Điều khiển cơ cấu từ xa sử dụng sự trợ giúp của máy tính.

- Hệ thống quản trị toà nhà 2 RS232/RS485 Chuẩn giao tiếp giữa máy tính 3 UART Truyền thông nối tiếp không đồng bộ 4 C# Ngôn ngữ lập trình C# 4 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Bảng mô tả các chân của cổng Com 26 1.2 Tên Địa chỉ Ngắt Vị trí chứa địa chỉ 27 1.3 Các thanh ghi của UART 30 1.4 Ảnh hƣởng của các phép toán lên SREG.
- 71 1.14 Bảng tính tốc độ baud 72 5 DANH MỤC HÌNH ẢNH Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1 Cấu trúc BMS/BAS 11 2 Mạng Ethernet TCP/IP hoặc Bacnet/IP 13 3 Cấp điều khiển hệ thống 15 4 Mô tả điều khiển hệ thống điều hòa 16 5 Mô tả điều khiển hệ thống báo cháy 18 6 Bảng điều khiển của hệ thống điện 19 7 Định dạng của khung truyền dữ liệu 26 8 Tín hiệu truyền của ký tự „A‟ 27 9 Sơ đồ chân cổng nối tiếp 28 10 Kết nối đơn giản trong truyền thông nối tiếp 29 11 Kết nối trong truyền thông nối tiếp dùng tín hiệu bắt tay 29 12 Giao diện khởi động Visual Studio 35 13 Cửa sổ đặt tên Project 35 14 Môi trƣờng thiết kế trong Visual Studio 36 15 Thanh công cụ Toolbox 36 16 Thanh công cụ Solution Explorer 36 17 Cửa sổ Properties 37 18 Môi trƣờng thiết kế 37 19 Môi trƣờng lập trình 38 20 Tổ chức bộ nhớ của AVR 39 21 Thanh ghi 8 bits 40 22 Register file.
- 67 31 Môi trƣờng thiết kế của luận văn 81 32 Cửa sổ Login 81 33 Mô tả các bƣớc tạo Project 81 34 Mô tả các bƣớc đặt tên và lƣu trữ Project 83 35 Môi trƣờng thiết kế giao diện của luận văn 83 36 Cửa sổ Toolbox trong môi trƣờng lập trình 84 37 Các bƣớc vào cửa sổ đặc tính của đối tƣợng 85 38 Cửa sổ Login khi hoàn thành 85 39 Cơ sở dữ liệu tên đăng nhập và mật khẩu 87 40 Các thêm cơ sở dữ liệu vào chƣơng trình 87 41 Kết quả sau khi add cơ sở dữ liệu 88 42 Các bƣớc add thêm Form vào chƣơng trình 89 43 Chọn item để thêm 89 44 Giao diện chính của chƣơng trình điều khiển 89 45 Các cửa sổ để thiết lập đặc tính cổng COM 90 46 Cửa sổ để thiết lập đặc tính cổng timer 91 47 Giao diện khối điều khiển ánh sáng các phòng 92 48 Giao diện khối hiển thị trạng thái các phòng 97 49 Giao diện khối hiển thị trạng thái mở các phòng 97 50 Giao diện khối hiển thị trạng thái tắt các phòng 98 51 Sơ đồ Atmega 16 trên mạch điều khiển.
- 104 57 Sơ đồ khối của hệ thống 107 58 Sơ đồ đấu nối qua các cấp Rơ le bảo vệ 108 8 MỞ ĐẦU Ngày nay, thời đại công nghệ thông tin và tự động hóa phát triển cao việc ứng dụng các thành quả của công nghệ thông tin và tự động hóa vào phục vụ cuộc sống và công việc giúp con ngƣời càng trở nên cần thiết.
- Tuy nhiên nội dung điều khiển tòa nhà rất rộng lớn, có liên quan tới nhiều nội dung khác của tự động hóa.
- Để phù hợp với thời gian và kiến thức của luận văn thạc sĩ, em chọn nghiên cứu một mảng nhỏ của điều khiển giám sát đó là điều khiển cơ cấu từ xa sử dụng sự trợ giúp của máy tính.
- Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu việc điều khiển cơ cấu từ xa bằng máy tính.
- Nghiên cứu việc thiết lập giao diện mô phỏng trên máy tính, từ giao diện này điều truyền tín hiệu điều khiển các cơ cấu, nghiên cứu vi điều khiển, phục vụ công việc nhận tín hiệu điều khiển từ máy tính và xuất tín hiệu điều khiển tới mạch điều khiển.
