1、知識是人類進步的階梯1樓宇自控系統1.1概述洛陽中業飯店位丁洛陽市黃金路段,由 4層裙房和22層塔樓、一層地下停 車場的高69米,總建筑面積114000平方米的大樓、配套設施、娛樂健身和綠 化園區及相關設施組成的五星級高檔涉外飯店。對丁這樣一個飯店,如何有序、 高效、經濟地管理整個飯店的新風空調、排煙、給排水、照明等系統,將是擺 在業主和經營者面前最大的難題,電子技術和工業控制技術的開展,為我們找 到了最終的答案：樓宇設備自動控制系統,它是計算機技術、網絡技術、工業 控制技術和電子技術相融合的產物,近年來已被越來越廣泛的應用丁樓宇中。智能樓宇管理系統METASYS統是美國江森自控公司80年代末

2、開始推出并 不斷完善升級的建筑物管理系統。“Meta、“Sys在希臘語中的意思即是“多種 多樣的系統,“集成的系統。METASYS用開放體系結構,就像“膠水,可以 將建筑物中的不同設備及子系統“粘合在一起。METASY樓宇管理系統,從90年代初誕生之日起,就一直走開放系統路線, 隨著技術的演變,METASY樓統不斷升級,現在已能支持多種國際工業標準,如 最新的標準協議 BACnet Ethernet > TCP/IP、LonWorks ODBQOpenData Base Connectivity )、ActiveX、DDE Windows 98/NT、Internet、Intranet

3、及 OPC (OLE for Process Control )等等,因此對丁不同的弱電子系統,可以采用不 同的集成方法。METASY樓以完成BAS系統的所有工作,但它不是簡單BAS系統, 它從推出之日起就根據建筑物管理系統 BMS來設計的。1.2需求分析樓宇設備的管理,集中表達在以下三個問題上：。管理的靈活性、方便性、易操作性在實際的使用中,經常需要系統能根據操作員事先所安排的時間表自動運行、定時啟停設備、定時修改、統計、報告和定時打印,按正常日、替換日、節假日、及特殊日進行不同的操作程序,甚至希望系統能夠根據 年歷每天自動地運行相應的操作程序,提升設備管理效率。延長設備使用壽命為保證機電設

4、備的使用壽命及預防不正確操作造成的設備損壞, 需要 系統對設備提供保護功能,限定設備的啟/停次數,并且可對設備設置啟/ 停延時等。對重要的設備系統,如冷凍站,其設備的啟停需嚴格遵循一定的順序。 及為預防設備運行中動力電突然掉電,乂突然恢復時,對設備造成的損壞, 需要在掉電后,運行供電恢復啟動程序,保證無論在掉電或其它任何時候, 設備都能根據其正確順序啟動。節約能源根據負荷的不同,自動調整設備的運行狀態和數量,以減少能源的 浪費和設備的損耗。僅僅靠人來管理,彳艮難實現上述三個目標,能夠勝任丁此的唯樓宇 設備自動控制系統莫數。1.3系統選型根據洛陽中業飯店的需求及樓宇自動控制系統的主流產品的性價比

5、,我 們建議用戶使用江森公司的樓宇自控產品。其特點如下：。系統先進性“METASY接宇智能管理系統是世界上最先進的集散式中央監控系統之 一,對建筑物內設備進行集中管理和分散控制, 為整個飯店的管理提供了簡單 有效的手段,使飯店到達最正確節能效果,提升飯店的管理效率。METASY髏宇智能管理系統是一種完全開放式的集成系統,已與超過750種其他公司的設備直接聯網并交換數據,在業界是首屈一指的。飯店中現有的 不同廠家的子系統和控制設備均可聯網使用,從而有效地保護了業主的投資。 另外,該系統是模塊化設計,用戶可以只采購現時所需的設備,將來的擴展并 不會損失今天的投資。“METASYS宇智能管理系統代表

