Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Tòa nhà thông minh BMS :Đồ án tốt nghiệp Đại học Khoa Công nghệ Điện
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÒA NHÀ THÔNG MINH BMS
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
BÙI QUỐC ĐẠT
TRẦN HẢI ĐĂNG
NGUYỄN THÀNH HƯNG
HOÀNG XUÂN HÙNG
ĐẶNG DUY PHƯƠNG
TRẦN THANH TÍN
TRẦN VĂN TỈNH
LỚP : DHDKTD12A- DHDKTD12B
GVHD : THS. NGUYỄN ĐỨC TOÀN
TP. HCM, NGÀY 05 THÁNG 09 NĂM 2020
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
I
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
II
MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN...........................................................................I
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ .......................................................................................................V
DANH SÁCH CÁC BẢNG ............................................................................................................X
CHƯƠNG 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ............................................................................................ 1
1.1 Đặt Vấn Đề ....................................................................................................................... 1
1.2 Mục Tiêu Đề Tài............................................................................................................... 1
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÒA NHÀ BMS ................................................... 2
2.1 Khái Niệm Về Hệ Thống Quản Lý Tòa Nhà (BMS)............................................................ 2
2.2 Tính Năng Chính, Cấu Trúc, Ưu Điểm Của Hệ Thống BMS ............................................... 3
2.2.1. Tính năng chính của hệ thống BMS .............................................................................. 3
2.2.2. Cấu trúc của hệ thống BMS........................................................................................... 4
2.2.3. Ưu điểm của hệ thống BMS .......................................................................................... 5
2.3. Giới Thiệu Khái Quát Về Hệ Thống Lighting Và Báo Cháy Trong Tòa Nhà BMS............ 6
2.3.1.Khái niệm ....................................................................................................................... 6
2.3.2.Mục đích hệ thống Lighting và Báo Cháy...................................................................... 6
2.3.3. Ứng dụng của hệ thống Lighting và Báo cháy .............................................................. 6
2.3.4.Cấu tạo............................................................................................................................ 7
2.4. Giới Thiệu Khái Quát Về Hệ Thống HVAC Trong Tòa Nhà BMS..................................... 8
2.4.1.Khái niệm: ...................................................................................................................... 8
2.4.2.Mục đích hệ thống HVAC.............................................................................................. 8
2.4.3.Ứng dụng của hệ thống HVAC ...................................................................................... 9
2.4.4.Cấu tạo:........................................................................................................................... 9
2.5. Giới Thiệu Một Tòa Nhà Thực Tế ..................................................................................... 10
CHƯƠNG 3 MẠNG TRUYỀN THÔNG CHO BMS TRONG ĐỀ TÀI...................................... 12
3.1. Khái Niệm Truyền Thông, Mạng, Giao Thức Và Mạng Truyền Thông Công Nghiệp.... 12
3.2. Chuẩn Truyền Thông BACnet........................................................................................... 12
3.2.1. Tổng quan.................................................................................................................... 12
3.2.2. Tính năng của giao thức BACnet ................................................................................ 13
3.2.3. So sánh giữa Modbus và BACnet................................................................................ 14
3.3. Chuẩn truyền thông BACnet IP ......................................................................................... 15
3.3.1 Khái niệm ..................................................................................................................... 15
3.3.2. Tại sao lựa chọn BACnet IP....................................................................................... 16
3.3.3 Giao tiếp mạng BACnet / IP......................................................................................... 16
3.4. Truyền Thông Tương Tự ( Analog) ............................................................................... 18
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
III
CHƯƠNG 4 CÁC PHẦN MỀN SỬ DỤNG TRONG DỀ TÀI .................................................... 19
4.1. Phần Mềm Thiết Kế Giao Diện Điều Khiển Desigo CC.................................................... 19
4.1.1 Giới thiệu tổng quan về Desigo CC.............................................................................. 19
4.1.2 Các tính năng chính ...................................................................................................... 20
4.1.3 Một số chứng chỉ chứng nhận an toàn.......................................................................... 21
4.1.4 Khả năng tương thích với các hệ thống khác: .............................................................. 21
4.1.5 Yêu cầu cài đặt Phần mền............................................................................................. 22
4.2 Phần Mền Máy Ảo Lập Trình Vmware............................................................................... 22
4.2.1 Giới thiệu tổng quan ..................................................................................................... 22
4.2.2 Chức năng chính........................................................................................................... 23
4.4. Phần Mềm Thiết Kế AutoCAD Electrical 2020................................................................. 30
