Phương pháp quản lý nhà cao tầng.
I. Thực trạng và sự cần thiết của việc quản lý các tòa nhà cao tầng ở Việt Nam.
1. Thực trạng về việc quản lý các tòa nhà cao tầng hiện nay.
1.1. Đặt vấn đề:
Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển như vũ bão và không khí hội nhập kinh tế quốc tế của Việt nam hiện nay, chúng ta đã tiến được những bước dài và đã đạt được những thành công và kết qủa tương đối khích lệ trong nhiều lĩnh vực kinh tế khác nhau. Một rong 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.
Link Here
(Thành phố New York và tháp Đế chế, nhìn từ sàn quan sát của Trung tâm Rockefeller)
Link Here
(Thành phố Chicago với các nhà chọc trời)
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 nước.
Trước sự phát triển nhanh chóng đó, vấn đề đặt ra là kiểm định chất lượng các tòa nhà đó như thế nào và dựa vào các tiêu chí nào để đánh giá chất lượng cho các tòa nhà cao tầng đó. Vấn đề đánh giá và kiểm định chất lượng cho các tòa nhà là không đơn giản. Chúng ta có thể đưa ra các tiêu chí khác nhau để đánh gía và kiểm định chúng, nhưng phải dựa trên cơ sở nào? Tùy theo quan điểm kiến trúc, quan điểm kết cấu xây dựng, quan điểm tiện nghi, quan điểm về tính sử dụng, quan diểm về môi trường,... mà chúng ta có các tiêu chí đánh giá và kiểm định khác nhau. Một trong những tiêu chí mà chúng tôi 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 tôi đưa ra vấn đề để thảo luận về các hệ BMS cho các tòa nhà cao tầng.
1.2. Phân lọai nhà cao tầng:
Chúng ta có thể phân lọai các tòa nhà cao tầng theo mục đích sử dụng như sau:
Văn phòng, nhà bank, công ty bảo hiểm,
Các tòa nhà hành chính công cộng,
Các tòa nhà dược phẩm, bệnh viện,
Các nhà ga tàu, tàu điện ngầm,
Các khách sạn, nhà ăn,
Các trường đại học, trường phổ thông,
Các trung tâm điện thọai, truyền hình,
Các nhà máy điện,
Các sân bay,
Các trung tâm thông tin,
....
Với mỗi lọai nhà cao tầng có mục đích sử dụng khác nhau chúng ta có hệ BMS tương ứng phù hợp với mục đích sử dụng khác nhau đó.
1.3. Hệ thống quản lý các tòa nhà:
Ngòai những hệ thống kỹ thuật tối thiểu như hệ thống điện và chiếu sáng, hệ thống cấp nước, hệ thống thông gió và tùy vào mục đích sử dụng của các tòa nhà mà có thêm các hệ thống như:
- 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.
Các hệ thống này có thể chia làm ba nhóm chính:
- Hệ thống giám sát và báo động,
- Hệ thống quản lý năng lượng,
- Hệ thống thông tin.
Ba nhóm này đặc trưng cho hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ba nhóm hệ thống trên được trang bị cho các tòa nhà hay không.
Trên cơ sở các hệ thống này mà chúng ta đánh giá chất lượng của các tòa nhà đạt tiêu chuẩn hay không đạt tiêu chuẩn của hệ thống BMS.
Link Here
(Tháp Tài chính quốc tế Hồng Kông)
1.4. Thực trạng nhà cao tầng hiện nay:
Khoảng 90% số nhà cao tầng ở Việt Nam đều có các hệ thống cơ sở hạ tầng, hệ thống cung cấp và thải nước, hệ thống cung cấp điện, hệ thống quạt trần hoặc điều hòa và hệ thống báo cháy. Đây là những tòa nhà lọai thông thường.
Khỏang 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 bắng camera nhưng chưa có hệ thống BMS. Tất cả thiết bị của các hệ thống điều hòa, báo cháy,.. được 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, nhhưng chưa có hệ thống BMS.
Khỏang 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 bắng camera có trang bị hệ thống BMS. Tất cả thiết bị của các hệ thống điều hòa, báo cháy, được điều khiển riêng biệt và tích hợp từng phần. Hệ BMS cho phép trao đổi thông tin, giám sát giữa các hệ thống, cho phép quản lý tập trung. Hệ BMS cho phép quản lý điện năng ở mức cao. Đây là lọai tòa nhà cao tầng được trang bị hệ thống tự động hóa BMS.
Tất cả các tòa nhà cao tầng ở Việt nam hiện nay đều không được trang bị hệ thống quản lý tòa nhà thông minh. Khi được trang bị hệ thống này, tất cả các hệ thống điều hòa, báo cháy, ... được điều khiển tập trung, tương tác bởi hệ BMS. Các hệ thống được tích hợp đầy đủ hệ thống thông tin, truyền thông và tự động hóa văn phòng. Đây là lọai nhà cao tầng thông minh. Còn gọi là các tòa nhà hiệu năng cao, tòa nhà xanh, tòa nhà công nghệ cao, tòa nhà có những chức năng đặc biệt như bệnh viện, cơ quan trung ương, nhà quốc hội,...
Với các con số trên, chúng ta có thể thấy thực trạng về hệ thống nhà cao tầng của chúng ta phần lớn chưa được trang bị hệ thống BMS. Nếu xét về mặt chất lượng và hiệu năng sử dụng của các tòa nhà thi chưa đạt so với yêu cầu đặt ra cho các tòa nhà đó.
Chúng ta nêu một ví dụ về mặt chất lượng và hiệu năng sử dụng của các tòa nhà như sau: Các tòa nhà tối thiểu phải có hệ thống cung cấp nước, nhưng hệ thống này chưa được trang bị hệ thống BMS và tiết kiệm điện năng, do vậy tiền điện sẽ phải chi nhiều hơn so với những tòa nhà có trang bị hệ BMS và hệ thống tiết kiệm điện năng. Do vậy tính chât lượng và hiệu năng sử dụng là không cao. Nếu chúng ta xét về mặt kinh doanh thì các nhà cao tầng này sẽ không có tính cạnh tranh và đương nhiên là thua lỗ.
2. 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 không chỉ đạt tiêu chí diệ tích sử dụng mà còn phải đạt tieu chí về tiết kiệm điện năng, đạt tiêu chí về môi trường, tiêu chí về tiện nghi, tiêu chí về hệ thống thông tin, tiêu chí về an ninh, ...
Tùy thuộc vào lọai nhà cao tầng mà các hệ thống BMS phải trang bị cho phù hợp với các mục đích sử dụng và môi trường các tòa nhà đó được khai thác.
