồng nhất, dễ dàng cho việc lắp đặt, Bảo dƣỡng, Bảo trì và kiểm tra. 4.4.2 Các hạn chế của ALC  Thực hiện điều khiển giám sát trên nền weB nên hiệu suất trao đổi thông tin kém hơn so với các ứng dụng thông thƣờng.  Tính năng thời gian thực Bị hạn chế.  Xây dựng các chức năng Bảo mật đòi hỏi nhiều công sức.

CHƢƠNG 4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TOÀ NHÀ CHO KHÁCH SẠN NEWWAY TRÊN NỀN WEBCTRL CỦA ALC 1.Trình tự thiết Kế

2.Khảo sát hiện trạng Khách sạn NewWay là một khách sạn 4 sao. Theo ý tƣởng thiết kế Ban đầu khách sạn sẽ đƣợc trang Bị hệ thống tự động hoá BMS, là hệ thống điều khiển số có nhiệm vụ điều khiển và giám sát cho hệ thống HVAC, hệ thống điện, hệ thống an ninh,…Hệ thống đƣợc xây dựng trên nền thiết Bị của hãng SIEBE ENVIRONMENT CONTROLS . Tuy nhiên trong quá trình thi công, do gặp sự cố nên khách sạn tuy đã xây dựng hoàn thiện nhƣng hệ thống BMS lại chƣa đƣợc lặp đặt hoàn thiện, nên không thể vận hành tự động mà chỉ có thể vận hành Bằng tay. Hiện nay hãng SIEBE ENVIRONMENT CONTROLS đã không còn cung cấp hệ thống BMS mới mà chỉ hỗ trợ kỹ thuật cho các công trình đã

đƣợc lắp đặt hoàn thiện. Vì vậy yêu cầu đặt ra là cải tạo và nâng cấp hệ thống BMS trên nền WeBCTRL của ALC. Hiện trạng của hệ thống BMS cũ của khách sạn nhƣ sau: - Các tủ điều khiển và dây điều khiển đã đƣợc lắp đặt theo cấu hình của hệ thống SIEBE. - Các Bộ điều khiển chƣa đƣợc lắp đặt và lập trình. - Chƣa có hệ thống máy chủ, máy tính, phần mềm điều khiển tại phòng điều khiển trung tâm. - Tài liệu thiết kế, hoàn công lắp đặt của hệ thống điều khiển cũ cũng không có. Chi tiết nhƣ sau: - Bộ điều khiển trung tâm là loại : GCM-86120 của BarBer-Colman. - Các Bộ điều khiển khu vực là card MZ2A – 102 MICROZON II. - Các tủ điều khiển: STT 1

2

3

4

5

6

7

Tủ điều khiển Tủ B1-1

Thiết Bị

Chức năng

Gồm 2 Card điều Có nhiệm vụ điều khiển và giám sát khiển MZII có địa cho các Bơm của Chiller số 1 và số 2 chỉ 1 và 2. đặt tại tầng hầm B2, giám sát các trạng thái của tháp tản nhiệt , nhiệt độ nƣớc đầu vào, đầu ra của Chiller, khởi động và dừng Chiller, tháp tản nhiệt,… Tủ LG-1 Gồm 1 Card điều Giám sát các đầu Báo khói tại phòng khiển MZII có địa máy phát, phòng tủ trung áp, máy Biến chỉ là 3. áp,… Tủ B1-2 Gồm 2 card điều Giám sát và điều khiển các Bơm nƣớc khiển MZII có địa nóng và van Bypass của Chillers, của chỉ là 4 và 5. PAHU R-1, giám sát độ ẩm không khí, điều khiển đóng cắt AHU R-1. Tủ B2- Gồm 2 card điều Giám sát các flowswitch từ 1 đến 8. 1A khiển MZII có địa Card số 7 đƣợc sử dụng để giám sát chỉ là 6 và 7. nhiệt độ nƣớc đầu vào, đầu ra của các Boilers số 1, 2, 3. Tủ UG-1 Gồm 1 card điều Điều khiển và giám sát cho FCU-UG1. khiển MZII có địa chỉ là 9. Tủ UG-2 Gồm 1 card điều Điều khiển và giám sát cho AHU UGkhiển MZII có địa 2 và các van của AHU UG-1 và AHU chỉ là 10. UG-2. Tủ LF-1 Gồm 1 card điều Điều khiển cho AHU 1-1 và AHU 1-2. khiển MZII có địa chỉ là 11.

Ghi chú Xem vị trí và mối liên hệ giữa các thiết Bị: Chiller, AHU, FCU,…

trong Bản vẽ hiện trạng hệ thống HVAC kèm theo.

8

Tủ 1-1

9

Tủ 1-2

10

Tủ 1-3

11

Tủ 2-1

12

Tủ 3-1

13

Tủ 4-1

14

Tủ 5-1

Tủ 6-1 15 16

Tủ 7-1

17

Tủ 8-1

18

Tủ 9-1

19

Tủ R-2

20

Tủ R-1

Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 12. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 13. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 8. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 14. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 15. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 16. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 17. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 18. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 19. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 20. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 21. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 8. Gồm 1 card điều khiển MZII có địa chỉ là 8.

Điều khiển cho FCU UF-1. Điều khiển và giám sát cho FCU UF-1 và UF-2. Điều khiển và giám sát cho FCU UF-3. Điều khiển và giám sát cho FCU 2-1. Điều khiển và giám sát cho FCU 3-1. Điều khiển và giám sát cho FCU 4-1. Điều khiển và giám sát cho FCU 5-1. Điều khiển và giám sát cho FCU 6-1. Điều khiển và giám sát cho FCU 7-1. Điều khiển và giám sát cho FCU 8-1. Điều khiển và giám sát cho FCU 9-1. Điều khiển và giám sát hệ thống nƣớc cấp, các hệ thống Bình chứa, Bơm cấp, lọc,... Giám sát các mức nƣớc trong các tháp tản nhiệt số 1 và 2, và nhiệt độ của nƣớc đầu và, đầu ra tháp tản nhiệt, điều khiển van cho PAHU R-1.

Danh mục các điểm điều khiển ở từng tủ: Tủ B1-1: (địa chỉ 01) - Tủ này đƣợc thiết kế để điều khiển cho 02 Chiller đặt tại B2. Hardware Points Point Name CHW1 Return flow rate

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sched Trend Alarm Show On Graphic

×

×

×

Chill water pump1 trip

×

×

×

Chiller 1 Status

×

×

×

Chiller 1 Trip

×

×

×

Condenser pump1 trip

×

×

×

Condenser pump2 status

×

×

×

Condenser pump2 trip

×

×

×

Chill water pump2 status

×

×

×

Condenser pump1 status

×

×

×

Chill water pump1 status

×

×

×

Chill water pump2 trip

×

×

×

Chill2 status

×

×

×

Chill2 trip

×

Differential pressure sensor

×

×

×

Chill water Bypass valve

×

×

×

×

Condenser pump1 start/stop

×

×

Chilled water pump1 start/stop

×

×

Chiller1 start/stop

×

Condenser pump2 start/stop

×

×

Chiller water pump2 start/stop

×

×

Chiller2 start/stop

×

×

×

×

×

×

×

Chiller2 supply Temp

×

×

CHW2 return flow rate

×

×

Cooling tower2 status

×

×

×

Cooling tower2 trip

×

×

×

Common cooling tower supply temp

×

×

Common cooling tower return temp

×

×

Chiller1 supply temp

×

×

Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

Software Points

BO AV

BV Sched Trend Alarm Show On Graphic

Cooling tower 1 status

×

×

×

Cooling tower 1 trip

×

×

×

Cooling tower 1 fan speed

×

×

×

×

Cooling tower 2 fan speed

×

×

×

×

6

18

32

Totals

7

3

16

6

0

0

2

Total Hardware (23UI, 3AO, 6BO )

Total Software ( 58 )

- Tủ điều khiển LG-1 ( địa chỉ 03) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

Smoke alarm Genset room

×

×

×

Smoke alarm SW.Board room

×

×

×

Smoke alarm X’Former room

×

×

×

Smoke alarm high volt. room

×

×

×

Exhaust Fan start/stop Totals

× 0

0

4

1 0

Total Hardware ( 4UI, 1BO )

× 0

0

×

1

4

5

Total Software ( 10 )

- Tủ điều khiển B1-2 ( địa chỉ 04) Hardware Points Point Name

AI AO

BI

BO AV BV

Software Points Sche Trend d

Alar m

Show On Graphic

Hot water pump1 status

×

×

×

Hot water pump1 trip

×

×

×

Hot water pump2 status

×

×

×

Hot water pump2 trip

×

×

×

×

×

Chiller water Bypass valve

×

×

Hot water pump1 start/stop

×

×

Hot water pump2 start/stop

×

×

× ×

Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

Software Points

BO AV

BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

PAHU R-1 status

×

×

×

PAHU R-1 trip

×

×

×

×

×

Outside Air Humidity

×

×

PAHU R-1 start/stop

×

PAHU R-1 Stage 1 heat

×

×

PAHU R-1 Stage 2 heat

×

×

PAHU R-1 Stage 3 heat

×

×

Totals

1

1

6

×

6 0

Total Hardware ( 7UI, 6BO, 1AO )

