楼宇自控方案超经典1.docx

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楼宇自控方案超经典1

楼宇自控系统

一、项目概述

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二、METASYS智能楼宇建筑自动化管理系统的结构特点：

1、系统设计

✓模块化设计

a、由操作站至控制器，完全是根据控制点的数量及功能而定。

数量方面，可随日后控制点的改变而随意更改，具有极好的易扩展性，并且不影响系统日常的正常工作；

b、每个DX-9100直接数字控制器都是多功能的，它可以根据用户的需求变化任意改变其功能和控制方案。

✓分散式设计

a、符合中国国家建委有关建筑智能化设备要求采用集散式网络结构的规定；

b、整个METASYS建管系统采用可靠性极高的多层网络结构，第一层为高速工业标准的以太网，只用一根电缆即可联接整个控制范围内的网络控制器-NCM终端；

c、第二层网络为标准RS-485网，每根双绞屏蔽线可将多至一千个现场控制器联至各网络控制器NCM终端的输出点；

d、第三层是将位于各个机房的现场控制器与相应的机电设备上的传感器、执行器联接起来。

✓符合国际标准

a、系统的设计方针是以国际标准为基础；

b、在品质管理方面，符合ISO9000标准；

c、在技术方面，硬件的采用上以符合ISO9001作为标准，软件的使用上，操作系统采用了美国微软公司的视窗（MICROSOFTWINDOWS），作为系统的操作平台；

d、在系统网络结构方面，采用了ARCNET、LONWORKS和以太网的工业型标准，提高了系统的可靠性。

✓网络式设计

a、METASYS为网络式设计，它能经过ROUTER等不同网络设备，能与不同的网络沟通或与其他的网络如：

办公室管理系统联成为统一的以太网，进而实现系统集成；

b、METASYS中央控制软件同时支持ETHERNET和ARCNET作为其高速的通讯网络。

METASYS建管系统有一个中央控制站，通过N2（RS485）总线将各种功能的控制器与中央工作站相连，完成空调系统、通风系统、给排水系统、冷热源系统、照明系统等的监察及控制。

现场接有各种探测器、操作器、电气开关等设备，因此，这是一个三层系统。

2、系统说明

系统适用范围

本设计采用的楼宇自动化系统（BAS）是江森公司最新的M5建筑自动化系统，是一个高效能PC机和微处理器组成的综合网络系统。

它为整个大楼的管理提供了简便，有效的手段。

该系统遵守WindowsNT操作系统和TCP/IP网络协议等行业标准，是一套中央控制的网络系统。

本系统使用的控制器包括有网络控制器NCM350和直接数字控制器DX-9100，并配置适当的现场设备，满足大厦设计的需要。

METASYSFMS建管系统是当今世界上最先进的，适用于从中型到大型建筑物的楼宇自动化控制系统。

控制点数可达10000点以上。

它的工作范围包括：

✧制冷制热与空调设备的监测、记录及控制、调节

✧通风设备的监测、记录及控制

✧照明及供电设施的监测、记录及控制

✧供水、排水设备的监测、记录及控制

✧其他系统之干接点的监测及记录

因而它成为一套完整的设备自动化管理系统，使用户在这套系统上，可完成楼宇的设备管理作业的全部工作，给用户提供舒适、安全的环境，在满足用户的各种要求的同时，亦尽量节省能量消耗，从而更好地发挥建筑物的潜能。

当然，该系统的最大优点之一在于它可以灵活地扩充和缩减，因而能真正满足用户使用功能及经济上的需要。

3、系统特点

A、可靠性高

Metasys系统采用可靠性极高的多层网络结构。

由于负责整个系统联接的第一、二级网具有高速度、布线少及传输距离远的优点，减少了设计、人工及维修的复杂程度。

同时亦减少了系统被损坏、干扰的可能，大大加强了系统的可靠性。

Metasys中央监控系统采用了集散控制结构、集中管理、分散控制，增加了系统的可靠性。

原则上在每台空调等设备机房设置一个现场控制器，增加分散性，减少了系统被破坏的可能性，增加了系统的可靠性，即使系统的某一部分的控制器或线路受到损坏，也不会影响整个系统的运作，且系统及时对故障区域发出报警指示。