Các hệ thống BMS này đã được chuẩn hóa và được sử dụng rộng rãi trên tòan thế giới. Các hãng cung cấp các sản phẩm này đã xâm nhập vào thị trường Việt nam như: Siemens, Honeywell, Yamatake,...
Các nhà cao tầng ở Việt nam đã 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 được đưa vào sử dụng 1996, Red river building 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 qủa 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 được 50% năng lượng điện tiêu thụ cho hệ thống so với trươc khi lắp đặt hệ thống BMS.
Các tòa nhà cao tầng được 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 chưa được khai thác một cách hiệu qủa.
Với kết qủa thẻ 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 như thế nao. Do vậy, đỏi hỏi các tòa nhà cao tầng cần phải được trang bị hệ thống BMS để giúp cho việc quản lý, giám sát hiệu qủa và khai thác tiện lợi, đảm bảo cho nôi trường sống xanh, sạch đẹp.
II. Giới thiệu sơ lược hệ quản lý các tòa nhà BMS
Các hệ thống quản lý tòa nhà BMS được phát triển và ứng dụng khỏang 20-30 năm trở lại đây dựa trên cở sở công nghệ tự động hóa phát triển và tích hợp tổng thể. Hệ thống BMS ra đời trợ giúp cho việc quản lý các tòa nhà rất hiệu qủa và kinh tế. Tuy vốn ban đầu đầu tư cho thiết bị và các phần mềm quản lý là không nhỏ, nhưng so với chi phí khai thác lâu dài thì rất hiệu qủa và kinh tế. Chúng ta có thể tham khảo các tòa nhà lớn ở sân bay Stuttgart của Đức, tòa nhà sinh thái ở Bỉ, nhà băng Credit Suisse First Boston ở Anh, Capital tower và hãng sản xuất đĩa cứng Seagate ở Singapore... Các tòa nhà này đã được trang bị hệ thống BMS của Siemens và đã, đang được khai thác rất hiệu qủa và kinh tế.
Các chức năng mô tả tòan bộ tính năng của một hệ hệ thống BMS. Một tòa nhà quản lý tự động thông minh là phải có tất cả các tính năng về báo động và giám sát, hệ thồng quản lý năng lượng, hệ thống thông tin và truyền thông.
Các thiết bị tham gía vào hệ thống BMS được chia làm 3 cấp mạng, cấp dưới cùng là cấp các tầng của tòa nhà, cấp mạng thư hai là cấp mạng cho tòa nhà, cấp mạng thứ 3 là cấp quản lý tòa nhà và trao đổi thông tin với các tòa nhà khác và thế giới bên ngòai. Một tòa nhà được trang bị hệ thống được gọi là tòa nhà thông minh, nó được tự động hóa tổng thể theo những chỉ tiêu về tiện nghi, về an ninh, về năng lượng, về thông tin.
III. Các tiêu chí đánh gía chất lượng các tòa nhà cao tầng
Để đánh gía đúng chất lượng của các tòa nhà cao tầng, chúng ta phải quan tâm đên các tiêu chí về các mặt kiến trúc, kết cấu xây dựng, tiện nghi, độ an tòan, độ tin cậy, tính kinh tế và tính hiện đại của tòa nhà đó.
Trong bài viết này tôi chỉ đề cập đến các tiêu chí liên quan đến hệ thống BMS, cụ thể là các tiêu chí về độ tin cậy, độ an tòan, độ tiện nghi, tính kinh tế trong khai thác vận hành tòa nhà và tính hiện đại của tòa nhà, ...
Link Here
Tùy theo mục đích sử dụng của tòa nhà mà 10 tiêu chí trên đây được yêu cầu bắt buộc hay là tiêu chí phụ. Theo 10 tiêu chí trên thì (theo quan điểm của tác giả) tất cả các nhà cao tầng bắt buộc phải thỏa mãn tiêu chí 5,6,7.
IV. Kiến nghị
Hiện nay, theo xu hướng phát triển tất yếu, các tòa nhà cao tâng càng ngày càng mọc lên rất nhanh để đáp nhu cầu phát triển nền kinh tế của nước ta, đó là nhu cầu bắt buộc, nhưng vấn đề đặt ra cũng không kém phần quan trong là đánh gía chất lượng các nhà cao tầng đó như thế nào? Đây là một trong những nhiệm vụ khó khăn của các cơ quan chức năng của nhà nước. Nhưng theo tôi thì các tiêu chí tối thiểu phải đạt được cho các nhà cao tầng hiện nay là phải bảo đảm các tiêu chi sau:
Tiêu chí về kiến trúc,
Tiêu chí về Kết cấu xây dựng,
Tiêu chí về cơ sở hạ tầng,
Tiêu chí về vật liệu,
Tiêu chí về môi trường,
Tiêu chí 5, 6, 7 đã được đưa ra ở trên.
Và khuyến cáo các cơ quan đầu tư xây dựng các tòa nhà cao tầng cần thiết áp dụng công nghệ mới trong xây dựng và sử dụng bắt buộc các hệ thống BMS để làm tăng thêm độ an tòan, tin cậy cho con người và tăng thêm tính kinh tế trong khai thác.
(Nguồn tin: T/C Vật liệu xây dựng dân dụng, số 1/2006)
Hệ thống quản lý tòa nhà (P1)
Bài viết cung cấp thông tin cơ bản về BMS - Hệ thống quản lý tòa nhà. Mục tiêu của hệ BMS là tập trung hóa và đơn giản hóa giám sát, hoạt động và quản lý một hay nhiều tòa nhà để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của tòa nhà bằng cách giảm chi phí nhân công và lượng tiêu thụ điện năng, và cung cấp môi trường làm việc an toàn, thoải mái hơn cho người cư ngụ. Trong quá trình đáp ứng các mục tiêu này, BMS đã “tiến hóa” từ hệ điều khiển giám sát đơn giản trở thành hệ điều khiển vi tính hóa tích hợp toàn diện (totally integrated computerize control).
Một số lợi ích của hệ BMS có thể kể đến là:
BMS - Những điều cơ bản
Thuật ngữ BMS ra đời vào đầu những năm 1950. Và từ đó tới nay nó đã thay đổi rất nhiều kể cả trên phương diện phạm vi và cấu hình hệ thống. Cách thức liên lạc của hệ thống phát triển từ đi dây cứng tới đi dây hỗn hợp (multiplex) và giờ đây là hệ thống hai dây liên lạc số hoàn toàn. EMS và BMCS phát triển từ giao thức poll-response với bộ xử lý điều khiển trung tâm tới giao thức peer-to-peer với hệ thống điều khiển phân tán.
