Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
MỤC LỤC
MỤC LỤC..............................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT........................................................................................3
LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................................4
VÀI NÉT VỀ CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT T&D NƠI TÁC GIẢ CÔNG TÁC..............5
CHƯƠNG 2..........................................................................................................................22
TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP...............22
1. Mô hình phân cấp hệ thống..............................................................................................22
5. Các hệ DCS thông dụng...................................................................................................45
5.1 DeltaV của Emerson.......................................................................................................45
5.2 PlantScape của Honeywell..............................................................................................46
5. 3 Hệ điều khiển PCS 7 của SIEMENS.............................................................................48
5. 4 Hệ điều khiển CENTUM 3000 của Yokogawa.............................................................49
CHƯƠNG 3..........................................................................................................................50
TÌM HIỀU VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TOÀ NHÀ WEBCTRL CỦA ALC...........50
1. Giới thiệu về hệ thống tự động hoá toà nhà.....................................................................50
2. Các hệ thống được điều khiển trong toà nhà....................................................................50
2.1. Hệ thống HVAC............................................................................................................51
2.2. Hệ thống điện.................................................................................................................54
2.3. Hệ thống chiếu sáng......................................................................................................55
2.4. Hệ thống cấp nước.........................................................................................................55
2.5. Hệ thống thang máy.......................................................................................................55
2.6. Hệ thống chữa cháy......................................................................................................55
2.7. Hệ thống an ninh............................................................................................................56
3. Lợi ích của việc trang bị hệ thống BMS cho toà nhà.......................................................57
4. Hệ thống BMS của ALC..................................................................................................58
4.1. Kiến trúc hệ thống..........................................................................................................58
4.2 Các thành phần cơ bản ...................................................................................................59
4.2.1 WebCTRL Server.......................................................................................................59
4.2.1.1 Cấu hình tối thiểu của PC dùng làm server:.............................................59

3.10Tủ điều khiển 1-3: .......................................................................................................109
3.11Tủ điều khiển 2-1:......................................................................................................109
3.12 Các tủ từ 3-1 cho đến 9-1............................................................................................110
3.13 Tủ điều khiển R-2: .....................................................................................................110
3.14 Tủ điều khiển R-1: .....................................................................................................111
4.Thuật toán điều khiển các thiết bị trong hệ thống...........................................................111
4.1Máy lạnh - Chiller.........................................................................................................111
4.2 FCU ..............................................................................................................................113
4.3 AHU ............................................................................................................................115
5 Xây dựng hệ thống điều khiển........................................................................................119
5.1 Xây dựng kiến trúc mạng.............................................................................................119
5.2 Xây dựng chương trình điều khiển...............................................................................120
5.3 Xây dựng giao diện vận hành.......................................................................................120
5.4 Vận hành hệ thống........................................................................................................121
6.Thử nghiệm và đánh giá hệ thống...................................................................................128
6.1 Phương pháp thử nghiệm.............................................................................................128
6.2 Đánh giá hệ thống.........................................................................................................128
KẾT LUẬN........................................................................................................................129
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................130
PHỤ LỤC...........................................................................................................................131
Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
2
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AI – Analog Input (Đầu vào tương tự).
AO – Analog Ouput (Đầu ra tương tự).
AV – Analog Value (Giá trị tương tự - giá trị trung gian có thể hiệu chỉnh hay chỉ đọc).
ALC –Automated Logic Corporation.
AHU – Air HandingUnit.
Alarm - Hệ thống điều khiển sẽ được định dạng để phát ra những cảnh báo khi một đối

QCS – Quality Control System
Ngươi thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
3
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay việc xây dựng các toà nhà cao tầng làm công sở, trung tâm
thương mại, khách sạn,…ngày càng trở nên phổ biến.. Chúng ngày càng trở nên hiện đại,
tiện nghi để phục vụ các yêu cầu ngày càng cao của con người. Giải pháp kết hợp hệ thống
các thiết bị cơ điện sử dụng trong toà nhà với công nghệ tự động hoá nhằm đem lại khả
năng tự hoạt động (hệ thống thông gió, hệ thống chiếu sáng,…) đã không còn là điều mới
mẻ nữa. Tuy nhiên vấn đề sống còn của giải pháp này lại nằm ở chỗ làm sao có thể quản lý
chúng trong một hệ thống thống nhất. Các hệ thống tự động hoá toà nhà (Building
Managerment System - BMS) đã ra đời để giải quyết bài toán này.
Nhiệm vụ chính của hệ thống BMS là điều khiển, giám sát, quản lý các thiết bị
cơ/điện trong một tòa nhà cao tầng, giúp cho việc vận hành, bảo dưỡng và quản lý tòa nhà
một cách thuận tiện, an toàn và tiết kiệm.
Hệ thống BMS được phát triển dựa trên nền kiến trúc của một hệ điều khiển phân tán với
các bộ điều khiển số trực tiếp (Direct Digital Controler – DDC) được kết nối với hệ thống
mạng tầng (Floor Networks); các bộ điều khiển, định tuyến cấp cao hơn liên kết các DDC
với hệ thống mạng ”Backbone” của tòa nhà.
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nhà cung cấp hệ thống BMS như: Siemens, Johnson,
Invensys, ALC, AA Matrix, Andover Control,… Hệ thống BMS của mỗi hãng đều có
những đặc trưng riêng. Trong số đó ALC là một trong những đại diện hàng đầu. Chính vì
vậy chúng em đã chọn tìm hiểu về hệ thống BMS của ALC làm đề tài tôt nghiệp.
Đề tài của chúng em là “ Tìm hiểu và thiết kế hệ thống tự động hoá toà nhà cho khách sạn
NewWay”. Nhiệm vụ của luận văn bao gồm:
- Nêu lên các đặc trưng cơ bản về tòa nhà cao tầng hiện đại
- Nghiên cứu về các hệ thống điều khiển trong công nghiệp.
- Nghiên cứu về hệ thống tự động hoá toà nhà nói chung, tìm hiểu sơ bộ hệ thống
BMS của Siemens và tìm hiểu sâu về hệ thống BMS của ALC.

Với tư cách là nhà đại lý độc quyền hoặc nhà phân phối chính thức của các hãng nêu
trên, Công ty luôn cam kết với khách hàng về chất lượng của giải pháp công nghệ, sản
phẩm và dịch vụ được cung cấp.
Chất lượng của giải pháp công nghệ, sản phẩm, dịch vụ do T&D cung cấp là một
phần quan trọng trong sự thành đạt của công ty. Bên cạnh đó, một phần khác không kém
phần quan trọng đó chính là mối quan hệ và sự tín nhiệm của khách hàng đối với Công ty
trong suốt thời gian qua. Với sự quan tâm và tín nhiệm đó, Công ty sẽ luôn nỗ lực vươn lên
để phục vụ khách hàng ngày càng tốt hơn.

Vì vậy dù hoạt động trong bất kỳ lĩnh vực nào, Công ty TNHH Kỹ thuật T&D luôn
duy trì sự sáng tạo kết hợp với việc ứng dụng công nghệ tiên tiến nhất để bảo đảm chất
lượng công trình, đem lại sự hài lòng cho khách hàng cũng như uy tín và sự phát triển bền
vững của Công ty.
TRONG XÂY LẮP ĐIỆN
Công ty TNHH Kỹ thuật T&D là một trong các nhà phân phối sản phẩm của Công ty
TNHH ABB tại Việt Nam. Với sự hỗ trợ của ABB, T&D đã hoàn thành thi công các dự án
trọng điểm theo phương thức trọn gói như: Trung tâm hội nghị Quốc tế ASEM5; cầu Bãi
cháy; Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông….
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
5
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ TOÀ NHÀ
Không chỉ là nhà tích hợp hệ thống mà T&D còn là đại lý độc quyền về hệ thống tự
động hoá toà nhà cho tập đoàn Automated Logic (ALC), một trong 5 tập đoàn hàng đầu của
Mỹ trong lĩnh vực này. Chất lượng sản phẩm của ALC cùng với các giải pháp sáng tạo sẽ
làm cho các toà nhà trở nên “thông minh”hơn.
Đối với những ngôi nhà biệt lập, căn hộ chung cư hay các văn phòng, khách sạn nhỏ,
T&D đưa ra các giải pháp của Home Automation Inc.(HAI), một trong những tập đoàn hàng
đầu trên thế giới của Mỹ trong lĩnh vực tích hợp và tự động hoá các hệ thống, thiết bị gia
dụng trong nhà.