- Nghiên cứu các thiết bị đóng ngắt điện sử dụng cho việc điều khiển các cơ cấu chấp hành.
- Để thực hiện đề tài, tiến hành nghiên cứu phần mềm lập trình Visual Studio 2012, vi điều khiển AVR, và trình dịch cho vi điều khiển này phục vụ công việc lập trình điều khiển.
- Ngoài những kiến thức về lập trình, đề tài cũng yêu cầu những kiến thức về tự động hóa và điều khiển logic.
- 9 MỤC LỤC CHƢƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN TRỊ TÒA NHÀ.
- 38 2.1.3 Vi điều khiển AVR.
- 69 CHƢƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TÒA NHÀ.
- 81 3.2 CẤU TRÚC HỆ THỐNG.
- 81 3.2.1 Phần mềm giao diện trên máy tính.
- 81 3.2.2 Nhận tín hiệu và điều khiển – vi điều khiển.
- 98 3.2.3 Chƣơng trình cho vi điều khiển.
- 111 10 CHƢƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG QUẢN TRỊ TÒA NHÀ 1.1 SƠ LƢỢC LIÊN QUAN Hệ thống quản trị toà nhà - BMS (Building Management System) là một hệ thống điều khiển và giám sát kỹ thuật.
- Hệ thống quản trị toà nhà BMS mang tính tổng thể cao trong điều khiển và giám sát các hệ thống kỹ thuật của tòa nhà.
- Hệ thống BMS thực hiện tốt nhất các nhiệm vụ điều khiển vận hành hệ thống là môi trƣờng thu nhận, quản lý toàn bộ các thong số kỹ thuật của thiết bị của các hệ thống kết nối tới.
- Thông qua trao đổi thông tin, BMS điều khiển vận hành các thiết bị chấp hành của từng hệ thống kỹ thuật khác nhau hoạt động theo yêu cầu của ngƣời quản lý, đảm bảo các yếu tố kỹ thuật cũng nhƣ các yếu tố an toàn, an ninh.
- Một hệ thống BMS cơ bản có thể kết nối để điều khiển và giám sát các hệ thống của tòa nhà nhƣ.
- Hệ thống điều hòa, thông khí.
- Hệ thống an ninh.
- Hệ thống điều khiển chiếu sang.
- Hệ thống đo đếm năng lƣợng.
- Hệ thống điện.
- Hệ thống chữa cháy 1.2 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC VÀ NGOÀI NƢỚC Tìm hiểu về việc ứng dụng hệ thống BMS trong và ngoài nƣớc.
- BMS là một hệ thống an toàn và tính ổn định cao.
- BMS bao gồm phần mềm điều khiển là phần mềm chuyên dụng trong việc điều khiển, quản lý các toà nhà cao tầng, phần mềm này có các ứng dụng sau: Thu nhận thông tin.
- Thu nhận các thông số về môi trƣờng, các thông tin về trạng thái hoạt động của các thiết bị, các thông tin về hoạt động của các hệ thống, sự phối hợp vận hành của các hệ thống đƣợc kết nối đến BMS.
- Phần mềm điều khiển BMS cung cấp màn hình đồ hoạ quản lý các tín hiệu cảnh báo, báo động kỹ thuật.
- Mọi thông tin báo lỗi hệ thống, báo lỗi thiết bị của các hệ thống đƣợc kết nối tới BMS sẽ đƣợc thể hiện trên màn hình báo lỗi này. 11 • Phần mềm điều khiển BMS hỗ trợ cảnh báo báo động bằng tiếng còi bíp, đèn báo đây là cách nhắc nhở ngƣời vận hành khi ngƣời vận hành không quan sát màn hình điều khiển.
- Quản lý hệ thống: Chức năng này giúp ngƣời vận hành hệ thống quản trị tòa nhà có thể mở rộng hệ thống khi có yêu cầu nhƣ: khai báo thêm thiết bị, số lƣợng điểm điều khiển một cách dễ dàng. Điều khiển.
- Thực hiện điều khiển qua giao diện đồ hoạ có thể là dạng ảnh của thiết bị hoặc qua dạng ảnh sơ đồ mặt bằng của toà nhà.
- Có thể thông qua giao diện đồ hoạ để kích hoạt điều khiển thiết bị tại các điểm “intelligent point” trên đồ hoạ On – Off – Disable.