0

1

×

×

5

8

14

Total Software ( 28 )

- Tủ điều khiển B2-1A ( địa chỉ 06) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

Flow switch 1 status

×

×

×

Flow switch 2 status

×

×

×

Flow switch 3 status

×

×

×

Flow switch 4 status

×

×

×

Flow switch 5 status

×

×

×

Flow switch 6 status

×

×

×

Flow switch 7 status

×

×

×

Flow switch 8 status

×

×

×

Boiler 1 temp

×

×

×

×

Boiler 2 temp

×

×

×

×

Boiler 3 temp

×

×

×

×

×

×

×

×

Hot water common supply temp ×

×

×

×

×

×

×

×

Hot water common return temp

Common Chill water supply temp Common Chill water return temp ×

×

× ×

Hardware Points

Software Points

Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Totals

7

0

8

0 0

BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m 0

Total Hardware ( 15UI, 0BO, 0AO )

0

7

15

15

Total Software ( 37 )

- Tủ điều khiển UG-1 ( địa chỉ 09) Hardware Points Point Name

AI AO

BI

Software Points Sche Trend d

BO AV BV

Alar m

Show On Graphic

FCU UG-1 status

×

×

×

FCU UG-1 trip

×

×

×

×

×

×

×

FCU UG-1 return air temp

×

×

FCU UG-1 start/stop

×

FCU UG-1 stage1 heat

×

×

×

FCU UG-1 stage2 heat

×

×

×

FCU UG-1 stage3 heat

×

×

×

FCU UG-1 Chill water valve close 220 VAC active

×

×

×

FCU UG-1 Chill water valve open

×

×

×

9

9

Totals

1

0

2

6

Total Hardware ( 3UI, 6BO, 0AO )

×

0

0

1

1

Total Software ( 20)

- Tủ điều khiển UG-2 ( địa chỉ 10) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

AHU UG-1 status

×

×

×

AHU UG-1 trip

×

×

×

×

×

AHU UG-1 return air temp

×

×

AHU UG-2 status

×

×

×

AHU UG-2 trip

×

×

×

Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

AHU UG-2 return air temp

×

×

×

×

AHU UG-1 static pressure

×

×

×

×

AHU UG-2 static pressure

×

×

×

×

AHU UG-1 Chill water valve

×

×

×

AHU UG-2 Chill water valve

×

×

×

AHU UG-1 start/stop

×

AHU UG-1 stage1 heat

×

×

×

×

×

×

AHU UG-1 stage2 heat

×

×

×

AHU UG-1 stage3 heat

×

×

×

AHU UG-1 start/stop

×

×

×

AHU UG-2 stage1 heat

×

×

×

AHU UG-2 stage2 heat

×

×

×

AHU UG-2 stage3 heat

×

×

×

18

18

Totals

4

2

4

Total Hardware ( 8UI, 8BO, 2AO )

8 0

×

×

×

0

2

6

Total Software ( 44)

- Tủ điều khiển LF-1 ( địa chỉ 11) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

Software Points

BO AV

BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

AHU 1-1 status

×

×

×

AHU 1-1 trip

×

×

×

×

×

AHU 1-1 return air temp

×

×

AHU 1-2 status

×

×

×

AHU 1-2 trip

×

×

×

AHU 1-2 return air temp

×

×

×

×

AHU 1-1 static pressure

×

×

×

×

AHU 1-2 static pressure

×

×

×

×

AHU 1-1 Chill water valve

×

×

×

AHU 1-2 Chill water valve

×

×

×

AHU 1-1 start/stop

×

AHU 1-1 stage1 heat

×

× ×

×

×

×

×

×

AHU 1-1 stage2 heat

×

×

×

AHU 1-1 stage3 heat

×

×

AHU 1-2 start/stop

×

AHU 1-2 stage1 heat

×

×

×

×

×

AHU 1-2 stage2 heat

×

×

×

AHU 1-2 stage3 heat

×

×

×

18

18

Totals

4

2

4

×

×

8 0

Total Hardware ( 8UI, 8BO,2AO )

0

2

6

Total Software ( 44)

- Tủ điều khiển 1-1 ( địa chỉ 12) Hardware Points Point Name FCU UF-1 status

AI

AO

BI ×

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m ×

×

Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

FCU UF-1 trip

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

×

FCU UF-1 return air temp

×

× ×

×

×

×

×

×

×

FCU UF-1 start/stop

×

FCU UF-1 stage1 heat

×

×

×

FCU UF-1 stage2 heat

×

×

×

FCU UF-1 stage3 heat

×

×

×

FCU UF-1 Chill water valve close × 220VAC Active

×

FCU UF-1 Chill water valve open

×

Totals

2

4

4

8 0

0

2

Total Hardware ( 8UI, 8BO,2AO )

×

×

×

×

×

6

18

18

Total Software ( 44)

- Tủ điều khiển 1-2 ( địa chỉ 13) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

FCU UF-2 status

×

×

×

FCU UF-2 trip

×

×

×

×

×

FCU UF-2 return air temp

×

×

AHU UF-1 status

×

×

×

AHU UF-1 trip

×

×

×

AHU UF-1 return air temp

×

×

×

×

AHU UF-1 static pressure

×

×

×

×

×

×

AHU UF-1 Chill water valve

×

FCU UF-2 start/stop

×

FCU UF-2 stage1 heat

×

×

×

×

×

×

×

FCU UF-2 stage2 heat

×

×

×

FCU UF-2 stage3 heat

×

×

×

AHU UF-1 start/stop

×

×

×

×

Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

Software Points

BO AV

BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

AHU UF-1 stage1 heat

×

×

×

AHU UF-1 stage2 heat

×

×

×

AHU UF-1 stage3 heat

×

×

×

16

16

Totals

3

1

4

8 0

0

2

Total Hardware ( 7UI, 8BO,1AO )

4

Total Software ( 38)

- Tủ điều khiển 1-3 ( địa chỉ 08) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

FCU UF-3 status

×

×

×

FCU UF-3 trip

×

×

×

×

×

×

×

FCU UF-3 return air temp

×

×

FCU UF-3 start/stop

×

FCU UF-3 stage1 heat

×

×

×

FCU UF-3 stage2 heat

×

×

×

FCU UF-3stage3 heat

×

×

×

FCU UF-3 Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU UF-3 Chill water valve open

×

×

FCU UF-2 Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU UF-3 Chill water valve open

×

×

×

11

11

Totals

×

×

× ×

1

0

Total Hardware ( 3UI, 6BO,0AO )

- Tủ điều khiển 2-1 ( địa chỉ 14)

2

8 0

0

1

4

Total Software ( 27)

Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

FCU 2-1 status

×

×

×

FCU 2-1 trip

×

×

×

×

×

×

×

FCU 2-1 return air temp

×

×

FCU 2-1 start/stop

×

FCU 2-1 stage1 heat

×

×

×

FCU 2-1 stage2 heat

×

×

×

FCU 2-1 stage3 heat

×

×

×

FCU 2-1Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU 2-1 Chill water valve open

×

×

Totals

1

0

2

6 0

×

0

1

Total Hardware ( 3UI,6BO,0AO )

1

9

× × 9

Total Software ( 20)

- Tủ điều khiển 3-1 ( địa chỉ 15) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

FCU 3-1 status

×

×

×

FCU 3-1 trip

×

×

×

×

×

×

×

FCU 3-1 return air temp

×

×

FCU 3-1 start/stop

×

FCU 3-1 stage1 heat

×

×

×

FCU 3-1 stage2 heat

×

×

×

FCU 3-1 stage3 heat

×

×

×

FCU 3-1Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU 3-1 Chill water valve open

×

×

Totals

1

0

Total Hardware ( 3UI, 6BO,0AO )

2

6 0

×

0

1

1

9

Total Software ( 20)

× × 9

- Tủ điều khiển 4-1 ( địa chỉ 16) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

FCU 4-1 status

×

×

×

FCU 4-1 trip

×

×

×

×

×

×

×

FCU 4-1 return air temp

×

×

FCU 4-1 start/stop

×

FCU 4-1 stage1 heat

×

×

×

FCU 4-1 stage2 heat

×

×

×

FCU 4-1 stage3 heat

×

×

×

FCU 4-1Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU 4-1 Chill water valve open

×

×

Totals

1

0

2

6 0

×

0

1

Total Hardware ( 3UI, 6BO,0AO )

1

9

× × 9

Total Software ( 20)

- Tủ điều khiển 5-1 ( địa chỉ 17) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

FCU 5-1 status

×

×

×

FCU 5-1 trip

×

×

×

×

×

×

×

FCU 5-1 return air temp

×

×

FCU 5-1 start/stop

×

FCU 5-1 stage1 heat

×

×

×

FCU 5-1 stage2 heat

×

×

×

FCU 5-1 stage3 heat

×

×

×

FCU 5-1Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU 5-1 Chill water valve open

