LỜI CAM ĐOAN Cuốn luận văn sản phẩm trình tìm tòi, nghiên cứu trình bày tác giả đề tài luận văn với giúp đỡ bảo tận tình PGS.TS Nguyễn Văn Khang Mọi số liệu, quan điểm, quan niệm, phân tích, kết luận tài liệu nhà nghiên cứu khác trích dẫn theo qui định Vì vậy, tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Hà Nội, ngày tháng Tác giả năm 2012 NGUYỄN VĂN HOÀN Trang Mục lục MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG - GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan hệ thống quản lý tòa nhà BMS 10 1.2 Lợi ích việc ứng dụng hệ thống BMS 11 1.3 Phân cấp hệ thống quản lý điều khiển [2] 13 1.3.2 Cấp điều khiển hệ thống 14 1.3.3 Cấp vận hành, giám sát quản lý 15 1.4 Truyền thông BMS 16 1.4.1 Lớp mạng mức quản lý 16 1.4.3 Lớp mạng mức trường 17 1.5 Các giao thức ứng dụng cho hệ thống BMS 17 1.5.1 Giao thức BACnet 17 Nền tảng giao thức BACnet 17 Kiến trúc giao thức BACnet 17 1.5.2 Giao thức LonWorks 19 Kiến trúc giao thức LonWorks 19 23 CHƯƠNG – HỆ THỐNG THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BMS 24 2.1 Máy chủ 24 2.1.2 Máy chủ quản lý hệ thống 24 2.1.3 Máy chủ lưu trữ liệu 25 2.1.4 Máy chủ quản lý lượng 25 2.1.5 Máy chủ liệu an ninh 25 2.2 Máy chủ dự phòng 25 2.3 Máy tính khách 26 2.4 Các thiết bị ngoại vi 27 2.4.1 Máy in 27 2.4.2 Bộ lưu điện (UPS) online 27 2.5 Bộ điều khiển số trực tiếp 27 2.5.1 Tính Bộ điều khiển số DDC 27 2.5.2 Đặc tính kỹ thuật Bộ điều khiển số trực tiếp DDC 29 2.6 Bộ điều khiển giao tiếp mạng NAE 31 2.7 Thiết bị cấp trường 35 2.8 Các giao thức truyền thông 37 Trang Mục lục 2.9 Phần mềm quản lý, giám sát điều khiển hệ thống EBI [6] 38 2.10 Bộ điều khiển số EXCEL WEB modul vào [6] 45 2.10.1.Bộ điều khiển số trực tiếp EXCEL WEB 45 2.10.2 Các modul vào ra(I/O Module) 51 53 3.1 Yêu cầu BMS nhà 53 3.1.1 Tổng quan nhà Bộ tài nguyên Môi trường Việt Nam 53 3.1.2 Nhiệm vụ thiết kế chung 54 3.2 Kết nối hệ thống BMS tới hệ thống khác tòa nhà 56 3.3 TÍCH HỢP HỆ THỐNG 68 CHƯƠNG - TÍCH HỢP CÁC HỆ THỐNG 80 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 Trang Danh mục bảng biểu DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Mô hình hệ thống BMS .13 Hình - 3: Kiến trúc giao thức Lonworks 20 Hình 2.1 Bộ điều khiển số trực tiếp 29 Hình 2-3 Phần mềm EBI 38 Hình 2-4 Các chuẩn mở EBI .40 Hình 2-6 Giao diện vận hành phần mềm Excel web 48 Trang Danh mục chữ viết tắt DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt AC AHU AI AO BACnet 10 11 12 13 14 15 16 BA BMS CCTV DDC DVM DI DO EBI FCU HDD HVAC 17 18 I/O IBMS 19 20 21 22 23 IP LAN MCCB MODBUS OPC 24 25 UPS VAV Mô tả AHU Controller Air Handing Unit Analog Input Analog Output Data communications Protocol for Building Automation and Control Networks Building Automation Building Management System Closed- Circuit Television Direct Digital Controller Digital Video Manager Digital Input Digital Output Enterprise Building Intergrator Fan Coil Unit Hard Disk Driver Heating, Ventilation and Air Conditioning Input/ Output Intelligent Building Management System Internet Protocol Local Area Network Molded Case Circuit Breaker Modbus Object Linking and Embedding for Process Control Uninterrptible Power System Variable Air Volume Trang Bộ điều khiển AHU Máy điều hòa không khí Đầu vào tương tự Đầu tương tự Giao thức truyền thông liệu cho mạng điều khiển tự động hóa tòa nhà Tự động hóa tòa nhà Hệ thống quản lý tòa nhà Hệ thống truyền hình Bộ điều khiển số trực tiếp Bộ quản lý video số Đầu vào số Đầu số Tích hợp hệ thống tòa nhà Dàn quạt lạnh Ổ cứng Điều hòa lưu thông không khí Đầu vào/ đầu Hệ thống quản lý tòa nhà thông minh Giao thức mạng Mạng máy tính cục Máy cắt cục Giao thức Modbus Điều khiển trình cho đối tượng liên kết nhúng Bộ lưu điện Bộ điều khiển lưu lượng gió biến đổi Lời mở đầu LỜI MỞ ĐẦU Tự động hóa, năm gần khái niệm trở nên quen thuộc không khái niệm sử dụng lĩnh vực chuyên môn kỹ thuật đặc thù Tự động hóa góp mặt lĩnh vực từ sản xuất phục vụ sống ngày Mục tiêu công nghệ tự động hóa xây dựng hệ thống mà trung tâm người, người thực việc đặt yêu cầu thao tác thực yêu cầu đó, tùy theo lĩnh vực, trình, đảm nhận hệ thống kỹ thuật đặc trưng Hệ giải phóng sức lao động người, nâng cao hiệu sản xuất Trên giới, hệ thống thông minh, tự động điều khiển áp dụng từ sớm cho thấy đóng góp quan trọng