Cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy công nghiệp

Cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy công nghiệp đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc quản lý và điều khiển các hệ thống kỹ thuật của nhà máy. BMS là một hệ thống tự động hóa thông minh, tích hợp nhiều thiết bị và cảm biến để giám sát và điều chỉnh các yếu tố môi trường trong toàn bộ nhà máy.

Giới thiệu về cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy

Khái niệm cấu trúc hệ thống BMS (Building Management System)

Cấu trúc hệ thống BMS (Building Management System) đề cập đến cách tổ chức và sắp xếp các thành phần phần cứng và phần mềm trong hệ thống BMS để đảm bảo hoạt động hiệu quả và tích hợp đồng bộ giữa các hệ thống con. Cấu trúc hệ thống BMS bao gồm các thành phần chính sau:

• Lớp điều khiển trung tâm: Đây là trung tâm điều khiển chính của hệ thống BMS, bao gồm máy chủ và phần mềm quản lý.
• Lớp điều khiển khu vực: Các bộ điều khiển khu vực quản lý và điều khiển các hệ thống con tại từng khu vực cụ thể trong nhà máy.
• Lớp thiết bị cuối: Bao gồm các thiết bị đầu cuối như cảm biến, actuator, thiết bị điều khiển, v.v. được kết nối với lớp điều khiển khu vực.
• Mạng truyền thông: Cơ sở hạ tầng mạng lưới kết nối các thành phần khác nhau trong hệ thống BMS.

Tầm quan trọng của Cấu trúc hệ thống BMS trong quản lý nhà máy công nghiệp

Cấu trúc hệ thống BMS đóng vai trò quan trọng trong quản lý hiệu quả các hệ thống cơ điện và cơ sở hạ tầng trong nhà máy công nghiệp. Một cấu trúc hệ thống BMS phù hợp mang lại các lợi ích sau:

• Tích hợp và điều phối hoạt động của các hệ thống con khác nhau một cách đồng bộ và hiệu quả.
• Cung cấp khả năng giám sát và điều khiển tập trung, giúp quản lý dễ dàng hơn.
• Đảm bảo khả năng mở rộng và linh hoạt trong tương lai khi nhu cầu thay đổi.
• Nâng cao tính bảo mật và an toàn hệ thống bằng cách kiểm soát truy cập và phân quyền.
• Tối ưu hóa hiệu suất hoạt động và tiết kiệm chi phí vận hành nhờ quản lý và điều khiển chặt chẽ.

Các yếu tố ảnh hưởng đến Cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy

• Quy mô và bố trí nhà máy: Kích thước, số lượng tòa nhà, sự phân chia khu vực sản xuất và văn phòng ảnh hưởng đến cách tổ chức các lớp điều khiển khu vực.
• Loại hình sản xuất và công nghệ sử dụng: Các yêu cầu về điều khiển, giám sát và tự động hóa khác nhau tùy thuộc vào loại hình sản xuất và công nghệ được sử dụng.
• Các hệ thống cơ điện hiện có: Cấu trúc hệ thống BMS phải tích hợp và quản lý hiệu quả các hệ thống cơ điện đã có trong nhà máy.
• Nhu cầu mở rộng và phát triển tương lai: Cấu trúc hệ thống BMS cần đủ linh hoạt để mở rộng và tích hợp các hệ thống mới trong tương lai.
• Yêu cầu về hiệu suất, bảo mật và an toàn: Cấu trúc hệ thống BMS phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất, bảo mật và an toàn trong môi trường nhà máy công nghiệp.
• Ngân sách và chi phí triển khai: Ngân sách và chi phí triển khai hệ thống BMS cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến cấu trúc hệ thống được lựa chọn.

Vì vậy, việc xem xét và cân nhắc tất cả các yếu tố này là rất quan trọng để thiết kế và triển khai một cấu trúc hệ thống BMS phù hợp và hiệu quả cho nhà máy công nghiệp.

Các thành phần chính của cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy

Phần cứng (Hardware) của cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy

• Máy chủ trung tâm: Là máy chủ lưu trữ và xử lý dữ liệu cho toàn bộ hệ thống BMS.
• Trạm làm việc (Workstation): Cho phép người dùng truy cập, giám sát và điều khiển hệ thống BMS.
• Bộ điều khiển trung tâm (Central Controller): Quản lý và điều khiển các hệ thống con trong nhà máy.
• Bộ điều khiển khu vực (Field Controller): Giám sát các thiết bị và hệ thống tại một khu vực cụ thể.
• Thiết bị đầu cuối (End Devices): Bao gồm các cảm biến, actuator, thiết bị điều khiển, v.v.
• Hệ thống lưu trữ dữ liệu (Data Storage): Lưu trữ dữ liệu hoạt động, lịch sử của hệ thống BMS.
• Hệ thống mạng (Network Infrastructure): Cơ sở hạ tầng mạng kết nối các thành phần phần cứng trong hệ thống BMS.