6、了自控管理與控制的最新潮流,表達了最新的質量、性能、可靠性方面的工業標準。METASYS被全世界數以萬計的用戶廣泛采用,將空調控制、能量管理、消防控制、出入控制、維修管理、 照明控制等整個系統的監控完美地連接起來。由丁采用了最新的軟硬件設計, METASYS具有易丁理解及使用的界面,用戶可以方便地獲得所有輸入輸出點 的信息,包括許多其它廠家的數字控制器。集散式結構開放式系統強大的網絡平臺圖1-1 METASY S樓宇智能管理系統示意圖這些優點來源丁 METASYS先進的技術,它具有三種根本功能：信息管理、 監測控制及獨立控制。(1) 信息管理信息就是強有力的工具,利用這種強有力的工具的關鍵,在

7、丁將飯店的各種信息有效地顯示及管理。METASYS使用戶可以采用固定的方式監察各 監控點,選擇易學易用的方式進行操作。METASYS采用透明的方式管理系統,用戶監控的是整個建筑而不是資源管理系統。強大的用戶操作站可以運 行數以白計的第三家軟件。(2) 監測控制對資源的有效管理,需要網絡中不同級別的控制器的指令相互配合。METASYS絡的高級監測,包括對分布系統的監視,提供整體的控制方案及 指令,設置及管理網絡,提供必要信息給其它監測控制器。(3) 獨立控制文檔如有冒犯，請站內留言，謝謝！METASYS勺分布式結構包括了獨立控制器,用丁飯店的空調,消防,照 明,保安等系統。METASYSC統有一

8、系列的專用控制器,傳感器,執行器及用戶界面,對 不同類型的系統都可以提供適宜的監控。另外,METASY團通過MODEM?遠程維護中心相連,在遠程維護中心即 可對飯店進行維護。綜上所述,METASYSK統提供了面向未來的樓宇自控技術、優質可靠的產 品和最先進的飯店系統集成方法,它能夠更好滿足用戶的要求、保護用戶的投資, 是用戶最理想的選擇。系統可靠性采用了集散控制結構,集中管理,分散控制,增加了系統的可靠性。在每 個設備機房設置一個現場控制器, 減少了系統被破壞的可能性,增加了系統的 可靠性,即使系統的某一局部的控制器或線路受到損壞, 也不會影響整個系統 的運作,且系統及時對故障區域發出報警指示

9、。N2584-SRLHD04SR站 凍 冷N2 bus。系統節能性METASYS統有多種節能舉措,如空調系統按預定的時間表運作,制冷系 統實時根據冷量控制冷水機組的啟動臺數等,大大節省電量、水量及熱量,可 獲得更高的經濟效益。系統操作性本系統軟件在先進的Windows界面上實現多層次漢化及圖形顯示。METASYS統提供彩色動態圖形顯示,包括樓層的平面圖及機電裝置的系統示 意圖。操作站以多窗口 方式運作,可同時顯示出多幅圖形,以便分析。財侮兇琳示罹用戶 可口占傳沁只?it圖1-3 界面示意圖。系統保護性采用多級別的密碼保護,為業主及管理人員提供一個有效的保護工 具。密碼優先級分為五級,當操作人員

10、離開前忘記撤去密碼所允許的操作 限度時,自動將操作員的密碼撤去,使系統繼續受密碼保護。1.4系統詳細說明硬件說明O系統組成構成系統的主要部件如下：通訊網絡：局域網 Ethernet,支持TCP/IP。-操作站-信息及報告打印機智能網絡控制器NCU361數字式現場控制器：可擴展直接數字控制器DX-9100。系統結構METASYS硬件系統是由操作站OWE智能網絡控制器NCU可擴展直 接數字控制器DX-910D接口集成器Integrator 所構成的一種智能化控制網 絡,通過ETHERNET N1網將中央操作站及網絡控制器各節點連接起來, 同時安裝在建筑物各處的直接數字控制器DDC,將通過現場總線N