4.4.1 Giới thiệu tổng quan về AutoCAD Electrical .............................................................. 30
4.4.2.Các tính năng chính của AutoCAD Electrical.............................................................. 31
4.5. Arduino IDE ....................................................................................................................... 32
4.5.1. Những phần cơ bản của giao diện phần mềm Arduino IDE: ...................................... 32
4.5.2. Các chức năng cơ bản của các biểu tượng trên phần mềm.......................................... 32
5.1.Thiết Bị Điều Khiển ............................................................................................................ 34
5.1.1.Cấu trúc chung.............................................................................................................. 34
5.1.2. Bộ Nguồn..................................................................................................................... 35
5.1.4 Bộ Điều Khiển PXC24 ................................................................................................. 38
5.1.5 Biến Tần CUMARK..................................................................................................... 43
5.2.Các Thiết Bị Trong Mô Hình Tòa Nhà BMS Thực Hiện.................................................... 48
5.2.1.Các tầng: 3 tầng lầu + 1 tầng hầm ................................................................................ 48
5.2.2.Buồng cầu thang .......................................................................................................... 56
5.2.3.Hệ thống lạnh ............................................................................................................... 57
CHƯƠNG 6: THI CÔNG MÔ HÌNH TÒA NHÀ BMS............................................................... 61
6.1 Kết Nối Phần Cứng.............................................................................................................. 61
6.1.1 Sơ đồ đấu dây ............................................................................................................... 61
6.2 Lưu Đồ Giải Thuật Hệ Thống ............................................................................................. 68
6.2.1 Lưu đồ giải thuật cho PXC........................................................................................... 68
6.3 Giao Tiếp Phần Mềm........................................................................................................... 73
6.3.1 Lập trình PXC............................................................................................................... 73
6.4 Thi công các hệ thống trong mô hình Tòa nhà .................................................................... 96
6.4.1 Hệ HVAC ..................................................................................................................... 96
6.4.2 Hệ chiếu sáng ............................................................................................................. 101
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
IV
6.4.4 Hệ báo cháy ................................................................................................................ 109
6.4.5 Hệ thông gió tầng hầm................................................................................................ 110
6.4.6 Cài đặt thông số cho biến tần...................................................................................... 111
6.5 Kết quả thi công................................................................................................................ 113
KẾT LUẬN ................................................................................................................................. 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................... 117
PHỤ LỤC .................................................................................................................................... 118
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................................. 136
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
V
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1 Ảnh minh họa cho hệ thống BMS ..............................................................3
Hình 2.2 Ba cấp của hệ thống BMS . ........................................................................4
Hình 2.3 Hệ thống BMS điều khiển liên động các hệ cơ điện ..................................5
Hình 2.4 Ảnh mô tả cho hệ thống Lighting...............................................................7
Hình 2.5 Ảnh mô tả cho hệ thống báo cháy ..............................................................7
Hình 2.6 Mô tả hệ thống HVAC hiện nay ................................................................8
Hình 2.7 Hệ thống HVAC thực tế .............................................................................9
Hình 2.8 Cách hoạt động trong hệ thống HVAC ....................................................10
Hình 3.1 Ảnh minh họa BACnet .............................................................................13
Hình 3.2 BACnet IP.................................................................................................15
Hình 3.3 Giao tiếp giữa các mạng BACnet / IP ......................................................17
Hình 4.1 Giới thiệu phần mền Desigo CC...............................................................19
Hình 4.2 Một số tính năng của phần mềm...............................................................20
Hình 4.3 Logo phần mền VMware..........................................................................23
Hình 4.4 Giao diện phần mềm Hypertrm ................................................................23
Hình 4.5 Giao diện tạo kết nối.................................................................................24
Hình 4.6 Giao diện thiết lập chân kết nối................................................................24
Hình 4.7 Logo phần mềm Job Editor ......................................................................24
Hình 4.8 Thông tin kết nối với 2 thiết bị điều khiển ...............................................25
Hình 4.9 Hình chọn giá trị cho các biến..................................................................25
Hình 4.10 Ví dụ một số câu lệnh lập trình ..............................................................26
Hình 4.11 Ví dụ các scheduler được cài đặt lịch trình ............................................26
Hình 4.12 Phần mềm AutoCAD Electrical .............................................................31
Hình 4.13 Giao diện phần mềm Arduino IDE.........................................................32
Hình 5.1 Công tắc điều khiển BMS ngoài tủ điều khiển ........................................34
Hình 5.2 Tủ điều khiển trong đề tài.........................................................................35
Hình 5.3 Bộ nguồn 24vdc-5A được sử dụng trong mô hình ..................................36
Hình 5.4 Bộ nguồn 12V-30A được sử dụng trong mô hình....................................36
Hình 5.5 Bộ nguồn 5V-5A sử dụng trong mô hình.................................................37
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
VI
Hình 5.6 Bộ biến áp 24VAC sử dụng trong mô hình..............................................37
Hình 5.7 Bộ điều khiển PXC...................................................................................38
Hình 5.8 Biến tần CUMARK sử dụng trong đề tài .................................................44
Hình 5.10 Sơ đồ kết nối của Biến Tần ....................................................................46
Hình 5.11 Mô hình tầng 3........................................................................................48
Hình 5.12 Mô hình tầng 2........................................................................................48
Hình 5.13 Mô hình tầng 1 .......................................................................................49
Hình 5.14 VAV box trong đề tài .............................................................................49
Hình 5.15 Đèn led dây sử dụng trong đề tài............................................................49
Hình 5.16 Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ trong mô hình ...............................................50
Hình 5.17 Cảm biến MQ-2 trong mô hình ..............................................................50
Hình 5.18 Cảm biến ánh sáng sử dụng trong đề tài.................................................51
Hình 5.19 Cảm biến chuyên động ...........................................................................51
Hình 5.20 Cảm biến khí CO MQ7...........................................................................52
Hình 5.21 Còi báo khói............................................................................................52
Hình 5.22 Modul phát cảnh báo cháy......................................................................52
Hình 5.23 Cảm biến nhiệt độ, dộ ẩm QAA24 .........................................................53
Hình 5.24 Sơ đồ kết nối cảm biến QAA24..............................................................53
Hình 5.25 Cảm biến áp suất QBM3100U025U.......................................................54
Hình 5.27 Sơ đồ đấu dây cảm biến áp suất ............................................................55
Hình 5.28 Động cơ Servo MG90S ..........................................................................55
Hình 5.29 Tầng hầm trong mô hình ........................................................................56
Hình 5.30 Buồng thang trong mô hính....................................................................56
Hình 5.31 Hệ thống AHU........................................................................................57
Hình 5.32 Bơm tản nhiệt cho hệ AHU ....................................................................58
Hình 5.33 Sò nóng lạnh sử dụng trong đề tài ..........................................................58
Hình 5.34 Dàn ngưng tụ trong mô hình...................................................................59
Hình 5.35 Quạt Sò được sử dụng trong mô hình.....................................................59
Hình 5.36 Quạt gió hồi được dùng trong mô hình ..................................................60
Hình 6.1 Sơ đồ đấu dây nguồn ................................................................................61
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
VII
Hình 6.2 Sơ đồ chuyển chế độ AUTO – MAN cho hệ chiếu sáng..........................61
Hình 6.3 Sơ đồ động lực còi báo động ....................................................................62
Hình 6.4 Sơ đồ động lực đèn ...................................................................................62
Hình 6.5 Sơ đồ động lực cho quạt tạo áp cầu thang, quạt thông gió tầng hầm.......63
Hình 6.6 Sơ đồ nhận tín hiệu và điều khiển PXC hệ chiếu sáng.............................63
Hình 6.7 Sơ đồ chuyển đổi chế độ AUTO – MAN cho hệ AHU............................64
Hình 6.8 Sơ đồ động lực Quạt sò, Quạt gió hồi ......................................................65
Hình 6.9 Sơ đồ động lực Servo ...............................................................................65
Hình 6.10 Sơ đồ điều khiển Biến tần cho quạt tạo áp suất đường ống ...................66
Hình 6.11 Sơ đồ nhận tín hiệu và điều khiển cho hệ AHU .....................................66
Hình 6.12 Sơ đồ điều khiển động cơ Servo.............................................................67
Hình 6.13 Hình cấu kết nối cổng COM...................................................................74
Hình 6.14 Tạo tên dự án ..........................................................................................74
Hình 6.15 Chọn cổng kết nối...................................................................................75
Hình 6.16 Khai báo các giá trị đăng nhập ...............................................................75
Hình 6.17 Khai báo thông tin và chọn cấu hình ......................................................76
Hình 6.18 Kết nối thành công PXC với Máy tính...................................................77
Hình 6.19 Cài đặt BAC-stac....................................................................................77