phủ nhận Việc xây dựng công trình ngày gần thiếu việc triển khai, áp dụng hệ thống tự động Với công trình xây dựng công nghiệp dân dụng, hệ thống kỹ thuật tự động gọi chung hệ thống tự động hóa tòa nhà đóng vai trò quan trọng việc trì điều kiện làm việc lý tưởng cho công trình, cho người thiết bị hoạt động bên công trình Một hệ thống tự động hoàn chỉnh cung cấp cho công trình giải pháp điều khiển, quản lý điều kiện làm việc nhiệt độ, độ ẩm, lưu thông không khí, chiếu sáng, hệ thống an ninh, báo cháy, quản lý hệ thống thiết bị kỹ thuật, tiết kiệm lượng tiêu thụ cho công trình, thân thiện với môi trường Ở Việt Nam, năm gần không khó để nhận đóng góp hệ thống tự động công trình công nghiệp dân dụng Những khái niệm quản lý tòa nhà, tiết kiệm lượng công trình, bảo vệ môi trường… không mẻ Tuy nhiên, mức độ áp dụng hệ thống nói chung có giới hạn, chưa thực sâu rộng Điều thay đổi nhanh chóng năm tới đây, nhịp độ xây dựng công trình đại ngày cao, hệ thống tự động hóa tòa nhà ngày có lực độ tin cậy lớn hơn, lợi ích việc áp dụng hệ thống ngày rõ nét Trang Lời mở đầu Cuốn luận văn có bố cục gồm chương cung cấp kiến thức việc thiết kế hệ thống tự động hóa tòa nhà, từ hệ thống điều hòa thông gió đến hệ thống quản lý chiếu sáng, an ninh, báo cháy, quản lý lượng công trình… Chương cho nhìn tổng quan hệ thống quản lý tòa nhà BMS Nội dung chương xoay quanh việc tập trung mô tả tính năng, lợi ích hệ thống cần tích hợp hệ thống quản lý tòa nhà như: acess control, hệ thống quản lý điện năng, lighting control, hệ thống điều hòa thông gió, thang máy, Từ tác giả đưa cấu trúc mạng phương thức truyền thông BACnet, MODbus, LONworks, OPC, để ghép nối thiết bị cấp trường, điều khiển số DDC, cấp quản lý để điều khiển giám sát hệ thống Để cụ thể hóa nội dung chương 1, chương trình bày cấu trúc hệ thống BMS, yêu cầu thiết bị, điều khiển phần mềm, sử dụng hệ thống quản lý tòa nhà Trong chương này, tập trung mô tả đặc tính hệ thống máy chủ phòng điều khiển trung tâm phần mềm quản lý giám sát hệ thống EBI (Enterprise Building intergrator), tác giả trình bày phần mềm đặc tính điều khiển số EXCEL WEB modul vào Chương thể chi tiết trình thiết kế hệ thống quản lý tòa nhà trụ sở Bộ tài nguyên môi trường Trong chương này, tác giả trình bày khâu thiết kế từ việc trình bày cấu trúc hệ thống kỹ thuật tòa nhà sau trình lựa chọn thiết bị lựa chọn máy chủ, điều khiển số, thiết bị đầu cuối cảm biến nhiệt, cảm biến độ ẩm, cảm biến chênh áp, công tắc dòng chảy, công tắc lưu lượng gió,van điều khiển, Một yêu cầu cốt yếu hệ thống quản lý tòa nhà phải tích hợp hệ thống riêng lẻ lại để vận hành, quản lý giám sát Điều tác giả trình bày vắn tắt chương cuối luận văn chương Trong đó, tác giả sâu giải thích chức năng, tín hiệu đầu vào ra, phương thức tích hợp hệ thống Qua đây, xin gửi lời cám ơn tới gia đình, đồng nghiệp thầy cô Viện Điện tử - Viễn Thông, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ủng hộ giúp đỡ trình làm luận văn Đặc biệt, xin chân thành cám PGS.TS Nguyễn Văn Khang nhiệt tình bảo để hoàn thành luận văn Trang Chương - Giới thiệu chung CHƯƠNG - GIỚI THIỆU CHUNG Hiện với phát triển vũ bão thời đại công nghiệp hóa, đại hóa, quốc gia đặt phát triển hội nhập kinh tế toàn cầu Việt nam tiến bước dài nhiều lĩnh vực đáng khích lệ, đặc biệt kinh tế Cùng với bước tiến thành công đó, qui mô đô thị ngày cao với hàng loạt công trình kiến trúc đồ sộ mọc lên để phục vụ cho nhu cầu ngày cao người Các trung tâm thương mại, công trình tổ hợp dịch vụ ngày người quan tâm Trong công trình kể đến trước tòa nhà cao tầng phục vụ cho mục đích kinh tế giải trí sinh hoạt Các tòa nhà thông thường phải có yêu cầu tối thiểu hệ thống sau: - Hệ thống cung cấp điện, chiếu sáng - Hệ thống cung cấp nước - Hệ thống thông gió Và nhu cầu ngày tăng tòa nhà có thêm hệ thống khác như: - Hệ thống điều hòa không khí (kết hợp thông gió) - Hệ thống điều khiển vào, giám sát tòa nhà - Hệ thống báo động, báo cháy, báo khói…… - Hệ thống thông tin nội Có thể phân loại hệ thống thành ba nhóm : - Hệ thống giám sát báo động - Hệ thống quản lý lượng - Hệ thống thông tin Theo thống kê Việt Nam khoảng 50% số tòa nhà có trang bị hệ thống điều hòa tập trung, hệ thống bảo vệ báo cháy, hệ thống báo động xâm nhập giám sát camera chưa có hệ thống BMS Tất thiết bị hệ thống điều hòa, báo