11、2網連接到網絡控制器上,與其它網絡控制器上的直接數字控制器及中央操作站保持 緊密聯系。傳感器及執行器等連接至以上各直接數字控制器內。網絡通訊N1網通過Ethernet ,通訊速率可達10兆波特；N2網通過RS-485,通訊 速率可達19200波特。中央操作站操作站是Pentium4微處理器的高性能PC機,操作系統為 WINDOWST/98 界面,除了可用文字菜單方式與操作人員溝通外,也可用圖形方式進行,并且 具有中文顯示。操作站設有五級密碼保護功能,預防系統被非有關人員使用。操作站允許 WINDOWS支持的其他軟件同時運行,且可以與他們進行動 態的數據交換。例如您可以用已熟悉的 Microso

12、ft Excel來處理METASYS網絡 中報警信息、趨勢和統計數據及其他歷史記錄,做出一系列的統計表。它可存儲點的歷史記錄、趨勢分析、操作員進入、退出記錄、以及報警記 錄等。它可編程及產生數據庫,并直接下傳程序至各控制器。記錄/報警打印機打印機用丁系統操作的記錄。每臺打印機的記錄內容可根據用戶要求設 定,而記錄格式在調試階段即可定義。網絡控制器(NCU)圖1-5網絡控制器各網絡控制器之間為點對點通訊,在單一網絡控制器中即可將飯店管理情 況的每一個側面進行全面綜合的管理。通過相互共享整個網絡中的所有信息, 每個NCU用高級控制算法提供全建筑物范圍的最優控制。網絡控制器具有多種統計控制功能網絡控

13、制器可配置手提終端檢測器,該檢測器完全可以代替操作站的功 能,存取整個系統中所有信息和發出控制指令。各網絡控制器問為點對點通訊,每個網絡控制器能提供全建筑物范圍的最 優控制方案；網絡控制器可獨立工作,增加系統可靠性。在分布式的網絡控制器數據庫中,具有報警及維護信息。直接數字控制器直接數字式控制器是 METASYS系統的最前端裝置,直接與飯店內有關 的設施連接起來,再通過 N2總線與網絡控制器相連,網絡控制器與中央操作 站均可對其實現超越控制。直接數字式控制器能夠支持以下不同性質的監控點：模擬量輸入(AI)數字輸入 (DI)模擬量輸出(AO)數字輸出 (DO)它的根本配置為8AI, 8DI, 2

14、AO及6DQ共為24點,根據現場需要可增 加各類型點的擴展模塊,最多可擴展64個點,配置靈活,并可通過內置的LED 來監控這些點。控制器的軟件功能十分齊全,可實現各種現場控制要求。它包括實時功能、12個可編程控制模塊及 PLC邏輯運算模塊,由丁它是由一個個功能模塊所構 成,其圖形化的編程工具使得程序設計異常簡單。用戶只要簡單地調用模塊, 填寫參數,控制程序便自動生成。它除能完成各種運算及PID回路控制功能外, 還具有多種統計控制功能,其PLC邏輯運算模塊,具備一般PLC控制器的功能； 其實時功能可同時設置多達8個時間控制程序,每個時間控制程序,可針對星 期一至星期日以及特定的一些公眾假期,分別

15、設定不同的啟動/關閉時間。如此強大的軟件功能,決定了 DDCM有獨立運作的功能,當中央操作站故障,網 絡控制器故障或通訊線斷線,都不會影響其操作。具有獨立運作的功能,當中央操作站及網絡控制器發生問題時, 控制器不 受影響,繼續進行運作,完成原有的全部監控功能。軟件說明。概述各種不同功能的軟件,構成了完整的METASYS作系統。主要軟件功能如 下：1摘要各類報告活單2密碼保護5級3用戶編程圖形化編程語言4狀態改變報告5報警信息報告6報告分組/報警管理7監控點歷史8動態趨勢分析9累積、統計功能10數據庫下傳/上載功能11基丁 Microsoft Windows之圖形化及操作站工作環境12能量管理控

16、制13時間預定功能14設備循環啟/停保護15重大設備啟/停延時16供電恢復啟動程序17用電量限定/負載循環。摘要各類報告活單在METASYS中,用戶可以直接得到各種分類的報告活單, 這些活單可以 顯示丁監視器上,也可以打印或存盤。可以直接調用的報告活單有 16種,其 中最常用的如下：1監控點活單2報警點活單3嚴重級別報警點活單4) 脫機點活單5) 處丁超越控制狀態下點的活單6) 禁止通訊點的活單7) 被鎖定點的活單8) 被定義丁跟進文件中的報告9) 時間預定的時間表活單10) 假日時間預定的時間表活單11) 各監控點的上下限以及“死區值活單以上報告活單根據用戶的指定,可以選擇針對網絡中所有點、