Phần mềm (Software) của Cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy

• Phần mềm quản lý BMS: Phần mềm chính để giám sát, điều khiển và quản lý toàn bộ hệ thống BMS.
• Phần mềm quản lý năng lượng: Theo dõi, phân tích và tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng trong nhà máy.
• Phần mềm quản lý thiết bị: Giám sát và điều khiển các thiết bị đầu cuối trong hệ thống BMS.
• Phần mềm lập trình và điều khiển: Cho phép lập trình logic điều khiển và tự động hóa
• Phần mềm báo cáo và phân tích dữ liệu: Tạo báo cáo và phân tích dữ liệu hoạt động của hệ thống BMS.
• Phần mềm bảo mật và kiểm soát truy cập: Đảm bảo an ninh và kiểm soát truy cập vào hệ thống BMS.

Giao thức truyền thông của Cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy

• Giao thức mạng (Network Protocols): như Ethernet, TCP/IP, BACnet, LonWorks, Modbus, v.v. Sử dụng để kết nối các thành phần phần cứng trong hệ thống BMS.
• Giao thức điều khiển (Control Protocols): như BACnet, LonWorks, Modbus, KNX, v.v. Được sử dụng để truyền tín hiệu điều khiển, dữ liệu giữa các thiết bị đầu cuối, bộ điều khiển.
• Giao diện lập trình ứng dụng (APIs): Cho phép tích hợp và giao tiếp. Với các hệ thống bên ngoài hoặc ứng dụng của bên thứ ba.

Các thành phần này hoạt động phối hợp với nhau tạo nên một cấu trúc hệ thống BMS đầy đủ. Cho phép giám sát, điều khiển và quản lý hiệu quả các hệ thống cơ điện. Hoặc cơ sở hạ tầng trong nhà máy công nghiệp.

Kiến trúc mạng và kết nối trong cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy

Kiến trúc mạng của cấu trúc hệ thống BMS

• Mạng phân cấp cao (High-level Network): Đây là mạng chính kết nối máy chủ trung tâm. Và trạm làm việc và bộ điều khiển trung tâm. Mạng này thường sử dụng giao thức Ethernet và TCP/IP để đảm bảo tốc độ và độ tin cậy cao.
• Mạng phân cấp con (Subnet): Mỗi khu vực hoặc tòa nhà trong nhà máy có một mạng phân cấp con. Kết nối các bộ điều khiển khu vực và thiết bị đầu cuối tại khu vực đó. Mạng phân cấp con có thể sử dụng các giao thức như BACnet, LonWorks hoặc Modbus. Để truyền tín hiệu điều khiển và dữ liệu.
• Mạng truy cập trực tiếp (Direct Access Network): Các thiết bị đầu cuối như cảm biến, actuator. Được kết nối trực tiếp với bộ điều khiển khu vực. Thông qua mạng truy cập trực tiếp này, sử dụng các giao thức điều khiển phù hợp.

Kiến trúc mạng này cho phép phân cấp và phân tán tải mạng. Đồng thời đảm bảo tính linh hoạt và khả năng mở rộng trong tương lai.

Kết nối với các hệ thống khác của Cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy

• Hệ thống quản lý (Building Management System – BMS)
• Hệ thống quản lý năng lượng (Energy Management System – EMS)
• Hệ thống kiểm soát truy cập (Access Control System)
• Hệ thống giám sát camera an ninh (Video Surveillance System)
• Hệ thống báo cháy và phòng chống cháy nổ (Fire Alarm and Protection System)
• Hệ thống quản lý bảo trì (Computerized Maintenance Management System – CMMS)
• Hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (Enterprise Resource Planning – ERP)

Việc kết nối và tích hợp này cho phép chia sẻ dữ liệu và thông tin giữa các hệ thống. Từ đó nâng cao hiệu quả quản lý và ra quyết định.

Xu hướng và tương lai của cấu trúc hệ thống BMS trong nhà máy

Hệ thống BMS dựa trên đám mây (Cloud-based BMS)

• Sử dụng nền tảng đám mây để lưu trữ và xử lý dữ liệu. Từ các thiết bị và hệ thống trong nhà máy.
• Cho phép truy cập và quản lý hệ thống BMS từ xa
• Giảm chi phí hạ tầng và nâng cao khả năng mở rộng.
• Tích hợp với các dịch vụ đám mây khác
• Như phân tích dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo và máy học.

Tích hợp với Công nghiệp 4.0 và IoT (Internet of Things)

• Kết nối và tích hợp với các thiết bị IoT. Hoặc máy móc và trang thiết bị thông minh trong nhà máy.
• Sử dụng dữ liệu và phân tích dữ liệu lớn để tối ưu hóa hoạt động sản xuất và bảo trì.
• Ứng dụng trí tuệ nhân tạo và máy học để tự động hóa và tối ưu hóa các quy trình điều khiển.

Tóm lại, cấu trúc BMS nhà máy là một yếu tố không thể thiếu, đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và điều khiển kỹ thuật. Bằng việc tích hợp phần cứng, phần mềm và mạng kết nối. BMS mang lại sự an toàn, hiệu quả và tiết kiệm năng lượng cho nhà máy.

Thông tin liên hệ

CÔNG TY CỔ PHẦN PHÁT TRIỂN VÀ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ VIỆT NAM.

VPGD: VT09-BT02 – KĐT Xa La – Hà Đông – Hà Nội.

MST: 01 05 158 192

Website: https://vnatech.com.vn

Email: contact@vnatech.com.vn

Hotline: 0903 418 369 / 0977 550 085

ĐT: 024 668 3 261 / 098 311 7863