Những điều cơ bản về hệ thống BMS

Thuật ngữ BMS ra đời vào đầu những năm 1950. Và từ đó tới nay nó đã thay đổi rất nhiều kể cả trên phương diện phạm vi và cấu hình hệ thống. Cách thức liên lạc của hệ thống phát triển từ đi dây cứng tới đi dây hỗn hợp (multiplex) và giờ đây là hệ thống hai dây liên lạc số hoàn toàn. EMS và BMCS phát triển từ giao thức poll-response với bộ xử lý điều khiển trung tâm tới giao thức peer-to-peer với hệ thống điều khiển phân tán.

Mục tiêu của hệ thống BMS là tập trung hóa và đơn giản hóa giám sát, hoạt động và quản lý một hay nhiều tòa nhà để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của tòa nhà bằng cách giảm chi phí nhân công và lượng tiêu thụ điện năng, và cung cấp môi trường làm việc an toàn, thoải mái hơn cho người cư ngụ. Trong quá trình đáp ứng các mục tiêu này, BMS đã “tiến hóa” từ hệ điều khiển giám sát đơn giản trở thành hệ điều khiển vi tính hóa tích hợp toàn diện(Totally integrated computerize control).

Một số lợi ích của hệ thống BMS có thể kể đến là:

Hoạt động đơn giản hơn với những chức năng lập trình lặp đi lặp lại để thiết lập chế độ vận hành tự động
Giảm thời gian huấn luyện vận hành viên nhờ các hướng dẫn và hỗ trợ trực quan trên màn hình đồ họa
Đáp ứng các nhu cầu của người cư ngụ và phản ứng với các điều kiện rắc rối nhanh hơn và hiệu quả hơn
Giảm lượng điện năng tiêu thụ thông qua khả năng điều khiển quản lý tập trung và chương trình quản lý điện năng
Quản lý cơ sở/tài sản hiệu quả hơn nhờ các báo cáo ghi lại quá trình hoạt động, bảo trì, và chức năng tự động gửi cảnh báo
Lập trình linh hoạt theo nhu cầu của từng tòa nhà, tổ chức và yêu cầu mở rộng.
Nâng cao hoạt động nhờ tích hợp phần mềm và phần cứng của nhiều hệ thống phụ như điều khiển số trực tiếp (DDC – Direct Digital Control), hệ thống báo cháy, an ninh, điều khiển truy nhập hoặc điều khiển ánh sáng.

Trước đây, khi chỉ có hệ thống máy tính kồng kềnh, thì hệ thống BMS chỉ được sử dụng trong những tòa nhà văn phòng và các trường đại học lớn. Với việc ra đời các bộ điều khiển sử dụng bộ vi xử lý để điều khiển số trực tiếp, thì chi phí tích hợp chức năng quản lý tòa nhà vào bộ điều khiển nhỏ đến mức mà một BMS là sự lựa chọn đầu tư đúng chỗ cho các tòa nhà thương mại ở mọi kích cỡ, kiểu dáng.

Quản lý điện năng

Quản lý điện năng là chức năng tiêu biểu của bộ điều khiển DDC sử dụng bộ vi xử lý. Trong hầu hết các tòa nhà có quy mô từ vừa tới lớn, quản lý điện năng là một phần không thể thiếu của BMCS, với chức năng điều khiển tối ưu thực thi tại cấp độ hệ thống, và với thông tin quản lý và truy cập người sử dụng do BMS chủ cung cấp.

Một mạng bộ điều khiển điều hành thiết bị để giảm thiểu chi phí vận hành, và điều chỉnh nhiệt độ đủ để đem lại mức độ thoải mái cho người sử dụng.