Quản lý điện năng
Quản lý điện năng là chức năng tiêu biểu của bộ điều khiển DDC sử dụng bộ vi xử lý. Trong hầu hết các tòa nhà có quy mô từ vừa tới lớn, quản lý điện năng là một phần không thể thiếu của BMCS, với chức năng điều khiển tối ưu thực thi tại cấp độ hệ thống, và với thông tin quản lý và truy cập người sử dụng do BMS chủ cung cấp.
Một mạng bộ điều khiển điều hành thiết bị để giảm thiểu chi phí vận hành, và điều chỉnh nhiệt độ đủ để đem lại mức độ thoải mái cho người sử dụng
Chức năng hệ thống quản lý điện năng của BMS chủ gồm có:
* Giám sát - ghi hiệu suất
* Giám sát - ghi mức độ sử dụng điện năng
* Thống kế mức tiêu thụ điện năng: Mức tiêu thụ theo nguồn và định kỳ
* Biểu đồ xu hướng tiêu thụ
* Truy cập dữ liệu chiến lược quản lý điện năng nhằm liên tục điều chỉnh theo nhu cầu:
o Lịch sử dụng toà nhà
o Giới hạn nhiệt độ đem lại mức độ thoải mái
o Thống số điều chỉnh của vòng DDC
* Bổ sung chương trình DDC
Hệ thống quản lý năng lượng tòa nhà có trước hệ DDC khoảng 10 năm. Nó có kiến trúc số gồm một máy tính trung tâm tích hợp khả năng điều khiển, giám sát và panel thu thập dữ liệu từ xa giao tiếp với các thiết bị điện, khí nén và hệ thống điều khiển điện tử cục bộ. Máy tính trung tâm của kiến trúc xuất các lệnh khởi động/dừng và điều chỉnh bộ điều khiển nhiệt độ cục bộ.
Hệ thống quản lý cơ sở vật chất
Hệ thống quản lý cơ sở vật chất được giới thiệu vào cuối thập niên 1980. Sự ra đời của nó đã mở rộng thêm phạm vi của điều khiển trung tâm, gồm cả quản lý toàn bộ cơ sở vật chất của tòa nhà. Ví dụ, trong một nhà máy sản xuất ô tô, lịch sản xuất và giám sát có thể kết hợp với giám sát và điều khiển môi trường BMS. Nhân viên bộ phận BMS và sản xuất có thể điều hành hệ thống điều khiển riêng biệt để quản lý đầu ra và đầu vào, tuy nhiên hai hệ thống này có thể traođổi dữ liệu cho nhau để tối ưu hóa thông tin và lập ra bản báo cáo chính xác nhất. Chẳng hạn như, chi phí cho lượng nhiệt, gió trên mỗi đầu xe được xuất xưởng sẽ là thông tin quan trọng để tính toán chi phí tổng trên mỗi xe thành phẩm.
Hệ thống quản lý cơ sở vật chất phải giải quyết được hai mức độ hoạt động: giám sát hoạt động hàng ngày (day-to-day operation) và quản lý/giám sát hoạt động dài hạn. Giám sát hoạt động hàng ngày đòi hỏi hệ thống liên tục giám sát và điều khiển thời gian thực toàn bộ cơ sở và môi trường. Giám sát/quản lý/hoạch định hoạt động dài hạn yêu cầu hệ thống ghi lại dữ liệu phân tích/hoạch định xu hướng lâu dài, và lấy đó làm dữ liệu so sánh với mục tiêu hoạt động. Do vậy, mục tiêu chính yếu của mức hoạch định và quản lý là thu thập, xử lý dữ liệu về lịch sử hoạt động.
Một số thuật ngữ trong tự động hóa tòa nhà
Một hệ BMS gồm cấu hình phần cứng và hệ thống liên lạc cần thiết để truy cập dữ liệu trong toàn bộ tòa nhà hoặc truy cập từ các tòa nhà từ xa khác sử dụng đường truyền điện thoại.
BMS - Hệ thống quản lý toàn nhà: cấu hình hệ thống (P2)
Một hệ BMS gồm cấu hình phần cứng và hệ thống liên lạc cần thiết để truy cập dữ liệu trong toàn bộ tòa nhà hoặc truy cập từ các tòa nhà từ xa khác sử dụng đường truyền điện thoại.
(Tiếp theo Phần 1)
Cấu hình phần cứng
Bộ điều khiến sử dụng vi xử lý tạo nên cấu hình theo kiểu cấp bậc cho hệ thống BMS. Hình dưới mô tả đa cấp bậc hay còn gọi là lớp (tier) của bộ xử lý.
- Cấp xử lý quản lý
- Cấp xử lý hoạt động
- Cấp xử lý hệ thống
- Cấp xử lý vùng
Cấp độ được sử dụng thực sự cho hệ thống phụ thuộc vào từng nhu cầu của tòa nhà hay một tổ hợp tòa nhà. Cấp độ xử lý vùng có thể kết hợp các bộ actuator và cảm biến sử dụng vi xử lý thông minh. Tiếp sau đây chúng ta lấy bộ điều khiển cấp vùng để khởi đầu quá trình tìm hiểu về cấu hình phần cứng trong hệ BMS.
Bộ điều khiển cấp vùng. Đây là bộ điều khiển sử dụng bộ vi xử lý. Nó cung cấp khả năng điều khiển trực tiếp tới các thiết nằm trong phạm vi cấp vùng, như bơm nhiệt, hộp điều lượng gió (VAV - Variable Air Volume), thiết bị cấp gió đơn vùng. Bộ điều khiển cấp này cũng có thể sử dụng phần mềm quản lý năng lượng. Tại cấp xử lý vùng, cảm biến và actuator giao liên lạc trực tiếp với thiết bị được điều khiển. Một bus liên lạc làm phương tiện kết nối các bộ điều khiển, do vậy các điểm thông tin giữa các bộ điều khiển có thể chia sẻ cho nhau và chia sẻ với các bộ xử lý tại hệ thống và ở cấp xử lý hoạt động. Các bộ điều khiển cấp vùng tiêu biểu có một cổng hoặc kênh giao tiếp để hỗ trợ sử dụng thiết bị đầu cuối di động trong quá trình thiết lập ban đầu và cả những lần điều chỉnh sau đó.
Bộ điều khiển cấp hệ thống. Bộ điều khiển cấp này có công suất lớn hơn bộ điều khiển cấp vùng nếu xét trên phương diện các điểm, vòng DDC và chương trình điều khiển. Bộ điều khiển cấp hệ thống thường được dùng để điều khiển các thiết bị cơ khí như các hệ cung cấp khí, hệ VAV trung tâm và hệ thống làm mát. Ngoài ra, nó còn thực thi điều khiển ánh sáng. Bộ điều khiển tại cấp này giao tiếp trực tiếp với các thiết bị được điều khiển thông qua actuator và cảm biến, hoặc giao tiếp gián tiếp thông qua các bus liên lạc với bộ điều khiển cấp vùng. Bộ điều khiển cấp hệ thống có một cổng để kết nối với các thiết bị đầu cuối lập trình và vận hành cầm tay trong suốt quá trình cài đặt ban đầu và cả các lần điều chỉnh sau này. Khi bộ điều khiển cấp hệ thống được kết nối với bộ xử lý cấp hoạt động, những thay đổi chương trình điều khiển thường được thực thi ở bộ xử lý cấp hoạt động và sau đó tải xuống bộ điều khiển. Bộ điều khiển cấp hệ thống cũng cung cấp khả năng dự phòng trong trường hợp liên lạc bị đứt bằng chế độ hoạt động độc lập.
Một số kiểu bộ điều khiển cấp hệ thống cũng cung cấp chế độ bảo vệ an toàn cho toàn bộ tài sản thông qua tín hiệu cảnh báo hỏa hoạn, cảnh báo an ninh, bảo mật truy cấp.
Bộ xử lý cấp hoạt động. Bộ xử lý cấp này giao tiếp chủ yếu với vận hành viên hệ BMCS. Trong mọi ứng dụng, nó thường là PC được trang bị màn hình hiển thị và các bảng mạch có chức năng ‘plug-in’ cho thiết bị vận hành bổ sung, printer, mở rộng bộ nhớ và bus liên lạc. Bộ xử lý cấp này thường có phần mềm ứng dụng, để:
- Bảo đảm an ninh hệ thống: Hạn chế truy cập và hoạt động cho những người có thẩm quyền
- Xâm nhập hệ thống: Cho phép những người có thẩm quyền chọn và lấy dữ liệu thông qua PC và một số thiết bị khác.
- Định dạng dữ liệu: Tập hợp các điểm hệ thống ngẫu nhiên thành định dạng nhóm logic để hiện thị và in ấn.
- Tách dữ liệu
- Lập trình tùy biến: Phát triển các chương trình DDC theo nhu cầu tại cấp độ hoạt động rồi tải xuống từng bộ điều khiển cấp hệ thống và cấp vùng chuyên biệt hoặc từ xa
- Đồ họa: Kết hợp với dữ liệu động về hệ thống xây dựng các màn hình đồ họa theo yêu cầu.
- Report chuẩn: Tự động cung cấp các report chuẩn theo định kỳ và theo yêu cầu hoạt động.
- Report theo yêu cầu: Là các bảng dữ liệu, file định dạng Word, và quản lý cơ sở dữ liệu.
- Quản lý bảo trì: Tự động lên lịch bảo trì thiết bị dựa trên dữ liệu về lịch sử thiết bị và thời gian hoạt động.
- Tùy chỉnh khu vực theo nhu cầu
- Tích hợp hệ thống: Cung cấp cổng liên lạc và chức năng điều khiển cho các hệ thống phụ (HVAC, cứu hỏa, an ninh, điều khiển truy cập).
Bộ xử lý cấp quản lý. Đây là cấp cao nhất trong cấu trúc của hệ BMCS. Nó thực thi điều khiển và quản lý thông qua các hệ thống phụ. Tại cấp này, vận hành viên có thể yêu cầu dữ liệu và ra lệnh tới các điểm từ bất kỳ đâu trong hệ thống. Vận hành hoạt động thường nhật là chức năng thông thường của bộ xử lý cấp hoạt động. Tuy nhiên, điều khiển toàn bộ có thể được chuyển sang cho bộ xử lý cấp quản lý trong những trường hợp khẩn cấp. Bộ xử lý cấp quản lý thu thập, lưu trữ, xử lý dữ liệu lịch xử như mức độ tiêu thụ điện năng, chi phí vận hành và hoạt động cảnh báo, các báo cáo để làm cơ sở hoạt định quản lý và vận hành nhà máy lâu dài.
Giao thức liên lạc
Giao thức liên lạc là một nhân tố thiết yếu trong cấu hình hệ thống BMCS vì lượng dữ liệu truyền từ điểm này tới điểm khác và do bộ xử lý phần tán có thể phụ thuộc, hỗ trợ lẫn nhau để truyền dữ liệu. Các link hoặc bus liên lạc thường sử dụng giao thức liên lạc ‘poll/response hoặc ‘peer’. Các hệ BMCS đầu tiên sử dụng giao thức poll/response - trong đó các quá trình xử lý dữ liệu và trí tuệ hệ thống nằm cả ở bộ xử lý trung tâm. Vào giữa những năm 1990, mọi hệ thống BMCS sử dụng giao thức “peer”. Kiểu giao thức này không có thiết bị master mà nó chia đều giao thức cho mọi thiết bị bus.
Giao thức liên lạc peer
So với giao thức liên lạc poll/response thì giao thức Peer có những lợi thế sau:
- Liên lạc không có thiết bị nào làm master
- Liên lạc trực tiếp giữa các thiết bị kết nối bus, không phải thông qua bộ xử lý BMS trung tâm
- Thông điệp được truyền tới mọi thiết bị kết nối bus.
còn tiếp (tư liệu lấy từ internet, các bác có hứng thú em sưu tầm tiếp, không thì off)
I. Thực trạng và sự cần thiết của việc quản lý các tòa nhà cao tầng ở Việt Nam.
1. Thực trạng về việc quản lý các tòa nhà cao tầng hiện nay.
1.1. Đặt vấn đề:
Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển như vũ bão và không khí hội nhập kinh tế quốc tế của Việt nam hiện nay, chúng ta đã tiến được những bước dài và đã đạt được những thành công và kết qủa tương đối khích lệ trong nhiều lĩnh vực kinh tế khác nhau. Một rong 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.
Link Here
(Thành phố New York và tháp Đế chế, nhìn từ sàn quan sát của Trung tâm Rockefeller)
Link Here
(Thành phố Chicago với các nhà chọc trời)
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 nước.
Trước sự phát triển nhanh chóng đó, vấn đề đặt ra là kiểm định chất lượng các tòa nhà đó như thế nào và dựa vào các tiêu chí nào để đánh giá chất lượng cho các tòa nhà cao tầng đó. Vấn đề đánh giá và kiểm định chất lượng cho các tòa nhà là không đơn giản. Chúng ta có thể đưa ra các tiêu chí khác nhau để đánh gía và kiểm định chúng, nhưng phải dựa trên cơ sở nào? Tùy theo quan điểm kiến trúc, quan điểm kết cấu xây dựng, quan điểm tiện nghi, quan điểm về tính sử dụng, quan diểm về môi trường,... mà chúng ta có các tiêu chí đánh giá và kiểm định khác nhau. Một trong những tiêu chí mà chúng tôi 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 tôi đưa ra vấn đề để thảo luận về các hệ BMS cho các tòa nhà cao tầng.
