Giải pháp cho hệ thống quản lý tiêu thụ năng lượng ở sân bay quốc tế Bắc Kinh với máy tính Advantech ECU-4553

Để giảm thiểu việc tiêu thụ năng lượng tại các sân bay Advantech đã triển khai những mô hình hiệu quả với máy tính quản lý năng lượng. BKAII sẽ cùng các bạn tìm hiểu nhé!

Mức tiêu thụ năng lượng dài hạn cần thiết để có thể cung cấp cho hành khách một môi trường sân bay sạch sẽ, sáng sủa và thoải mái là đáng kinh ngạc. Nghiên cứu ở châu Âu đã chỉ ra rằng lượng năng lượng tiêu thụ của các sân bay dân dụng có thể so sánh với mức tiêu thụ của một thị trấn nhỏ. Một phần đáng kể năng lượng này bị lãng phí do quản lý và kiểm soát không đầy đủ. Điều này đã thúc đẩy nhiều sân bay trên toàn thế giới áp dụng các biện pháp tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, đồng thời đưa vào sử dụng các hệ thống tự động để thay thế mô hình quản lý truyền thống dựa vào kiểm tra thủ công. Các sân bay tiên tiến hơn thậm chí đã áp dụng các nền tảng vận hành và bảo trì (O&M) thông minh, hiện sử dụng các biện pháp kiểm soát tự động để ngăn ngừa lãng phí không cần thiết, nâng cao hiệu quả giám sát và kiểm soát cũng như giảm tiêu thụ năng lượng tổng thể.

Một tập hợp các nền tảng O&M thông minh được kết nối với nhau cho năng lượng và thiết bị tại sân bay bao gồm nhiều hệ thống con và nhiều loại thiết bị và dụng cụ khác nhau. Dữ liệu O&M được lấy từ thiết bị phải được chuyển đổi từ các định dạng giao thức truyền thông cụ thể tại cổng dữ liệu trước khi tích hợp vào hệ thống quản lý trung tâm, do đó, dữ liệu có thể sử dụng cho mục đích giám sát và kiểm soát. Do đó, hiệu suất và tính ổn định của cổng dữ liệu quyết định hiệu quả và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống. Máy tính quản lý giao tiếp năng lượng và điện ECU-4553 của Advantech rất phù hợp cho nhiệm vụ quan trọng này để đạt được kết nối liền mạch. Cổng này đáp ứng tiêu chuẩn IEC 61850-3 và được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng điện và tự động hóa. Hiệu suất vượt trội của nó cho phép phần mềm hệ thống sử dụng đầy đủ các chức năng của nó. Thiết bị cũng cung cấp nhiều cổng kết nối với nhiều loại thiết bị hiện trường. Khả năng chống nhiễu tối ưu của nó cũng đảm bảo hệ thống ổn định và hoạt động trong các điều kiện khắc nghiệt

Yêu cầu dự án

Sân bay quốc tế Beijing Daxing được thiết kế để phục vụ 100 triệu hành khách mỗi năm. Sân bay này được định vị là trung tâm hàng không quốc tế quy mô lớn và cam kết thiết lập một mô hình mới cho các sân bay xanh ở Trung Quốc, với lý tưởng tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường đã được đưa vào kế hoạch trong quá trình thiết kế ban đầu. Một nhà tích hợp hệ thống đã được chỉ định để thiết lập nền tảng O&M năng lượng và thiết bị không người lái cho 26 trạm biến áp, 60 máy biến áp, 9 cơ sở máy phát điện dự phòng và 258 phòng điện. Nền tảng được thiết kế để giám sát toàn diện hệ thống điều hòa không khí, ánh sáng, cấp nước, hệ thống sưởi, thang máy, các thiết bị tiêu thụ năng lượng cao khác, cũng như các thiết bị đo đạc liên quan.

Máy tính được lắp đặt trong mỗi phòng điện như cổng dữ liệu để thu thập dữ liệu, bao gồm kiểm kê thông tin tiêu thụ năng lượng trong sân bay. Dữ liệu sau đó được sử dụng để phân tích khả năng tiết kiệm năng lượng trước khi các cơ chế liên kết được thực hiện để giảm tiêu thụ năng lượng. Các cổng chuyển đổi dữ liệu từ các giao thức truyền thông khác nhau sang định dạng IEC 61850-9 trước khi tải lên nền tảng O&M tích hợp. Các máy tính phải đáp ứng các tiêu chí sau:

• Máy tính cấp công nghiệp có hiệu suất cao và độ ổn định với đủ sức mạnh tính toán để xử lý một lượng lớn dữ liệu
• Thiết kế phần cứng cách ly và chống nhiễu tín hiệu đáp ứng tiêu chuẩn IEC 61850-3
• Áp dụng hệ điều hành thời gian thực RT-Linux để kiểm soát tức thời
• Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng hơn và khả năng chống nhiễu vượt trội để đảm bảo hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt
• Nhiều cổng nối tiếp RS485/232 và cổng mạng để kết nối với nhiều thiết bị lớp dưới cùng và để truyền dữ liệu

Thực hiện dự án

Sân bay quốc tế Beijing Daxing có 258 phòng điện, mỗi phòng đều được trang bị một ECU-4553 Advantech làm cổng dữ liệu. Đơn vị này được lựa chọn vì nó có thể kết nối số lượng lớn và nhiều loại thiết bị ở tầng dưới với hệ thống quản lý cấp trên. Các cổng nối tiếp trên ECU-4553 cũng sẽ cung cấp kết nối với rơ le quy mô nhỏ, thiết bị đo điện cao áp / điện áp thấp, thiết bị I/O tại chỗ, bộ điều khiển tại chỗ và các thiết bị khác đồng thời cho phép chuyển đổi dữ liệu tốc độ cao. Dữ liệu sau đó sẽ được truyền đến hệ thống quản lý trong trung tâm điều khiển thông qua các switch Ethernet

Hệ thống cũng có thể đưa ra các lệnh điều khiển đến thiết bị hiện trường thông qua ECU-4553. Ví dụ, dựa trên thông tin chuyến bay, nó có thể dự đoán số lượng hành khách sẽ ở trong khu vực nhất định và thực hiện các biện pháp kiểm soát điều hòa không khí khi có ít hành khách hơn. Ngoài ra, khi hệ thống nhận được bất thường từ máy biến áp báo hiệu sự cố mất điện tạm thời đã xảy ra, máy phát điện dự phòng có thể được kích hoạt từ xa từ trung tâm giám sát.

ECU-4553, được tích hợp bộ xử lý TI Cortex A8, là một máy tính quản lý truyền thông cấp công nghiệp hiệu suất cao đáp ứng tiêu chuẩn IEC 61850. Nó được trang bị hệ điều hành RT-Linux, tạo điều kiện giao tiếp thời gian thực và tăng độ chính xác và hiệu quả của hệ thống giám sát tiêu thụ năng lượng. Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng của nó (-40 ~ 70°C) ngăn ngừa các vấn đề như lỗi khởi động hoặc sự cố do nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao. Về khả năng tương thích điện từ (EMC), ECU-4553 đáp ứng các tiêu chuẩn và quy định phần cứng theo IEC 61850-3. Nó có thể chịu được nhiễu điện từ bên ngoài mà không ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị hoặc dụng cụ khác. Hoạt động của nó vẫn ổn định ngay cả khi được lắp đặt trong môi trường có thiết bị điện và điện tử có thể gây nhiễu.

Để đạt được kết nối liền mạch, ECU-4553 cung cấp 4 cổng LAN và 16 cổng nối tiếp RS-232/485 và nó có thể dễ dàng kết nối với thiết bị sử dụng các giao thức khác nhau (ví dụ: IEC-60870-5-104, IEC-60870- 5-101, Modbus RTU và Modbus/TCP), do đó đáp ứng các yêu cầu kết nối của dự án hiện tại trong khi vẫn dành chỗ cho việc mở rộng hệ thống trong tương lai.

Kết luận

Để khắc phục các vấn đề về tiêu thụ năng lượng cao, các sân bay mới trong kỷ nguyên IoT phải áp dụng các biện pháp quản lý hệ thống để tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Cổng dữ liệu là thành phần cốt lõi trong hệ thống giám sát tiêu thụ năng lượng thông minh. Vấn đề liệu nó có thể đáp ứng được kỳ vọng hay không phụ thuộc vào việc liệu các thiết bị đó có thể cung cấp hiệu suất, độ ổn định và độ bền lâu dài hay không. Máy tính quản lý giao tiếp ECU-4553 của Advantech không chỉ đơn giản là một máy tính hiệu suất cao được thiết kế cho các ứng dụng năng lượng và điện; nó cũng đã vượt qua các bài kiểm tra nghiêm ngặt kéo dài 2 năm về khả năng tương thích điện từ, độ tin cậy của phần cứng và khả năng tương thích phần mềm / phần cứng. Do đó, nó đã nhận được sự hoan nghênh rộng rãi từ nhà tích hợp hệ thống này và Sân bay Quốc tế Bắc Kinh. Nhà tích hợp hệ thống, người xuất sắc trong việc phát triển các hệ thống quản lý năng lượng thông minh, đã tuyên bố rằng họ sẽ tiếp tục sử dụng ECU-4553 trong các sân bay mới và nâng cấp các sân bay hiện có ở Trung Quốc. Họ cũng có kế hoạch sử dụng ECU-4553 trong các tòa nhà công cộng quy mô lớn khác, văn phòng thương mại, thành phố thông minh và các cài đặt tiêu thụ năng lượng cao khác để thiết lập hệ thống quản lý tiêu thụ năng lượng thông minh giúp tiết kiệm chi phí vận hành và tối ưu hóa hiệu quả quản lý.

Xem thêm:

• Giải pháp xây dựng hệ thống giám sát trung tâm cho khách sạn Myanmar với ADAM-6200 modules – Advantech
• Các mô hình kết nối mạng RS485 sử dụng các bộ ADAM I/O của hãng Advantech
• Hỗ trợ trung tâm thương mại Myanmar trong việc xây dựng hệ thống giám sát điện SCADA với EKI - 1221 Advantech
• Giải pháp truy xuất nguồn gốc sản phẩm trong ngành công nghiệp thực phẩm bằng cách triển khai hệ thống tự động hóa công nghiệp Advantech
• Giải pháp theo dõi tàu chờ dầu trong thời gian thực tại Thái Lan của hãng Advantech

Hiện nay BKAII đang là nhà phân phối các sản phẩm hãng Advantech và rất nhiều hãng tên tuổi khác như: Moxa, 3onedata, ATC, Four-faith,… tại Việt Nam. Để mua được sản phẩm chính hãng hay cần tư vấn thêm thông tin gì các bạn liên hệ BKAII nhé!