CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan các công trình trong nước và nước ngoài 1. Công trình nghiên cứu trong nước Công trình nghiên cứu BMS tiêu biểu là đề tài: “ Ứng dụng BMS giám sát máy phát điện KOHLER”[1]. Đề tài tập trung nghiên cứu về: Tìm hiểu các thiết bị quản lý tòa nhà: BCU, DDC và máy phát điện KOHLER Xây dựng giao diện giám sát điều khiển thông qua phần mềm Control BMS Software và Website Thi công và vận hành máy phát điện trên phần mềm Control BMS Software và Website Kết quả đạt được: Kết nối phần cứng các thiết bị trong hệ thống BMS: máy phát điện, DDC và BCU Giám sát và điều khiển máy phát điện KOHLER trên phần mềm Control BMS Software và Website Vấn đề cần mở rộng: Phát triển kết nối tủ điều khiển ATS với mô hình Kết hợp mô hình với các hệ thống khác trong tòa nhà Thiết kế lắp đặt thiết bị Over Current Relay (OCR) bảo vệ máy phát điện Phát triển mô hình trên điện thoại MOBILE APP 1.
Công trình nghiên cứu nước ngoài [2] Hiện nay Siemens đã phát triển một nền tảng tiên tiến trong quản lý tòa nhà tên là Desigo CC. Đây là nền tảng có thể cho phép khách hàng có quyền quản lý tất cả các hệ thống trong tòa nhà. Desigo CC cho phép vận hành linh hoạt, thuận tiện và đảm bảo mức độ cao nhất về an ninh cho tòa nhà, đồng thời là một nền tảng mở dựa trên các giao thức mở và có khả năng mở rộng. 1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Desigo CC tích hợp ứng dụng để thiết lập các báo cáo tự động hoặc bởi người dùng dưới dạng đồ họa trên nền đồ họa 2D hoặc 3D, cập nhật các thông số trong nhiều tòa nhà cùng một lúc.
Nền tảng này có những điểm nổi bật như: Dễ dàng tương tác giữa các hệ thống đơn lẻ và phức tạp của cả tòa nhà Giao diện trực quan Hệ thống có sự bảo mật cao và đáng tin cậy Cung cấp khả năng truy cập Web dễ dàng trong toàn bộ hệ thống Có thể hoạt động với nền tảng công nghệ thông tin và các giao thức kết nối tiêu chuẩn. Kết hợp với nền tảng SCADA. Lý do chọn đề tài Ở Việt Nam, các hệ thống tự động trong các công trình công nghiệp và dân dụng được áp dụng rộng rãi. Tuy nhiên, mức độ áp dụng của các hệ thống này, đặc biệt là quản lý tòa nhà vẫn chưa thực sự sâu và rộng.
BMS ra đời giúp giải quyết những vấn đề này theo hướng hiện đại, hiệu quả và tối ưu. Từ đó việc quản lý tòa nhà trở nên đơn giản hơn. Trong hệ thống tòa nhà, biến tần có vai trò chủ chốt trong những thiết bị điện để điều khiển tốc độ cho các động cơ trong tòa nhà, xí nghiệp và nhà máy. Vấn đề đặt ra là làm sao có thể giám sát và điều khiển các máy móc thông qua biến tần được nhanh chóng, an toàn và hiệu quả nhất.
Do đó, nhóm đã quyết định chọn đề tài “Ứng dụng hệ thống BMS giám sát và vận hành động cơ KĐB ba pha thông qua biến tần LS IG5A” bằng cách thu thập, giám sát dữ liệu để theo dõi và thao tác từ xa đem lại sự tiện lợi khi vận hành. 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. 1 Giám sát và điều khiển biến tần từ xa 1. Mục tiêu đề tài Mục tiêu cụ thể như sau: Giới thiệu tổng quan hệ thống quản lý tòa nhà BMS và các thiết bị được sử dụng trong mô hình Thiết kế phần cứng mô hình Thiết kế giao diện giám sát vận hành từ phần mềm Control BMS Software và Website Vận hành hệ thống giám sát điều khiển biến tần Đánh giá kết quả thu được 1.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: DDC-C46, BCU, biến tần LS IG5A, động cơ KĐB ba pha Teco, cảm biến AMT1001. Phạm vi nghiên cứu: Với sự giới hạn về thời gian nghiên cứu về một đề tài hoàn toàn mới. Vì vậy đề tài được giới hạn ở việc giám sát và vận hành biến tần LS IG5A thông qua Control BMS Software và Website. Giao diện của trang Web chưa được tối ưu hóa và tính thẩm mĩ chưa cao.
Đề tài chưa tích hợp hệ thống BMS vào các hệ thống khác như: HVAC, CCTV,… 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết, thu thập và xử lý thông tin; phân tích, tổng hợp tài liệu về hệ thống BMS; nghiên cứu cách sử dụng các thiết bị. Nghiên cứu phương pháp về xây dựng mô hình thực tế: cách kết nối, đấu dây phần cứng; quan sát, tính toán dữ liệu; kiểm tra các thông số thiết bị tương thích với các phần mềm điều khiển trên máy tính. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.
Ý nghĩa khoa học Đơn giản hóa các quá trình điều khiển, tự động hóa chức năng và có tính lặp đi lặp lại, đạt được những yêu cầu giám sát đặt ra. Giảm sự cố, kịp thời phản ứng với những sự cố phát sinh. Đưa ra phương án khắc phục cho mô hình nhằm phát triển quy mô lớn. Xây dựng mô hình giám sát và điều khiển biến tần LS IG5A qua hệ thống BMS.