B、灵活性强，易于扩展

Metasys系统控制范围广，一级网可控多达255个监控显示终端或NCM，系统只需增加很少额外费用，即可方便的的在任意区段加装工作站或显示器。

二级网每个NCM终端具有多达一千个点控制能力。

随着系统范围的增设或设备功能的变化，在不改变布线的基础上，可随意对系统进行扩展。

C、节能效果突出

本系统有多种节能措施，如空调系统按预定的时间表运作，制冷系统实时根据冷量控制冷水机组的启动台数等，大大节省电量、水量及热量，以求获得更高的经济效益。

D、全汉化的软件，操作简便

本系统软件在先进的Windows2000界面上实现多层次汉化及图形显示。

E、提高劳动生产率及管理水平

实现了设备自动监控与管理，大大提高劳动生产率，使业主可缩减部分工程人员和管理人员，节约人员开资。

系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，既可节能，又可大大减少损耗，减少设备维修费用。

4、METASYS楼宇设备自动化系统结构及主要设备介绍

楼宇设备自动化系统是由中央操作站、网络控制器、直接数字控制器（DDC）等组成，通过Ethernet网（N1网）将中央操作站及网络控制器各节点连接起来，同时安装在建筑物各处的直接数字控制器（DDC），将通过LonWorks现场总线（N2网）连接到网络控制器上，与其它网络控制器上的直接数字控制器及中央操作站保持紧密联系。

传感器及执行器等连接至以上各直接数字控制器内。

4.1中央操作站

✧操作站是Pentium微处理器的高性能PC机，操作系统为WINDOWS2000界面，除了可用文字菜单方式与操作人员沟通外，也可用图形方式进行，并且具有中文显示。