cháy, điều khiển riêng biệt, điều khiển không trao đổi thông tin với nhau, quản lý giám sát chung phần quản lý Trang Chương - Giới thiệu chung điện mức thấp Khoảng 30% số tòa nhà có trang bị hệ thống điều hòa tập trung, hệ thống bảo vệ báo cháy, hệ thống báo động xâm nhập giám sát camera có trang bị hệ thống BMS Tất thiết bị hệ thống điều hòa, báo cháy, điều khiển riêng biệt tích hợp phần Hệ BMS cho phép trao đổi thông tin, giám sát hệ thống, cho phép quản lý tập trung Hệ BMS cho phép quản lý điện mức cao Qua ta thấy tính cấp thiết phải trang bị hệ thống BMS cho nhà cao tầng Việt Nam Ngày nay, tòa nhà cao tầng không đạt tiêu chí diện tích sử dụng mà phải đạt tiêu chí tiết kiệm điện năng, đạt tiêu chí môi trường, tiêu chí tiện nghi, tiêu chí hệ thống thông tin, tiêu chí an ninh, Tùy thuộc vào loại nhà cao tầng mà hệ thống BMS phải trang bị cho phù hợp với mục đích sử dụng môi trường tòa nhà khai thác Các hệ thống BMS chuẩn hóa sử dụng rộng rãi giới Các hãng cung cấp sản phẩm xâm nhập vào thị trường Việt nam như: Johnson Control, Siemens, Honeywell, Yamatake Thuật ngữ BMS đời vào đầu năm 1950 áp dụng phổ biến khoảng 20-30 năm trở lại dựa sở phát triển công nghệ tự động hóa khả tích hợp hệ thống 1.1 Tổng quan hệ thống quản lý tòa nhà BMS Chức hệ thống quản lý tòa nhà Buiding Management System (BMS) tích hợp phân tích xử lý liệu nhận từ hệ thống liên quan từ đưa phương hướng xử lý vận hành cho tòa nhà cho đạt mức tối ưu Hệ thống BMS dựa tảng hệ điều khiển phân tán Distributed Control System - DCS, phần mềm điều khiển đóng vai trò giao diện người máy HMI máy tính điều khiển với điều khiển kỹ thuật số Hệ thống hoạt động ổn định thiết bị điều khiển số DDC cho dù có gián đoạn truyền thông mạng điều khiển hay có cố máy tính điều khiển hệ thống mạng cấp quản lý điều khiển phòng điều khiển trung tâm Chúng ta biết tòa nhà có nhiều hệ thống kỹ thuật khác nhau, sử dụng công nghệ khác mức độ tự động hóa khác Vì BMS tích hợp Trang 10 Chương - Tích hợp hệ thống bơm nước thải • Trạng thái bơm cấp nước thoát Giám sát nước • Mức nước bể nước ngầm cao/thấp, bể nước tầng mái • Rãnh hỗ chứa nước thải … • Báo động cố tải bơm cấp Các báo động giám sát từ trung tâm điều khiển thoát nước • Báo động mức nước bể ngầm cao/thấp, bể nước tầng • Màn hình giám sát hệ thống cấp thoát nước 4.7 Hệ thống PA Nhà thầu cung cấp lắp đặt hệ thống BMS cung cấp tín hiệu điều khiển đầu chuẩn DO kéo dây điều khiển tới hệ thống PA Các lệnh điều khiển thực điều khiển hệ thống PA phát thông báo theo yêu cầu người vận hành tự động theo tình thực tế Trang 99 Chương - Tích hợp hệ thống Nhà thầu PA có trách nhiệm nối dây điều khiển nhà thầu BMS cấp tới vào hệ thống Hệ thống PA đóng vai trò quan trọng việc phát thông tin thông báo trường hợp bình thường cố thoát hiểm Hệ thống BMS cung cấp 02 tín hiệu điều khiển chuẩn DO đến đầu vào hệ thống Các tín hiệu tác động đến hệ thống PA để đưa thông báo định sẵn Các tín hiệu sử dụng phù hợp với yêu cầu kiện thực tế vận hành tòa nhà 4.8 Hệ thống thang máy Hệ thống bms tích hợp với hệ thống thang máy thông qua giao thức bậc cao Bacnet IP Để kết nối yêu cầu nhà thầu hệ thống thang máy cung cấp cổng truyền thông Bacnet IP ( Bacnet Gateway) Hình 4-12 Hệ thống thang máy Để giám sát hệ thống thang máy, hệ thống thang máy cần đưa tới đầu chúng thông tin đáp ứng để kế nối tới hệ thống BMS, trình kết nối cụ thể hóa phần cứng phần mềm nhà thầu thang máy để hiển thị, giám sát chế độ vận hành theo yêu cầu kỹ thuật Để kiểm soát vận hành thang tình cố có thoát hiểm đặc thù yâu cầu cao an toàn cho người, thang máy không hoạt động (Ngoại trừ thang máy chữa cháy), thang máy điều khiển vị trí gần thông mặt đất để thoát hiểm tránh tình trạng có người bị kẹt thang máy Nhà thầu cung cấp lắp đặt hệ thống thang máy cần cung cấp đầu tín hiệu: Chức giám sát: Trang 100 Chương - Tích hợp hệ thống • Giám sát tình trạng hoạt động các thang: Run/ Stop/ Alarm/ Trip/ • • • • • • • Normal; Giám sát tình trạng đóng/mở cửa buồng thang (door open/close); Giám sát chiều di chuyển vị trí cabin thang Giám sát số làm việc thang để thống kê đưa lịch bảo trì Các báo động hệ thống như: Kẹt thang, có cháy thang… Chức điều khiển Enable/Disable thang Đưa thang tình trạng khẩn cấp (hỏa hoạn) đưa thang tầng Kích hoạt kịch vận hành thang sẵn có (kịch tiếp đón khách, kịch ưu tiên theo số tầng, kịch chế độ bảo trì …), kịch thảo luận trực tiếpkhi lập trình vận hành thang 4.9 Hệ thống an ninh vào ( CCTV Access control ) Hệ thống quản lý an ninh tòa nhà phải có khả đồng với phần mềm quản lý sở liệu hệ thống BMS Hệ thống an ninh bao gồm hệ thống quản lý vào hệ thống CCTV, hệ thống BMS tích hợp với hệ thống an ninh thông qua giao thức Bacnet IP, OPC Hệ thống BMS phối hợp hoạt động hai hạng muc : Ghi lại hình ảnh video cửa truy nhập có người cụ thể ra/vào vùng Ghi lại hình ảnh video có báo động So sánh hình ảnh ghi camera với ảnh thẻ trung tâm lưu trữ liệu Hình 4-13 Hệ thống an ninh vào a/ Hệ thống kiểm soát vào Access control: Việc tích hợp hệ thống cho phép nhân viên vận hành hệ thống BMS truy nhập sở liệu hệ thống kiểm soát vào thu thập thông tin cá nhân Trang 101 Chương - Tích hợp hệ thống vào nhà qua cửa kiểm soát, tổng hợp số liệu để thống kê xuất báo cáo như: • Báo cáo chi tiết thời gian ra/ vào nhân viên theo ngày tổng hợp theo tháng • Báo cáo thời gian ra/ vào khách • Tra cứu thời gian, tên người vào thời gian xảy cố • Tra cứu cảnh báo hệ thống kiểm soát vào Yêu cầu hệ thống BMS tới hệ thống Access cotrol: Giao diện Sap/3 Với điều khiển thích hợp phần cứng phần mềm khác, hệ thống bao gồm giao diện tùy chọn SAP chứng nhận, giao diện hai chiều cho phép liệu cá nhân từ SAP tới hệ thống IBMS ngược lại Chứng thực chứng SAP cung cấp nhà cung cấp theo yêu cầu Các công nghệ thẻ : - Wiegand - Vạch từ - Thẻ thông minh (theo ISO 7816) - Xấp xỉ ví dụ HID - “Legic” (Kaba Benzing) - Mifre contactless (ISO 14443A) - ST Micro (ISO 14443B) Khi sử dụng Mifare, ta sử dụng số series thẻ nhận dạng để lưu trữ thông tin nhận dạng cụ thể ứng dụng vào vùng nhớ định sẵn phép việc sử dụng nhiều ứng dụng thẻ Các mác nhận dạng ảnh ( có ) Có thể chụp ảnh chân dung chữ ký tất chủ thẻ sau tạo mác nhận dạng ảnh sử dụng ảnh Việc chụp ảnh in mác nhận dạng ảnh phải tích hợp hoàn toàn hệ thống BMS phải sử dụng sở liệu tương tự Bất hệ thống sử dụng hệ thống mác ảnh riêng rẽ sở liệu riêng rẽ không chấp nhận Các thiết bị chụp phải bao gồm thẻ chụp video, máy ảnh kỹ thuật số, máy quét chữ ký phương tiện chụp phải hỗ trợ chuẩn MCI, TWAIN WinTab cho việc chụp hình Các thiết bị kết nối trực tiếp thông qua bảng mạch PC qua công nối tiếp USB Nếu sử dụng Trang 102 Chương - Tích hợp hệ thống thẻ chụp video cho chụp hình, phương tiện xem lại trực tiếp phải cung cấp b/ Hệ thống camera CCTV: Giao diện người vận hành Hệ thống quản lý ghi video kỹ thuật số (CCTV, DVRMS) tích hợp hoàn toàn vào hệ thống IBMS Người vận hành hệ thống IBMS xem video trực tiếp từ camera, bắt đầu ghi hình cấu hình thiết lập camera khác Tất thiết lập an ninh vận hành, tất hoạt động để quản lý video kỹ thuật số thực qua giao diện vận hành IBMS Các tính mà hệ thống IBMS điều khiển, giám sát lien động hệ thống CCTV với hệ thống khác sau: Ghi hình dựa vào kiện Việc ghi hình bắt đầu cảnh báo hệ thống IBMS Với cảnh báo xảy ra, xác định camera ghi hình, tỉ lệ khung cho ghi hình kỹ thuật số thời gian ghi hình Điều thêm vào với kế hoạch ghi hình thiết lập cho camera Hệ thống BMS có nhiệm vụ liên động hệ thống CCTV với hệ thống khác( Access, PA, SMS) trường hợp cần thiết, cụ thể sau: Khi có người đột nhập trái phép vị trí bất kỳ, hệ thống BMS điều khiển Camera khu vực có đột nhập trái phép ghi lại diễn biến xảy đồng thời kết hợp với hệ thống PA(SMS) thông báo cho người vận hành, bảo vệ biết vị trí có người đột nhập trái phép Các chức phần mềm ứng dụng - Video trực tiếp Đầu trực tiếp từ camera cấu hình xem thông qua loạt hình hỗ trợ: • Xem hình camera đơn lẻ • Xem lúc lên tới 16 camera, với 25/30fps(khung hình/giây) cổng nhìn hỗ trợ thiết lập trước camera cho PTZ • Xác định cac lựa chọn xem theo tỉ lệ hình 4:3 16:9 (màn ảnh rộng) chống lại việc biến dạng video nguyên Trang 103 Chương - Tích hợp hệ thống tận dụng toàn khu vực hình cho việc hiển • • • • • thị hình ảnh nhiều kênh video Xem vị trí thiết lập trước Thay đổi thiết lập cho camera Thay đổi thiết lập ghi hình cho camera Thêm vào xóa camera Lập kế hoạch cho việc ghi hình, phân tích video chuyển mạch giám sát đầu vào/đầu • Thay đổi thiết lập phân tích video chỉnh định: o Dò tìm chuyển động video o Theo dõi đối tượng o Phân loại đối tượng o Phân tích video thông