Thiết kế chiếu sáng điện trong tòa nhà là tìm ra những phương thức và giải pháp
nhằm đảm bảo những yêu cầu chiếu sáng cho con người sinh hoạt và làm việc trong tòa nhà
được tốt nhất. có ba phương thức cơ bản sau:
-Phương thức chiếu sáng chung:trong toàn phòng có một hệ thống chiếu sáng từ trên
xuống gây ra một độ chói không gian nhất định và một độ rọi nhất định trên tòa bộ các mặt
phẳng của tòa nhà.
-Phương thức chiếu sáng cục bộ.Chia không gian lớn của tòa nhà ra nhiều không
gian nhỏ, phòng nhỏ. Mỗi một không gian nhỏ, phòng nhỏ lại có chế độ chiếu sáng riêng.
-Phương thức chiếu sáng hỗn hợp:Là phương thức chiếu sáng chung được bổ sung
thêm những đèn cần thiết đảm bảo độ rọi lớn tại những chỗ làm việc của con người.
Tùy theo tính chất của từng phòng mà tòa nhà được chọn phương thức chiếu sáng
thích hợp.Thông thường những phòng có lao động không đòi hỏi nhiều ánh sáng, không đòi
hỏi nghiêm ngặt về hướng chiếu sáng, có mật độ chỗ lao động cao, có cùng một loại công
việc nhất định, hoặc có thay đổi lại thiết bị trong phòng thì người ta dùng phương thức
chiếu sáng chung
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
7
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
Điều khiển hệ thống chiếu sáng dựa vào nhiều thông số như lưu lượng, cường độ ánh
sáng, độ rọi để đảm bảo chất lượng chiếu sáng đúng như yêu cầu. Bên cạnh hệ thống chiếu
sáng bên trong phòng, còn có hệ thống chiếu sáng bên ngoài như chiếu sáng cầu thang,
chiếu sáng buồng thang máy, chiếu sáng phòng lễ tân, phòng ăn…, cũng cần đảm bảo chất
lượng chiếu sáng cả ngày và đêm. Hệ thống điều khiển chiếu sáng có khả năng thông báo
cho bạn biết khi nào ắc quy dự phòng của hệ thống chiếu sáng khẩn cấp ở trạng thái yếu,
nhờ đó bạn có thể thay thế kịp thời. Mọi sự cố liên quan đến hệ thống chiếu sáng đều được
truyền về trung tâm, bạn cũng có thể biết những thông tin này ở bất cứ nút nào trong mạng
điều khiển.
1.2 Thang máy phục vụ trong tòa nhà cao tầng hiện đại
1.2.1 Khái niệm chung về thang máy.
Thang máy trong các tòa nhà là một thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người và

8
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
Hệ thống điện của thang máy bao gồm các mạch sau:
Mạch động lực:là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động của thang máy để đóng
mở,đảo chiều động cơ dẫn động và phanh các bộ tời kéo.Hệ thống phải đảm bảo việc điều
chỉnh tốc độ chuyển động của cabin sao cho quá trình mở máy và phanh được êm dịu và
dừng cabin chính xác
Mạch điều khiển:là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực hiện một chương trình
điều khiển phức tạp, phù hợp với chức năng yêu cầu của thang máy.Hệ thống điều khiển
tầng có nhiệm vụ lưu trữ các lệnh di chuyển từ cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và
thực hiện các lệnh di chuyển hoặc dừng theo một thứ tự ưu tiên nào đó.Sau khi thực hiện
xong lệnh điều khiển thì xóa bỏ.Xác định và ghi nhận thường xuyên vị trí cabin và hướng
chuyển động của nó.Tất cả các hệ thống điều khiển tự động đều dùng nút ấn.
Mạch tín hiệu:là các hệ thống đèn tín hiệu và các ký hiệu đã thồng nhất hóa để báo
hiệu trạng thái của thang máy, vị trí và hướng chuyển động của cabin.
Mạch chiếu sáng:là hệ thống đèn chiếu sáng cabin buồng máy và hố thang.
Mạch an toàn:là hệ thống công tắc, rơle,tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho con
người ,hàng hóa và thang máy khi hoạt động, cụ thể là:bảo vệ quá tải cho động cơ, thiết bị
hạn chế tải trong nâng, các công tắc hạn chế hành trình, các tiếp điểm tại cửa cabin, cửa
tầng, tại hệ thống treo cabin và tại bộ hạn chế tốc độ, các rơle...Mạch an toàn tự động ngắt
điện đến mạch động lực để dừng thang máy hoặc thang không hoạt động được trong các
trường hợp sau:
- mất điện, mất pha,đảo pha,mất đường tiếp đất.
- quá tải.
- cabin vượt quá giới hạn đặt công tắc hạn chế hành trình.
- đứt cáp hoặc tốc độ hạ cabin vượt quá giá trị cho phép (bộ hạn chế tốc độ và bộ
hãm bảo hiểm làm việc).
- một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép.
-cửa cabin hoặc một cửa trong các cửa tầng chưa đóng hẳn.
Ngoài ra, đối với thang máy có cửa lùa đóng mở tự động, khi đóng cửa nếu gặp

Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
9
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
1.3.1.2 Cháy do ma sát, va chạm giữa các vật rắn.
Đây cũng là nguyên nhân thường gặp ở trong các trường hợp máy móc không được
bôi trơn tốt,các ổ bi, ổ trục cọ sát vào nhau, sinh ra nhiệt hoặc có khi phát ra tia lửa sinh ra
cháy. Trong khi máy hoạt động, nhất là các máy cào bông ,sợi đay....
1.3.1.3 Cháy do tác dụng của hóa chất
Trong các khâu sản xuất, vận chuyển ,bảo quản, xử dụng hóa chất người ta có những
quy định hết sức ngặt để đề phòng các sự cố gây tai nạn cho con người và môi trường nói
chung và cháy nổ nói riêng.Về mặt phòng cháy chữa cháy phải chú ý thường xuyên phản
ứng hóa học tỏa nhiệt phát ra ngọn lửa.Người ta phân định như sau.
- Các hóa chất tác dụng với nhau sinh nhiệt hoặc hình thành ngọn lửa có thể dẫn đến
cháy nếu không chủ động kiểm soát được chúng trong các phòng thí nghiệm, nơi sản xuất...
ví dụ như Clo với amoniac,clo với hidro..
- Hóa chất gặp nước, gặp không khí, một số hóa chất tiếp xúc với môi trường không
khí cũng có khả năng gây cháy.Do đó việc bảo quản hóa chất phải thực hiện đúng các quy
định.Các chất phôt pho trắng,bụi kẽm, bụi nhôm,.. dẽ gây phản ứng trong không khí và
nước.
1.3.1.4 Cháy do tác dụng của năng lượng điện
Đây cũng là trường hợp chuyển hóa từ điện năng sang nhiệt năng.Trong các trường
hợp như chập mạch điện, quá tải, nhiệt độ trên dây dẫn tăng cao có thể gây ra cháy vỏ cách
điện, rồi cháy lan sang các vật khác.Các trường hợp sinh ra tia lửa điện do đóng ngắt cầu
dao, cháy cầu chì, mối nối dây dẫn không chặt cũng là những nguồn gây cháy.Đối với
những dụng cụ điện có công suất cao như bàn là, bếp điện ,tủ sấy.. khi sử dụng sẽ tỏa nhiệt,
sức nóng trên bề mặt rất lớn.
Nguyên nhân gây ra cháy nổ trong thực tế rất nhiều và đa dạng không thể mô tả
hết.nhưng chúng ta lưu ý rằng nguyên nhân cháy nổ còn xuất phát từ sự không quan tâm
đầy đủ trong thiết kế công nghệ, thiết bị cũng như thanh tra, kiểm tra của người quản lý.
1.3.2 Biện pháp phòng chống cháy nổ trong tòa nhà cao tầng hiện đại

mau chóng.
- Giai đoạn cháy to:tốc độ phát triển của đám cháy là nhanh nhất, nhiệt độ đám cháy
cao nhất, tiêu hao chất cháy nhiều nhất.Ở giai đoạn này lửa có thể lan từ khu vực này sang
khu vực khác.việc cháy lan tràn này có thể do trực tiếp ngọn lửa bén sang cũng có thể do
quá trình bức xạ nhiệt, truyền nhiệt làm cho vật dễ cháy bị phân hủy rồi bén cháy.
- Giai đoạn kết thúc đám cháy: ở giai đoạn này nhiệt độ cháy giảm dần, tốc độ cháy
cũng giảm dần đến không
1.3.2.1.3 Các dụng cụ chữa cháy thô sơ
Bình bọt hóa học:dung tích 8-:-10lít vỏ bình chịu áp lực 20kg/cm
2
Bình bọt hòa không khí:dung tích7-:-8lít vỏ bình chịu được khi nén đến 250kg/cm
2
Bình chữa cháy bằng CO
2
: vỏ bình chịu được áp suất khí CO
2
250kg/cm
2
1.3.2.1.4 Phương tiện báo cháy và chữa cháy tự động.
Các phương tiện báo cháy và chữa cháy tự động thường được đặt ở những mục tiêu
quan trọng cần được bảo vệ.Phương tiện báo cháy tự động dùng để phát hiện cháy từ ban
đầu và báo ngay về trung tâm chỉ huy chữa cháy.Báo cháy tự động còn bao gồm cả thông
tin liên lạc hai chiều giữa đám cháy và trung tâm chỉ huy, giữa đám cháy và hệ thống máy
tính để có những thông số kỹ thuật về chữa cháy .như chọn đường đi đến đám cháy,số
phương tiện, hóa chất cần dùng và lựa chọn phương án chứa cháy tối ưu.Hình 4-1 là sơ đồ
báo cháy tự động của một tòa nhà trung tâm công nghiệp tại Hà Nội làm ví dụ.
H1-1 Sơ đồ hệ thống báo cháy tự động của một tòa nhà trung tâm.
Máy báo cháy làm việc dựa trên nguyên tắc:
Khi có đám cháy xảy ra thì có sự thay đổi nhiệt độ, cường độ ánh sáng của môi
trường, có khói bốc lên. Những sự thay đổi này được máy báo cháy thu nhận và biến đổi