- Thực hiện vận hành điều khiển tự động: thực hiện việc vận hành tự động các hệ thống theo lịch trình thời gian yêu cầu của toà nhà để thực hiện tiết kiệm năng lƣợng.
- Nếu có kế hoạch hoạt động theo tuần, tháng, năm, hệ thống sẽ thực hiện đƣợc việc thực hiện cài đặt lịch hoạt động tự động theo kế hoạch đã định sẵn.
- Khi có sự thay đổi các kế hoạch hoạt động, hệ thống cho phép thay đổi hoặc xoá bỏ lịch trình hoạt động tự động theo kế hoạch mới.
- Tích hợp các hệ thống tới hệ thống BMS mang lại nhiều tiện ích trong điều khiển cũng nhƣ giám sát các hệ thống kỹ thuật của toà nhà.
- Điều này cho phép ngƣời vận hành, ban quản lý toà nhà tiết kiệm đƣợc chi phí vận hành cũng nhƣ nâng cao khả năng quản lý tới tất cả các hệ thống.
- Các thông tin kỹ thuật về BMS Trong chuẩn chung, giao tiếp giữa BMS với những hệ thống con trong tòa nhà được chia làm hai loại giao diện mức cao và giao diện mức thấp.
- Building Management Level : trung tâm điều khiển, mức quản lý bao gồm các hệ thống máy chủ dữ liệu, trạm làm việc đƣợc cài đặt các phần mềm quản lý bảo dƣỡng, máy in và máy tính dành cho việc lập trình và cấu hình hệ thống.
- Building Control Level : kết nối từ trung tâm điều khiển tới mức điều khiển các ứng dụng trong tòa nhà thông qua cáp điều khiển BAS với giao diện BACnet TCP/IP, bao gồm các bộ DDC (Digital Direct Controller - điều khiển số trực tiếp), các giao diện tới các hệ thống phụ trợ nhƣ : điều hòa không khí, báo cháy, chữa cháy, hệ thống điện… C.
- Application Control Level : mức điều khiển các ứng dụng bao gồm các thiết bị nhƣ cảm biến (sensor), bộ chấp hành (actuator), các bộ field controller để giao tiếp trục tiếp với các khu vực có các ứng dụng cần điều khiển.
- Mạng điều khiển cấp cao, điều khiển – giám sát Những chuẩn giao tiếp mức cao trong BMS là OPC, BACNet, MODBUS, LNS, P2, Active X và MetaSys.
- và BMS sẽ điều khiển những dịch vụ thông qua hệ thống con và bộ điều khiển có nghiã là BMS sẽ đƣa ra các yêu cầu thích hợp hoặc những chỉ thị tới những hệ thống con thông minh hoặc khởi động những thao tác cần thiết.
- Nếu nhà cung cấp bộ điều khiển chỉ cung cấp giao thức không theo chuẩn TCP/IP thì những nhà tích hợp hệ thống BMS sẽ vẫn phát triển đƣợc giao diện để kết nối tới hệ thống.
- Mạng trục backbone : thƣờng là mạng Ethernet TCP/IP hoặc Bacnet/IP 10100/1000Mb nối các bộ điều khiển tòa nhà ( Builiding controllers) với nhau và nối với các Server của hệ thống ( thƣờng có 2 server chạy nóng và dự phòng.
- Mạng điều khiển tầng: là mạng dây chạy trực tiếp trong từng tầng, thƣờng là mạng RS485, chuẩn truyền thông thƣờng là LON, Bacnet MS/TP, N2, P2.
- mạng này do bộ điều khiển tầng quản lý và liên kết các bộ điều khiển nhỏ hơn đặt tại từng thiết bị cụ thể trong tầng của tòa nhà.
- Các hệ thống lớn và yêu cầu tích hợp cao thƣờng có thêm phân lớp mạng thứ 3 nằm trên 2 lớp trên : ALN ( Application Level network).
- Phân lớp này thƣờng là lớp mạng interconnect giữa rất nhiều hệ thống khác nhau trong tòa nhà, cùng chia sẻ thông tin và quản lý, nó sẽ có 1 hệ thống trung tâm để thu thập và phân phối thông tin cho các Client trong hệ thống mạng.
- Cấp điều khiển khu vực – cấp trƣờng Đối với những dịch vụ mà không có hệ thống con thông minh thì những dịch vụ này sẽ đƣợc điều khiển trực tiếp thông qua bộ mã hoá của BMS hoặc trực tiếp tới bộ điều khiển.