17、也可以針對 某一個系統中的監控點。或選擇一組甚至幾組中各系統的監控點。O密碼保護功能圖1-7系統保護METASYS統可提供五個等級,多達 50個密碼口令,為網絡和操作站提 供平安保證。根據主管人員的指定,各操作員具有不同等級的口令,口令可限制所訪問 的內容；具體為可訪問的監控點,口令也限制操作級別。口令訪問在整個 METASY到絡中是一致的。無論操作員走到哪一臺操作 站,或是在現場用手持式網絡終端,他只要使用自己的口令,便有相同的放行 級別。當對口令系統進行增減或改變時,網絡中各操作裝置同一時間自動配合, 而不需要在每個操作裝置更改。對每個口令,系統提供一個自動退出時間,該時間可自由設定,范圍

18、從 1 到1440分鐘。如果操作員離開前,忘記退出系統,設定的時間過后,系統會 自動退出,繼續受到密碼保護。各級口令的職能如下精品文檔第5級只可監視,檢查數據第4級第5級+操作員控制及預定第3級第4級+監控點參數的改變第2級第3級+數據庫增減第1級第2級+ 口令編輯。用戶圖形化編程語言VOLUME MATCHNG CCNTROL AHU 1 FETURN FAN VFD圖1-8用戶圖形化界面用戶可以通過先進的圖形化編程語言,實現各種復雜的高級算法及控制。 METASYS圖形化編程語言通過圖形方式,使用戶以畫流程圖的方式,進行編 程。它的特點是直觀、易懂、方便修改。METASYS供一系列已經證明

19、可靠的圖形化程序塊, 這些程序塊包括了最 常的用的能量管理及暖通空調的應用程序, 方便用戶直接調用。用戶可以在自 己的程序中插入它們,也可以對它們進行修改。狀態改變報告METASYS統可提供所有雙態點的狀態改變記錄, 該記錄可以輸出到打印 機上,也可以直接報告至指定的操作站及磁盤文件。記錄顯示改變狀態的點的 名稱、點的詳細說明及發生狀態改變的時間和日期。報警信息報告及報告分組/報警管理METASYS有完善的報警管理。操作站優先處理和首先顯示最重要的報警 點,并且能夠有選擇地把不同的報警傳至位丁網絡中任何位置的相應操作站, 甚至傳到用拔號調制解調器聯結的遠程操作站。圖1-9報警管理示意圖報警管理

20、提供報警打印,報警緩沖器及直接報告至指定的操作站和存儲文 件,所有方式均滿足以下條件：1顯示報警點的名稱,點的詳細說明及發生報警的時間和日期。2報警依輕、緩、急,用戶可自行決定報警級別,以便更有效及快速處理 嚴重的報警。本系統可將報警分為 3類,其中乂分4級。3作為1的補充,用戶可對每個報警點增加報警信息,該報警信息可達65個字母中文為30個字。報警信息可明確提示操作員如何處理報 警。比方采取什么舉措,找什么人維修等。對丁大型系統的管理者來說, 管理上千個點,并及時處理報警,并非易事。給報警點增加報警信息這 一功能,大大方便了操作者。監控點歷史METASYS統中所有監控點都自動產生一個歷史,

21、該記錄存放在網絡控制 器中。模擬點每30分鐘采樣一次,如有特殊需要,用戶指定一個 PC文件,記 錄將自動轉入該文件中,提供長期的歷史數據。雙態點可記錄10次開/關動作。 每個點具備歷史這一特性,方便用戶隨時分析設備的性能,回憶故障或事件發 生的時間,大大提升設備管理水平。動態趨勢分析圖1-11動態趨勢分析動態趨勢分析可應用丁系統中的所有監控點,其采樣點數及采樣間隔范 圍1分鐘至120分鐘均由用戶自定義。當監控點歷史不能滿足設備性能分析的要求時,可利用動態趨勢分析這一 軟件功能。與監控點歷史一樣,動態趨勢分析也存放丁網絡控制器中。如需保存數據, 用戶可指定一個PC文件。當采樣數接近規定的數值時,