×

×

Totals

1

0

2

6 0

×

0

1

1

9

× × 9

Hardware Points Point Name

AI AO

BI

Software Points Sche d

BO AV BV

Total Hardware ( 3UI, 6BO,0AO )

Trend

Alar m

Show On Graphic

Total Software ( 20)

- Tủ điều khiển 6-1 ( địa chỉ 18) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

FCU 6-1 status

Software Points

BO AV

BV Sched Trend Alarm Show On Graphic

×

FCU 6-1 trip

×

FCU 6-1 return air temp

×

×

×

×

×

×

×

×

×

FCU 6-1 start/stop

×

FCU 6-1 stage1 heat

×

×

×

FCU 6-1 stage2 heat

×

×

×

FCU 6-1 stage3 heat

×

×

×

FCU 6-1Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU 6-1 Chill water valve open

×

×

×

9

9

Totals

1

0

2

6

×

×

0

0

1

Total Hardware ( 3UI, 6BO,0AO )

1

×

Total Software ( 20)

- Tủ điều khiển 7-1 ( địa chỉ 19) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

FCU 7-1 status

×

×

×

FCU 7-1 trip

×

×

×

×

×

×

×

FCU 7-1 return air temp

×

×

FCU 7-1 start/stop

×

×

FCU 7-1 stage1 heat

×

×

×

FCU 7-1 stage2 heat

×

×

×

FCU 7-1 stage3 heat

×

×

×

Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

FCU 7-1Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU 7-1 Chill water valve open

×

×

Totals

1

0

2

6 0

0

1

Total Hardware ( 3UI, 6BO,0AO )

1

9

× × 9

Total Software ( 20)

- Tủ điều khiển 8-1 ( địa chỉ 20) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

FCU 8-1 status

×

×

×

FCU 8-1 trip

×

×

×

×

×

×

×

FCU 8-1 return air temp

×

×

FCU 8-1 start/stop

×

FCU 8-1 stage1 heat

×

×

×

FCU 8-1 stage2 heat

×

×

×

FCU 8-1 stage3 heat

×

×

×

FCU 8-1Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU 8-1 Chill water valve open

×

×

Totals

1

0

2

6 0

Total Hardware ( 3UI,6BO,0AO )

×

0

1

1

9

× × 9

Total Software ( 20)

- Tủ điều khiển 9-1 ( địa chỉ 21) Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

FCU 9-1 status

×

×

×

FCU 9-1 trip

×

×

×

Hardware Points Point Name

AI

FCU 9-1 return air temp

AO

BI

Software Points

BO AV

BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

×

×

×

×

×

FCU 9-1 start/stop

×

FCU 9-1 stage1 heat

×

×

×

FCU 9-1 stage2 heat

×

×

×

FCU 9-1 stage3 heat

×

×

×

FCU 9-1Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU 9-1 Chill water valve open

×

×

Totals

1

0

2

×

×

6 0

0

1

Total Hardware ( 3UI, 6BO,0AO )

1

9

× × 9

Total Software ( 20)

- Tủ điều khiển R-2 ( địa chỉ 23) Hardware Points Point Name

AI

Make up Pump pressure

AO

BI

Software Points

BO AV

BV Sched Trend

×

Alarm Show On Graphic

×

×

×

Expansion Tank low level

×

×

×

×

Expansion Tank high level

×

×

×

×

×

×

×

Make up Pump 1 status

×

Make up Pump 1 trip

×

×

×

×

Make up Pump 2 status

×

×

×

×

Make up Pump 2 trip

×

×

×

×

Make up Pump 3 status

×

×

×

×

Make up Pump 3 trip

×

×

×

×

Make up Tank 1 low level

×

×

×

×

Make up Tank 1 high level

×

×

×

×

Make up Tank 2 low level

×

×

×

×

Make up Tank 2 high level

×

×

×

×

13

13

13

Totals

8

0

Total Hardware ( 13UI, 0BO,0AO )

5

0

0

0

0

Total Software ( 39)

- Tủ điều khiển R-1 ( địa chỉ 24) Hardware Points Point Name

AI

PAHU R-1 Supply Air Temp

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

×

×

×

×

Cooling tower 1 Basin high level

×

×

×

×

Cooling tower 1 Basin low level

×

×

×

×

×

×

×

×

1

4

4

4

PAHU R-1 Chill water valve control

×

Totals

1

3

Total Hardware ( 3UI, 0BO,1AO )

0

0 0

0

Total Software ( 13)

3. Lập phương án thiết Kế Trên cơ sở khảo sát hiện trạng hệ thống tại khách sạn và những yêu cầu của khách sạn, em đƣa ra phƣơng án cải tạo nâng cấp cho hệ thống nhƣ sau: - Giữ nguyên thiết kế đã có sẵn cho hệ thống điều hoà, tăng cƣờng giám sát và điều khiển tốc độ của 02 quạt làm mát cho Cooling tower Bằng các Biến tần ( điều khiển tốc độ trơn) để nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống - Bổ sung thêm phần điều khiển cho quạt hút khói Bếp ở trên mái với 03 cấp tốc độ tuỳ thuộc vào lƣợng khói trong ống hút. - Bổ sung thêm phần điều khiển chiếu sáng cho tất cả các hành lang của các tầng, cho sảnh. - Xử lý hệ thống điều hoà cho phòng họp Bằng cách điều khiển tốc độ của cửa gió cho AHU phục vụ cho phòng này và điều khiển tốc độ của valve cấp cho AHU này - Bổ sung thêm phần điều khiển cho quạt thổi gió khu Bếp ăn ở tầng 1 (LF) các quạt này đƣợc điều khiển theo cách: sẽ hoạt động khi nhiệt độ hoặc nồng độ khói của khu Bếp tăng cao. - Bổ sung các đầu giám sát trạng thái các aptomat tổng cho các tầng, và giám sát tủ MV đặt tại tầng hầm, giám sát cho máy Biến áp đặt tại tầng hầm. - Bổ sung khả năng giám sát cho hệ thống cung cấp gas tại tầng hầm, kết nối hệ thống Báo gas này với hệ thống BMS của toà nhà - Kết nối hệ thống Báo cháy của toà nhà với hệ thống BMS - Điều khiển van nƣớc lạnh trục đứng từ tầng 2 đến tầng 10 - Điều khiển tốc độ trơn cho các Bơm của Chiller Bằng Biến tần. Trên cơ sở phƣơng án thiết kế nhƣ trên em tiến hành cải tạo hệ thống nhƣ sau: 3.1Với tủ điều Khiển B1-1 - Bổ sung đầu ra điều khiển tốc độ Bơm của Chiller và Condenser là đầu ra AO thay vì BO. Đầu AO này sẽ là lƣợng đặt cho Biến tần để điều khiển các Bơm này.

- Thay 02 đầu ra điều khiển cho 02 quạt của Cooling tower 1 và 2 Bằng đầu ra AO, đầu ra này là lƣợng đặt cho Biến tần điều khiển cho 02 quạt làm mát của Cooling tower . - Bổ sung đầu ra BO điều khiển các Bơm cấp nƣớc, các đầu vào DI Báo trạng thái Bơm và các đầu vào từ các cảm Biến mức của 2 Bể chứa nƣớc đặt tại tầng hầm. Chi tiết Bảng điểm điều khiển sau khi Bổ sung nhƣ sau: Hardware Points Point Name

AI

CHW1 Return flow rate

×

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m ×

×

Chill water pump1 trip

×

×

×

Chiller 1 Status

×

×

×

Chiller 1 Trip

×

×

×

Condenser pump1 trip

×

×

×

Condenser pump2 status

×

×

×

Condenser pump2 trip

×

×

×

Chill water pump2 status

×

×

×

Condenser pump1 status

×

×

×

Chill water pump1 status

×

×

×

Chill water pump2 trip

×

×

×

Chill2 status

×

×

×

Chill2 trip

×

Differential pressure sensor

×

×

×

Chill water Bypass valve

×

×

Condenser pump1 start/stop

×

×

×

Chilled water pump1 start/stop

×

×

×

Chiller1 start/stop

×

×

×

×

×

Condenser pump2 start/stop

×

×

×

Chiller water pump2 start/stop

×

×

×

×

×

Chiller2 start/stop

×

×

Chiller2 supply Temp

×

×

CHW2 return flow rate

×

×

Cooling tower2 status

×

×

×

Cooling tower2 trip

×

×

×

Common cooling tower supply

×

×

Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

temp Common cooling tower return temp ×

×

Chiller1 supply temp

×

×

Cooling tower 1 status

×

×

×

Cooling tower 1 trip

×

×

×

Cooling tower 1 fan speed

×

×

×

×

Cooling tower 2 fan speed

×

×

×

×

High level switch Tank1

×

×

×

Low level switch Tank1

×

×

×

High level switch Tank2

×

×

×

Low level switch Tank2

×

×

×

Water pump1 status

×

×

×

Water pump1 trip

×

×

×

Water pump1 start/stop

×

×

Water pump2 status

×

×

×

Water pump2 trip

×

×

×

Water pump2 start/stop

×

×

Water pump3 status

×

×

×

Water pump3 trip

×

×

×

Water pump3 start/stop

×

×

Water pump4 status

×

×

×

Water pump4 trip

×

×

×

Water pump4 start/stop

Totals

×

7

7

Total Hardware ( 35UI, 7AO, 6BO )

28

6 0

×

0

2

9

30

48

Total Software ( 89 )

Phƣơng án nâng cấp với tủ điều khiển này là thay Bỏ tủ và đƣa Bộ điều khiển mới vào, do số điểm điều khiển tăng lên nhiều do vậy không thể tận dụng tủ và card điều khiển cũ đƣợc nữa. Bộ điều khiển thay thế là ME của ALC, chi tiết trong BOQ. Các card điều khiển này có thể dùng cho các tủ điều khiển khác.