Hình 6.20 Chọn địa chỉ IP .......................................................................................78
Hình 6.21 Giao diện đăng nhập Job Editor .............................................................78
Hình 6.22 Giao diện hoạt động của Job Editor .......................................................79
Hình 6.23 Giao diện kết nối giữa PC và PXC.........................................................79
Hình 6.24 Lập trình trên Job Editor.........................................................................80
Hình 6.25 Lập trình schedule trên Job Editor..........................................................80
Hình 6.26 Giao diện trên Job Editor........................................................................81
Hình 6.27 Đăng nhập Decigo CC............................................................................85
Hình 6.28 Giao diện đăng nhập Desigo CC ............................................................85
Hình 6.29 Tạo giao diện động cơ quạt ...................................................................86
Hình 6.30 Tạo giao diện đường ống........................................................................86
Hình 6.31 Tạo giao diện quạt sò..............................................................................87
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
VIII
Hình 6.32 Tạo giao diện thông số hiển thị ..............................................................87
Hình 6.33 Tạo giao diện firealam............................................................................88
Hình 6.34 Giao diện AHU.......................................................................................88
Hình 6.35 Giao diền chiếu sáng...............................................................................89
Hình 6.36 Giao diện báo cháy .................................................................................90
Hình 6.37 Giao diện nạp của Desigo CC ................................................................91
Hình 6.38 Nạp hoàn thành.......................................................................................91
Hình 6.39 Pont đã nạp .............................................................................................92
Hình 6.40 Code đã nạp ............................................................................................92
Hình 6.41 Link pont vào quạt sò .............................................................................93
Hình 6.42 Link pont vào động cơ quạt....................................................................94
Hình 6.43 Link pont vào cảm biến áp suất..............................................................94
Hình 6.44 Link pont vào thông số hiển thị..............................................................94
Hình 6.45 Link pont vào firealam ...........................................................................95
Hình 6.46 Link pont vào đèn ...................................................................................95
Hình 6.47 Các thành phần trong hệ thống HVAC...................................................97
Hình 6.48 Giao diện HVAC tầng 1 2 3 ...................................................................97
Hình 6.49 Giao diện HVAC tầng 4 5 6 ...................................................................98
Hình 6.50 Giao diện HVAC tầng 7 8 9 ...................................................................98
Hình 6.51 Giao diện chiếu sáng tầng 1..................................................................102
Hình 6.52 Giao diện chiếu sáng tầng 2..................................................................103
Hình 6.53 Giao diện chiếu sáng tầng 3..................................................................103
Hình 6.54 Giao diện chiếu sáng tầng 4..................................................................104
Hình 6.55 Giao diện chiếu sáng tầng 5..................................................................104
Hình 6.56 Giao diện chiếu sáng tầng 6..................................................................105
Hình 6.57 Giao diện chiếu sáng tầng 7..................................................................105
Hình 6.58 Giao diện chiếu sáng tầng 8..................................................................106
Hình 6.59 Giao diện chiếu sáng tầng 9..................................................................106
Hình 6.60 Giao diện chiếu sáng tầng 10................................................................107
Hình 6.61 Giao diện hệ thống điều áp cầu thang ..................................................108
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
IX
Hình 6.62 Giao diện hệ thống báo cháy ................................................................109
Hình 6.63 Giao diện hệ thống thông gió tầng hầm................................................110
Hình 6.64 Mô hình tổng quan tòa nhà ...................................................................113
Hình 6.65 Mô hình tủ điện.....................................................................................114
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
X
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 6.1 Danh sách pont chiếu sáng.......................................................................82
Bảng 6.2 Danh sách pont AHU ...............................................................................84
Bảng 6.3 Thông số cài đặt cho biến tần.................................................................112
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
1
CHƯƠNG 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
1.1 Đặt Vấn Đề
Ở Việt Nam có khoảng 85%-90% trong tổng số nhà cao tầng thông thường có hệ
thống cơ sở hạ tầng tối thiểu như hệ thống cấp thoát nước, điện, báo cháy & chữa
cháy, điều hòa không khí…Hầu hết các tòa nhà cao tầng được trang bị hệ thống điều
hoà (tập trung hoặc phân tán), hệ thống bảo vệ (các tòa nhà văn phòng và chung cư
trung và cao cấp) và báo/chữa cháy, kiểm soát vào ra, báo động xâm nhập và giám sát
bằng camera. Tuy nhiên, các hệ thống này thường được điều khiển riêng biệt, không
thể trao đổi thông tin với nhau, không có quản lí và giám sát chung.