minh • Thay đổi thiết lập cho đầu vào đầu IP camera streamer • Thay đổi thiết lập cho dò tìm camera tamper • Xem khởi tạo gọi Intercom với camera cấu hình với chức truyền âm hai chiều Người dùng chọn camera từ danh sách điều khiển dạng camera thích hợp với người dùng Hệ thống hỗ trợ đa hình trường hợp sau: • Màn hình cảnh báo: Khi cảnh báo xảy máy chủ hệ thống điều khiển an ninh, đầu video trực tiếp camera liên kết với cảnh báo chuyển trực tiếp tới hình cảnh báo Người dùng đáp nhận cảnh báo để đóng hình sử dụng bàn phím số Các camera trực tiếp tới hình cảnh báo không gỡ bỏ từ hàng đợi trừ bị đóng người vận hành Có thể tạo dãy hình cảnh báo để quản lý hình cảnh báo cách đồng thời • Màn hình cảnh báo vòng tròn: Một hình cảnh báo sẵn sàng cuối dãy hình cảnh báo để nối vòng hình ảnh camera từ cảnh báo chưa đáp nhận số camera để xem vượt số hình cảnh báo Mỗi dãy hình cảnh báo điền, cảnh báo đặt dãy theo với mức ưu tiên sau thời gian xảy Trong trường hợp tất hình cảnh báo sử dụng, camera kích hoạt cũ thêm vào hình cảnh báo vòng Việc xem cảnh báo quay vòng Trang 104 Chương - Tích hợp hệ thống hình cảnh báo cuối đáp nhận xóa người vận hành trường hợp nhiều cảnh báo thêm vào hình • Màn hình giám sát: Người vận hành lệnh hình nhiều camera dãy hình camera đơn tới hình giám sát Người dùng xóa hình dùng bàn phím số • Các hình cấu hình để làm việc hình theo dõi hình cảnh báo Trong trường hợp này, hình làm việc hình theo dõi cảnh báo xảy ra, tkhi video cảnh báo Mỗi cảnh báo đáp nhận, video chiếu trước (như hình cảnh báo) hiển thị lại Trong trường hợp trên, hình kết nối với trạm vận hành sử dụng card PC đa hình tới cac PC khác Các hệ thống không đề xuất chức không chấp nhận - Cảnh báo video DVRMS hỗ trợ tính cảnh báo video video streamer Tính ngày cung cấp cho người vận hành DVRMS nhắc nhở tín hiệu video từ camera tới video streamer bị Một cảnh báo video phát ra, thay đổi biểu tượng camera camera để điều kiện cảnh báo hệ thống ghi nhật ký ghi lại tình trạng cho việc tra cứu sau - Dò tìm Camera Tamper DVRMS cung cấp khả dò tìm tamper với camera kết nối Ít hệ thống dò tìm tượng sau: • Góc nhìn bị thay đổi: thay đổi vị trị camera khỏi vị trí đặt làm phát cảnh báo • Camera bị mờ: nỗ lực thay đổi tiêu cự camera làm mờ camera làm phát cảnh báo • Camera bị mù: nỗ lực bao phủ làm mù camera (thông qua mức sáng bất thường) làm phát cảnh báo Mỗi lựa chọn chọn riêng rẽ tùy theo yêu cầu camera Do kết hợp lựa chọn camera kết nối với DVRMS Trang 105 Chương - Tích hợp hệ thống Các thuật toán dò tìm tampering chạy nhiều máy chủ camera DVRMS Có thể cấu hình chỉnh thuật toán cách riêng rẽ cho camera Màn hình cấu hình cung cấp: • Khả kết hợp thuật toán dò tìm tamper • Phản hồi thời gian thực số phần trăm tampering dò tìm • Khả thiết lập ngưỡng mà cảnh báo tamper phát • Phản hồi thời gian thực ngưỡng tamper bị vượt qua • Mức độ thường xuyên thuật toán dò tìm nên kiểm tra điều kiện tamper • Đáp ứng hệ thống với cảnh báo tamper bao gồm: o Bắt đầu ghi hình với khả cấu hình hệ thống ghi video trước kiện xảy Nó phải ghi video trước kiện xảy giai đoạn ghi trước giá trị cấu hình trước o Phát cảnh báo với mức cảnh báo cấu hình o Gửi video tới trạm vận hành o Kích hoạt đầu thiết bị đươck nối với DVRMS camera mạng or giải mã video Mỗi điều kiện tamper phát hiện, hệ thống cung cấp dẫn hình ảnh tới người vận hành thông qua văn đè lên video trực tiếp camera Văn đè lên cho mục đích nhìn không ghi lại Các hệ thống cung cấp thiết lập camera tamper giống cho tất camera không chấp nhận - Camera đơn lẻ Từ hình này, người dùng • Xem đầu trực tiếp từ camera chọn • PTZ chỉnh tiêu cự camera dùng joystick gắn với máy tính trạm vận hành • PTZ chỉnh tiêu cự camera dùng thiết bị điểm gắn với máy tính trạm vận hành Các thiết bị điểm Standard Microsoft Windows 2003, Microsoft Windows XP hay Microsoft Windows Vista chuột máy tính hay hình chạm hỗ trợ • Với camera hỗ trợ PTZ liên tục, chuột máy tính dùng cho PTZ liên tục cách trực tiếp cửa sổ video trực tiếp Bằng cách nhúp chuột lên xuống, trái phải cửa sổ video, người vận hành riêng camera lên xuống, quét camera Trang 106 Chương - Tích hợp hệ thống sang trái phải Việc phóng phải cung cấp sử dụng chuột theo cách tương tự • Ghi hình video trực tiếp thủ công Việc ghi hình tiếp tục khoảng thời gian Mỗi