Ý nghĩa thực tiễn Sự thành công của việc nghiên cứu đề tài này đem lại nhiều ý nghĩa: Khả năng quản lý và giám sát thông số của biến tần và động cơ từ xa, không còn phục thuộc vào khoảng cách địa lý. Từ đó, ta có thể tạo ra một hệ thống theo những cài đặt dựa trên những mong muốn của các đơn vị, tập đoàn. Dự đoán được tình trạng của các thiết bị kết nối, nhà quản lý có thể đưa ra lịch trình bảo dưỡng định kỳ. 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.
Nội dung của đề tài Nội dung nghiên cứu được thực hiện theo cấu trúc sau: Chương 1: Tổng quan Giới thiệu khái quát nội dung và tóm tắt các ý chính về lý do chọn đề tài, mục tiêu, phương pháp nghiên cứu đề tài. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Tổng quan và ý nghĩa của hệ thống BMS Tìm hiểu, nghiên cứu các thiết bị được sử dụng trong mô hình: BCU, DDC, biến tần LS IG5A, cảm biến nhiệt độ, độ ẩm AMT1001. Chương 3: Thiết kế giao diện giám sát và vận hành biến tần LS IG5A trên phần mềm Control BMS Software và Website Thiết kế, thi công lắp đặt phần cứng: thiết kế tủ điện trên bản vẽ 2D, sơ đồ đấu dây của các thiết bị trong mô hình Thiết kế phần mềm: Tìm hiểu, vận dụng các phần mềm bổ trợ giúp xây dựng giao diện giám sát, điều khiển hệ thống BMS trên Control BMS Software và Website. Thực hiện giám sát và điều khiển biến tần LS IG5A trên phần mềm Control BMS Software và Website.
Đánh giá kết quả và khắc phục sự cố. Hướng phát triển đề tài Kết luận 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Tổng quan hệ thống BMS[3] Hệ thống BMS (Building Management System) là một hệ thống đồng bộ mà các hệ thống kỹ thuật trong tòa nhà được kiểm soát và điều khiển tự động hoặc theo mục đích của người dùng. Việc này đem lại sự vận hành khoa học và hiệu quả cho tòa nhà, tối ưu hóa trải nghiệm của người dùng.
BMS là một hệ thống điều khiển và giám sát toàn bộ hệ thống kỹ thuật trong các tòa nhà cao tầng hiện đại. Mục tiêu của hệ thống BMS là tập trung hóa, nâng cao hiệu suất của tòa nhà bằng cách giảm chi phí nhân công, chi phí năng lượng và cung cấp môi trường làm việc thoải mái và an toàn cho con người. BMS thực hiện tốt nhất các nhiệm vụ điều khiển vận hành hệ thống, là môi trường thu nhận, quản lý toàn bộ các thông số kỹ thuật của thiết bị của các hệ thống kết nối tới. Thông qua trao đổi thông tin, BMS điều khiển vận hành các thiết bị chấp hành của từng hệ thống kỹ thuật khác nhau hoạt động theo yêu cầu của người quản lý, đảm bảo các yếu tố kỹ thuật cũng như các yếu tố an toàn, an ninh… Hình 2.
1 Tổng quan hệ thống BMS 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Lợi ích mang lại từ BMS[4] BMS rõ ràng tạo ra những lợi thế vượt trội với các lợi điểm cụ thể như sau: Quản lý hiệu quả, tiết kiệm nhân công: Do việc tích hợp cho phép điều khiển khối lượng lớn dữ liệu, nên việc vận hành tòa nhà và các thiết bị có thể thực hiện được bởi một số ít nhân công. Có thẻ thực hiện nhiều chức năng quản lý hơn nhờ sử dụng hiệu quả các nguồn thông tin. Duy trì và tối ưu hóa môi trường: Duy trì điều kiện môi trường tối ưu, như nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ khí CO2, bụi cũng như cường độ sáng cho từng người sử dụng hoặc từng thiết bị sản xuất.
Đảm bảo các yêu cầu an toàn: Bằng việc tập trung thông tin toàn bộ các thiết bị về đơn vị xử lý trung tâm, ta có thể dễ dàng xác định trạng thái của thiết bị, vận hành và khắc phục các sự cố như mất điện, hỏng, cháy. Với hệ thống an ninh tích hợp, ta có thể yên tâm về sự an toàn của người sử dụng trong tòa nhà, bảo mật thông tin cá nhân mà không làm mất sự thoải mái. Nâng cao sự thuận tiện cho người sử dụng tòa nhà: Việc tích hợp nhiều tính năng trong các thiết bị giúp người dùng luôn cảm nhận được sự thoải mái. Ví dụ, luôn có thể thoải mái ra vào suốt 24 giờ, cài đặt nhiệt độ dễ dàng, đặt chế độ thời gian, theo dõi trạng thái thời tiết bên ngoài và thông tin quản lý, điều hành của tòa nhà.
7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Phân cấp hệ thống quản lý điều khiển trong hệ thống BMS[3] Một hệ thống BMS thường được thiết kế theo mô hình 4 lớp: Hình 2. 2 Phân cấp hệ thống BMS [5] Lớp hiện trường (thiết bị hiện trường): các thiết bị như cảm biến (sensor): sensor nhiệt, ánh sáng, chuyển động, hồng ngoại…, bộ chấp hành (actuator): điều hòa không khí, quạt thông gió, thang máy… các bộ field controller để giao tiếp trực tiếp với các khu vực có các ứng dụng cần điều khiển. Các thiết bị hiện trường có khả năng tự giao tiếp với nhau, hoặc qua bộ điều khiển (Local controller).
Sensor sẽ gửi thông số của hệ thống, của môi trường tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển sẽ xử lý thông điệp đó và gửi tới thiết bị chấp hành. Thiết bị chấp hành có thể nhận ngay yêu cầu từ các thiết bị cảm biến hoặc từ hệ thống BMS.