- Có rất nhiều bộ điều khiển trên thị trƣờng, chúng có thể sử dụng cho giao diện cấp trƣờng slave phù hợp với từng hệ thống cụ thể.
- Dƣới đây đƣa ra một số loại bộ điều khiển chung BMS hợp với những hệ thống sau đây.
- Hệ thống cung cấp và phân phối điện (Máy cắt, Tủ hạ thế, tủ phân phối đầu tầng và máy phát điện dự phòng…) thường là chuẩn Modbus • Điều hòa trung tâm • Chiếu sáng công cộng (Public Lighting.
- Điều khiển truy nhập (Access control.
- Hệ thống Camera an ninh • Hệ thống PCCC • Thang máy (lift, elevator.
- Hệ thống cấp – thoát nước / xử lý nước thải sinh hoạt.
- Các hệ thống phần mềm quản lý năng lƣợng cũng đƣợc tích hợp trong các bộ điều khiển cấp khu vực.
- Ở cấp khu vực, các cảm biến và cơ cấu chấp hành giao tiếp thẳng với các thiết bị đƣợc điều khiển.
- Các bộ điều khiển cấp khu vực sẽ đƣợc nối với nhau trên một đƣờng bus, do vậy có thể chia sẻ thông tin cho nhau và với các bộ điều khiển ở cấp hệ thống và cấp điều hành, quản lý.
- Cấp điều khiển hệ thống Các bộ điều khiển hệ thống có khả năng lớn hơn so với các bộ điều khiển ở cấp khu vực về số lƣợng các điểm vào ra (I/O), các vòng điều chỉnh và cả các chƣơng trình điều khiển.
- Các bộ điều khiển hệ thống đƣợc tích hợp sẵn các chức năng quản lý, lƣu trữ và thƣờng đƣợc sử dụng cho các ứng dụng lớn hơn nhƣ hệ thống điều hòa trung tâm, hệ thống điện + máy phát trung tâm.
- Các bộ điều khiển này trực tiếp giao tiếp với thiết bị điều khiển thông qua các cảm biến và cơ cấu chấp hành hoặc gián tiếp thông qua việc kết nối với các bộ điều khiển cấp khu vực.
- 15 Hình 3.Cấp điều khiển hệ thống Các bộ điều khiển hệ thống có thể hoạt động độc lập trong trƣờng hợp bị mất đƣờng tín hiệu truyền thông với các máy trạm vận hành (client application).
- Một trạm vận hành thƣờng bao gồm các gói phần mềm ứng dụng sau: An toàn hệ thống.
- Xâm nhập hệ thống: Cho phép những người có quyền được truy cập và lấy dữ liệu hệ thống thông qua máy tính cá nhân hoặc các thiết bị lưu trữ khác.
- Giao diện: Xây dựng giao diện dựa trên ứng dụng của khách hàng, có sử dụng các công cụ vẽ đồ thị và bảng biểu.
- Tích hợp hệ thống: Cung cấp giao diện và điều khiển chung cho các hệ thống con (HVAC, báo cháy, an toàn, giám sát truy nhập.
- và cung cấp khả năng tổng hợp thông tin từ các hệ thống con để từ đó đưa ra các mệnh lệnh có tính toàn cục trong hệ thống.
- Tích hợp hệ thống điều hoà trung tâm Hệ thống điều hòa trung tâm là một trong những hệ thống quan trọng nhất của tòa nhà, ảnh hƣởng tới toàn bộ tòa nhà, đảm bảo nhiệt độ độ ẩm và độ thông thoáng cho tất cả các phòng làm việc trong tòa nhà.
- Hệ thống này bao gồm các mạch điện cũng nhƣ các mạch điều khiển, các sensor cảm biến nhiệt độ, độ ẩm để đảm bảo cho hệ thống làm việc một cách hiệu quả.
- Mô tả điều khiển hệ thống điều hòa Thông thƣờng các nhà cung cấp điều hòa sẽ ƣu tiên chọn các bộ điều khiển từ những nhà cung cấp mà có thể tích hợp vào hệ thống một cách dễ dàng, tiện lợi.
- Thiết bị BMS cần phải có tính năng logic bên trong để có thể điều khiển các Chiller, AHU, FCU, VRF bật hoặc tắt theo từng vùng riêng biệt.

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