việc ghi hình bắt đầu, nút dừng (stop)sẽ cung cấp vùng với đếm thời gian ghi hình lại • Lưu trữ thủ công khung hình video (snapshot) dạng tệp ảnh bmp Tên tệp tạo cách tự động phần mềm DVRMS bao gồm tên camera, ngày thời gian ghi hình (với độ xác mili giây) • Chỉ chức dò tìm chuyển động video kích hoạt hay không với camera chọn • Khởi tạo gọi intercom chấp nhận gọi intercom tới - Xem nhiều camera DVRMS hỗ trợ xem nhiều camera, lên tới 16 hình ảnh camera đồng thời hình đơn Cấu trúc việc xem cấu hình từ việc chọn mẫu cấu trúc khác Sẽ có tập mẫu cho hình tỉ lệ 4:3 tập mẫu khác cho hình rộng (9:16) để sử dụng thích hợp cho toàn hình mà không làm biến dạng tỉ lệ nguyên video Có thể cấu hình ghi lại hình đơn cho việc sử dụng lại Có thể tạo hình xem video cách nhúp thả camera định vị trước cách trực tiếp vào cổng quan sát từ camera Các mẫu chuẩn tỉ lệ hình bao gồm • Camera đơn (tuần tự) • x View • x View • x View • + View • + View • + 12 View Các mẫu hình rộng bao gồm: • Camera đơn(tuần tự) • x View • x View • + View • + View Trang 107 Chương - Tích hợp hệ thống • + View Màn hình nhiều camera chia thành phần Mỗi góc phần tư có camera để trống, Trong góc phần tư, hình cấu hình xem vòng tròn camera truy cập với người dùng sở thời gian cấu hình PTZ cameras, hỗ trợ định vị trước vị trí, định vị trước vòng tròn dựa sở thời gian Theo cách người vận hành xem dãy PTZ cameras hình nhiều camera Có thể tên camera camera định vị (nếu áp dụng) cấu hình hình trạm vận hành hình giám sát Di chuột qua cổng xem làm lên ô thông báo tên vị trí camera Không có giới hạn số camera ấn định hình đơn nhiều camera Cũng giới hạn số hình nhiều camera - Quang cảnh DVRMS hỗ trợ quang cảnh Quang cảnh bao gồm quang cảnh camera đơn quay vòng theo thời gian PTZ camera hỗ trợ định vị trước định vị trước quay vòng theo thời gian Theo cách này, người vận hành xem nhiều định vị trước dãy PTZ camera Các camera cố định bao gồm dãy quay vòng Không có giới hạn cho số camera ấn định cho quang cảnh đơn Cũng giới hạn số quang cảnh khả thi Yêu cầu hệ thống BMS tới hệ thống CCTV: Các yêu cầu phần mềm phần cứng CCTV: Phần mềm phần cứng hệ thống CCTV phải hỗ trợ tính tương ứng cho hệ thống BMS Các định dạng mã hóa chuyển động chuẩn công nghiệp: JPEG, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 DivX 4.10 Công cụ lập trình đồ họa CARE cho điều khiển họ Exel 5000 [6] CARE công cụ lập trình đồ họa tải chương trình điều khiển cho điều khiển họ Excel 5000 bao gồm : • Excel 10/50/80/100/500/600/800 • Bộ điều khiển Excel Smart Trang 108 Chương - Tích hợp hệ thống • • • • • CARE Bộ điều khiển Excel Web Các modul I/O thông minh Các modul I/O phân tán Bộ điều khiển kết nối Excel Các thiết bị LON/BACnet hãng khác với E-Vision sử dụng quản lý, điều khiển hệ thống Excel 10( sử dụng Excel 10 zone manager) CARE hỗ trợ cho điều khiển Excel Link, điều khiển Olink/OPS Phần mềm ứng dụng CARE chạy MicrosoftWindows cài đặt máy chủ vận hành để quản lý điều khiển điều khiển Bộ điều khiển CARE cung cấp đặc tính cụ thể điều khiển nhớ khả liệu Các đối tượng đưa dạng sơ đồ nguyên lý, sơ đồ đưa thiết bị đối tượng cách chúng xếp.Dưới sơ đồ nguyên lý đầu vào đầu thiết bị (các điểm liệu) Sơ đồ nguyên lý đối tượng vẽ mà không cần ký hiệu thành phần hiển thị điểm liệu mũi tên CARE phân biệt điểm vật lý điểm phần cứng, chúng quan hệ tới đầu vào vật lý điểm phần mềm Các điểm phần mềm tạo cho kết tính toán trình chương trình phần mềm Để điều khiển thiết bị, chiến lược điều khiển, chương trình thời gian logic thêm vào cho sơ đồ nguyên lý Cho trình điều khiển tới chương trình ứng dụng điều khiển, điểm liệu ứng với kết nối cho cung cấp chuyển đổi liệu điều khiển đối tượng Chuyển đổi liệu tới điểm liệu sẻ thực thi tùy vào chức logic kèm CARE cung cấp ứng dụng cho tạo lập chương trình điều khiển : • Sơ đồ nguyên lý đối tượng • Chiến lược điều khiển • Logic đóng cắt • Chương trình thời gian Sau hoàn thành thiết kế biên tập sơ đồ nguyên lý, chiến lược điều khiển, logic đóng cắt chương trình thời gian, file chương trình ứng dụng biên dịch sang định dạng phù hợp với điều khiển Rồi tải chương trình tới điều khiển Trang 109 Chương - Tích hợp hệ thống 4.11 Tạo giao diện quản lý tòa nhà EBI Hệ thống EBI tích hợp đầy đủ với Microsoft Windows với chuẩn mạng công nghiệp hoạt động đồng với