Ứng dụng hệ thống Excel 5000 điều khiển và tự động hoá toà nhà PetroVietnam Tower

- Ngày nay, hầu hết các nhà máy và các thiết bị trong công nghiệp đều được ứng dụng công nghệ tự động hóa vào điều khiển để điều khiển và giám sát các hệ thống công nghiệp một cách hiệu quả.
- Bên cạnh việc điều khiển các quá trình công nghệ có qui mô lớn, hệ thống điều khiển tỏ ra rất hiệu quả đối với một số lĩnh vực khác như tự động hóa tòa nhà thương mại.
- Tòa nhà được thiết kế cao 20 tầng được sử dụng công nghệ điều khiển hiện đại và tự động hóa hoàn toàn bằng hệ thống BMS của hãng Honeywell.
- Hệ thống điều khiển được tích hợp dựa trên công cụ CARE 7.1.0 và phần mền hiển thị giao diện vận hành Enterprise Building Intergrator (EBI) của chính hãng Honeywell.
- Phan Xuân Minh SVTH: Mai Xuân Sơn 96.4.1 Khái niệm giao diện HMI 119 6.4.2 Giao diện chính của hệ thống BMS 120 6.4.3 Giao diện truyền thông của hệ thống BMS 122 6.4.4 Giao diện điều khiển và giám sát thiết bị 124 Kt luận 134 Hưng phát trn thêm đ tài 135 Lời kt 136 Tài liu tham kho 137 Trường đại học bách khoa Hà Nội Luận văn cao học HDKH: PGS.TS.
- Phan Xuân Minh SVTH: Mai Xuân Sơn 12CHƯƠNG 1 CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT VÀ CÁC NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN 1.1.
- Hệ thống chiếu sáng công cộng và hệ thống cấp nguồn cho thiết bị văn phòng phải được thiết kế độc lập.
- 1.3.2 H thng điu khin chiu sáng EIB (Eropean Installation Bus) Mục đích thiết kế hệ thống để đảm bảo tiết kiệm năng lựợng.
- Tại khu vực tầng hầm, hệ thống thông gió đảm bảo cung cấp đủ Trường đại học bách khoa Hà Nội Luận văn cao học HDKH: PGS.TS.
- Bể nước tại tầng hầm được cấp nước thông qua hệ thống cấp nước của thành phố.
- Giữa bể tầng hầm và bể tầng 21 thông qua hệ thống bơm vận chuyển (transfer pump) bao gồm 2 bơm có công suất 220m3/h hoạt động một cách tự động.
- 1.3.6 H thng báo cháy và cha cháy Hệ thống báo cháy được cung cấp địa chỉ đối với mỗi vị trí cảm biến bên trong tòa nhà.
- Ngoài ra, trạng thái hoạt động của tất cả các bơm cung cấp nước cho hệ thống chữa cháy đều được giám sát trạng thái.
- Tại phòng điều khiển phải có sơ đồ hiển thị tất cả các vị trí của thiết bị cảm biến báo cháy của tòa nhà và các trạng thái của thiết bị được quan sát bằng mắt, thông qua người vận hành để biết hệ thống đang hoạt động.
- Trong trường hợp có sự cố, hệ thống được kích hoạt và toàn bộ hệ thống loa của tất cả các khu vực trong tòa nhà sẽ hoạt động.
- Hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động thông qua bộ điều khiển PLC của hãng Masuhita để điều khiển các bơm định lượng hóa chất.
- Tình trạng hoạt động của hệ thống được giám sát tại phòng điều khiển thông qua hệ thống BMS.
- 1.3.12 H thng đin thoại Tòa nhà được thiết kế làm văn phòng, do vậy hệ thống điện thoại phải thông suốt và đảm bảo đường truyền tốc độ cao cũng như khả năng dự phòng của hệ thống trong Trường đại học bách khoa Hà Nội Luận văn cao học HDKH: PGS.TS.
