Hệ thống giám sát và điều khiển nhiệt độ trạm BTS không người trực cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông

Với sự phát triển của ngành công nghiệp hiện nay, việc các trạm BTS vẫn phải sử dụng người trực 24/7 để kiểm soát nhiệt độ cho trạm bằng cách điều khiển các thiết bị làm mát theo phương pháp thủ công. Việc làm như vậy không chỉ mang tính thời vụ, gây ra nhiều sự lãng phí; mà độ chính xác, độ tin cậy không đảm bảo, dẫn đến nhiều tình trạng xấu có thể xảy ra.

Hệ thống điều khiển nhiệt độ trạm BTS do MC&TT đề xuất, sử dụng hệ thống phần mềm và các thiết bị hiện đại, phù hợp cho phép giám sát các thông số nhiệt độ, độ ẩm, cảnh báo khi gặp sự cố; điều khiển hoạt động các thiết bị làm mát, báo động, thiết bị xử lý sự cố một cách tự động với độ chính xác và độ tin cậy cao.

Với hệ thống này, cho phép người quản lý có thể truy xuất thông tin cơ sở dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm, điện năng,.v.v. bất cứ khi nào. Ngoài ra chức năng ghi, lưu trữ, tự động gửi thông tin dữ liệu, báo cáo định kì giúp người quản lý có thể theo dõi và thực hiện những hiệu chỉnh phù hợp.

Các thông tin dữ liệu được hiển thị, giám sát trên web và phần mềm SCADA. Với tính năng GIS cho phép người dùng xác định được vị trí từng trạm trên bản đồ số, giúp quản lý và giám sát cơ sở dữ liệu dễ dàng và thuận tiện; kèm theo đó chức năng phân quyền người sử dụng, phân vùng quản lý cho phép giám sát hệ thống một cách nhanh gọn, dễ dàng, an toàn và hiệu quả.

Sau đây, chúng ta sẽ đi vào chi tiết cụ thể việc xây dựng ” Hệ thống điều khiển nhiệt độ trạm BTS – Giải pháp từ MC&TT và ICP DAS/ Taiwan”

Yêu cầu thực tế của hệ thống

Yêu cầu

Điều khiển quạt thông gió, máy lạnh theo nhiệt độ bên trong phòng BTS

Trạm BTS

Các sensor

1 cảm biến nhiệt độ bên ngoài
1 cảm biến nhiệt độ bên trong phòng
1 cảm biến nhiệt độ và độ ẩm bên trong (đặt tại Acqui)
1 cảm biến báo cháy
1 cảm biến cửa mở

Thiết bị điều khiển

4 cái quạt hút
1 cái máy lạnh
1 cửa thông gió
1 còi cảnh báo

Camera

1 camera cửa
1 camera xem các thiết bị chính

Đo lường điện năng

1 Đo điện năng tiêu thụ

Trung tâm điều khiển

Xem được trên máy tính và app mobile
Giám sát các trạm BTS trên GIS
Giám sát tình trạng các cảm biến, thiết bị điều khiển và bộ controller
Cảnh báo bằng tin nhắn và hình ảnh
Cài đặt các tham số nhiệt độ và logic để quạt hút và máy lạnh tự động chạy theo tham số cài đặt. Ví dụ:
- t > 28 độ -> quạt số 1 chạy
- t > 30 độ -> chạy thêm quạt số 2
- t > 37 độ -> chạy máy lạnh, ….
Báo cáo thống kê

Sơ đồ hệ thống

Tổng quan về hệ thống điều khiển nhiệt độ nhiều trạm BTS

Tổng quan điều khiển nhiệt độ 1 trạm BTS

Nguyên lý hoạt động

Bộ điều khiển lấy dữ liệu, thông số đo được từ các thiết bị tích hợp, cảm biến; sau đó phân tích, xử lý theo các thiết lập trước đó. Đồng thời hiển thị các thông số lên trên nền web nhúng của bộ điều khiển và hiển thị trên phần mềm SCADA.

Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm sẽ đo lường các thông số và truyền tới bộ điều khiển, bộ điều khiển lấy dữ liệu và xử lý theo các tập lệnh đã thiết lập để điều khiển đóng mở các thiết bị ngoại vi, cứ như vậy sẽ tạo thành một vòng tròn khép kín nhằm ổn định mức nhiệt độ theo yêu cầu.

Khi có kẻ gian đột nhập bằng đường cửa sổ, cửa chính.v.v.module cảnh báo mở cửa lập tức phát tín hiệu tức thì điều khiển camera chụp hình và tự động gửi hình ảnh và đưa về bộ điều khiển để lưu trữ, phân tích, xử lý.

Khi xảy ra hỏa hoạn hay có khói, có lửa thì cảm biến báo cháy sẽ phát tín hiệu cảnh báo bằng ánh sáng, âm thanh và truyền tín hiệu cảnh báo về bộ điều khiển trung tâm để xử lý.

Đồng hồ đo điện thông minh sẽ đo và lấy thông số của 9 đại lượng sau: True RMS voltage (Vrms), True RMS current (Irms), Active Power (kW), Active Energy (kWh), Apparent Power (kVA), Apparent Energy (kVAh), Reactive Power (kVAR), Reactive Energy (kVARh), Power Factor (PF) ,sau đó sẽ đưa đến bộ điều khiển. Bộ điều khiển sẽ hiển thị các thông số đo được lên web nhúng của thiết bị và phần mềm SCADA và phân tích, xử lý các dữ liệu nhận được và thực thi các lệnh theo thiết lập trước đó.

Khi sự cố xảy ra, hay có bất kì cảnh báo nào thuộc phạm vi quản lý của hệ thống. Hệ thống lập tức sẽ phát tín hiệu báo động qua các thiết bị ngoại vi bằng hình ảnh, ánh sáng, âm thanh.v.v. kèm theo là gửi tin nhắn cảnh báo qua SMS, Email hay LINE tức thì.

Ngoài ra ta có thể điều khiển các thiết bị ngoại vi bằng cách điều khiển cưỡng bức thông qua web nhúng của bộ điều khiển hay trực tiếp dựa vào tính năng của các thiết bị đó.

Tính bảo mật, ổn định và mở rộng của hệ thống

Bảo mật

Các thiết bị điều khiển trung tâm đều được bảo mật bởi tài khoản đăng nhập. Khi không có tài khoản đăng nhập, mọi thiết lập, hiệu chỉnh trên hệ thống sẽ không được thực thi. Ngoài ra hệ thống còn cung cấp tính năng phân quyền người sử dụng, cho phép quyền thực thi thiết lập, hiệu chỉnh hệ thống theo từng cấp độ.

Độ ổn định

Các thiết bị sử dụng trong hệ thống phù hợp với môi trường, khí hậu việt nam; thiết bị được bảo vệ theo các chuẩn quốc tế, sai số của thiết bị cực kì nhỏ; tốc độ truyền thông nhanh. Độ ổn định, độ chính xác và độ ổn định của hệ thống luôn được đảm bảo ở mức cao nhất.

Tính mở rộng

Hệ thống có tính mở rộng cao, các thiết bị được kết nối theo tiêu chuẩn công nghiệp phổ biến hiện này, dó đó việc ghép nối và mở rộng rất rễ dàng, tiện dụng cho người tích hợp và sử dụng.

Thiết bị trong hệ thống

Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm (DL-100TM485P)

Cảm biến được sử dụng để đo nhiệt độ, độ ẩm ở trong / ngoài phòng; ở tại vị trí cụ thể cần giám sát.

Cảm biến báo cháy (PIR-130-AC)

Cảm biến tích hợp một cảm biến nhiệt độ bên trong cho phép hiệu chỉnh, khi nhiệt độ trong phòng vượt ngưỡng cho phép, những trường hợp đó cảm biến sẽ phát tín hiệu cảnh báo trực tiếp trên thiết bị và tự động gửi tín hiệu đến hệ thống trung tâm để xử lý. Cảm biến được tích hợp 1 kênh ngõ ra relay có thể sử dụng để điều khiển thiết bị ngoại vi khác (như chuông, còi, đèn.v.v.)

Module điều khiển cảnh báo mở cửa (LC-131)

Là một module DI, lấy tín hiệu từ cảm biến cửa đưa vào bộ điều khiển để phân tích và xử lý. Module được tích hợp 1 kênh ngõ ra relay có thể sử dụng để điều khiển thiết bị ngoại vi khác (như chuông, còi, đèn.v.v.)

Camera cửa và camera quan sát các thiết bị chính (iCAM-721F)

Được sử dụng để ghi hình, chụp ảnh; khi có tín hiệu tác động, camera sẽ tự động chụp hình và gửi đến trung tâm để xử lý. Như trong hạng mục này, khi mudule diều khiển cảnh báo mở cửa tác động (phát hiện kẻ đột nhập) sẽ kích hoạt camera chụp ảnh và gửi tới bộ điều khiển, bộ điều khiển có chức năng lưu trữ và chuyển tiếp đến các thiết bị giám sát khác thông qua SMS, Email và LINE.

Bộ điều khiển lập trình nhúng IoT (WISE-5231M-3GWA)

Wise-5231M-3GWA là bộ điều khiển lập trình nhúng IoT sử dụng trong điều khiển và theo dõi logic từ xa. Có khả năng kết nối với các I/O module khác nhau với đa dạng tính năng, hỗ trợ nhiều loại giao thức như SNMP, FTP, MQTT và Modbus TCP / RTU. Có thể tích hợp với các phần mềm hệ thống IT / MIS / MES / SCADA giúp quản lý, giám sát các thiết bị, cảm biến I/O ngoại vi một cách hiệu quả. Ngoài ra nó còn hoạt động như một Gateway cho phép chuyển dữ liệu sang nền tảng IoT Cloud. Nó còn hỗ trợ truyền dữ liệu không dây 3G.v.v.

Module điều khiển đầu ra số (M-7061D)

M-7061D là một module 12 kênh đầu ra relay, nhận lệnh từ bộ điều khiển rồi xuất tín hiệu điều khiển tới các thiết bị ngoại vi.

Đồng hồ đo điện thông minh (PM-3112-160)

Dùng để đo năng lượng điện một cách chính xác. Có thể đo được các giá trị sau: True RMS voltage (Vrms), True RMS current (Irms), Active Power (kW), Active Energy (kWh), Apparent Power (kVA), Apparent Energy (kVAh), Reactive Power (kVAR), Reactive Energy (kVARh), Power Factor (PF). Ngoài ra, đồng hồ được tích hợp 2 đầu ra relay cho phép điều khiển linh hoạt đầu ra, thường được ứng dụng để cảnh báo hoặc ngắt sự cố.

Phần mềm SCADA

eLogger là phần mềm công cụ hỗ trợ trong việc giám sát, điều khiển, quản lý thiết bị, cơ sở dữ liệu..v.v.

Hầu hết các thiết bị đều hỗ trợ truyền thông RS-485 và giao thức modbus RTU, vậy sẽ rất dễ dàng kết nối được với những thiết bị khác khi muốn sử dụng đầu vào của hệ thống sẵn có.