thiết bị BACnet, EchelonLonwork Giao thức mạng TCP/IP chuẩn bao gồm LAN, WAN EBI dựa kiến trúc Client-server Cơ sở liệu thời gian thực đáp ứng cao trì server(có dự phòng) Hệ thống cung cấp thông tin thời gian thực tới client vùng mạng sở(LAN-WAN) trạm vận hành(Station) ứng dụng bảng tính sở liệu liên quan Và modul hóa thiết kế, EBI giải pháp hiệu cao Cấu hình dãi rộng từ hệ thống node đơn nhỏ hệ thống tích hợp nhiều server Để cải thiện khả đáp ứng hệ thống sử dụng cấu trúc server dự phòng Trong cấu trúc EBI cài đặt server y hệt EBI sử dụng phân xử phần mềm để xác định đâu server thứ cấp, đâu sơ cấp Với phân xử phần mềm, server hỏi server khác toàn mạng để xác định hay không server bị lỗi Kiến trúc hệ thống phân tán cho phép tích hợp tới 10 server hệ thống đơn, DSA Các server điểm giao diện mức cao cho phép EBI chuyển đổi liệu với ứng dụng khác hay hệ thống LON BACnet mà ko cần phải cấu hình lại điểm EBI Các server điểm đọc liệu trực tiếp từ cấp trường yêu cầu EBI Kiến trúc tập liệu(gọi flexible point) xác định ứng dụng hệ thống EBI Tùy chọn server điểm LONwork, ví dụ, giúp EBI truy nhập tới Excel 10 mà không cần nhiệm vụ cấu hình điểm phức tạp Nó bao gồm hiển thị cụ thể điểm xây dựng trước cho thiết bị excel 10 giám sát hệ thống HVAC chúng Trang 110 Chương - Tích hợp hệ thống Hình 4-14 Server điểm LonWork với hệ thống EBI Giao diện điều khiển Giao diện điều khiển tạo khả EBI chuyển đổi liệu tới điều khiển vùng nhớ “mapping“ điều khiển tới điểm chuẩn EBI( EBI cung cấp giao diện cho hầu hết loại điều khiển sử dụng quản lý tòa nhà an ninh) 4.12 Kết luận chương Chương phân tích nguyên lý tích hợp phân hệ kỹ thuật với BMS Đưa so sánh tính hệ thống kết nối BMS với hệ thống BMS Giới thiệu sơ lược công cụ lập trình đồ họa CARE để ứng dụng cho điều khiển số DDC tìm hiểu nguyên lý tạo giao diện quản lý tòa nhà EBI Trang 111 Kết luận hướng phát triển đề tài KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Luận văn tập trung vào tìm hiểu giải pháp tự động hoá BMS nhà hãng HoneyWell thiết bị hệ thống BMS, đề giải pháp, thiết kế xây dựng hệ thống giám sát điều khiển thiết bị nhà Bộ Tài nguyên Môi trường Việt Nam Về bản, đồ án đạt mục tiêu đề Tuy nhiên có thêm thời gian hội, tác giả mong muốn tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện kiến thức sản phẩm Sau kết đạt được, chưa đạt được, khó khăn định hướng phát triển hệ thống giai đoạn sau: Kết đạt được: − Tìm hiểu cấu trúc giải pháp tự động hoá nhà BMS hãng HoneyWell − Tìm hiểu mô hình trang thiết bị hệ thống tự động hoá nhà − Đề giải pháp xây dựng hệ thống giám sát điều khiển thiết bị nhà − Tìm hiểu sơ lược công cụ lập trình đồ hoạ CARE cho điều khiển DDC − Thiết kế giao diện người vận hành phần mềm EBI Kết chưa đạt được: − Chưa tìm hiểu cách hoàn thiện giao thức truyền thông sử dụng nhà Khó khăn gặp phải trình làm đồ án: − Phần mềm sử dụng hệ thống phần mềm đặc chủng hãng, đòi hỏi key lincenses nên tiếp cận triệt để mô đồ án Định hướng phát triển tương lai: − Hoàn thiện chức xây dựng, cải tiến giao diện người vận hành thuận tiện thân thiện Tìm hiểu phát triển để ứng dụng rộng rãi công trình khác Trang 112 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Honywell, Engineering Manual Of Automatic Control For Commerical [2] [3] Buildings Azbil, BMS Design Guide COMFORT CONTROL Ashrae Handbook, Hiệp hội kĩ sư nhiệt, lạnh, điều hòa không khí ASHRAE (Mỹ) [4] European EMC Directive, Standards EN 50081-2 and EN 50082-2: Industria Level [5] Yamatake Corporation, Building Management System savic-net FX System [6] [7] [8] [9] Configuration Drawings and Software Spefications, Manual phần mềm hãng Honywell cung cấp ABB, Ach550-UH User’s Manual ABB, Product Range Overview 2003/2004 Hướng dẫn thiết kế hệ thống quản lý tòa nhà, Nhà xuất xây dựng, Trang 113 [...]