- Hệ thống bao gồm nhiều thẻ từ và đầu đọc ghi và thanh chắn.
- Đường truyền giữa các tầng sử dụng hệ thống cáp quang.
- Hệ thống được kết nối với đường truyền tốc độ cao có dung lượng 1Mb.
- Toàn bộ khách hàng trong tòa nhà có thể truy cập vào mạng Internet thông qua hệ thống IT của tòa nhà.
- Hệ thống được kết nối vào hai máy cát trung thế dung khí SF6 để dập hồ quang.
- Hệ thống BMS sẽ quản lý và giám sát toàn bộ hệ thống, theo dõi sự quá tải của từng thiết bị và thực hiện việc cắt nguồn từ xa thông qua hệ thống BMS.
- Tất cả trạng thái các thiết bị đều nối vào tủ DDC của hệ thống BMS bao gồm các trạng thái: ON/OFF, đòng điện, điện áp công suất của mỗi nhánh và của mỗi thiết bị.
- Người vận hành có thể giám sát trạng thái quan trọng của các thiết bị được kết nối vào hệ thống BMS.
- 1.4.2 H thng điu khin chiu sáng - EIB Hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo độ sáng phù hợp cho từng khu vực.
- 1.4.3 H thng điu khin thông gió Toàn bộ các quạt của hệ thống thông gió được kết nối với các bộ điều khiển tốc độ VSD.
- BMS sẽ cấp tín hiệu để thay đổi tăng tốc độ quạt cấp gió tươi cho hệ thống.
- Áp suất, nhiệt độ và các chế độ hoạt động của hệ thống thống gió luôn được giám sát.
- Đối với khu vực để ô tô, hệ thống quạt hút sẽ hoạt động tùy theo nhiệt độ và áp suất của khu vực.
- Ngoài ra, hệ thống còn còn hoạt động để cân bằng áp suất của toàn bộ khu vực đỗ xe.
- Hệ thống BMS sễ điều khiển hệ thống chiller hoạt động một cách tự động hoàn toàn, các thiết bị được kết nối đến hệ thống BMS thông qua các module I/O của thiết bị DDC.
- Phan Xuân Minh SVTH: Mai Xuân Sơn 20cho mỗi khu vực và mỗi tầng được kiểm soát bằng hệ thống tự động điều chỉnh thông qua việc giảm tốc độ bằng bộ biến đổi VSD.
- Hệ thống BMS điều khiển hệ thống bằng cách tăng thêm hoạt động của các tháp giải nhiệt khác để giảm tải cho hệ thống.
- 1.4.6 H thng cp thoát nưc BMS sẽ thực hiện chức năng giám sát toàn bộ hệ thống cung cấp nước cho tòa nhà.
- Ngoài ra, trạng thái hoạt động của các bơm cấp nước cũng được giám sát và điều khiển bởi hệ thống BMS.
- Trong trường hợp có tín hiệu báo cháy tác động, hệ thống sẽ thông báo cho người vận hành tại phòng điều khiển trung tâm biết tình trạng của hệ thống cũng như vị trí khu vực có cháy xảy ra.
- Các thông số nhiệt độ và áp suất của hệ thống chữa cháy luôn được giám sát bởi người vận hành.
- Ngoài ra, trạng thái các flow switch, các cảm biến nhiệt độ và áp suất của các hệ thống chữa cháy khác cũng được giám sát bởi người vận hành tại phòng điều khiển trung tâm.
- 2.8.2 C-bus C-Bus là bộ điều khiển vi xử lý cơ sở được sử dụng trong quản lý các tòa nhà và hệ thống điều khiển thông minh.
- Chúng thường được sử dụng để điều khiển các hệ thống chiếu sáng và các thiết bị điện bao gồm bơm, các thiết bị nghe nhìn, các motor.
- Phan Xuân Minh SVTH: Mai Xuân Sơn 39C-Bus sử dụng mạng bus trong hệ thống bao gồm một cặp dây UTP cat5.