✧操作站设有五级密码保护功能，防止系统被非有关人员使用。

✧操作站允许WINDOWS支持的其它软件同时运行，且可以与他们进行动态的数据交换。

✧操作站可通过M5软件的动态图形显示现场自控设备的工作参数，并可在操作站据实际情况对某些设备进行启停控制或修改其工作参数。

✧中控室的环境要求

按照标准的设计要求，应尽量满足下面的要求：

v室温应保持在18℃至27℃之间，相对湿度保持在10%—85%；

v保持室内无尘或少尘，通风良好，亮度至少达30英尺—烛光；

v安装合适的消防系统（如采用湿型消防系统，不要把喷头直接对准电气设备）；

v使用防火门，至少能耐火1小时的防火墙和阻燃漆；

v提供合适的门锁，至少要有一扇窗口留作安全出口；

v尽量远离存放危险物品的场所和电磁干扰源（如发射机和电动机）；

v设备间的地板负重能力至少应为500kg/平方米。

v在中控室内应至少留有四个为本系统专用的，符合一般办公室照明要求的220V、50HZ、电流10A的单相三极电源插座。

另外配的带4个AC双排插座的20A专用线路。

此线路不应与其他大型设备并联，并且最好先连接到UPS，以确保对设备的供电及电源的质量。

4.2网络控制器（NCU）

网络控制器是一种模块式、智能化的控制盘，为Metasys网络的心脏。

它可以用在需要进行复杂、高性能控制的任何应用上，如，控制集中式采暖、通风、空调设备等。

它具有以下特点：

✧各网络控制器之间为点对点通讯，在单一网络控制器中即可将大厦管理情况的每一个侧面进行全面综合的管理。

通过相互共享整个网络中的所有信息，每个NCU能用高级控制算法提供全建筑物范围的最优控制。

✧网络控制器具有多种统计控制功能。

✧网络控制器可配置手提终端检测器，该检测器完全可以代替操作站的功能，存取整个系统中所有信息和发出控制指令。

✧网络控制器的技术规范：

工作电源：

85-264VAC，50/60HZ；

工作温度：

0-50℃

工作湿度：

10-90%RH

储存温度：

0-70℃

储存湿度：

5-95RH

外型尺寸：

26*72*22CM（宽*高*深）

网络控制模块（NCM350）：

N1网络使用的Ethernet/IP通讯技术，广泛应用于商业与工业中。

采用NCM350和M5软件的N1Ethernet/IP网络，使NCM350和OWS中的信息可以被网络中其它设备即时获取。

这是因为Ethernet/IP网络的高速度和可靠性及MetasysFMS强大的系统软件。

Ø随时使用，冲突检测（CSMA/CD）的通讯协议---可靠及可重配置

✧CSMA/CD监视和管理通道的使用。

这种区域网络（LAN）技术使多个工作站同时监视通道状态，当通道被占用时延迟传送。

✧点对点通讯使网络不需依靠某一设备来控制设备间的数据传输。

✧数据可以在设备间直接传输，只受网络流量限制。

✧当某段通讯线路出现故障或被切断时，网络会自动重新配置成为两个独立的网络。

连接在一起的设备仍然可以维持点对点通讯。

Ø开放的结构与连接性——兼容性好并节省费用

✧符合工业标准的TCP/IPTransmissionControlProtocol/InternetProtocol协议（传输控制/万维网协议）。

✧大量第三者厂商提供的路由器、连接器件及应用软件，满足多种网络应用需要。

✧与TIA/EIA（通讯工业/电子工业协会）的接线标准兼容。

✧使用通用、可替换器件，增加用户对产品、供应商、技术服务的选择。

✧利用Ethernet路由器可以将现有的ARCNET网络与扩展的N1Ethernet/IP网络连接起来。

✧连行于现存的共享式Ethernet网络。

Ø网络配置——灵活、易扩

✧每个NCU通过数字式控制器可管理大约400-500个监控点，但确切的数字将因监控点性质，功能要求，控制程式以及不同的配置而相差很大。

✧多种配置选择：

总线型、星型或NCM350和OWS直接支持多种通讯介质：

同轴电缆、双绞线、AUI、光纤或它们的组合。

✧使用放大器可以加大每一段的长度。

ØNCM的软件控制库有下列较强的功能

✧日程安排功能可对现场中的各点按预先安排的时间表做出指令。

它不仅可以按某日或某种情况安排指令，也可用假日的日程安排超越正常的程序，还可提前一年编出关于假日数多达30天，每次假日延续1-31日安排的程序。

✧其动向描绘功能可用于监视点的数据随时间变化的情况。

NCM中有两种动向描绘程序，一种是“点的历史数据”，它保存了每个模拟量输入点在过去24小时（每30分钟取样一次）的工作动向以及每个二进制输入点和一切输出点的最后10次变化。

因此大厦的管理人员从获得的丰富的历史记录上可以容易的诊断出建筑物中存在的问题；另一种是“用户动向描绘”它能使大楼操作员为所选择的点建立定制的历史文件。

✧NUM具有运行小时总计的功能，总计值可按小时、日、星期或按月保存在NCM中；还可赋予“总计”特性给任何数量的点，使大楼内的机电设备得到均衡运行，以节约能源，减少磨损。

✧形象简单的“图形化编程序用语言”使非程序员能从操作站编写用于最优启动时间控制，然后下载到NCM中。

✧NCM还可提供5级密码保护，使操作程序免受外来干扰。

4.3局域网LAN网络

✧采用局域网LAN使得分布在楼内的中央操作站和子操作站可互相联网，江森公司的Metasys系统的管理级即系统平台是在Ethernet网的基础上运行的中央操作站，子操作站和其它系统的操作站之间的连接介质，可选用双绞线，同轴电缆或光缆。

以太网是国际标准的网络，它支持TCP/IP协议，可以使不同的系统互连，数据传输速率为10Mbps，可以在综合布线中传输。

✧中央操作站，辅助操作站及网络控制器借助标准的Ethernet网络（N1网）联接起来。

✧用户可以通过电话界面与江森公司的远程维护中心联网。

✧直接数字控制器及网络控制器之间（N2网）用LonWorks总线，网络的通讯速率为78k波特率，通讯协议为点对点通讯。

4.4直接数字控制器（DX-9100）

✧直接数字式控制器是Metasys系统的最前端装置，直接与大厦内有关的设施连接起来，再通过N2总线与网络控制器相连，网络控制器与中央操作站均可对其实现超越控制。

✧直接数字式控制器能够支持以下不同性质的监控点：

-模拟量输入（AI）

-两态输入（DI）

-模拟量输出（AO）

-两态输出（DO）

✧具有12个可编程控制模块及PLC逻辑运算模块，除能完成各种运算及PID回路控制功能外，还具有多种统计控制功能，可同时设置多达8个时间控制程序。

✧直接数字控制器具有独立运作的功能，当中央操作站及网络控制器发生问题时，控制器不受影响，继续进行运作，完成原有的全部监控功能。

✧各直接数字控制器之间是通过N2总线连接成的环行网络，所以当其中某个DDC发生故障时，数据将自动跳过该DDC向下传输，并不影响其它DDC的运行与数据的传输。

✧可通过传输模块（XT）接多达8个扩展模块（XP），增加控制输入输出点容量，配置灵活，并可通过内置的LED来监控这些点。

✧支持点对点通讯，在LonWorks总线上的数字控制器可动态交换数据和信息共享。

✧有直接从LonWorks总线上接收的网络模拟输入16点、数字输入16点，有直接发送到LonWorks总线上模拟输出16点、数字输出16点。

✧直接数字控制器的技术参数

尺寸（H*W*D）：

200*184*100（MM）

处理器：

NEC78C10

存储器：

8KbyteRAM（带备用电池）

56KbyteEPROM

8KbyteEEPROM

电源：

24VAC50/60HZ

4.5手提检测器/网络终端

✧手提检测器是供维修人员对楼宇自控管理系统中的网络控制器及直接数字式控制器进行检查使用。

通过检测器，维修人员可以更改设定值，并可以获得各有关的数据、报警及状态。

在检查的过程中不会中断或干扰各控制器间的正常运作及通讯。

✧网络终端（NT）能使管理或维修人员直接掌握Metasys系统内的所有设备的运行情况，不管NT是与哪个NCU连接，利用NT都可以在建筑物的任何地方存取全部信息。

4.6操作系统