1.2. Phân lọai nhà cao tầng:
Chúng ta có thể phân lọai các tòa nhà cao tầng theo mục đích sử dụng như sau:
Văn phòng, nhà bank, công ty bảo hiểm,
Các tòa nhà hành chính công cộng,
Các tòa nhà dược phẩm, bệnh viện,
Các nhà ga tàu, tàu điện ngầm,
Các khách sạn, nhà ăn,
Các trường đại học, trường phổ thông,
Các trung tâm điện thọai, truyền hình,
Các nhà máy điện,
Các sân bay,
Các trung tâm thông tin,
....
Với mỗi lọai nhà cao tầng có mục đích sử dụng khác nhau chúng ta có hệ BMS tương ứng phù hợp với mục đích sử dụng khác nhau đó.
1.3. Hệ thống quản lý các tòa nhà:
Ngòai những hệ thống kỹ thuật tối thiểu như hệ thống điện và chiếu sáng, hệ thống cấp nước, hệ thống thông gió và tùy vào mục đích sử dụng của các tòa nhà mà có thêm các hệ thống như:
- 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.
Các hệ thống này có thể chia làm ba nhóm chính:
- Hệ thống giám sát và báo động,
- Hệ thống quản lý năng lượng,
- Hệ thống thông tin.
Ba nhóm này đặc trưng cho hệ thống BMS cho các tòa nhà cao tầng. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ba nhóm hệ thống trên được trang bị cho các tòa nhà hay không.
Trên cơ sở các hệ thống này mà chúng ta đánh giá chất lượng của các tòa nhà đạt tiêu chuẩn hay không đạt tiêu chuẩn của hệ thống BMS.
Link Here
(Tháp Tài chính quốc tế Hồng Kông)
1.4. Thực trạng nhà cao tầng hiện nay:
Khoảng 90% số nhà cao tầng ở Việt Nam đều có các hệ thống cơ sở hạ tầng, hệ thống cung cấp và thải nước, hệ thống cung cấp điện, hệ thống quạt trần hoặc điều hòa và hệ thống báo cháy. Đây là những tòa nhà lọai thông thường.
Khỏang 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 bắng camera nhưng chưa có hệ thống BMS. Tất cả thiết bị của các hệ thống điều hòa, báo cháy,.. được 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, nhhưng chưa có hệ thống BMS.
Khỏang 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 bắng camera có trang bị hệ thống BMS. Tất cả thiết bị của các hệ thống điều hòa, báo cháy, được điều khiển riêng biệt và tích hợp từng phần. Hệ BMS cho phép trao đổi thông tin, giám sát giữa các hệ thống, cho phép quản lý tập trung. Hệ BMS cho phép quản lý điện năng ở mức cao. Đây là lọai tòa nhà cao tầng được trang bị hệ thống tự động hóa BMS.
Tất cả các tòa nhà cao tầng ở Việt nam hiện nay đều không được trang bị hệ thống quản lý tòa nhà thông minh. Khi được trang bị hệ thống này, tất cả các hệ thống điều hòa, báo cháy, ... được điều khiển tập trung, tương tác bởi hệ BMS. Các hệ thống được tích hợp đầy đủ hệ thống thông tin, truyền thông và tự động hóa văn phòng. Đây là lọai nhà cao tầng thông minh. Còn gọi là các tòa nhà hiệu năng cao, tòa nhà xanh, tòa nhà công nghệ cao, tòa nhà có những chức năng đặc biệt như bệnh viện, cơ quan trung ương, nhà quốc hội,...
Với các con số trên, chúng ta có thể thấy thực trạng về hệ thống nhà cao tầng của chúng ta phần lớn chưa được trang bị hệ thống BMS. Nếu xét về mặt chất lượng và hiệu năng sử dụng của các tòa nhà thi chưa đạt so với yêu cầu đặt ra cho các tòa nhà đó.
Chúng ta nêu một ví dụ về mặt chất lượng và hiệu năng sử dụng của các tòa nhà như sau: Các tòa nhà tối thiểu phải có hệ thống cung cấp nước, nhưng hệ thống này chưa được trang bị hệ thống BMS và tiết kiệm điện năng, do vậy tiền điện sẽ phải chi nhiều hơn so với những tòa nhà có trang bị hệ BMS và hệ thống tiết kiệm điện năng. Do vậy tính chât lượng và hiệu năng sử dụng là không cao. Nếu chúng ta xét về mặt kinh doanh thì các nhà cao tầng này sẽ không có tính cạnh tranh và đương nhiên là thua lỗ.
2. 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 không chỉ đạt tiêu chí diệ tích sử dụng mà còn phải đạt tieu chí về tiết kiệm điện năng, đạt tiêu chí về môi trường, tiêu chí về tiện nghi, tiêu chí về hệ thống thông tin, tiêu chí về an ninh, ...
Tùy thuộc vào lọai nhà cao tầng mà các hệ thống BMS phải trang bị cho phù hợp với các mục đích sử dụng và môi trường các tòa nhà đó được khai thác.
Các hệ thống BMS này đã được chuẩn hóa và được sử dụng rộng rãi trên tòan thế giới. Các hãng cung cấp các sản phẩm này đã xâm nhập vào thị trường Việt nam như: Siemens, Honeywell, Yamatake,...
Các nhà cao tầng ở Việt nam đã 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 được đưa vào sử dụng 1996, Red river building 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 qủa 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 được 50% năng lượng điện tiêu thụ cho hệ thống so với trươc khi lắp đặt hệ thống BMS.
Các tòa nhà cao tầng được 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 chưa được khai thác một cách hiệu qủa.
Với kết qủa thẻ 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 như thế nao. Do vậy, đỏi hỏi các tòa nhà cao tầng cần phải được trang bị hệ thống BMS để giúp cho việc quản lý, giám sát hiệu qủa và khai thác tiện lợi, đảm bảo cho nôi trường sống xanh, sạch đẹp.
II. Giới thiệu sơ lược hệ quản lý các tòa nhà BMS
Các hệ thống quản lý tòa nhà BMS được phát triển và ứng dụng khỏang 20-30 năm trở lại đây dựa trên cở sở công nghệ tự động hóa phát triển và tích hợp tổng thể. Hệ thống BMS ra đời trợ giúp cho việc quản lý các tòa nhà rất hiệu qủa và kinh tế. Tuy vốn ban đầu đầu tư cho thiết bị và các phần mềm quản lý là không nhỏ, nhưng so với chi phí khai thác lâu dài thì rất hiệu qủa và kinh tế. Chúng ta có thể tham khảo các tòa nhà lớn ở sân bay Stuttgart của Đức, tòa nhà sinh thái ở Bỉ, nhà băng Credit Suisse First Boston ở Anh, Capital tower và hãng sản xuất đĩa cứng Seagate ở Singapore... Các tòa nhà này đã được trang bị hệ thống BMS của Siemens và đã, đang được khai thác rất hiệu qủa và kinh tế.
Các chức năng mô tả tòan bộ tính năng của một hệ hệ thống BMS. Một tòa nhà quản lý tự động thông minh là phải có tất cả các tính năng về báo động và giám sát, hệ thồng quản lý năng lượng, hệ thống thông tin và truyền thông.
Các thiết bị tham gía vào hệ thống BMS được chia làm 3 cấp mạng, cấp dưới cùng là cấp các tầng của tòa nhà, cấp mạng thư hai là cấp mạng cho tòa nhà, cấp mạng thứ 3 là cấp quản lý tòa nhà và trao đổi thông tin với các tòa nhà khác và thế giới bên ngòai. Một tòa nhà được trang bị hệ thống được gọi là tòa nhà thông minh, nó được tự động hóa tổng thể theo những chỉ tiêu về tiện nghi, về an ninh, về năng lượng, về thông tin.
III. Các tiêu chí đánh gía chất lượng các tòa nhà cao tầng
Để đánh gía đúng chất lượng của các tòa nhà cao tầng, chúng ta phải quan tâm đên các tiêu chí về các mặt kiến trúc, kết cấu xây dựng, tiện nghi, độ an tòan, độ tin cậy, tính kinh tế và tính hiện đại của tòa nhà đó.
Trong bài viết này tôi chỉ đề cập đến các tiêu chí liên quan đến hệ thống BMS, cụ thể là các tiêu chí về độ tin cậy, độ an tòan, độ tiện nghi, tính kinh tế trong khai thác vận hành tòa nhà và tính hiện đại của tòa nhà, ...
Link Here
Tùy theo mục đích sử dụng của tòa nhà mà 10 tiêu chí trên đây được yêu cầu bắt buộc hay là tiêu chí phụ. Theo 10 tiêu chí trên thì (theo quan điểm của tác giả) tất cả các nhà cao tầng bắt buộc phải thỏa mãn tiêu chí 5,6,7.
IV. Kiến nghị
Hiện nay, theo xu hướng phát triển tất yếu, các tòa nhà cao tâng càng ngày càng mọc lên rất nhanh để đáp nhu cầu phát triển nền kinh tế của nước ta, đó là nhu cầu bắt buộc, nhưng vấn đề đặt ra cũng không kém phần quan trong là đánh gía chất lượng các nhà cao tầng đó như thế nào? Đây là một trong những nhiệm vụ khó khăn của các cơ quan chức năng của nhà nước. Nhưng theo tôi thì các tiêu chí tối thiểu phải đạt được cho các nhà cao tầng hiện nay là phải bảo đảm các tiêu chi sau:
Tiêu chí về kiến trúc,
Tiêu chí về Kết cấu xây dựng,
Tiêu chí về cơ sở hạ tầng,
Tiêu chí về vật liệu,
Tiêu chí về môi trường,
Tiêu chí 5, 6, 7 đã được đưa ra ở trên.
Và khuyến cáo các cơ quan đầu tư xây dựng các tòa nhà cao tầng cần thiết áp dụng công nghệ mới trong xây dựng và sử dụng bắt buộc các hệ thống BMS để làm tăng thêm độ an tòan, tin cậy cho con người và tăng thêm tính kinh tế trong khai thác.
(Nguồn tin: T/C Vật liệu xây dựng dân dụng, số 1/2006)
Hệ thống quản lý tòa nhà (P1)
Bài viết cung cấp thông tin cơ bản về BMS - Hệ thống quản lý tòa nhà. Mục tiêu của hệ BMS là tập trung hóa và đơn giản hóa giám sát, hoạt động và quản lý một hay nhiều tòa nhà để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của tòa nhà bằng cách giảm chi phí nhân công và lượng tiêu thụ điện năng, và cung cấp môi trường làm việc an toàn, thoải mái hơn cho người cư ngụ. Trong quá trình đáp ứng các mục tiêu này, BMS đã “tiến hóa” từ hệ điều khiển giám sát đơn giản trở thành hệ điều khiển vi tính hóa tích hợp toàn diện (totally integrated computerize control).
Một số lợi ích của hệ BMS có thể kể đến là:
- Hoạt động đơn giản hơn với những chức năng lập trình lặp đi lặp lại để thiết lập chế độ vận hành tự động
- Giảm thời gian huấn luyện vận hành viên nhờ các hướng dẫn và hỗ trợ trực quan trên màn hình đồ họa
- Đáp ứng các nhu cầu của người cư ngụ và phản ứng với các điều kiện rắc rối nhanh hơn và hiệu quả hơn
- Giảm lượng điện năng tiêu thụ thông qua khả năng điều khiển quản lý tập trung và chương trình quản lý điện năng
- Quản lý cơ sở/tài sản hiệu quả hơn nhờ các báo cáo ghi lại quá trình hoạt động, bảo trì, và chức năng tự động gửi cảnh báo
- Lập trình linh hoạt theo nhu cầu của từng tòa nhà, tổ chức và yêu cầu mở rộng.
- Nâng cao hoạt động nhờ tích hợp phần mềm và phần cứng của nhiều hệ thống phụ như điều khiển số trực tiếp (DDC - Direct Digital Control), hệ thống báo cháy, an ninh, điều khiển truy nhập hoặc điều khiển ánh sáng.
BMS - Những điều cơ bản
Thuật ngữ BMS ra đời vào đầu những năm 1950. Và từ đó tới nay nó đã thay đổi rất nhiều kể cả trên phương diện phạm vi và cấu hình hệ thống. Cách thức liên lạc của hệ thống phát triển từ đi dây cứng tới đi dây hỗn hợp (multiplex) và giờ đây là hệ thống hai dây liên lạc số hoàn toàn. EMS và BMCS phát triển từ giao thức poll-response với bộ xử lý điều khiển trung tâm tới giao thức peer-to-peer với hệ thống điều khiển phân tán.