3.2 Tủ điều Khiển LG-1: - Trong trạm đặt máy phát, tủ trung thế, hạ thế tại tầng hầm đã có sẵn tủ điều khiển LG-1, tận dụng tủ điều khiển này và Bổ sung các đầu đo giám sát sau: Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

Smoke alarm Genset room

×

×

×

Smoke alarm SW.Board room

×

×

×

Smoke alarm X’Former room

×

×

×

Smoke alarm high volt. room

×

×

×

Exhaust Fan start/stop Genset oil level

×

×

×

Genset oil high level alarm

×

Genset oil low level alarm

×

Voltage supply meter Totals

×

× 2

6

1 0

Total Hardware ( 8UI, 1BO,0AO )

0

0

1

4

5

Total Software ( 10 )

với tủ này, không cần phải thay thế modules MZ TB, chỉ cần Bổ sung card điều khiển. 3.3 Tủ điều Khiển B1-2 - Điều khiển cho các Bơm nƣớc nóng, valve Bypass của Chiller, đo độ ẩm ngoài trời và điều khiển cho PAHU-R Hardware Points Point Name

AI AO

BI

BO AV BV

Software Points Sche Trend d

Alar m

Show On Graphic

Hot water pump1 status

×

×

×

Hot water pump1 trip

×

×

×

Hot water pump2 status

×

×

×

Hot water pump2 trip

×

×

×

×

×

Chiller water Bypass valve

×

×

Hot water pump1 start/stop

×

×

Hot water pump2 start/stop

×

×

PAHU R-1 status

×

× × ×

×

Hardware Points Point Name

AI

AO

PAHU R-1 trip

BI

Software Points

BO AV

BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

×

Outside Air Humidity

×

×

×

×

×

PAHU R-1 start/stop

×

PAHU R-1 Stage 1 heat

×

×

PAHU R-1 Stage 2 heat

×

×

PAHU R-1 Stage 3 heat

×

×

Totals

1

1

6

×

×

6 0

Total Hardware ( 7UI, 6BO, 1AO )

0

1

×

×

5

8

14

Total Software ( 28 )

Không cần Bổ sung tín hiệu nào cho tủ này. Phƣơng án cho tủ này là Bổ sung card điều khiển và tận dụng module MZ TB đã có. 3.4 Tủ điều Khiển B1-2A - Điều khiển cho các flow switch, giám sát nhiệt độ của các Boiler và nƣớc nóng, chi tiết nhƣ sau: Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

Flow switch 1 status

×

×

×

Flow switch 2 status

×

×

×

Flow switch 3 status

×

×

×

Flow switch 4 status

×

×

×

Flow switch 5 status

×

×

×

Flow switch 6 status

×

×

×

Flow switch 7 status

×

×

×

Flow switch 8 status

×

×

×

Boiler 1 temp

×

×

×

×

Boiler 2 temp

×

×

×

×

Boiler 3 temp

×

×

×

×

×

×

×

×

Hot water common supply temp ×

×

×

×

×

×

Hot water common return temp

Common Chill water supply temp

×

×

Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

Common Chill water return temp × Totals

7

0

8

0 0

0

0

Total Hardware ( 15UI, 0BO, 0AO )

×

×

×

7

15

15

Total Software ( 37 )

Phƣơng án cho tủ này là thay mới Bộ điều khiển, Bỏ các MZ TB, và thay Bằng Bộ điều khiển ME của ALC ( chi tiết trong BOQ) 3.5 Tủ điều Khiển UG-1 - Tủ này điều khiển cho FCU UG-1, chỉ cần Bổ sung card điều khiển. 3.6 Tủ điều Khiển UG-2 - Điều khiển AHU UG-1 và UG-2, chỉ cần Bổ sung card điều khiển 3.7 Tủ điều Khiển LF-1 - Điều khiển cho 02 AHU: AHU 1-1 và AHU 1-2,Bổ sung thêm đầu DI giám sát trạng thái Atomat tổng, đầu ra BO cho chiếu sáng hành lang, đầu vào AI cho nồng độ khói và CO2, đầu ra AO cho quạt hút khói Bếp, 2 đầu vào DI giám sát mức cho Bể chứa trên mái chi tiết nhƣ sau: Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

AHU 1-1 status

×

×

×

AHU 1-1 trip

×

×

×

×

×

AHU 1-1 return air temp

×

×

AHU 1-2 status

×

×

×

AHU 1-2 trip

×

×

×

AHU 1-2 return air temp

×

×

×

×

AHU 1-1 static pressure

×

×

×

×

AHU 1-2 static pressure

×

×

×

×

AHU 1-1 Chill water valve

×

×

×

AHU 1-2 Chill water valve

×

×

×

AHU 1-1 start/stop

×

AHU 1-1 stage1 heat

×

×

× ×

×

×

×

×

Hardware Points Point Name

AI

AO

BI

Software Points

BO AV

BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

AHU 1-1 stage2 heat

×

×

×

AHU 1-1 stage3 heat

×

×

×

AHU 1-2 start/stop

×

×

×

AHU 1-2 stage1 heat

×

×

×

AHU 1-2 stage2 heat

×

×

×

AHU 1-2 stage3 heat

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

2

6

18

18

Floor Atomat Status

×

Lighting Control CO2 Sensor Smoke Sensor

×

×

× ×

Fan Exhaust Control Totals

×

× 6

3

5

9

0

0

Total Hardware ( 11UI, 9BO,3AO )

Total Software ( 48)

3.8 Tủ điều Khiển 1-1: - Điều khiển cho FCU UF-1, Bổ sung đầu giám sát Atomat tổng, tận dụng cổng vào/ra còn trống, không Bổ sung thêm điểm điều khiển, chỉ Bổ sung card điều khiển. 3.9 Tủ điều Khiển 1-2: - Điều khiển cho AHU UF-1 và FCU UF-2, Bổ sung card điều khiển. 3.10Tủ điều Khiển 1-3: - Điều khiển cho FCU UF-2 và UF-3, Bổ sung card điều khiển. 3.11Tủ điều Khiển 2-1: - Bổ sung thêm đầu ra cho điều khiển các valve chặn nƣớc hồi tại mỗi ống lên, do vậy cần Bổ sung 12 đầu ra BO điều khiển đóng mở van và 12 đầu vào DI Báo trạng thái hoạt động các van này. - Bổ sung thêm 01 đầu ra BO cho điều khiển chiếu sáng hành lang, Bổ sung 01 đầu vào DI cho cảm Biến phát hiện ngƣời, 01 DI cho trạng thái Atomat tổng của tầng. Chi tiết nhƣ sau: Hardware Points Point Name FCU 2-1 status

AI

AO

BI ×

BO AV

Software Points BV Sched Trend Alarm Show On Graphic ×

×

Hardware Points Point Name

AI

AO

FCU 2-1 trip

BI

Software Points

BO AV

BV Sched Trend Alarm Show On Graphic

×

FCU 2-1 return air temp

×

× ×

×

×

×

×

×

×

FCU 2-1 start/stop

×

FCU 2-1 stage1 heat

×

×

×

FCU 2-1 stage2 heat

×

×

×

FCU 2-1 stage3 heat

×

×

×

FCU 2-1Chill water valve close 220 VAC Active

×

×

FCU 2-1 Chill water valve open

×

×

Return water valve start/stop (12points)

×

×

×

Return water valve status (12points) Corridor lighting control

× × ×

×

×

×

×

Motion sensor

×

×

×

GloBal aptomat status

×

×

×

12

33

Totals

1

0

16

19 0

Total Hardware ( 17UI,19BO,0AO )

0

1

1

Total Software ( 47)