... trong hệ thống điều khiển và BA là BACnet và Lonworks Trang 22 Chương 1 - Giới thiệu chung Trang 23 Chương 2 - Hệ thống thiết bị và phần mềm điều khiển hệ thống BMS CHƯƠNG 2 – HỆ THỐNG THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BMS Hệ thống quản lý tòa nhà được xây dựng trên cơ sở kiến trúc hệ máy chủkhách Trong đó các thông tin cần thiết và hệ thống cơ sở dữ liệu được lưu trữ ở các máy chủ hệ thống. .. lưu trữ Hệ thống thiết bị trong tòa nhà bao gồm hệ thống máy chủ-khách, hệ thống thiết bị tại cấp trường, cấp điều khiển hệ thống Trong chương này sẽ giới thiệu các thiết bị cơ bản trong hệ thống, giao thức được ứng dụng trong các lớp trong hệ thống BMS sử dụng các công nghệ mới nhất như IP/ Linus/ XML/ SVG/ JAVA làm nền tảng công nghệ Hệ thống thiết bị cấp vận hành-giám sát - Máy chủ quản lý hệ thống. .. máy chủ quản lý hệ thống và các máy chủ lưu trữ dữ liệu Các máy chủ sử dụng hệ điều hành mã nguồn mở Linux 2.1.2 Máy chủ quản lý hệ thống Máy chủ quản lý hệ thống thực hiện hoạt động của quá trình quản lý toàn bộ hệ thống (hiển thị dữ liệu, xử lý thông tin, cảnh báo sự cố, v.v ) tới phần mềm duyệt Web cài đặt tại các máy tính khách Trang 24 Chương 2 - Hệ thống thiết bị và phần mềm điều khiển hệ thống. .. điều khiển các thiết bị hoạt động Các DDC thực hiện việc tích hợp mức thấp với các thiết bị của các hệ thống: + Kết nối với thiết bị của hệ thống thông gió + Kết nối với thiết bị của hệ thống cấp, thoát nước + Kết nối với thiết bị hệ thống PCCC + Kết nối với thiết bị hệ thống âm thanh công cộng + Kết nối với thiết bị hệ thống cung cấp điện 2.5.2 Đặc tính kỹ thuật của Bộ điều khiển số trực tiếp DDC -... Việc ứng dụng giải pháp tích hợp cho tòa nhà cho phép tập trung hóa và đơn giản hóa việc giám sát, vận hành và quản lý tòa nhà, cho phép quản lý và giám sát thiết bị trong tòa nhà tốt hơn thông qua dữ liệu lịch sử, các chương trình bảo trì bảo dưỡng, hệ thống cảnh báo, từ đó giảm xác suất lỗi xảy ra trong hệ thống Trang 12 Chương 1 - Giới thiệu chung CẤU TRÚC HỆ THỐNG BMS IBMS WEB SERVER IBMS WEB CLIENT... Mạng trục của tòa nhà/ Structure Cabling system– Building LAN (TCP/IP) NAE NAE DDC DDC NAE DDC THANG MÁY CHIẾU SÁNG Valve Actuator AHU Máy phát FCU Đồng hồ đo đếm năng lượng THÔNG GIÓ CHILLER Hình 1-1: Mô hình hệ thống BMS 1.3 Phân cấp hệ thống quản lý và điều khiển [2] Hệ thống BMS có cấu trúc một hệ thống điều khiển phân tán DCS Hệ thống được phân cấp thành 3 cấp :  Cấp vận hành giám sát và quản lý. .. sát và quản lý Các trạm vận hành và giám sát chủ yếu giao tiếp với các nhân viên vận hành Các trạm vận hành ở cấp độ này chủ yếu là các máy tính PC - 01 bộ máy chủ Server và màn hình cho hệ thống BMS Trên máy chủ và máy tính vận hành cài đặt chương trình quản lí tòa nhà và các ứng dụng khác Máy chủ làm nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các DDC lên hệ thống BMS và chia sẻ dữ liệu với các máy trạm các hệ thống. .. cần thiết để quản lý năng lượng tiêu thụ 2.1.5 Máy chủ dữ liệu an ninh Máy chủ dữ liệu an ninh lưu trữ cơ sở dữ liệu cần thiết cho mục đích an ninh Máy chủ lưu trữ có khả năng lưu trữ 1 triệu lượt vào ra 2.2 Máy chủ dự phòng Trong thông tin công nghiệp, hệ thống thông tin phải đảm bảo sự an toàn tuyệt đối để quản lý, giám sát, vận hành toàn bộ hệ thống Các máy chủ hệ thống luôn có hệ thống dự phòng Hệ. .. in Máy in được kết nối với hệ thống qua kết nối USB có thể kết nối vào bất kỳ chỗ nào trên mạng nội bộ(LAN) Hệ thống máy in sẽ được kết nối với hệ thống mạng Ethernet sử dụng giao thức TCP/IP Hệ thống máy in được dùng để in ra các bản báo cáo, các bản tóm tắt, tổng hợp và tất cả các báo cáo khác Ngoài ra, máy in được dùng để in các thông báo lỗi, các tin cảnh báo cũng được đưa ra qua hệ thống máy in... khiển tại chỗ bởi người quản lý hệ thống thông qua kết nối trực tiếp với tủ điều khiển DDC Trang 28 Chương 2 - Hệ thống thiết bị và phần mềm điều khiển hệ thống BMS Hình 2.1 Bộ điều khiển số trực tiếp Các DDC là các thiết bị có tính độc lập cao khi hệ thống mạng từ server đến có sự cố thì DDC vẫn tồn tại với các chương trình điều khiển đã được cài đặt và tiếp tục điều khiển các thiết bị hoạt động Các ... liệu 25 2. 1.4 Máy chủ quản lý lượng 25 2. 1.5 Máy chủ liệu an ninh 25 2. 2 Máy chủ dự phòng 25 2. 3 Máy tính khách 26 2. 4 Các thiết bị ngoại vi 27 2. 4.1 Máy in 27 2. 4 .2 Bộ lưu điện (UPS) online 27 2. 5... BACnet 17 1.5 .2 Giao thức LonWorks 19 Kiến trúc giao thức LonWorks 19 23 CHƯƠNG – HỆ THỐNG THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BMS 24 2. 1 Máy chủ 24 2. 1 .2 Máy chủ quản lý hệ thống 24 2. 1.3 Máy... khiển số trực tiếp 27 2. 5.1 Tính Bộ điều khiển số DDC 27 2. 5 .2 Đặc tính kỹ thuật Bộ điều khiển số trực tiếp DDC 29 2. 6 Bộ điều khiển giao tiếp mạng NAE 31 2. 7 Thiết bị cấp trường 35 2. 8 Các giao thức