22、數據將自動轉入該 PC 文件中。O累積、統計功能各DDCX NC#勻具備累積、統計功能。用戶可定義一個限額,當累積或統 計值超過此值時,系統可發出報警。該功能主要應用在以下幾個方面：1運行時間統計-如水泵、風機等的運行小時2模擬量及脈沖累積-如用電量,蒸汽量3事件發生次數的統計一一如某一段時間中房間溫度超出高限的次數。數據庫上傳/下載功能METASYS統中有全局、網絡控制器NCM和現場控制器三種數據庫。前 二種數據庫可以上傳及下載,而控制器數據庫那么只可以下傳。上載和下傳功能 允許用戶從一臺設備或PC轉移數據到另一臺設備,使控制器、NChft全局數據 庫隨時保持一致。數據庫有二個版本：備份數據

23、庫和在線數據庫。在線數據庫是操作設施管 理系統數據庫的拷貝,而備份數據庫是在線數據庫的主備份。 當其中一種數據 庫改變時,應該使用上傳或下載功能以保證數據庫的一致性。如果NCI#電時間超過72小時,由丁超出了 NClfr可充電電池保持內存 的最長時間,該網絡控制器的數據將會喪失。但是,一旦恢復供電,系統將自 動從操作站將備份數據下傳至 NCl保證系統正常工作。動態圖形顯示及操作站工作環境圖1-13動態圖形顯示示意圖為便丁對系統的分析及更快速地了解報警情況,METASYS系統提供彩色 動態圖形顯示,包括樓層的平面圖及機電設備系統示意圖。1系統選擇和透視操作員可通過菜單的選擇或直接從圖形上切換不同

24、系統或平面的圖形。2動態數據分析圖形中所有監控點的數值或狀態是動態顯示,即顯示它們的實際位置和 當前數值或狀態,各點是自動更新的。3視窗化操作站的工作環境是視窗化的,可同時顯示多幅圖形,便丁對整個系統 的操作進行分析。4報警分析當某點發出報警時,其所在的圖形會自動彈出,其中的報警點會以事先 指定的顏色不斷閃爍,以提醒操作員報警點的位置。能量管理控制為到達節約人力及能源的目的,METASYS供各種常用的能量管理軟件, 這些軟件自動運作不需操作員的介入。同時,它們乂有足夠的靈活性,用戶可 輕易進行定義及修改。其主要軟件為時間預定功能,最正確啟/停功能,焰值切換功能,溫度設定點自動重置功能,制冷機組

25、的自動組合及群控功能,以及用 電量限制功能等。時間預定功能預定功能使得METASYS統能根據操作員事先所安排的時間表自動運行, 提升設備管理效率。預定功能適用丁設備的定時啟停,設定點定時修改,控制 程序的定時啟動,趨勢分析的起止,累積/統計的起/止及各種報告的定時打印, 等等。預定共有4種：正常日、替換日、節假日、及特殊日。用戶可定義一年 的日歷。圖1-14 預定功能O 設備循環啟/停/及重大設備啟/停延時保護為保證機電設備的使用壽命及預防不正確操作造成設備損壞, METASYS 統提供設備保護功能,限定1小時中設備的啟/停次數,并且可對設備設置啟/ 停延時,對每個控制點,用戶可以方便地設置、修改及取消該保護功能。供電恢復啟動程序對重要的設備系統,如冷凍站,其設備的啟停需嚴格遵循一定的順序。為 預防設備運行中動力電突然掉電,乂突然恢復時,對設備造成損壞,METASYS 提供供電恢復啟動程序,保證任何時候,設備都能根據其正確順序啟動。O用電量限制/負載循環圖1 -15用戶用電負荷限制該軟件功能用丁節