Quản lý điện năng
Quản lý điện năng là chức năng tiêu biểu của bộ điều khiển DDC sử dụng bộ vi xử lý. Trong hầu hết các tòa nhà có quy mô từ vừa tới lớn, quản lý điện năng là một phần không thể thiếu của BMCS, với chức năng điều khiển tối ưu thực thi tại cấp độ hệ thống, và với thông tin quản lý và truy cập người sử dụng do BMS chủ cung cấp.
Một mạng bộ điều khiển điều hành thiết bị để giảm thiểu chi phí vận hành, và điều chỉnh nhiệt độ đủ để đem lại mức độ thoải mái cho người sử dụng
Chức năng hệ thống quản lý điện năng của BMS chủ gồm có:
* Giám sát - ghi hiệu suất
* Giám sát - ghi mức độ sử dụng điện năng
* Thống kế mức tiêu thụ điện năng: Mức tiêu thụ theo nguồn và định kỳ
* Biểu đồ xu hướng tiêu thụ
* Truy cập dữ liệu chiến lược quản lý điện năng nhằm liên tục điều chỉnh theo nhu cầu:
o Lịch sử dụng toà nhà
o Giới hạn nhiệt độ đem lại mức độ thoải mái
o Thống số điều chỉnh của vòng DDC
* Bổ sung chương trình DDC
Hệ thống quản lý năng lượng tòa nhà có trước hệ DDC khoảng 10 năm. Nó có kiến trúc số gồm một máy tính trung tâm tích hợp khả năng điều khiển, giám sát và panel thu thập dữ liệu từ xa giao tiếp với các thiết bị điện, khí nén và hệ thống điều khiển điện tử cục bộ. Máy tính trung tâm của kiến trúc xuất các lệnh khởi động/dừng và điều chỉnh bộ điều khiển nhiệt độ cục bộ.
Hệ thống quản lý cơ sở vật chất
Hệ thống quản lý cơ sở vật chất được giới thiệu vào cuối thập niên 1980. Sự ra đời của nó đã mở rộng thêm phạm vi của điều khiển trung tâm, gồm cả quản lý toàn bộ cơ sở vật chất của tòa nhà. Ví dụ, trong một nhà máy sản xuất ô tô, lịch sản xuất và giám sát có thể kết hợp với giám sát và điều khiển môi trường BMS. Nhân viên bộ phận BMS và sản xuất có thể điều hành hệ thống điều khiển riêng biệt để quản lý đầu ra và đầu vào, tuy nhiên hai hệ thống này có thể traođổi dữ liệu cho nhau để tối ưu hóa thông tin và lập ra bản báo cáo chính xác nhất. Chẳng hạn như, chi phí cho lượng nhiệt, gió trên mỗi đầu xe được xuất xưởng sẽ là thông tin quan trọng để tính toán chi phí tổng trên mỗi xe thành phẩm.
Hệ thống quản lý cơ sở vật chất phải giải quyết được hai mức độ hoạt động: giám sát hoạt động hàng ngày (day-to-day operation) và quản lý/giám sát hoạt động dài hạn. Giám sát hoạt động hàng ngày đòi hỏi hệ thống liên tục giám sát và điều khiển thời gian thực toàn bộ cơ sở và môi trường. Giám sát/quản lý/hoạch định hoạt động dài hạn yêu cầu hệ thống ghi lại dữ liệu phân tích/hoạch định xu hướng lâu dài, và lấy đó làm dữ liệu so sánh với mục tiêu hoạt động. Do vậy, mục tiêu chính yếu của mức hoạch định và quản lý là thu thập, xử lý dữ liệu về lịch sử hoạt động.
Một số thuật ngữ trong tự động hóa tòa nhà
- Building Control System (BCS): Hệ thống điều khiển tòa nhà. Nó mang đến sự tiện nghi và an toàn cho ngôi nhà bạn.
- Building Management and Control System (BMCS): Hệ thống điều khiển và quản lý tòa nhà. Nó là sự kết hợp của BMS và BCS.
- Building Management System: Hệ thống quản lý tòa nhà. Nó tập trung hóa giám sát, hoạt động và quản lý tòa nhà nhằm tối ưu hiệu suất hoạt động.
- Building Automation and Control Network (BACnet) Protocol: Giao thức mạng điều khiển và tự động hóa tòa nhà (BACnet). Một giao thức liên lạc cho BMCS do hiệp hội kỹ sư ASHRAE phát triển. (ASHRAE - American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers)
- Dynamic Display Data: Dữ liệu hiển thị động. Là loại dữ liệu được hiển trị tại các trạm làm việc BMCS mà được cập nhật định kỳ, chẳng hạn như trang thái nhiệt độ hoặc ON/OFF.
- Energy Management System (EMS): Hệ thống quản lý năng lượng. Nó tối ưu hóa hoạt động, nhiệt độ, và quá trình của hệ thống HVAC trong tòa nhà. Ngoại trừ một số hệ thống lỗi thời, thì hầu như bất cứ một hệ BCS hoặc BMCS đều có toàn bộ chức năng của hệ EMS.
Một hệ BMS gồm cấu hình phần cứng và hệ thống liên lạc cần thiết để truy cập dữ liệu trong toàn bộ tòa nhà hoặc truy cập từ các tòa nhà từ xa khác sử dụng đường truyền điện thoại.
BMS - Hệ thống quản lý toàn nhà: cấu hình hệ thống (P2)
Một hệ BMS gồm cấu hình phần cứng và hệ thống liên lạc cần thiết để truy cập dữ liệu trong toàn bộ tòa nhà hoặc truy cập từ các tòa nhà từ xa khác sử dụng đường truyền điện thoại.
(Tiếp theo Phần 1)
Cấu hình phần cứng
Bộ điều khiến sử dụng vi xử lý tạo nên cấu hình theo kiểu cấp bậc cho hệ thống BMS. Hình dưới mô tả đa cấp bậc hay còn gọi là lớp (tier) của bộ xử lý.
- Cấp xử lý quản lý
- Cấp xử lý hoạt động
- Cấp xử lý hệ thống
- Cấp xử lý vùng
Cấp độ được sử dụng thực sự cho hệ thống phụ thuộc vào từng nhu cầu của tòa nhà hay một tổ hợp tòa nhà. Cấp độ xử lý vùng có thể kết hợp các bộ actuator và cảm biến sử dụng vi xử lý thông minh. Tiếp sau đây chúng ta lấy bộ điều khiển cấp vùng để khởi đầu quá trình tìm hiểu về cấu hình phần cứng trong hệ BMS.