Với xu hướng đô thị hóa ngày càng phát triển, cùng với đó là sự gia tăng nhanh chóng
số lượng các chung cư, tòa nhà cao tầng:
Để đảm bảo quản lý toà nhà một cách tốt nhất,
kiểm soát được hoạt động vận hành máy móc thiết bị hiệu quả
tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.
Hệ thống quản lý tòa nhà BMS (Building Management System) đáp ứng được những
yêu cầu đó.
1.2 Mục Tiêu Đề Tài
Tìm hiểu 1 số hệ thống trong tòa nhà BMS
Xây dựng mô hình mô phỏng tòa nhà
Giám sát cảnh báo
Truyền dữ liệu về tình trạng hoạt động và thông số
Điều khiển vận hành các hệ thống một cách tối ưu ,theo đúng yêu cầu của
người sử dụng,nhằm đảm bảo tiết kiệm điện năng
Tối ưu hệ thống điều khiển thông khí khi có hỏa hoạn xảy ra
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
2
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÒA NHÀ
BMS
2.1 Khái Niệm Về Hệ Thống Quản Lý Tòa Nhà (BMS)
Hệ thống BMS ( Intelligent Building Management System) hay Hệ thống Quản lý toà
nhà thông minh là một hệ thống đồng bộ cho phép điều khiển và quản lý mọi hệ thống
kỹ thuật trong toà nhà như hệ thống điện, hệ thống cung cấp nước sinh hoạt, điều hoà
thông gió, cảnh báo môi trường, an ninh, báo cháy - chữa cháy v.v…, đảm bảo cho
việc vận hành các thiết bị trong tòa nhà được chính xác, kịp thời, hiệu quả, tiết kiệm
năng lượng và tiết kiệm chi phí vận hành. Hệ thống BMS là hệ thống đồng bộ mang
tính thời gian thực, trực tuyến, đa phương tiện, nhiều người dùng.
Hệ thống quản lý tòa nhà (hệ thống BMS) điều khiển và giám sát các hệ thống sau:
Trạm phân phối điện.
Máy phát điện dự phòng.
Hệ thống chiếu sáng.
Hệ thống điều hoà và thông gió.
Hệ thống cấp nước sinh hoạt.
Hệ thống báo cháy.
Hệ thống chữa cháy.
Hệ thống thang máy.
Hệ thống âm thanh công cộng.
Hệ thống thẻ kiểm soát ra vào.
Hệ thống an ninh.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
3
Hình 2.1 Ảnh minh họa cho hệ thống BMS
2.2 Tính Năng Chính, Cấu Trúc, Ưu Điểm Của Hệ Thống BMS
2.2.1. Tính năng chính của hệ thống BMS
Điều khiển và giám sát cho các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà nhằm đảm bảo quá
trình vận hành của các hệ thống này một cách tối ưu và hiệu quả.
Phối hợp hoạt động của các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà để đáp ứng tốt nhất các
yêu cầu về mức độ sử dụng, đảm bảo an ninh, an toàn và tiện nghi, thoải mái cho con
người trong tòa nhà
Tạo ra một công cụ giao tiếp Người/Máy cho các nhân viên vận hành tòa nhà để họ
có thể vận hành các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà một cách an toàn, chính xác và
hiệu quả