độ ồn và sự lưu thông hợp lý của dòng không khí. ĐHKK được chia là ba loại với nội dung
rộng hẹp khác nhau.
-Điều tiết không khí : dùng để thiết lập các môi trường thích hợp cho việc bảo quản máy
móc,công nghệ sản xuất,chế biến trong tòa nhà
-Điều hòa không khí : nhằm tạo môi trường tiện nghi cho các sinh hoạt của con người
trong tòa nhà.
-Điều hòa nhiệt độ : nhằm tạo ra môi trường có nhiệt độ thích hợp trong tòa nhà.
Như vậy phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể khác nhau, việc điều chỉnh nhiệt độ
trong không gian cần điều hòa không phải lúc nào cũng theo chiều hướng giảm so với nhiệt
độ của môi trường xung quanh.Tương tự như vậy độ ẩm của không khí có thể được điều
chỉnh không chỉ giảm mà có khi còn được yêu cầu tăng lên so với độ ẩm bên ngoài.
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
12
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
Một hệ thống ĐHKK đúng nghĩa là một hệ thống có thể duy trì trạng thái của không
khí trong không gian cần điều hòa trong vùng quy định nào đó.Nó không thể ảnh hưởng bởi
sự thay đổi bên ngoài hoặc sự biến đổi của phụ tải bên trong.Từ đó cho thấy rõ ràng có mỗi
liên hệ mật thiết giữa các điều kiện thời tiết bên ngoài không gian cần điều hòa với chế độ
hoạt động và các đặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí.ở nước ta khí hậu nhiệt
đới nóng ẩm nhiệm vụ của ĐHKK thường chỉ làm giảm nhiệt độ và độ ẩm của không khí
trong không gian cần điều hòa so với không khí bên ngoài
1.4.1Các thành phần của hệ thống điều hòa không khí trong tòa nhà
Về mặt thiết bị,tổ hợp điều hòa không khí bao gồm các thành phần như sau:
- Máy lạnh :là bộ phận cơ bản của hệ thống đóng vai trò chủ yếu trong việc không
chế trạng thái của không khí trong không gian cần điều hòa ở trong vùng quy
định.
- Bộ gia nhiệt và bộ hâm nóng : là bộ phận hỗ trợ với máy lạnh trong việc điều
chỉnh các thông số của không khí.Bộ phận này không nhất thiết phải có mặt trong
tất cả các hệ thống điều hòa không khí, ở những vùng có khí hậu thường xuyên
nóng bức, sự biến động của phụ tải không nhiều và các yêu cầu kỹ thuật không

chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể và không khí càng tăng,nên độ chênh lệch này khá
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
13
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
lớn thì nhiệt lượng cơ thể mất đi càng lớn và đến một lúc nào đó sẽ có cảm giác khó chịu và
ớn lạnh.Việc giảm nhiệt độ của bề mặt xung quanh sẽ làm gia tăng cường độ trao đổi nhiệt
bằng bức xạ, ngược lại nếu nhiệt độ xung quanh tiến gần đến nhiệt độ cơ thể thì thành phần
trao đổi nhiệt bằng bức xạ sẽ giảm đi rất nhanh.Các nghiên cứu và kinh nghiệm đã chỉ ra
rằng, trong phần lớn các trường hợp thì con người sẽ cảm thấy dễ chịu trong vùng nhiệt độ
khoảng từ 22
0
C -:- 27
0
C.
- Ảnh hưởng của độ ẩm: chính độ ẩm tương đối của không khí xung quanh quyết định
mức độ bay hơi, bốc ẩm từ cơ thể ra ngoài môi trường.Nếu độ ẩm tương đối giảm
xuống,lượng ẩm bốc ra ngoài cơ thể sẽ càng nhiều.Kinh nghiệm cho thấy nếu nhiệt độ
không khí 27
0
C thì độ ẩm không khí để có cảm giác dễ chịu nên vào khoảng 50%.
- Ảnh hưởng của dòng không khí: tùy thuộc vào mức độ chuyển động của dòng không
khí mà lượng ẩm thoát ra từ cơ thể sẽ nhiều hay ít.Khi chuyển động của dòng không khí
tăng lên thì lớp không khí bão hòa xung quanh bề mặt cơ thể càng dễ bị kéo đi để nhường
chỗ cho không khí khác ít bão hòa hơn.do đó khả năng bốc ẩm từ cơ thể sẽ nhiều hơn.Cũng
phải thấy chuyển động của dòng không khí không chỉ ảnh hưởng lượng ẩm bốc ra mà còn
ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt bằng đối lưu.Rõ ràng quá trình đối lưu càng mạnh
thì chuyển động của dòng không khí càng lớn.
Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng, đối với nhiều người – để tạo cảm giác dễ
chịu – tốc độ chuyển động của không khí trong tòa nhà (vùng ưu tiên) nên khoảng chừng
0,25m/s.Tuy vậy khi chọn tốc độ không khí ta cần lưu ý đến sự tương thích với nhiệt độ