Bộ điều khiển cấp vùng. Đây là bộ điều khiển sử dụng bộ vi xử lý. Nó cung cấp khả năng điều khiển trực tiếp tới các thiết nằm trong phạm vi cấp vùng, như bơm nhiệt, hộp điều lượng gió (VAV - Variable Air Volume), thiết bị cấp gió đơn vùng. Bộ điều khiển cấp này cũng có thể sử dụng phần mềm quản lý năng lượng. Tại cấp xử lý vùng, cảm biến và actuator giao liên lạc trực tiếp với thiết bị được điều khiển. Một bus liên lạc làm phương tiện kết nối các bộ điều khiển, do vậy các điểm thông tin giữa các bộ điều khiển có thể chia sẻ cho nhau và chia sẻ với các bộ xử lý tại hệ thống và ở cấp xử lý hoạt động. Các bộ điều khiển cấp vùng tiêu biểu có một cổng hoặc kênh giao tiếp để hỗ trợ sử dụng thiết bị đầu cuối di động trong quá trình thiết lập ban đầu và cả những lần điều chỉnh sau đó.
Bộ điều khiển cấp hệ thống. Bộ điều khiển cấp này có công suất lớn hơn bộ điều khiển cấp vùng nếu xét trên phương diện các điểm, vòng DDC và chương trình điều khiển. Bộ điều khiển cấp hệ thống thường được dùng để điều khiển các thiết bị cơ khí như các hệ cung cấp khí, hệ VAV trung tâm và hệ thống làm mát. Ngoài ra, nó còn thực thi điều khiển ánh sáng. Bộ điều khiển tại cấp này giao tiếp trực tiếp với các thiết bị được điều khiển thông qua actuator và cảm biến, hoặc giao tiếp gián tiếp thông qua các bus liên lạc với bộ điều khiển cấp vùng. Bộ điều khiển cấp hệ thống có một cổng để kết nối với các thiết bị đầu cuối lập trình và vận hành cầm tay trong suốt quá trình cài đặt ban đầu và cả các lần điều chỉnh sau này. Khi bộ điều khiển cấp hệ thống được kết nối với bộ xử lý cấp hoạt động, những thay đổi chương trình điều khiển thường được thực thi ở bộ xử lý cấp hoạt động và sau đó tải xuống bộ điều khiển. Bộ điều khiển cấp hệ thống cũng cung cấp khả năng dự phòng trong trường hợp liên lạc bị đứt bằng chế độ hoạt động độc lập.
Một số kiểu bộ điều khiển cấp hệ thống cũng cung cấp chế độ bảo vệ an toàn cho toàn bộ tài sản thông qua tín hiệu cảnh báo hỏa hoạn, cảnh báo an ninh, bảo mật truy cấp.
Bộ xử lý cấp hoạt động. Bộ xử lý cấp này giao tiếp chủ yếu với vận hành viên hệ BMCS. Trong mọi ứng dụng, nó thường là PC được trang bị màn hình hiển thị và các bảng mạch có chức năng ‘plug-in’ cho thiết bị vận hành bổ sung, printer, mở rộng bộ nhớ và bus liên lạc. Bộ xử lý cấp này thường có phần mềm ứng dụng, để:
- Bảo đảm an ninh hệ thống: Hạn chế truy cập và hoạt động cho những người có thẩm quyền
- Xâm nhập hệ thống: Cho phép những người có thẩm quyền chọn và lấy dữ liệu thông qua PC và một số thiết bị khác.
- Định dạng dữ liệu: Tập hợp các điểm hệ thống ngẫu nhiên thành định dạng nhóm logic để hiện thị và in ấn.
- Tách dữ liệu
- Lập trình tùy biến: Phát triển các chương trình DDC theo nhu cầu tại cấp độ hoạt động rồi tải xuống từng bộ điều khiển cấp hệ thống và cấp vùng chuyên biệt hoặc từ xa
- Đồ họa: Kết hợp với dữ liệu động về hệ thống xây dựng các màn hình đồ họa theo yêu cầu.
- Report chuẩn: Tự động cung cấp các report chuẩn theo định kỳ và theo yêu cầu hoạt động.
- Report theo yêu cầu: Là các bảng dữ liệu, file định dạng Word, và quản lý cơ sở dữ liệu.
- Quản lý bảo trì: Tự động lên lịch bảo trì thiết bị dựa trên dữ liệu về lịch sử thiết bị và thời gian hoạt động.
- Tùy chỉnh khu vực theo nhu cầu
- Tích hợp hệ thống: Cung cấp cổng liên lạc và chức năng điều khiển cho các hệ thống phụ (HVAC, cứu hỏa, an ninh, điều khiển truy cập).
Bộ xử lý cấp quản lý. Đây là cấp cao nhất trong cấu trúc của hệ BMCS. Nó thực thi điều khiển và quản lý thông qua các hệ thống phụ. Tại cấp này, vận hành viên có thể yêu cầu dữ liệu và ra lệnh tới các điểm từ bất kỳ đâu trong hệ thống. Vận hành hoạt động thường nhật là chức năng thông thường của bộ xử lý cấp hoạt động. Tuy nhiên, điều khiển toàn bộ có thể được chuyển sang cho bộ xử lý cấp quản lý trong những trường hợp khẩn cấp. Bộ xử lý cấp quản lý thu thập, lưu trữ, xử lý dữ liệu lịch xử như mức độ tiêu thụ điện năng, chi phí vận hành và hoạt động cảnh báo, các báo cáo để làm cơ sở hoạt định quản lý và vận hành nhà máy lâu dài.
Giao thức liên lạc
Giao thức liên lạc là một nhân tố thiết yếu trong cấu hình hệ thống BMCS vì lượng dữ liệu truyền từ điểm này tới điểm khác và do bộ xử lý phần tán có thể phụ thuộc, hỗ trợ lẫn nhau để truyền dữ liệu. Các link hoặc bus liên lạc thường sử dụng giao thức liên lạc ‘poll/response hoặc ‘peer’. Các hệ BMCS đầu tiên sử dụng giao thức poll/response - trong đó các quá trình xử lý dữ liệu và trí tuệ hệ thống nằm cả ở bộ xử lý trung tâm. Vào giữa những năm 1990, mọi hệ thống BMCS sử dụng giao thức “peer”. Kiểu giao thức này không có thiết bị master mà nó chia đều giao thức cho mọi thiết bị bus.
Giao thức liên lạc peer
So với giao thức liên lạc poll/response thì giao thức Peer có những lợi thế sau:
- Liên lạc không có thiết bị nào làm master
- Liên lạc trực tiếp giữa các thiết bị kết nối bus, không phải thông qua bộ xử lý BMS trung tâm
- Thông điệp được truyền tới mọi thiết bị kết nối bus.
còn tiếp (tư liệu lấy từ internet, các bác có hứng thú em sưu tầm tiếp, không thì off)