3.12 Các tủ từ 3-1 cho đến 9-1 - Bổ sung thêm đầu ra BO cho chiếu sáng hành lang, 01 đầu vào DI cho cảm Biến phát hiện ngƣời. Bổ sung thêm 01 đầu vào DI cho việc giám sát trạng tháy Atomat tổng của từng tầng. Tận dụng các cổng vào/ra chƣa sử dụng của các card điều khiển, nên không cần Bỏ module MZ TB, chỉ Bổ sung card điều khiển. 3.13 Tủ điều Khiển R-2: - Bổ sung thêm: điều khiển quạt hút khói Bếp Bằng Biến tần, điều khiển quạt hút nhà vệ sinh cho quạt chính trên mái và 2 quạt nhánh. Chi tiết Bổ sung nhƣ sau: Hardware Points Point Name Make up Pump pressure Expansion Tank low level

AI

AO

× ×

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m ×

×

×

×

×

×

Hardware Points Point Name

AI

Expansion Tank high level Make up Pump 1 status

AO

BI

BO AV

Software Points BV Sche Trend Alar Show On Graphic d m

× ×

×

×

×

×

×

×

Make up Pump 1 trip

×

×

×

×

Make up Pump 2 status

×

×

×

×

Make up Pump 2 trip

×

×

×

×

Make up Pump 3 status

×

×

×

×

Make up Pump 3 trip

×

×

×

×

Make up Tank 1 low level

×

×

×

×

Make up Tank 1 high level

×

×

×

×

Make up Tank 2 low level

×

×

×

×

Make up Tank 2 high level

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

Exhaust Fan Speed

×

Exhaust Fan Start/Stop

×

Exhaust Fan status

×

×

×

×

Toilet exhaust fan Status

×

×

×

×

×

×

×

Toilet exhaust fan Start/Stop

×

High lever switch Tank3

×

×

×

Low lever switch Tank3

×

×

×

15

15

Totals

8

1

9

Total Hardware ( 17UI, 2BO,1AO )

2 0

0

0

13

Total Software ( 43)

Tủ điều khiển này sẽ đƣợc thay thế Bằng Bộ điều khiển ME ( chi tiết trong BOQ) 3.14 Tủ điều Khiển R-1: - Không cần thay thế, chỉ Bổ sung thêm card điều khiển. Nhƣ vậy chúng ta đã tiến hành lựa chọn các Bộ điều khiển ở các tủ điều khiển, chi tiết nhƣ sau: - Với tủ B1-1,B1-2A, LF-1, 2-1, R-2: Thay thế card điều khiển cũ Bằng Bộ điều khiển ME của ALC. - Với các tủ B1-2, LG-1, UG-1, UG-2, 1-1, 1-2, 1-3, 3-1,…, 9-1, R-1: Thay thế card điều khiển cũ Bằng card điều khiển Bổ sung WeBZone của ALC. Tiếp theo ta sẽ tiến hành lựa chọn Bộ định tuyến cho hệ thống: Do số lƣợng các Bộ điều khiển là không lớn (nhỏ hơn 100) nên ta chọn Bộ định tuyến là loại LGR25.

BMS server là hệ thống Redundant server, gồm 2 server với tính dự phòng cao, khi một trong hai server có sự cố không thể tiếp tục vận hành điều khiển thì ngay lập tức server còn lại sẽ tiếp tục vận hành điều khiển mà server kia đang thực hiện. Cấu hình tối thiểu của mỗi server là Chipset PIV 2.66Ghz, Ram 1GB, Harddisk 160GB. Cài đặt hệ điều hành Windows XP pro licence included. Hệ thống mạng “BackBone” của hệ BMS sử dụng chuẩn BACnet/IP trên đƣờng truyền Ethernet, hệ thống mạng cấp trƣờng sử dụng chuẩn BACnet MS/TP. Đối với hệ thống mạng “Third Party”, dùng để kết nối tủ điều khiển Báo cháy trung tâm sử dụng ModBus. 4.Thuật toán điều Khiển các thiết bị trong hệ thống 4.1Máy lạnh - Chiller Điều kiện chạy của máy lạnh: Máy lạnh chạy khi: - Một số lƣợng (có thể thay đổi) các ống xoắn nƣớc làm lạnh cần đƣợc làm mát - Và nhiệt độ không khí Bên ngoài lớn hơn 54°F . Để chống chu kỳ ngắn, Máy lạnh sẽ chạy và ngắt trong khoảng thời gian (có thể chỉnh đƣợc) nhỏ nhất. Ngoại trừ trƣờng hợp ngắt an toàn hay các điều khiện của không khí ngoài trời. Máy lạnh sẽ chạy dựa trên sự an toàn và điều khiển Bên trong của nó. Dừng khẩn: Máy lạnh sẽ ngắt nguồn và đƣa ra các cảnh Báo khi nhận đƣợc trạng thái tín hiệu dừng khẩn. Dò chất làm lạnh: Máy lạnh sẽ ngắt nguồn và đƣa ra các cảnh Báo khi nhận đƣợc tín hiệu rò rỉ chất làm lạnh. Bơm nƣớc lạnh: Bơm nƣớc lạnh sẽ chạy Bất cứ khi nào máy lạnh đƣợc lệnh chạy. Bơm nƣớc lạnh cũng chạy để Bảo vệ quy trình lạnh khi nhiệt độ Bên ngoài nhỏ hơn điểm đặt đƣợc định nghĩa Bởi ngƣời sử dụng. Bơm nƣớc lạnh sẽ Bắt đầu trƣớc khi máy lạnh đƣợc cho phép và chỉ kết thúc sau khi máy lạnh đƣợc lệnh ngừng. Bơm nƣớc lạnh do đó có: - Độ trễ (có thể hiệu chỉnh Bởi ngƣời sử dụng) khi Bắt đầu chạy - Và thời gian trễ (có thể thay đổi Bởi ngƣời sử dụng) khi ngừng chạy. - Thời gian trễ đƣợc đặt thích hợp với thứ tự Bắt đầu, dừng, và trình tự của hệ thống nƣớc lạnh. Các cảnh Báo sẽ đƣợc cung cấp nhƣ sau: - Lỗi Bơm nƣớc lạnh: có lệnh Bật nhƣng trạng thái của nó vẫn tắt. - Bơm nƣớc lạnh chạy lì: có lệnh tắt nhƣng trạng thái Báo chạy của nó vẫn tích cực. - Chạy vƣợt thời gian quy định: chạy vƣợt thời gian chạy quy định do ngƣời sử dụng định nghĩa. Máy lạnh: Máy lạnh sẽ đƣợc cho phép trong một thời gian trễ sau trạng thái Bơm đƣợc công nhận là Bật. Máy lạnh do đó sẽ có thời gian trễ khi Bắt đầu.

Thời gian trễ sẽ đƣợc đặt phù hợp với thứ tự Bắt đầu, dừng, trình tự của hệ thống nƣớc làm lạnh. Máy lạnh sẽ chạy dựa trên sự điều khiển và an toàn ở phía trong nó. Các cảnh Báo sẽ đƣợc cung cấp nhƣ sau: - Lỗi máy lạnh: Lệnh Bật nhƣ trạng thái của nó vẫn tắt. - Máy lạnh chạy lì: Lệnh tắt nhƣng tín hiệu trạng thái của nó vẫn Bật. - Chạy vƣợtthời gian quy định: Khi nó chạy vƣợt thời gian chạy quy định của ngƣời sử dụng. Điểm đặt nƣớc lạnh cấp: Máy lạnh sẽ duy trì nhiệt độ của nƣớc lạnh cấp ở vị trí setpoint đƣợc xác định Bởi các điều khiển Bên trong của nó (đƣợc cung cấp Bởi thiết Bị khác). Giám sát nhiệt độ nƣớc lạnh: Những nhiệt độ sau sẽ đƣợc giám sát: - Nƣớc lạnh cấp. - Nƣớc lạnh hồi. Những cảnh Báo đƣợc cung cấp nhƣ sau: - Nhiệt độ nƣớc lạnh cấp quá cao: xảy ra khi nhiệt độ nƣớc lạnh cấp vƣợt quá 55°F - Nhiệt độ nƣớc lạnh cấp quá thấp: xảy ra khi nhiệt độ của nƣớc lạnh cấp nhỏ hơn 38°F. Phần cứng Tên điểm

AI

AO BI

Phần mềm BO AV

BV Sche Trend Alar d m

Biểu diễn trên giao diện đồ hoạ

Nhiệt độ nƣớc lạnh hồi

×

×

×

Nhiệt độ nƣớc lạnh cấp

×

×

×

Tín hiệu dừng khẩn

×

×

×

×

Tín hiệu dừng do rò rỉ chất làm lạnh

×

×

×

×

Trạng thái Bơm nƣớc lạnh

×

×

×

Trạng thái máy lạnh

×

×

×

Tín hiệu dừng/khởi động máy lạnh

×

×

Chiller EnaBle

×

×

Lỗi Bơm nƣớc lạnh

×

Trạng thái chạy ì của Bơm nƣớc lạnh

×

Bơm chạy vƣợt thời gian quy định

×

Lỗi máy lạnh

×

Phần cứng Tên điểm

AI

AO BI

Phần mềm BO AV

BV Sche Trend Alar d m

Máy lạnh ì

×

Máy lạnh chạy vƣợt thời gian quy định

×

Nhiệt độ nƣớc cấp quá cao

×

Nhiệt độ nƣớc cấp quá thấp

×

Tổng Tổng điểm cứng ( 8 )