tươi tương ứng lấy từ bên ngoài.Tất nhiên để hạn chế các bụi bặm và các hạt li ti khác thì
cần phải lọc và làm sạch không khí tươi trước khí đưa vào trong tóa nhà để điều hòa.
Trước đây khi nói đến sự ô nhiễm không khí trong tòa nhà người ta thường nghĩ đến nồng
độ CO
2
có trong không khí.Gần đây, ngoài CO
2
người ta còn lưu ý đến khử các loại mùi
phát ra từ cơ thể con người và đang nghiên cứu tìm các loại chỉ số thích hợp để đánh giá tác
động của yếu tố này đến môi trường không khí trong tòa nhà cần điều hòa.nhưng cho đến
nay người ta còn sử dụng nồng độ CO
2
như là một chỉ số biểu diễn ở mức độ ô nhiễm.Bảng
1.2 sau đây trình bày một số kết quả đó.
Ứng với nồng độ CO
2
mức độ chấp nhận nào đó trong tòa nhà thì có thể tính lượng khí
tươi vào trong tòa nhà cần điều hòa như sau.
a
K
Q
+
=
β
ở đây:
K : lượng khí CO
2
do con người thải ra thông qua hoạt động hít thở,m
3
/h.người

trong hệ thống đo lường
các chỉ số nồng độ CO
2
trong tòa nhà nếu nó tiếp
tục tăng
0,1 Nồng độ cho phép trong các trường hợp
thông thường( theoPettenkofer)
0,15 Nồng độ cho phép khi dùng để tính toàn
thông gió (theo Rietchel)
0,2 – 0,5 Nồng độ tương đối nguy hiểm
0,5 hoặc lớn
hơn
Nồng độ nguy hiểm
4 – 5 Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng.Nêu sự
hít thở trong môi trường này kéo dài thì sẽ gây ra nguy hiểm.
8 Nếu kéo dài sự hít thở trong môi trường lâu hơn 10 phút thì mặt sẽ đỏ
bừng và bị đau đầu.
18
hoặc
lớn hơn
Hết sức nguy hiểm và dẫn đến tử vong.
Bảng 1.3.
Cường độ vận
động
k. m
3
/h.người Q,m
3
/h.người
khí

3-:-5,1 51-:-85
Ngoài những điều đã nói ở trên, khi đánh giá mức độ vệ sinh của một môi trường
nào đó theo nhiều yếu tố tổng hợp khác nhau, có thể tham khảo các số liệu trong Bảng 1.5
dưới đây.
Bảng 1.5
Các hạt lơ lửng nhỏ hơn 0,15mg/cm
3
không khí
Nồng độ CO nhỏ hơn 0,001% theo thể tích
Nồng độ CO
2
nhỏ hơn 0,1% theo thể tích
Nhiệt độ từ 17
0
C đến 28
0
C tùy từng trường hợp
Độ ẩm tương đối từ 40% đến 70%
Tốc độ chuyển động của không khí nhỏ hơn 0,5m/s
1.4.4 Tiêu chuẩn môi trường trong điều tiết không khí.
Để đáp ứng ngày càng cao cho các tòa nhà mà trong các tòa nhà đó có các hoạt động
sản xuất, gia công,chế biến nhằm mục tiêu nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, phụ vụ
các yêu cầu công nghệ và cải thiệt điều kiện lao động, người ta đang ứng dụng ngày càng
nhiều kỹ thuật điều hòa không khí để tạo ra môi trường có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp.
Để minh họa nhưng điều nói trên bảng 1.6 sẽ đưa ra một vài số liệu cụ thể cho một số
trường hợp.giúp cho phần điều khiển sau này được tốt hơn.
Bảng 1.6
Trường hợp Công nghệ sản xuất ,chế
biến
Nhiệt độ ,

phòng đặt máy tính số lượng hạt không vượt quá 2.10
5
hạt/m
3
(chỉ tính các hạt bụi và các hạt
khác có kích thước 3 na nô mét trở lên.)
1.4.5 Hệ thống điều khiển đo lường của thiết bị điều tiết không khí trong tòa nhà cao
tầng hiện đại.
1.4.5.1 Khái niệm về hệ thống điều khiển.
1.4.5.1.1Nhiệm vụ chức năng của hệ thống điều khiển.
Trong các phần trước ta đặt vấn đề là các điều kiện môi trường trong tòa nhà phải
được duy trì ở phạm vi thông số nhất định nhờ hệ thống điều hòa không khí.Tuy nhiên ta
chưa xem xét tỉ mỉ xem làm thế nào thiết bị có thể vận hành để đáp ứng các yêu cầu tiện
nghi và công nghệ trong công trình một cách đồng đều
( nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ lưu thông gió,...) khi phụ tải và thời tiết thay đổi.Hệ thống điều
khiển chính là mối liên hệ thông tin giữa nhu cầu năng lượng thay đổi và nhu cầu đối với
điều kiện môi trường trong tòa nhà.Nếu không có hệ thống điều khiển được thiết kế đúng và
hoạt động có hiệu quả thì thiết bị điều hòa không khí không thể hoạt động tốt ngay cả khi đã
đầu tư vốn rất lớn.Người thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí phải thiết kế
được hệ thống điều khiển nhằm:
- Tạo ra và duy trì môi trường tiện nghi và phù hợp với công nghệ trong tòa nhà.
- Duy trì chất lượng không khí trong tòa nhà ở giới hạn cho phép.
- Đơn giản giá thành thấp, đáp ứng được các quy chuẩn hoạt động của thông gió,
và điều hòa không khí một cách tin cậy.
- Hoạt động có hiệu quả với mọi điều kiện.
Về nguyên tắc biến số được điều khiển quan trọng nhất trong tòa nhà vẫn là nhiệt
độ.Do đó mà ta quan tâm chủ yếu là điều khiển nhiệt độ trong tòa nhà.Tất nhiên để điều
khiển nhiệt độ không khí trong tòa nhà ta cũng phải kết hợp với nhiều chức năng điều khiển
khác.như điều khiển nồi hơi,điều khiển máy nén lạnh,bơm quạt, điều khiển lưu lượng không
khí và chất lỏng,điều khiển độ ẩm và các hệ thống điều khiển phụ khác.

nhà cao tầng ở Việt Nam
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 quả tương đối khích lệ trong nhiều lĩnh vực kinh tế khác
nhau. Một trong 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.
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 giá 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 điểm về môi trường,... mà chúng ta có các tiêu chí đánh
giá và kiểm định khác nhau. Một trong những tiêu chí mà chúng ta quan tâm là hệ thống
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
18
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
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 ta đưa ra vấn đề để thảo luận về các hệ BMS cho các tòa nhà cao tầng.
2.1 Phân loại nhà cao tầng:
Chúng ta có thể phân loại 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 thoại, truyền hình,

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.
2.3 Thực trạng nhà cao tầng hiện
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 loại thông thường. Khoảng 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 bằng 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, nhưng
chưa có hệ thống BMS
Khoảng 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 bằng 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 loại 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 loại 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 thì 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

Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
21
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG
NGHIỆP
1. Mô hình phân cấp hệ thống
Hệ thống điều khiển trong công nghiệp có thể chia thành 5 cấp như sau:
Hình 2.1 Mô hình phân cấp chức năng của một hệ thống điều khiển giám sát
Càng ở cấp dưới thì các chức năng càng mang tính chất cơ bản hơn và đòi hỏi yêu cầu
cao hơn về độ nhanh nhạy, thời gian phản ứng. Một chức năng ở cấp trên được thực hiện
dựa trên các chức năng cấp dưới, tuy không đòi hỏi thời gian phản ứng nhanh như ở cấp
dưới, nhưng ngược lại lượng thông tin cần trao đổi và xử lý lại lớn hơn nhiều. Thông
thường, người ta chỉ coi ba cấp dưới thuộc phạm vi của một hệ thống điểu khiển và giám
sát. Tuy nhiên, biểu thị hai cấp trên cùng (quản lý công ty và điều hành sản xuất) giúp ta
hiểu thêm mô hình lý tưởng về cấu trúc chức năng tổng thể cho các công ty sản xuất công
nghiệp.
• Cấp chấp hành: Các chức năng chính của cấp chấp hành là đo lường, truyền động,
và chuyển đổi tín hiệu trong trường hợp cần thiêt. Thực tế, đa số các thiết bị cảm biến
(Sensor) hay cơ cấu chấp hành (actuator) cũng có phần điều khiển riêng cho việc thực
hiện đo lường/ truyền động được chính xác và nhanh nhạy. Các thiết bị trường thông minh
cũng có thể đảm nhận việc xử lý thô thông tin trước khi đưa lên cấp điều khiển.
• Cấp điều khiển: Nhiệm vụ chính của cấp điều khiển là nhận thông tin từ các cảm
biến, xử lý các thông tin đó theo một thuật toán nhất định và truyền đạt lại kết quả xuống
các cơ cấu chấp hành. Khi còn điều khiển thủ công, thì các nhiệm vụ đó được các người
đứng máy thao tác trực tiếp đảm nhận qua việc theo dõi các thiết bị đo lường, sử dụng
kiến thức và kinh nghiệm để thực hiện những thao tác cần thiết như: Đóng mở van, bấm
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
22
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC

phải cao, yêu cầu về lượng thông tin thì không cao. Các hệ thống bus trường thường sử
dụng là: Profibus, ControlNet, Modbus, Foundation Fieldbus, DeviceNet, AS-i, EIB....
• Bus hệ thống, Bus quá trình: Dùng để kết nối các máy tính điều khiển và các máy tính
trên cấp điều khiển giám sát với nhau. Qua bus hệ thống các máy tính điều khiển có thể
phối hợp hoạt động, cung cấp dữ liệu quá trình cho trạm kỹ thuật và trạm quan sát. Đối
với Bus hệ thống, tuỳ theo lĩnh vực ứng dụng mà đòi hỏi về tính năng thời gian thực có
được đặt ra một cách ngặt nghèo hay không. Thời gian phản ứng thông thường trong
khoảng vài trăm miligiây. Trong khi đó lưu lượng thông tin lớn hơn nhiều so với bus
trường. Các hệ thống bus trường tiêu biểu: Ethernet, Industrial Ethernet, Profibus-FMS,
Fieldbus Foundation’s High Speed Ethernet.
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
23
Tự động hoá toà nhà trên cơ sở ứng dụng công nghệ tự động hoá của hãng ALC
• Mạng xí nghiệp: Là một mạng LAN bình thường, có chức năng kết nối các máy tính
văn phòng thuộc cấp điều hành sản xuất với cấp điều khiển giám sát. Mạng xí nghiệp
không yêu cầu nghiêm ngặt về tính năng thời gian thực. Việc trao đổi dữ liệu diễn ra
không định kỳ, nhưng có khi với số lượng lớn tới hàng Mbyte. Hai loại mạng chủ yếu
được dùng là Ethernet và Token-Ring trên cơ sở các giao thức chuẩn như TCP/IP và
IPX/SPX
• Mạng công ty: Đặc trưng của mạng công ty là gần với một mạng viễn thông hoặc một
mạng máy tính diện rộng nhiều hơn trên các phương diện phạm vi và hình thức dịch vụ,
phương pháp truyền thông và các yêu cầu về kỹ thuật.Mạng công ty thường sử dụng các
loại mạng có tốc độ truyền thông và độ an toàn tin cậy đặc biệt cao, chẳng hạn như: Fast
Ethernet, FDDI, ATM.....
2. Cấu trúc và thiết bị mạng
Cấu trúc mạng quyết định các thiết bị cần phải có trong mạng và cách ghép nối
chúng.Thiết bị mạng gồm có:
-Bộ lặp :Sao chép, khuếch đại và phục hồi tín hiệu mang thông tin trên đường truyền
giữa hai trạm xa nhau.
-Cầu nối :Liên kết giữa hai mạng con với nhau chỉ khi lớp liên kết dữ liệu( lớp 2 mô

trạm.Vì thế tiết kiệm được cáp dẫn và công lắp đặt.
Có thể phân biệt ba loại cấu hình trong cấu trúc bus : daisy – chain và trunk – line/drop
– line và mạch vòng không tích cực. Hai cấu hình đầu cũng được xếp vào kiểu cấu trúc
đường thẳng,bởi hai đầu đường truyền không khép kín.
Với daisy – chain,mỗi trạm được nối mạng trực tiếp tại giao lộ của hai đoạn dây dẫn,
không qua một đoạn dây nối phụ nào.Ngược lại, trong cấu hình trunk- line/drop-line, mỗi
trạm được nối qua một đường nhánh(drop – line) để đến đường trục (Trunk – line).Còn
mạch vòng không tích cực thực chất chỉ khác với (trunk – line/drop – line) ở chỗ đường
truyền được khép kín.
Bên cạnh việc tiết kiệm dây dẫn thì tính đơn giản, dễ thực hiện là những ưu điểm
chính của cấu trúc bus, nhờ vậy mà cấu trúc này phổ biến nhất trong các hệ thống mạng
truyền thông công nghiệp.Trong trường hợp một trạm không làm việc (hỏng hóc, do ngắt
nguồn,...)Không ảnh hưởng đến phần mạng còn lại.Một số hệ thống còn cho việc tách một
trạm ra khỏi mạng hoặc thay thế một trạm trong khi cả hệ thống vẫn hoạt động bình
thường.
Tuy nhiên việc dùng chung một đường dẫn đòi hỏi một phương pháp phân chia thời
gian sử dụng thích hợp để tránh xung đột tín hiệu - gọi là phương pháp truy nhập môi
trường hay phương pháp truy nhập bus.Nguyên tắc truyền thông được thực hiện như sau:tại
một thời điểm nhất định chỉ có một thành viên trong mạng được gửi tín hiệu, còn các thành
viên khác chỉ có quyền nhận.
Ngoài việc cần phải kiểm soát truy nhập môi trường, cấu trúc bus còn có những nhược
điểm sau:
• Một tín hiệu gửi đi có thể tới tất cả các trạm và theo một trình tự không kiểm soát
được,vì vậy phải thực hiện phương pháp gán địa chỉ(logic) theo kiểu thủ công cho từng
trạm.Trong thực tế, việc gán địa chỉ này gây ra không ít khó khăn.
• Tất cả các trạm đều có khả năng phát và phải luôn luôn “nghe” đường dẫn để phát
hiện ra thông tin có phải gửi cho mình hay không, nên phải được thiết kế sao cho có đủ tải
Người thực hiện- Phan Văn Thượng- Cao Học khoá 2005 _ 2007
25