Chức năng hệ thống quản lý điện năng của BMS chủ gồm có:

Giám sát – ghi hiệu suất
Giám sát – ghi mức độ sử dụng điện năng
Thống kế mức tiêu thụ điện năng: Mức tiêu thụ theo nguồn và định kỳ
Biểu đồ xu hướng tiêu thụ
Truy cập dữ liệu chiến lược quản lý điện năng nhằm liên tục điều chỉnh theo nhu cầu
Lịch sử dụng toà nhà
Giới hạn nhiệt độ đem lại mức độ thoải mái
Thống số điều chỉnh của vòng DDC
Bổ sung chương trình DDC

Hệ thống quản lý năng lượng tòa nhà có trước hệ DDC khoảng 10 năm. Nó có kiến trúc số gồm một máy tính trung tâm tích hợp khả năng điều khiển, giám sát và panel thu thập dữ liệu từ xa giao tiếp với các thiết bị điện, khí nén và hệ thống điều khiển điện tử cục bộ. Máy tính trung tâm của kiến trúc xuất các lệnh khởi động/dừng và điều chỉnh bộ điều khiển nhiệt độ cục bộ.

Hệ thống quản lý cơ sở vật chất

Hệ thống quản lý cơ sở vật chất được giới thiệu vào cuối thập niên 1980. Sự ra đời của nó đã mở rộng thêm phạm vi của điều khiển trung tâm, gồm cả quản lý toàn bộ cơ sở vật chất của tòa nhà. Ví dụ, trong một nhà máy sản xuất ô tô, lịch sản xuất và giám sát có thể kết hợp với giám sát và điều khiển môi trường BMS. Nhân viên bộ phận BMS và sản xuất có thể điều hành hệ thống điều khiển riêng biệt để quản lý đầu ra và đầu vào, tuy nhiên hai hệ thống này có thể traođổi dữ liệu cho nhau để tối ưu hóa thông tin và lập ra bản báo cáo chính xác nhất. Chẳng hạn như, chi phí cho lượng nhiệt, gió trên mỗi đầu xe được xuất xưởng sẽ là thông tin quan trọng để tính toán chi phí tổng trên mỗi xe thành phẩm.
Hệ thống quản lý cơ sở vật chất phải giải quyết được hai mức độ hoạt động: giám sát hoạt động hàng ngày (day-to-day operation) và quản lý/giám sát hoạt động dài hạn. Giám sát hoạt động hàng ngày đòi hỏi hệ thống liên tục giám sát và điều khiển thời gian thực toàn bộ cơ sở và môi trường. Giám sát/quản lý/hoạch định hoạt động dài hạn yêu cầu hệ thống ghi lại dữ liệu phân tích/hoạch định xu hướng lâu dài, và lấy đó làm dữ liệu so sánh với mục tiêu hoạt động. Do vậy, mục tiêu chính yếu của mức hoạch định và quản lý là thu thập, xử lý dữ liệu về lịch sử hoạt động.

Một số thuật ngữ trong tự động hóa tòa nhà

Building Control System (BCS): Hệ thống điều khiển tòa nhà. Nó mang đến sự tiện nghi và an toàn cho ngôi nhà bạn.
Building Management and Control System (BMCS): Hệ thống điều khiển và quản lý tòa nhà. Nó là sự kết hợp của BMS và BCS.
Building Management System: Hệ thống quản lý tòa nhà. Nó tập trung hóa giám sát, hoạt động và quản lý tòa nhà nhằm tối ưu hiệu suất hoạt động.
Building Automation and Control Network (BACnet) Protocol: Giao thức mạng điều khiển và tự động hóa tòa nhà (BACnet). Một giao thức liên lạc cho BMCS do hiệp hội kỹ sư ASHRAE phát triển. (ASHRAE – American Society of Heating, Refrigerating, and Airconditioning Engineers)
Dynamic Display Data: Dữ liệu hiển thị động. Là loại dữ liệu được hiển trị tại các trạm làm việc BMCS mà được cập nhật định kỳ, chẳng hạn như trang thái nhiệt độ hoặc ON/OFF.
Energy Management System (EMS): Hệ thống quản lý năng lượng. Nó tối ưu hóa hoạt động, nhiệt độ, và quá trình của hệ thống HVAC trong tòa nhà. Ngoại trừ một số hệ thống lỗi thời, thì hầu như bất cứ một hệ BCS hoặc BMCS đều có toàn bộ chức năng của hệ EMS.

Xem thêm: