Hệ thống quản lý tòa nhà: chức năng, hoạt động, thành phần

Hoàng

February 2, 2025

19 phút đọc

Một trong những trách nhiệm chính của Hệ thống quản lý tòa nhà là giám sát các hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC).

BMS theo dõi nhiều thông số liên quan đến tình trạng ống dẫn, bao gồm nhiệt độ, áp suất, độ ẩm và mức nhiệt thải.

Bằng cách theo dõi các số liệu này, BMS có thể đảm bảo hệ thống HVAC hoạt động trong ngưỡng đã cấu hình trước.

Ví dụ: nếu nhiệt độ ở một khu vực cụ thể vượt quá giới hạn đã đặt, BMS có thể kích hoạt cảnh báo cho nhân viên quản lý cơ sở, nhắc nhở họ thực hiện hành động khắc phục.

Cách tiếp cận chủ động này giúp ngăn ngừa sự cố hệ thống và duy trì chất lượng không khí trong nhà tối ưu.

Hơn nữa, bằng cách tối ưu hóa hoạt động HVAC, BMS đóng góp đáng kể vào hiệu quả năng lượng.

Khi hệ thống hoạt động ở hiệu suất cao nhất, nó tiêu thụ ít năng lượng hơn trong khi vẫn cung cấp môi trường thoải mái cho người sử dụng.

Khả năng tự động hóa hoạt động HVAC dựa trên dữ liệu thời gian thực giúp tiết kiệm năng lượng mà không ảnh hưởng đến sự thoải mái.

Ví dụ: trong những giờ không có người ở, BMS có thể điều chỉnh nhiệt độ để tiết kiệm năng lượng trong khi vẫn đảm bảo rằng tòa nhà được điều hòa đầy đủ khi người ở trở lại.

Hệ thống nước lạnh rất cần thiết để duy trì nhiệt độ trong nhà thoải mái trong các tòa nhà lớn hơn, đặc biệt là những tòa nhà có nhu cầu làm mát lớn.

BMS đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát các chức năng của máy làm lạnh, bao gồm kiểm soát nhiệt độ và hoạt động của máy bơm.

Khi liên tục theo dõi nhiệt độ của nước lạnh và đảm bảo máy bơm hoạt động hiệu quả, BMS giúp chất làm mát được phân phối hiệu quả khắp tòa nhà.

Nếu có bất kỳ sự khác biệt nào phát sinh, chẳng hạn như nhiệt độ tăng cao hơn mức chấp nhận được hoặc máy bơm bị hỏng, BMS có thể kích hoạt báo động và bắt đầu các hành động khắc phục.

Ngoài ra, BMS có thể tối ưu hóa hoạt động của máy làm lạnh dựa trên nhu cầu làm mát theo thời gian thực.

Điều này đặc biệt có lợi trong các giai đoạn sử dụng cao điểm.

Ví dụ: trong thời tiết nóng khi nhu cầu làm mát cao, BMS có thể điều chỉnh cài đặt máy làm lạnh để đảm bảo cung cấp đủ khả năng làm mát mà không làm hệ thống hoạt động quá tải.

Điều này không chỉ nâng cao sự thoải mái của người sử dụng mà còn góp phần tiết kiệm năng lượng nói chung.

Theo dõi mức tiêu thụ điện là rất quan trọng để hiểu được hồ sơ năng lượng của tòa nhà và xác định các khu vực có thể tiết kiệm được.

BMS theo dõi mức sử dụng điện cùng với trạng thái của các công tắc và mạch điện chính.

Dữ liệu này cung cấp thông tin chi tiết có giá trị về các mô hình tiêu thụ năng lượng.

Vì vậy giúp người quản lý cơ sở đưa ra quyết định chính xác liên quan đến quản lý năng lượng.

Bằng cách phân tích dữ liệu mức sử dụng điện do BMS thu thập, người quản lý cơ sở có thể xác định các xu hướng và bất thường có thể chỉ ra tình trạng kém hiệu quả hoặc các vấn đề tiềm ẩn.

Ví dụ: nếu một khu vực cụ thể có mức tiêu thụ năng lượng cao bất thường so với các không gian tương tự, điều đó có thể thúc đẩy việc điều tra thêm về hiệu suất thiết bị hoặc hoạt động thực tiễn.

BMS cũng có thể tạo các báo cáo cung cấp tổng quan toàn diện về mức sử dụng năng lượng theo thời gian.

Các báo cáo này có giá trị to lớn đối với các sáng kiến và nỗ lực phát triển bền vững nhằm giảm lượng khí thải carbon.

Từ đó hỗ trợ các tòa nhà hoạt động hiệu quả hơn trong khi giảm thiểu tác động đến môi trường.

Trong thế giới ngày nay, an ninh tòa nhà quan trọng hơn bao giờ hết.

BMS cung cấp khả năng quản lý tích hợp camera giám sát, hệ thống kiểm soát ra vào và các biện pháp an ninh khác trong tòa nhà.

Bằng cách tập trung các hệ thống này dưới một nền tảng, người quản lý cơ sở có thể giám sát các sự cố an ninh hiệu quả hơn.

Các tính năng bảo mật của BMS cho phép giám sát theo thời gian thực các khu vực quan trọng trong tòa nhà.

Người quản lý cơ sở có thể nhận cảnh báo về các nỗ lực truy cập trái phép hoặc hoạt động bất thường do camera giám sát ghi lại.

Thông tin kịp thời giúp nhân viên an ninh phản ứng nhanh chóng với các mối đe dọa tiềm ẩn.

Hơn nữa, các hệ thống kiểm soát ra vào được tích hợp với BMS cho phép người quản lý cơ sở quản lý hiệu quả những người có quyền truy cập vào các khu vực cụ thể trong tòa nhà.

Bằng cách kiểm soát các điểm vào và theo dõi nhật ký truy cập, các giao thức bảo mật có thể được tăng cường đáng kể.

Lớp thực địa là cấp độ nền tảng của hệ thống quản lý tòa nhà BMS.

Lớp thực địa chịu trách nhiệm thu thập dữ liệu, thực hiện các hành động kiểm soát và tạo điều kiện giao tiếp giữa các thiết bị.

Lớp này bao gồm nhiều thành phần khác nhau hoạt động cùng nhau để đảm bảo hoạt động hiệu quả của các hệ thống trong tòa nhà.

Thu thập dữ liệu

• Thu thập dữ liệu là chức năng chính của lớp thực địa.
• Nó bao gồm nhiều thiết bị khác nhau thu thập thông tin thời gian thực về các điều kiện môi trường bên trong tòa nhà.

Cảm biến

• Lớp thực địa bao gồm một loạt các cảm biến được thiết kế để giám sát các khía cạnh khác nhau của môi trường tòa nhà.
• Cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ môi trường xung quanh ở nhiều khu vực khác nhau, trong khi lưu lượng kế theo dõi chuyển động của chất lỏng, chẳng hạn như nước hoặc không khí.
• Cảm biến độ ẩm theo dõi mức độ ẩm, rất quan trọng để duy trì chất lượng không khí trong nhà.
• Máy dò tình trạng có người ở đánh giá xem các khu vực cụ thể có người ở hay không, cho phép quản lý năng lượng hiệu quả.
• Bằng cách liên tục thu thập dữ liệu này, BMS có thể duy trì các điều kiện tối ưu trong toàn bộ tòa nhà và phản ứng nhanh chóng với mọi biến động có thể xảy ra.

Đồng hồ đo

• Đồng hồ đo mức tiêu thụ tiện ích là một thành phần thiết yếu khác của chức năng thu thập dữ liệu trong lớp thực địa.
• Các đồng hồ đo này theo dõi điện, nước và mức sử dụng tiện ích khác.
• Ngoài ra cung cấp thông tin chi tiết có giá trị về các mô hình tiêu thụ chung và mức hiệu quả.
• Thông tin thu thập được từ các đồng hồ đo này giúp người quản lý cơ sở xác định các khu vực tiềm năng để tiết kiệm năng lượng và cải thiện hoạt động.

Thực hiện kiểm soát

• Lớp thực địa cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các hành động kiểm soát dựa trên dữ liệu thu thập được từ cảm biến và các thiết bị khác.

Bộ truyền động

• Bộ truyền động là thiết bị vật lý thực hiện các lệnh kiểm soát bằng cách điều chỉnh các thành phần hệ thống.

Ví dụ: van kiểm soát lưu lượng nước hoặc không khí trong hệ thống sưởi ấm và làm mát, trong khi van điều tiết luồng không khí trong ống gió.

• Khi nhận được tín hiệu từ lớp tự động hóa, bộ truyền động sẽ phản hồi tương ứng để duy trì các điều kiện mong muốn trong tòa nhà.

Bộ điều khiển

• Bộ điều khiển cục bộ trong lớp thực địa thực hiện các tác vụ kiểm soát đơn giản trực tiếp tại địa điểm.
• Các thiết bị này có thể xử lý các hoạt động cơ bản như mở hoặc đóng van dựa trên dữ liệu đầu vào từ cảm biến.
• Bằng cách quản lý các chức năng này tại hiện trường, bộ điều khiển có thể phản hồi nhanh chóng với các thay đổi về điều kiện mà không hoàn toàn dựa vào các hệ thống cấp cao hơn.

Truyền thông

• Truyền thông là một khía cạnh quan trọng trong hoạt động của lớp thực địa.
• Nó bao gồm việc truyền dữ liệu và cập nhật trạng thái đến các lớp cao hơn của BMS.

Truyền tín hiệu

• Dữ liệu do cảm biến và đồng hồ đo thu thập được gửi đến lớp tự động hóa thông qua các kết nối có dây hoặc Ethernet.
• Điều này đảm bảo thông tin thời gian thực có sẵn để xử lý và phân tích thêm.

Phản hồi

• Lớp thực địa cũng cung cấp phản hồi cho lớp tự động hóa về trạng thái và hiệu suất của nhiều hệ thống khác nhau.
• Vòng phản hồi rất cần thiết để duy trì tính toàn vẹn của hệ thống và đảm bảo rằng các thiết bị hoạt động như mong muốn.

Lớp quản lý đại diện cho cấp cao nhất của Hệ thống quản lý tòa nhà

Lớp quản lý tập trung vào tương tác dữ liệu, lệnh điều khiển và phân tích để tối ưu hóa hoạt động của tòa nhà.

Tương tác dữ liệu

• Tương tác dữ liệu hỗ trợ người vận hành tương tác hiệu quả với BMS thông qua giao diện trực quan.

Giám sát

• Lớp quản lý cung cấp khả năng trực quan hóa dữ liệu theo thời gian thực thông qua HMI hoặc phần mềm giám sát.
• Người vận hành có thể dễ dàng truy cập vào các bản cập nhật trạng thái hệ thống, cảnh báo và số liệu hiệu suất.
• Vì vậy giúp họ luôn cập nhật về các điều kiện vận hành.

Điều chỉnh

• Lớp này cũng trao quyền cho người vận hành sửa đổi các điểm đặt, lịch trình và thông số vận hành khi cần.
• Bằng cách thực hiện các điều chỉnh dựa trên phân tích dữ liệu theo thời gian thực hoặc các mẫu chiếm dụng, người vận hành có thể đảm bảo rằng môi trường tòa nhà vẫn thoải mái và hiệu quả.

Báo động

• Quản lý báo động là một chức năng quan trọng khác của lớp quản lý.
• Người vận hành có thể phản hồi nhanh chóng các sự cố hệ thống hoặc độ lệch so với điểm đặt bằng cách xem xét thông báo báo động và thực hiện hành động thích hợp khi cần thiết.

Kiểm soát

• Lớp quản lý đưa ra các lệnh điều khiển cấp cao để điều chỉnh hoạt động của tòa nhà một cách hiệu quả.

Truyền lệnh

• Người vận hành gửi lệnh truyền đến lớp tự động hóa khi cần điều chỉnh.
• Điều này có thể bao gồm việc thay đổi các điểm đặt để kiểm soát nhiệt độ hoặc sửa đổi các thông số vận hành cho nhiều hệ thống tòa nhà khác nhau.

Khả năng ghi đè

• Trong một số tình huống nhất địnhchẳng hạn như bảo trì hoặc các sự kiện cụ thể người vận hành có thể cần khả năng ghi đè thủ công cho các điều khiển tự động.
• Tính linh hoạt này cho phép quản lý chính xác trong những trường hợp không lường trước được.

Phân tích và báo cáo dữ liệu

• Khả năng phân tích và báo cáo dữ liệu cung cấp thông tin chi tiết có giá trị để ra quyết định và lập kế hoạch dài hạn.

Phân tích xu hướng

• Lớp quản lý thu thập dữ liệu lịch sử theo thời gian để phân tích xu hướng.
• Bằng cách xác định các mô hình trong việc sử dụng năng lượng, hiệu suất hệ thống và nhu cầu bảo trì, người quản lý cơ sở có thể đưa ra quyết định phù hợp để tối ưu hóa hoạt động hơn nữa.

Báo cáo

• Lớp này tạo ra các báo cáo chi tiết về số liệu hiệu suất hệ thống, số liệu thống kê về mức tiêu thụ năng lượng và các chỉ số quan trọng khác cần thiết để tuân thủ quy định và lập kế hoạch chiến lược.
• Các báo cáo đóng vai trò là công cụ có giá trị để nâng cao hiệu quả hoạt động và các sáng kiến về tính bền vững.

Phần mềm BMS là xương sống của hệ thống.

Phần mềm chịu trách nhiệm tích hợp dữ liệu thu thập được từ nhiều cảm biến khác nhau.

Từ đó thực hiện các chiến lược kiểm soát để tối ưu hóa hoạt động của tòa nhà.

Phần mềm xử lý và phân tích dữ liệu đầu vào, giúp người quản lý đưa ra quyết định chính xác để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và sự thoải mái của người sử dụng.

Tích hợp và quản lý dữ liệu

• Một trong những chức năng chính của phần mềm BMS là tổng hợp dữ liệu từ nhiều loại cảm biến được triển khai trên khắp tòa nhà.
• Dữ liệu bao gồm dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm, máy dò sự hiện diện và đồng hồ đo năng lượng.
• Bằng cách tập trung thông tin, phần mềm cung cấp cái nhìn toàn diện về hiệu suất của tòa nhà.

Ví dụ: Niagara Framework của Tridium là giải pháp phần mềm BMS hàng đầu tích hợp nhiều hệ thống tòa nhà khác nhau vào một nền tảng duy nhất.

• Tích hợp tạo điều kiện để phân tích và quản lý dữ liệu tập trung.
• Vì thế người quản lý cơ sở giám sát nhiều hệ thống từ một giao diện.
• Niagara Framework hỗ trợ khả năng tương tác giữa các thiết bị và hệ thống khác nhau.
• Điều này rất quan trọng đối với việc quản lý tòa nhà hiệu quả.

Xử lý và phân tích

• Sau khi thu thập dữ liệu, phần mềm BMS sẽ xử lý dữ liệu để xác định xu hướng, bất thường và cơ hội tối ưu hóa.
• Các thuật toán tiên tiến có thể phân tích các mô hình về mức tiêu thụ năng lượng, mức độ sử dụng và hiệu suất hệ thống.
• Vì vậy phần mềm sẽ thực hiện các điều chỉnh theo thời gian thực.
• Bằng cách tận dụng phân tích, phần mềm BMS có thể cung cấp thông tin chi tiết hữu ích cho người quản lý cơ sở.

Ví dụ: nếu hệ thống phát hiện một khu vực cụ thể liên tục hoạt động kém hiệu quả về mặt điều chỉnh nhiệt độ hoặc hiệu quả năng lượng, hệ thống có thể đề xuất các biện pháp can thiệp hoặc điều chỉnh cụ thể để cải thiện.

Chiến lược kiểm soát

• Phần mềm BMS đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các chiến lược kiểm soát dựa trên dữ liệu được phân tích.
• Bằng cách gửi lệnh đến nhiều hệ thống trong tòa nhà như HVAC, chiếu sáng và an ninh, phần mềm đảm bảo duy trì các điều kiện tối ưu đồng thời giảm thiểu lãng phí năng lượng.
• Phản hồi tự động giúp tạo ra môi trường thoải mái hơn cho người sử dụng và giảm chi phí vận hành.

Giao diện người dùng (UI) là một thành phần quan trọng để người quản lý và người vận hành tòa nhà tương tác hiệu quả với BMS.

Giao diện này cung cấp quyền truy cập vào hình ảnh dữ liệu thời gian thực, giám sát hệ thống và điều chỉnh thủ công khi cần.

Tương tác với hệ thống

• Giao diện người dùng được thiết kế trực quan và thân thiện với người dùng.
• Vì thế giúp người vận hành dễ dàng điều hướng qua nhiều chức năng khác nhau.
• Người quản lý cơ sở có thể xem các bản cập nhật trạng thái hệ thống, theo dõi báo động và truy cập số liệu hiệu suất thông qua bảng điều khiển tập trung.

Hình thức truy cập

• Giao diện Web: Nhiều giải pháp BMS hiện đại cung cấp giao diện dựa trên web có thể truy cập từ bất kỳ thiết bị nào có kết nối internet. Tính linh hoạt này cho phép người quản lý cơ sở giám sát hoạt động của tòa nhà từ xa.
• Ứng dụng di động: Một số giải pháp BMS cung cấp ứng dụng di động cho phép người vận hành nhận thông báo và truy cập vào các điều khiển hệ thống khi đang di chuyển.
• Giao diện vật lý: Bảng điều khiển thường có giao diện vật lý với các nút và màn hình để tương tác trực tiếp với hệ thống.

Thực hiện điều chỉnh

• Thông qua giao diện người dùng, người quản lý cơ sở có thể điều chỉnh các điểm đặt, lịch trình và thông số vận hành khi cần.

Ví dụ: nếu có sự kiện theo lịch trình yêu cầu cài đặt nhiệt độ hoặc mức độ chiếu sáng khác nhau, người vận hành có thể dễ dàng sửa đổi các thông số này thông qua UI.

• Ngoài ra, UI hỗ trợ người vận hành phản hồi nhanh chóng các cảnh báo do bất thường trong hiệu suất hệ thống gây ra.
• Bằng cách cung cấp quyền truy cập thời gian thực vào thông tin quan trọng, giao diện người dùng trao quyền cho người quản lý đưa ra quyết định nhanh chóng giúp nâng cao hiệu quả chung của tòa nhà.