2

0

4

2 0

0

0

6

10

Biểu diễn trên giao diện đồ hoạ

8

Tổng điểm mềm ( 16 )

4.2 FCU Điều kiện chạy-lịch Biểu: Bộ phận này sẽ chạy theo lịch Biểu thời gian do ngƣời sử dụng định nghĩa theo chế độ sau: Chế độ tích cực: Bộ phận này sẽ duy trì - Điểm đặt làm lạnh là 74°F - Điểm đặt làm nóng là 70°F Chế độ nhàn rỗi: Bộ phận này sẽ duy trì - Điểm đặt làm lạnh là 85°F - Điểm đặt làm nóng là 55°F Các cảnh Báo sẽ đƣợc cung cấp nhƣ sau: - Nhiệt độ vùng quá cao: xảy ra nếu nhiệt độ vùng vƣợt qua vùng đặt định nghĩa Bởi ngƣời sử dụng. - Nhiệt độ vùng quá thấp: xảy ra nếu nhiệt độ của vùng nhỏ hơn nhiệt độ vùng đặt định nghĩa Bởi ngƣời sử dụng. Quạt: Quạt sẽ chạy Bất cứ khi nào có lệnh chạy, ngoại trừ tình huồng ngừng chạy vì vấn đề an toàn. Tốc độ quạt sẽ đƣợc chỉ định nhƣ sau: - Tốc độ thấp khi nhiệt độ của vùng lằm trong vùng setpoint. - Nhiệt độ trung Bình cho khi nhiệt độ của vùng lằm ngoài vùng setpoint. - Tốc độ cao khi nhiệt độ cao vƣợt ngoài khoảng định do ngƣời sử dụng định trƣớc so với vùng setpoint. Van của ống làm mát: Bộ điều khiển sẽ đo nhiệt độ vùng và điều chỉnh van của ống làm mát để đạt đƣợc vùng setpoint làm mát yêu cầu. Việc làm mát đƣợc phép khi : - Nhiệt độ Bê ngoài lớn hơn 60°F. - Và nhiệt nhiệt độ khu vực trên giá trị vùng đặt làm mát. - Và quạt đang Bật.

Trạng thái quạt: Bộ điều khiển sẽ giám sát trạng thái của quạt. Những cảnh Báo đƣợc đƣa ra khi: - Lỗi quạt: Lệnh Bật nhƣng trạng thái vẫn tắt. - Quạt ì: Lệnh tắt nhƣng trạng thái vẫn còn. - Chạy vƣợt thời gian quy định: Trạng thái tồn tại vƣợt qua thời gian chạy giới hạn quy định Bởi ngƣời sử dụng. Phần cứng Tên điểm

AI

Nhiệt độ khu vực

AO

BI

Phần mềm BO AV

BV Sche Trend Alar Biểu diễn trên giao diện đồ d m hoạ

×

Van làm mát

×

Trạng thái quạt

×

×

×

×

×

×

Tốc độ quạt thấp

×

×

×

Tốc độ quạt trung Bình

×

×

×

Tốc độ quạt cao

×

×

×

Điểm đặt làm lóng

×

×

Điểm đặt làm lạnh

×

×

Lịch Biểu

×

Nhiệt độ khu vực quá cao

×

Nhiệt độ khu vực quá thấp

×

Lỗi quạt

×

Quạt ì

×

Chạy quá giới hạn

×

Tổng Tổng cứng ( 6 )

1

1

1

3 0

0

1

7

5

8

Tổng mềm ( 13 )

4.3 AHU Điều kiện chạy – yêu cầu: Bộ phận này sẽ chạy khi: - Một số vùng đang cần đƣợc tác động. - Hay một số định trƣớc vùng đang sử dụng cần đƣợc làm mát hay sƣởi ấm. Bảo vệ lạnh: Thiết Bị này sẽ ngắt nguồn và phát ra tín hiệu cảnh Báo khi nhận đƣợc tín hiệu Báo lạnh.

Ngắt do nhiễm điện cao: Bộ phận này sẽ ngắt nguồn và phát ra tín hiệu cảnh Báo khi nhận đƣợc tín hiệu ngắt do nhiễm điện lớn. Dò khói gió hồi: Bộ phận này sẽ ngắt nguồn và phát ra tín hiệu cảnh Báo khi nhận đƣợc tín hiệu Báo có khói trong gió hồi. Dò khói gió cấp: Bộ phận này sẽ ngắt nguồn và phát ra tín hiệu cảnh Báo khi nhận đƣợc tín hiệu Báo có khói trong gió cấp. Quạt cấp: Quạt cấp sẽ chạy khi có lệnh, trừ trƣờng hợp liên quan tới vấn đề an toàn. để tránh chu kì chạy quá ngắn, quạt câp sẽ có thời gian chạy nhỏ nhất do ngƣời sử dụng định nghĩa. Những cảnh Báo xảy ra khi: - Lỗi quạt cấp: Lệnh chạy nhƣ trạng thái vẫn đóng. - Quạt cấp ì: Lệnh dừng, nhƣng trạng thái của nó vẫn Bật. - Chạy vƣợt thời gian quy định: Thời gian chạy của thiết Bị vƣợt thời gian chạy định trƣớc của ngƣời sử dụng. Điều khiển áp suất tĩnh trong ống: Bộ điều khiển sẽ đo áp suất tĩnh trong ống và điều chỉnh tốc độ quạt cấp để duy trì điểm đặt áp suất tĩnh trong ống Bằng 1.5x2.54 cmH2O. Tốc độ quạt cấp sẽ không thụt dƣới 30%. Những cảnh Báo sẽ xuất hiện khi: - Áp suất tĩnh khí cấp quá cao: Khi áp suất tĩnh của không khí vƣợt quá 25% giá trị điểm đặt. - Áp suất tĩnh khí cấp quá thấp: Nếu áp suất tĩnh của khí thấp hơn 25% so với điểm đặt. - Lỗi quạt cấp. Nhiệt độ điểm đặt khí cấp - tối ƣu: Bộ điều khiển sẽ giám sát nhiệt độ của khí cấp và duy trì nhiệt độ khí cấp ở điểm đặt dựa trên yêu cầu làm lạnh hay sƣởi ấm trong vùng điều khiển Điểm đặt nhiệt độ khí cấp đƣợc đặt căn cứ vào yêu cầu làm lạnh nhƣ sau: - Điểm đặt khởi tạo của khí cấp là 55°F. - Khi nhu cầu làm lạnh tăng, điểm đặt sẽ đặt giảm theo nhƣng tối thiểu là 53°F. - Khi nhu cầu làm lạnh giảm, điểm đặt sẽ tăng lên nhƣng tối đa là 72°F. Nếu vùng cần làm nóng hơn vùng cần làm lạnh, thì điểm đặt của khí cấp sẽ đƣợc đặt lại nhƣ sau: - Điểm đặt nhiệt độ khí cấp khởi tạo là 82°F - Khi nhu cầu làm nóng tăng, điểm đặt sẽ tăng theo nhƣng tối đa là 85°F. - Khi nhu cầu làm nóng giảm, điểm đặt sẽ thay thế theo nhƣng tối thiểu là 72°F Van ống làm lạnh: Bộ điều khiển sẽ đo nhiệt độ khí cấp và điều chỉnh van ống làm mát để duy trì điểm đặt làm lạnh của nó.

Việc làm lạnh đƣợc phép khi: - Nhiệt độ Bên ngoài vƣợt quá 60°F. - Và Bộ hoà phối khí hồi và không khí (nếu có) không đƣợc phép hay mở hoàn toàn. - Và trạng thái quạt cấp đang Bật. - Và quá trình làm ấm (nếu có) không hoạt động. - Các van điều chỉnh ống làm mát sẽ mở tới 50% máy lạnh (nếu có) đang Bật. Các cảnh Báo cung cấp nhƣ sau: - Nhiệt độ khí cấp quá cao: xảy ra khi nhiệt độ khí cấp lớn hơn 5°F so với setpoint. Cảnh Báo nhiệt độ khí cấp thấp: Bộ điều khiển sẽ đƣa ra cảnh Báo nếu nhiệt độ khí cấp nhỏ hơn 45°F. Bơm ống làm lạnh: Bơm tuần hoàn sẽ chạy khi: - Van ống làm lạnh mở lớn hơn 80%. - Hoặc máy lạnh Bật (nếu có). Các cảnh Báo xảy ra khi: - Lỗi Bơm ống làm lạnh: Lệnh Bật nhƣng tín hiệu trạng thái vẫn tắt. - Bơm ống làm lạnh ì: Lệnh tắt nhƣng tín hiệu trạng thái vẫn Bật. - Chạy vƣợt thời gian quy định: chạy vƣợt thời gian quy định định nghĩa Bởi ngƣời sử dụng. Bộ hoà phối: Bộ điều khiển sẽ đo nhiệt độ khí hỗn hợp và điều chỉnh các damper của Bộ hoà phối để duy trì điểm đặt nhỏ hơn 2°F so với điểm đặt của khí cấp. Các damper của khí ngoài trời sẽ duy trì vị trí mở (có thể hiệu chỉnh) nhỏ nhất là 20% khi nó đƣợc dùng. Bộ điều phối sẽ đƣợc phép hoạt động khi: - Nhiệt độ ngoài trời nhỏ hơn 65°F. - Và nhiệt độ khí ngoài trời nhỏ hơn nhiệt độ khí hồi. - Và trạng thái của quạt cấp đang Bật. Bộ điều phối sẽ đóng khi: - Nhiệt độ khí hoà trộn xuống từ 40°F đến 35°F. - Hoặc Bộ Báo lạnh (nếu có) đang Bật. - Hoặc mất trạng thái của quạt cấp. Các damper khí thải và khí Bên ngoài sẽ đóng và damper khí hồi sẽ mở khi thiết Bị này ngừng hoạt động. Nếu có khởi động tối ƣu damper khí trộn sẽ hoạt động nhƣ đƣợc miêu tả trong chế độ hoạt động ngoại trừ damper khí ngoài đƣợc điều chỉnh đóng hoàn toàn. Thông gió khí Bên ngoài tối thiểu - phần trăm hoà trộn: Các damper khí ngoài trời sẽ duy trì vị trí điều chỉnh tối thiểu trong thời gian hoạt động và đóng trong thời gian nhàn rỗi. Điều khiển áp suất tĩnh toà nhà: Bộ điều khiển sẽ đo áp suất tĩnh của toà nhà và điều chỉnh damper khí thải để duy trì điểm đặt áp suất tĩnh ở 0.05x2.54 cm H2O. Damper gió thải sẽ duy trì ở vị trí nhỏ nhất.

Các damper gió thải sẽ đƣợc phép khi trạng thái quạt cấp Bật và đóng khi nó tắt. Các cảnh Báo đƣợc cấp nhƣ sau: - Áp suất tĩnh của toà nhà quá cao: Nếu áp suất tĩnh vƣợt quá 25% so với setpoint. - Áp suất tĩnh khí quá thấp: Nếu áp suất tĩnh khí nhỏ hơn 25% so với setpoint. Điều khiển độ ẩm: Bộ điều khiển sẽ đo độ ẩm khí hồi và điều chỉ thiết Bị làm ẩm để duy trì điểm đặt ở 50% rh. Thiết Bị làm ẩm sẽ hoạt động khi trạng thái quạt cấp Bật. Thiết Bị làm ẩm sẽ ngắt khi: - Độ ẩm khí cấp dâng lên đến 90% rh đến 95% rh. - Hoặc mất tín hiệu trạng thái quạt cấp. Các cảnh Báo sinh ra là: - Độ ẩm khí cấp cao: Nếu độ khí cấp lớn hơn 90%rh. - Độ ẩm khí cấp thấp: Nếu độ ẩm khí cấp nhỏ hơn 30% rh Nhiệt độ khí hoà trộn: Bộ điều khiển sẽ giám sát khí hoà trộn để điều khiển Bộ hoà phối (nếu có) hay điều khiển gia nhiệt trƣớc (nếu có thể). Các cảnh Báo là: - Nhiệt độ khí hoà trộn cao: Nếu nhiệt độ khí hoà lớn hơn 90°F. - Nhiệt độ khí hoà trộn thấp: Nếu nhiệt độ khí hoà trộn nhỏ hơn 45°F. Độ ẩm gió hồi: Bộ điều khiển sẽ giám sát độ ẩm khí hồi và sử dụng nó nhƣ yêu cầu cho việc điều khiển Bộ hoà phối (nếu có) và điều khiển độ ẩm (nếu có). Các cảnh Báo là: - Độ ẩm gió hồi cao: nếu độ ẩm của gió hồi lớn hơn 70%. - Độ ẩm gió hồi thấp: nếu độ ẩm gió hồi nhỏ hơn 35% Nhiệt độ gió hồi: Bộ điều khiển sẽ giám sát nhiệt độ gió hồi và sử dụng nhƣ yêu cầu điều khiển setpoint hay điều khiển Bộ phối hoà khí (nếu có). Các cảnh Báo là: - Nhiệt độ gió hồi cao: Nếu nhiệt độ gió hồi lớn hơn 90°F. - Nhiệt độ gió hồi thấp: Nếu nhiệt độ gió hồi nhỏ hơn 45°F. Nhiệt độ gió cấp: Bộ điều khiển sẽ giám sát nhiệt độ khí cấp. Các cảnh Báo là: - Nhiệt độ khí cấp cao: Nếu nhiệt độ của khí cấp vƣợt quá 120°F. - Nhiệt độ khí cấp thấp: Nếu nhiệt độ của khí cấp nhỏ hơn 45°F. Phần cứng

Phần mềm BV Sche Trend Alar Biểu diễn trên giao d m diện đồ hoạ

Tên điểm điều khiển

AI

Áp suất tĩnh khí cấp

×

×

Áp suất tĩnh toà nhà

×

×

AO BI BO AV

×

× ×

Phần cứng Tên điểm điều khiển

AI

Độ ẩm khí cấp

AO BI BO AV

×

Nhiệt độ khí hoà trộn Độ ẩm khí hồi

Phần mềm

× ×

BV Sche Trend Alar Biểu diễn trên giao d m diện đồ hoạ ×

×

×

×

×

×

Nhiệt độ khí hồi

×

×

×

Nhiệt độ khí cấp

×

×

×

Tốc độ quạt cấp

×

×

×

Van làm mát

×

×

×

Damper khí trộn

×

×

×

Damper khí thải

×

Bộ làm ẩm

×

× ×

×

Bộ Báo tín hiệu lạnh

×

×

×

×

Ngắt nguồn nhiễm điện cao

×

×

×

×

Bộ dò khói khí hồi

×

×

×

×

Bộ dò khói khí cấp

×

×

×

×

Lỗi quạt cấp

×

×

×

Trạng thái quạt cấp

×

×

×

Trạng thái Bơm ống làm mát

×

×

×

Trạng thái damper gió thải

×

×

×

Start/Stop quạt cấp

×

×

×

Start/Stop Bơm ống làm mát

×

×

×

Cho phép Bộ tạo độ ẩm

×

×

Setpoint áp suất tĩnh khí cấp

×

Setpoint nhiệt độ khí cấp

×

×

×

Setpoint nhiệt độ khí hoà của Bộ hoà khí

×

×

×

Setpoint áp suất tĩnh toà nhà

×

×

Setpoint thiết Bị tạo độ ẩm

×

×

×

Áp suất tĩnh gió cấp cao

×

Áp suất tĩnh gió cấp thấp

×

Lỗi quạt cấp

×

Quạt cấp ì

×

Phần cứng Tên điểm điều khiển

AI

Phần mềm

AO BI BO AV

BV Sche Trend Alar Biểu diễn trên giao d m diện đồ hoạ

Quạt cấp chạy quá thời gian quy định

×

Nhiệt độ khí cấp cao

×

Nhiệt độ khí cấp thấp

×

Lỗi Bơm ống làm lạnh

×

Bơm ống làm lạnh ì

×

Bơm ống làm lạnh chạy vƣợt thời gian

×

Lỗi damper khí thải

×

Dampar khí thải ì

×

Độ ẩm khí cấp cao

×

Độ ẩm khí cấp thấp

×

Nhiệt độ khí trộn cao

×

Nhiệt độ khí trộn thấp

×

Độ ẩm khí hồi cao

×

Độ ẩm khí hồi thấp

×

Nhiệt độ khí hồi cao

×

Nhiệt độ khí hồi thấp

×

Nhiệt độ khí cấp cao

×

Nhiệt độ khí cấp thấp

×

Tổng

7 Tông cứng ( 23 )

5

8

3 5

0

0

22

28

28

Tổng mềm ( 55 )

5 Xây dựng hệ thống điều Khiển 5.1 Xây dựng Kiến trúc mạng Dựa trên các lựa chọn ở trên, hệ thống BMS (trên nền kiến trúc ALC) của khách sạn sẽ đƣợc thiết kế nhƣ sau:

5.2 Xây dựng chương trình điều Khiển Để có thể điều khiển các thiết Bị Bao giờ cũng cần phải có một cơ chế giao tiếp giữa chúng với các Bộ điều khiển, để Bộ điều khiển có thể thu nhận tín hiệu từ các cảm Biến, xử lý các yêu cầu của ngƣời vận hành, đƣa ra các quyết định cho cơ cấu chấp hành. Cơ chế giao tiếp này đƣợc thực hiện nhờ các chƣơng trình điều khiển. Các chƣơng trình điều khiển của ALC đƣợc xây dựng trên ngôn ngữ lập trình đồ hoạ Eikon. Mỗi chƣơng trình điều khiển đƣợc thiết kế Bằng Eikon sẽ là một thành phần của hệ thống trong SiteBuilder, sau đó WeBCTRL sẽ download nó vào module điều khiển để điều khiển trực tiếp và giám sát hệ thống. Để có thể điều khiển các thiết Bị trong toà nhà nhƣ các chiller, AHU, FCU,…Chúng ta sẽ tiến hành xây dựng chƣơng trình điều khiển cho mỗi thiết Bị, chi tiết tham khảo trong các file ở đĩa CD kèm theo. 5.3 Xây dựng giao diện vận hành Giao diện vận hành đƣợc thiết kế trên nền WeB với cấu trúc cây và các tuỳ chọn, rất dễ dàng cho sử dụng.

Hình 4.1 Các tuỳ chọn trên giao diện vận hành WeBCTRL Giao diện vận hành WeBCTRL đƣợc thiết kế theo khuôn mẫu có sẵn, và là sự kết hợp giữa 3 công cụ:

- EiKon tạo ra các chƣơng trình điều khiển cho các thiết Bị (đƣợc lƣu dƣới dạng file *.eiw và đƣợc hiển thị trên trang logic page). - ViewBuilder tạo ra hình ảnh mô phỏng hoạt động của các thiết Bị (đƣợc lƣu dƣới dạng file *.view và đƣợc hiển thị trên trang graphic). Xem chi tiết trong đĩa CD kèm theo. - SiteBuilder tạo ra cơ sở dữ liệu để WeBCTRL Server giao tiếp với các module điều khiển. Xem chi tiết trong đĩa CD kèm theo. Thông qua một trình duyệt WeB có thể truy cập vào tất cả các chức năng quản lý của toà nhà Bao gồm: - Đặt và thay đổi lịch trình làm việc của các thiết Bị trong hệ thống. - Điều chỉnh các điểm khởi tạo và các tham số điều khiển khác. - Dự Báo các trạng thái hoạt động quan trọng của toà nhà Bằng đồ thị. - Hiển thị, thông Báo các cảnh Báo, các sự kiện, trạng thái hoạt động và các Báo cáo khi hệ thống làm việc Bình thƣờng, khi gặp sự cố,… 5.4 Vận hành hệ thống Khởi động WeBCTRL server trên máy chủ, sau đó khởi động một trình duyệt weB trên một hay nhiều máy trạm. Nếu server đƣợc kết nối với Internet, nó sẽ đƣợc gán một địa chỉ IP, gõ địa chỉ này vào thanh địa chỉ của trình duyệt weB của máy trạm, giao diện WeBCTRL sẽ đƣợc kích hoạt yêu cầu nhập user name và password. Nếu sử dụng trình duyệt weB trên máy chủ thì gõ nhƣ sau: http://localhost đó nhập user name và password.

Hình 4.2 Đăng nhập hệ thống Giao diện vận hành của hệ thống sẽ đƣợc hiển thị: Giao diện vận hành của hệ thống sẽ đƣợc hiển thị:

Hình 4.3 Giao diện vận hành hệ thống BMS của KS NewWay Từ giao diện vận hành này ngƣời vận hành có thể điều khiển và giám sát hoạt động của tất cả các hệ thống trong toà nhà.

Ví dụ để điều khiển và giám sát AHU UF1, chọn AHU UF1 trên cây GEO trên giao diện vận hành, giao diện vận hành của AHU UF1 sẽ xuất hiện:

Trang graphic sẽ mô phỏng hoạt động của AHU Bằng các khối đồ hoạ nhƣ hình trên, đồng thời hiển thị các thông số của AHU nhƣ: Trạng thái của quạt AHU, độ mở của van lạnh, nhhiệt độ khí cấp,...và mối liên hệ với các thiết Bị khác trong hệ thống. Chẳng hạn nhƣ nƣớc cấp cho dàn lạnh của AHU do hệ thống chiller cung cấp, click vào dòng text “To Chiller Plant” hệ thống sẽ tự động liên kết đến trang Graphic mô phỏng hoạt động của hệ thống chiller:

Để thiết lập lịch làm việc cho AHU UF1, click vào nút “Schedule” trên giao diện vận hành, trang schedule sẽ hiện ra: Lựa chọn lập lịch theo ngày thƣờng, ngày nghỉ hay chế độ ghi đè. Ví dụ muốn AHU hoạt động trong khoảng thời gian từ 8h->17h ngày 13/6 thì chọn nhƣ sau, rồi click vào nút “Accept”:

Click vào nút “Alarm” trang cảnh Báo sẽ hiện ra, trên trang này sẽ hiển thị tất cả các cảnh Báo về hệ thống:

Muốn xem chƣơng trình điều khiển click vào nút “Logic”:

6.Thử nghiệm và đánh giá hệ thống 6.1 Phương pháp thử nghiệm Việc thử nghiệm hệ thống đƣợc tiến hành sau khi đã hoàn thành việc kết nối các Bộ điều khiển vào hệ thống nhƣng chƣa kết nối với các thiết Bị cấp trƣờng. Và đƣợc thực hiện nhờ các công cụ và phần mềm giả lập. Cụ thể nhƣ sau: Các giá trị đầu vào (AI, BI) đƣợc thay thế Bằng các giá trị (AV, BV) thiết lập trong chƣơng trình điều khiển. Chƣơng trình điều khiển sẽ dùng các tham trị này để tính toán và mô phỏng vận hành hệ thống. Do không có số Bộ điều khiển cần thiết để thực hiện thử nghiệm nên em chỉ tiến hành xây dựng chƣơng trình điều khiển và giao diện vận hành cho hệ thống chiller, một số AHU và FCU,... Chi tiết đƣợc trình Bày trong đĩa CD kèm theo. 6.2 Đánh giá hệ thống Việc thử nghiệm với một phần của hệ thống cho thấy hệ thống hoàn toàn có thể hoạt động tốt nếu có đủ các Bộ điều khiển cần thiết. Tuy nhiên việc hoạt động này mới chỉ trên phƣơng diện mô phỏng. Còn trên thực tế, hệ thống có hoạt động tốt hay không khi đƣợc nối với các thiết Bị thật vẫn chƣa đƣợc kiểm nghiệm.

KẾT LUẬN Sau 6 tháng thực tập và làm đồ án, với đề tài “ Tìm hiểu và thiết kế hệ thống tự động hoá toà nhà cho khách sạn NewWay”. Chúng em đã đạt đƣợc một số kết quả sau: -

Nghiên cứu lý thuyết về các hệ điều khiển phân tán.

-

Nghiên cứu về hệ thống tự động hoá toà nhà nói chung, nắm Bắt sơ Bộ về hệ thống tự động hoá của Siemems và hiểu Biết khá sâu về hệ thống tự động hoá toà nhà của ALC.

-

Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các hệ thống cơ điện trong các toà nhà cao tầng nhƣ hệ thống HVAC, hệ thống chiếu sáng, hệ thống điện,…

-

Đƣa ra ý tƣởng cải tạo hệ thống tự động hoá toà nhà cho khách sạn NewWay trên nền kiến trúc của ALC.

-

Sử dụng Bộ công cụ lập trình Bao gồm: Eikon, ViewBuilder, SiteBuilder của ALC để thiết kế phần mềm điều khiển và giao diện vận hành cho hệ thống BMS của NewWay.

Hƣớng phát triển của đồ án: -

Tìm hiểu thêm về các hệ thống tự động hoá toà nhà của các hãng khác.

-

Nghiên cứu chuyên sâu về hệ thống của ALC.

-

Tham khảo ý kiến của các chuyên gia tiến tới hoàn thiện hơn tại hệ thống trong thực tế.

Để hoàn thành đƣợc luận văn này em xin chân thành cám ơn cô Phan Xuân Minh Bộ môn Điều Khiển Tự Động - trƣờng Đại học Bách khoa Hà nội và anh Lê Chí Hiếu – Công ty THHH kỹ thuật T&D đã giúp đỡ và hƣớng dẫn tận tình chúng em trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp. Đồng thời em xin cám ơn các thầy cô giáo Bộ môn Điều Khiển Tự Động đã đóng góp ý kiến giúp tôi hoàn thành luận văn. Trong quá trình làm luận văn tuy chúng em đã rất cố gắng nhƣng không tránh khỏi những thiếu sót.Chúng em rất mong đƣợc những ý kiến Bổ sung của các thầy cô và các Bạn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Minh Sơn, Mạng truyền thông công nghiệp, Nhà xuất Bản khoa học và kỹ thuật năm 2004. [2] Hoàng Minh Sơn , “Điều khiển phân tán”, Tự động hoá ngày nay. Số 2. 1999. [3] www.BACnet.com [4] www.Siemens.com [5] www.Automatedlogic.com [6] www. ASHRAE.com

PHỤ LỤC Chƣơng trình cho khách sạn NewWay