- Bus này không những cung cấp sự liên lạc giữa các thiết bị mà còn sử dụng công suất điện rất nhỏ để vận hành trong hệ thống.
- Hệ thống C-bus có tính an toàn cao đối với người sử dụng do hoạt động ở mức điện áp 36VDC.
- Do vậy C-bus được xem như hệ thống thông tin point to multi-point, mỗi Trường đại học bách khoa Hà Nội Luận văn cao học HDKH: PGS.TS.
- Hầu như một số lượng không giới hạn các lệnh có thể nhập vào cùng lúc trên hệ thống C-bus.
- Nhiều lệnh phức tạp không thể điều khiển các thiết bị output giống nhau, do vậy các chuỗi sự kiện phức tạp có thể được tạo ra một cách dễ dàng, ví dụ một nút bấm đơn có thể điều khiển toàn bộ một hệ thống ánh sáng một tầng của tòa nhà.
- Điều này cho phép nhiều cấp phức tạp cho việc chuyển đổi over-ride và các hệ thống điều khiển phức tạp có thể được tạo ra một cách dễ dàng.
- Hệ thống C-bus có thể thực hiện việc điều khiển bằng nhiều cách khác nhau và không giới hạn bao gồm.
- Hệ thống cho phép không giới hạn các cầu hình chuyển mạch, hai, ba hoặc nhiều chuyển mạch có thể cùng nối lại một điểm (toggle) hoặc điều khiển bất kỳ switch hoặc thiết bị khác.
- Hình 2.8: Cu trúc Modbus Modbus là một hệ thống “chủ, tớ”, “chủ” đước kết nối đến nhiều “tớ”.
- Phan Xuân Minh SVTH: Mai Xuân Sơn 45CHƯƠNG 3 ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ GII PHÁP ỨNG DỤNG 3.1 Khái nim h thng điu khin và giám sát 3.1.1 Cu trúc c bn ca HTĐK & GS Một hệ thống điều khiển giám sát bao gồm các thiết bị chính trong hệ thống có chức năng điều khiển và giám sát và điều khiển các quá trình trong hệ thống.
- Việc điều khiển các thiết bị hiện trường sử dụng các phần mềm chuyên dụng thông qua các module I/O, bao gồm các bộ phận chính như sau: Hệ thống máy tính điều khiển: Các hệ thống máy tính điều khiển chuyên dụng hoặc phổ thông.
- Giao diện quá trình: Giao diện giữa các máy tính điều khiển với hệ thống kỹ thuật thông qua các thiết bị đo lường và truyền động.
- Hệ thống điều khiển giám sát: Các thiết bị và phần mềm giao diện người máy, các trạm kỹ thuật, các trạm vận hành, giám sát và điều khiển cao cấp.
- Hệ thống truyền thông: Ghép nối điểm-điểm, bus cảm biến/chấp hành, bus trường, bus hệ thống.
- Hệ thống bảo vệ: Các thiết bị bảo vệ và cơ chế thực hiện chức năng an toàn hệ thống.
- Hệ thống phân tán thường được chia thành nhiều cấp bật.
- Tính năng mở của hệ thống cao, thích hợp cho việc trang bị và thay thế các thiết bị không phụ thuộc vào một nhà chế tạo.
- Năm 1968, GM Hydramatic (The automatic transmission division of GM) đã đưa ra một kiến nghị yêu cầu thay thế các hệ thống điều khiển bằng rơle.
- PLC có thể đọc các giá trị chuyển đổi, các quá trình chuyển đổi tương tự (như nhiệt độ và áp suất) và điều khiển các hệ thống điều chỉnh vị trí phức tạp.
- PLC được phát minh để thay thế các hệ thống tự động mà đã sử dụng hàng trăm hoặc hàng nghìn rơle.
- PLC thích ứng tốt đối với các hệ thống tự động hóa một cách hoàn toàn.
- Mặc khác, đối với các sản phẩm tích hợp sẵn (mass-produded goods), các hệ thống điều khiển có Trường đại học bách khoa Hà Nội Luận văn cao học HDKH: PGS.TS.
- Các hệ thống SCADA thông thường được sử dụng để thực hiện việc thu thập dữ liệu và điều khiển tại cấp giám sát.
- Một số hệ thống được gọi là SCADA mặc dầu chỉ thực hiện việc thu thập dữ liệu và không thực hiện công việc điều khiển.
- Hệ thống điều khiển giám sát là một hệ thống được thay thế cấp cao của hệ thống điều khiển thời gian thực để điều khiển một quá trình mà nằm ngoài một hệ thống SCADA (chẳng hạng như một máy tính, bởi chính nó không phải là một hệ thống SCADA mặc dầu chúng điều khiển hệ thống làm mát và hệ thống điện tiêu thụ của chính mình).
- Chúng giám sát và điều khiển hệ thống HVAC, hệ thống vào/ra và các hệ thống tiêu thụ năng lượng.
- Hệ thống SCADA thường thích hợp đối với các hệ thống trung tâm mà thực hiện việc giám sát và điều khiển toàn bộ công trườnghoặc các hệ thống phức tạp và trải rộng ra trong một phạm vi rộng lớn (trên diện tích nhiều dặm hoặc nhiều cây số vuông).
- Hệ thống có thể điều khiển từ xa toàn bộ hoạt động của công trình một cách tự động, bởi các thiết bị đầu cuối (RTU) hoặc bởi các bộ điều khiển logic (PLC).
- Vòng điều khiển phản hồi thông qua các RTU hoặc các PLC, trong khi đó hệ thống SCADA thì giám sát được vòng lặp toàn diện.
- Một điểm cung cấp một giá trị đầu vào hoặc đầu ra được giám sát hay điều khiển bởi hệ thống.
- 3.3.3 Distributed Control System (DCS) DCS thích hợp đối với các hệ thống điều khiển nhà máy sản xuất, điều khiển quá trình hoặc bất kỳ dạng hệ thống động lực nào mà các thành phần bộ điều khiển không tập trung tại một trung tâm một khu vực (giống như bộ não) nhưng chúng được phân tán thông qua hê thống với mỗi thành phần hệ thống phụ được điều khiển bởi một hoặc nhiều bộ điều khiển.
- Toàn bộ hệ thống của các bộ điều khiển được kết nối thông qua một mạng thông tin liên lạc và giám sát.
- DCS được sử dụng phổ biến trong rất nhiều ngành công nghiệp để giám sát và điều khiển thiết bị phân tán như: lưới điện, tổ hợp nhà máy điện, tín hiệu giao thông, hệ thống quản lý nước, các nhà máy hóa chất, các nhà máy chế tạo thuốc tân dược.
- DCS cũng được hiểu là hệ thống bao gồm các PLC và PC với các phần mền giám sát vận hành.
- Do vậy, DCS được xem là một hệ thống tích hợp đầy đủ với một cơ sở dữ liệu toàn cục.
- Phan Xuân Minh SVTH: Mai Xuân Sơn 54không cần phải tạo một cơ sở dữ liệu riêng trong trạm điều hành để phù hợp với dữ liệu trong các bộ điều khiển vì thông tin đã được tự động tạo ra trong toàn bộ hệ thống.
- 3.4 Kt luận và gii pháp ng dng 3.4.1 Kt luận Vơi các ưu điểm vượt trội của hệ thống điều khiển phân tán DCS.
- Được xây dựng trên nền phần Microsoft Window và sử dụng phần mềm điều khiển EBI có nhiều chức năng, hệ thống cung cấp một môi trường đa nhiệm, sử dụng dễ dàng nhờ chức năng kéo thả (drag & drop).
- Hệ thống BMS cung cấp giải pháp tích hợp tổng thể với chất lượng cao cho một tòa nhà là hệ thống tin cậy trong công nghiệp tự động hóa tòa nhà với các thiết bị HMI (giao diện người - máy), các thiết bị điều khiển hiện đại.
- Hệ thống BMS được thiết kế trên Trường đại học bách khoa Hà Nội Luận văn cao học HDKH: PGS.TS.
- Phan Xuân Minh SVTH: Mai Xuân Sơn 55nền tảng của hệ thống điều khiển phân tán DCS (Distributed Control System) thông qua các bộ điều khiển trực tiếp DDC.
- Có thể vận hành một cách độc lập cho mỗi bộ điều khiển và sử dụng bus trường để tạo nên tính tin cậy và hiệu quả của hệ thống.
- Các bộ điều khiển trong hệ thống Excel 5000 sử dụng giao thức truyền thông Lonwork.
- Các tủ điều khiển này tương thích với các hệ thống cảnh báo khác như Galaxy và 512, cho phép nâng cấp một cách dễ dàng trông việc cài đặt đối với ba tủ điền khiển trên.
- Các thiết bị đầu ra và các thiết bị tương thích khác cá thể được kết nối vào hệ thống như các cảm biến chuyển động, các bộ kiểm tra tiếng động, ánh sang, tiếng còi.
- Hệ thống FS90 Plus System là hệ thống giám sát địa chỉ thông minh cho các thiết bị báo cháy và thiết bị an ninh.
- Hệ thống có thể giám sát và điều khiển 8 đầu đọc card hoặc các bàn phím đối với một bộ điều khiển.
- Phan Xuân Minh SVTH: Mai Xuân Sơn 58server cở sở dữ liệu tùy thuộc vào các ứng dụng và tối thiểu phải có một server cho mỗi hệ thống.
- Cung cấp chức năng lưu trữ dự phòng RAID-5 hổ trợ và tương thích với Windows 2000 các thiết bị lưu trữ có thê thực hiện chức năng của các hệ thống lưu trữ trực tiếp (Direct Attached Storage) hoặc lưu trữ trên mạng (Network Attached Storage) hoặc lưu trữ trong mạng nội bộ (Storage Area Network).
- Các đối tượng có thể tích hợp vào hệ thống bao gồm: các đồng hồ đo đếm, các thiết bị điện, các mạch tải như các máy phát, các khách hàng và các trạm thời tiết.
- Thiết bị có bản quyền của Honeywell sẽ cung cấp bản quyền tùy theo tổng số thiết bị đo đếm có trên hệ thống cần quản lý.
- Giao thức truyền thông fieldbus để kết nối với các hệ thống điều khiển tự động, sử dụng đôi cáp xoắn rất tiện ích do vậy giảm chi phí và tăng tính tin cậy của hệ thống.
- Phan Xuân Minh SVTH: Mai Xuân Sơn 62Bộ điều khiển Excel 50 cho phép tích hợp trong hệ thống Excel 5000 của Honeywell hoặc mạng truyền thông mở LonWork và có thể kết nối với các thiết bị của nhà sản xuất thứ ba và chúng có thể hoạt động như một bộ điều khiển độc lập.
- Chúng thường được ứng dụng điều khiển trong các hệ thống điều khiển nhiệt độ, các hệ thống sởi ấm, các văn phòng và các tòa nhà có có qui mô nhỏ.
- 4.1.6 Bộ điu khin tng Excel 500 - DDC Hình 4.7 Excel 500 là thiết bị điều khiển không lập trình và giám sát hệ thống đặc biệt được thiết kế để quản lý hoạt động của tòa nhà sử dụng công nghệ điều khiển DDC mới nhất có các module I/O.
- Thiết bị được bảo vệ bằng hệ thống password của người vận hành theo bốn cấp.
- Hệ thống cung cấp các module có tính linh hoạt cho phép hệ thống phát triển một cách độc lập đối với từng panel có chứa đến 1250 thiết bị kiểm tra và có thể kết nối với 64 panel trong cùng một hệ thống

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt