江森方案

N2总线

在楼宇自控中使用的控制线！如江森自控的Metasys N2总线， 可支持Metasys N1 网和Metasys BACnet网； N2网联接网络控制器和现场监控设备； 使用RS/485协议，主从协议；

支持大约100个现场设备；

如果管理网络采用BACnet协议， N2总线支持大约50个现场设备(N30网络控制器) ；

MS-NAE3510-2 NAE网络控制引擎 N2或BACnet总线, 50个控制器 MS-NAE3520-2 NAE网络控制引擎 LonWorks总线

MS-NAE4510-2 NAE网络控制引擎 N2或BACnet总线, 100个控制器 MS-NAE4520-2 NAE网络控制引擎 LonWorks总线

MS-NAE5510-1 NAE网络控制引擎 N2或BACnet总线, 200个控制器 MS-NAE5512-1 NAE网络控制引擎 N2或BACnet总线, 200个控制器, 支持无线

MS-NAE5520-1 NAE网络控制引擎 N2总线, BACnet总线, LonWorks总线

从以上示意图可知我们JOHNSON CONTROLS的Metasys楼宇自按系统是由中央操作站（OWS）、网络控制器（NCU）、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，Ethernet/IP使用标准的网络硬件在网络控制器与用户操作站之间完善地传递信息。同时安装在建筑物各处的直接数字控制器（DDC），将通过现场总线（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。现场需监控设备上的传感器及执行器等连接至以上各直接数字控制器内。从而实现分散控制、集中管理。

一、项目背景说明

上海浦东国际机场作为国内地位最重要、运输最繁忙的大型国际航空港之一，有着举足轻重的作用。

江森自控有幸承接了机场扩建工程的BAS系统。机场扩建工程建设分二个阶段，第一阶段建设一座T2航站楼及其配套设施。建成后该航站楼的主楼部分可以处理年旅客吞吐量为4000万人次，长廊部分为2200万人次旅客吞吐量。第二阶段是在T2航站楼的南部建设一个卫星厅，其设计容量为1800万旅客量，并与T2航站楼相匹配。T2航站楼与卫星厅之间采用旅客捷运系统。 根据要求，上海浦东国际机场二期BAS系统的监控范围为T2航站楼、交通中心，监控内容主要包括中央空调系统、给排水系统、公共照明系统等，其中中央空调系统又包括了空调冷水及热水系统、各类空调机组、各类新风机组、各类送排风机、VAV系统变风量末端装置、数字定风量阀、风机盘管及建筑电动

侧窗装置等。BAS系统总监控点数约为19000点（不含照明系统）。 二、系统选择及主要设备技术说明 1.系统选择

上海浦东机场扩建工程作为上海市重大工程，其对BAS系统的安全性、可靠性有着极高的要求，同时在选择系统时还需考虑到开放性和灵活性，并在一定时期内保持技术的先进性，不过时。

经过仔细考虑，我们选用了江森自控最新一代基于Web技术的MSEA（Metasys System Extended Architecture，Metasys扩展结构）系统。而核心设备NAE（Network Automation Engine，网络控制引擎）则选用了有LON（FTT-10）端口的NAE4520，现场DDC控制器选用的是江森自控支持LON（FTT-10）协议的FX15控制器。MESA系统的结构如下图： 2.MSEA 系统核心硬件及软件 （1）网络控制引擎 – NAE

江森自控 MSEA 系统架构中，NAE（网络控制引擎）是该架构中的核心设备之一，也代表了业界最新的技术和发展趋势。NAE在硬件中内置了 Windows Embedded 操作系统和楼宇自控系统的监控管理软件，基于 Web 的设计使这个硬件能够作为 Web 服务器将建筑设备监控管理系统的信息在以太网上发布，并通过嵌入式网络用户界面进行系统导航、系统配置及系统操作，而不需要安装任何专用程序。

基于WEB浏览器的用户界面

这种智能设备抛弃了以往需要安装系统软件的操作站，同时支持多个Web浏览器用户同时访问，提供监控、警告和事件管理、数据交换、趋势分析、能量管理、时间表以及数据储存的功能，并采用了密码授权以及IT行业的安全保护技术。用户不需要任何专门的工作站软件，就可以实现局域网内或远程的管理、配置和诊断等功能。另外还内置有必要的编程软件，任何一台配有标准网络浏览器的工作站或便携终端都可以对系统进行配置、逻辑编程、试运行、数据存档等工作。

开放接口能力

作为楼宇控制的核心，位于管理层的网络控制引擎 NAE 收集和管理整个楼

宇的设备信息。在控制层面上支持多种开放式标准网络，包括 LonWorks 网络、BACnet系统设备、MetasysN2 网络和 Integrator 集成器，从而满足与不同厂商设备和子系统的接入。 先进的IT通讯技术

NAE直接连接到综合布线的以太网络中。网络间的数据传输采用标准IT协议、服务以及格式，包括网际协议（IP）、超文本传输协议（HTTP）、对象访问协议（SOAP）、网络时间协议（SNTP）、邮件传输协议（SMTP）、网络管理协议（SNMP），并支持超文本链接标示语言（HTML）和可扩展链接标记语言（XML）的静态、动态数据定义。网络控制引擎还支持动态IP寻址协议，例如动态主机配置协议（DHCP）、域命名服务（DNS）等。 系统安全性

NAE通过在 Web 浏览器用户界面键入的用户ID和密码识别用户的合法性以及相应的权限。用户获取的数据在传输过程中通过加密处理，同时由用户安全管理员来管理网络控制引擎数据库以及用户资料和帐户。从配置整个系统到仅仅浏览某系统或站点的某一部分，都需要授权。系统管理员向每位用户的帐户分配用户ID、密码、专门的网络控制引擎数据获取权。 （2）数据管理服务器 – ADS（X）

ADS（X）是江森自控 MSEA 系统架构中的数据管理服务器软件及集成平台软件，并且是所有NAE的管理站点，它通过各种开放接口同时面向控制域和信息域的集成技术。在机场扩建工程中，我们选用的ADS（X）数据服务器能够监控并管理整个航站楼及交通中心的综合信息，并根据航班信息从整体上控制协调有关联动操作。

ADS（X）采用 B/S 的结构，可将信息通过 Web 进行发布，并作为协调者和管理者通过 SOAP 与网络中的控制引擎 NAE 通讯。

整个楼宇的设备控制由现场DDC控制器完成，全部的汇总信息由 NAE 来管理，而 ADX 的作用是将这些楼宇的信息利用 SQL 标准数据库，进行扩展的应用和永久的储存。包括更多的客户端访问量，还管理趋势数据、事件消息、管理员记录和系统设置数据的长期储存。使用因特网协议和信息技术（IT）标准为NAE所在的网络提供安全的通讯，并且与企业级别的通信网络兼容。

３.MSEA 系统应用的先进IT技术 （1）浏览器/服务器（B/S）技术

所谓B/S结构，就是只安装维护一个 Web 服务器（Server），而客户端采用浏览器（Browser）进行 Web 浏览。在B/S结构中，客户端无需运行专用软件，只需通过标准浏览器（如微软的Internet Explorer）就能实现与服务器的信息交互。目前，B/S技术在国际上已成为一种应用趋势。

B/S 结构中，由于客户端不必安装专业软件，省去了大量的维护工作。软件所有的维护、升级工作都只在服务器上进行，而客户端就能获得最新版本的软件。

与C/S不同的是B/S结构中的客户端并不参与运算，只是简单的接收用户的请求，显示最后的结果，所以B/S结构对客户端的计算机配置要求是比较低的，这将降低整体的成本，同时使整个系统的运转速度得到提升。 （2）Web Service 技术

Web Service 是一种能够被描述并通过网络发布、发现和调用的自包含、自描述、松散耦合的软构件。它是对象/组件技术在Internet 中的延伸，是封装成单个实体且发布到网络上以供其它程序使用的功能集合。

Web Service 的集成框架已经成为一种新的动态集成应用模型，Simple Object Access Protocol（SOAP，简单对象访问协议）和 XML 构成了这些Web服务的基础。Web Service 核心基础是扩展标记语言XML，其相关标准协议包括SOAP、WSDL以及UDDI 等。

由于 Web Service 的服务是自描述的，客户端计算机不需要安装任何程序或进行任何配置。任何语言及平台上的客户（可以是来自Web Client、Windows Client 或者其他平台）都能通过SOAP请求调用Web service，从而获得Web 服务。

Web Service 彻底地改变传统的应用集成中点对点的集成处理方式，以这样一种松散的服务捆绑集合形式，能够快速、低代价地开发、发布、发现和动态绑定应用。Web Service 能够使建筑设备监控平台的应用集成成为真正可能的、便捷实施的解决方案。 （3）Microsoft .NET 平台

.Net是在 IT 行业宣传中与 Web Service 联系最紧密的名词，而从技术和标准方面来讲 .Net 和 Web Service 之间并没有任何依赖性。.Net、.Net 框架和 .Net Visual Studio 都是开发最新 Web Service 的理想技术，它们支持 Visual Basic、C# 和 C++ 开发人员在应用中轻松创建和集成 Web Service。除Java之外， .Net 将是创建和集成 Web Service 的最常用的技术。

江森自控也将 .Net 视为一种将对智能楼宇IT系统领域产生巨大影响的重要技术。楼宇管理通常采用基于 Windows 的技术来支持自己的IT基础设施，并将直接或间接利用 .Net 技术来构建 Web Service。江森自控MSEA系统的首要目标就是无缝集成基于 .Net的系统，并对其产品进行不断的检查和测试，以保证它们能够轻松、高效地与基于 .Net 的 Web Service 进行合作。 Microsoft .NET 平台将从根本上改变计算机和用户的交互方式。通过将设施管理系统和信息管理系统应用程序结合成一个智能的交互整体，.NET将使企业可以从极大提高的劳动效率和生产力中受益。

.NET在本系统的运用体现在两个方面，一是.NET作为支撑平台应用，为各种应用程序提供基本服务。同时，有利于整个系统的集成和以后的应用扩展。二是针对本集成系统的各种应用软件使用了.NET技术和.NET平台提供的各种开发工具。

三、MSEA系统规划及重点解决方案说明 1.MSEA系统规划

确定了使用MSEA系统后，我们对功能区域及设备分布情况做了仔细的研究，确定在T2航站楼及交通中心各设置一套独立的MSEA系统。根据现场监控设备点数的多少分别配备不同数量的NAE4520，各层区依据受控机电设备的多寡，设置相应数量的现场控制器(DDC)。

T2航站楼设置4个分控工作站，分别监控管理4个区域的被监控设备。可在总控中心的授权下，进行系统的各种设置及实时操作。

T2航站楼另外设置一个总控中心，总控中心除直接监控部分被控设备外，同时4个分控中心将所有的监控信息通过传输层以太网光纤传至总控中心。总控中心可以对整个航站楼所有的被监控对象进行监控管理，可对所有子系统的各

种重要参数进行设定及修改，对所有被控设备进行独立的实时启停操作，可对分控工作站进行操作权限设置。

T2航站楼总控中心设互为热备冗余的系统服务器2台。工程师站，操作员站各1套。4个分控工作站各设照明服务器1台，监控计算机1台。 另设置1个现场工作站，设监控计算机1台，能完成总控中心所有的操作功能。

交通中心设置二个分控工作站及一个总控中心，管理方式同T2航站楼。交通中心的总控中心通过弱电综合布线光纤网络将所有信息上传至T2航站楼总控中心。

交通中心总控中心设系统服务器1台，图形工作站一套。2个分控中心各设监控计算机1台。 2.重点解决方案说明

（1）T2航站楼总控中心双机热备的实现模式

考虑整个系统的可靠性，T2航站楼的总控中心的两台BAS服务器需要双机热备。由于T2航站楼建设规模较大，BAS系统的数据量相应较多，故服务及数据的写入频率也较频繁，基于这些因素我们在设计中选择了基于共享存储的双机热备方式，即共享磁盘系统。结构如下：

对于这种方式，采用两台服务器，使用共享的存储设备（磁盘阵列柜或存储区域网SAN）。两台服务器可以采用互备、主从、并行等不同的方式。在工作过程中，两台服务器将以一个虚拟的IP地址对外提供服务，依工作方式的不同，将服务请求发送给其中一台服务器承担。同时，服务器通过心跳线（目前往往采用建立私有网络的方式）侦测另一台服务器的工作状况。当一台服务器出现故障时，另一台服务器根据心跳侦测的情况做出判断，并进行切换，接管服务。对于用户而言，这一过程是全自动的，在极短时间内完成，从而对业务不会造成影响。由于使用共享的存储设备，因此两台服务器使用的实际上是一样的数据，由双机或集群软件对其进行管理。

（2）通过NTP协议实现网络时间同步

为了确保机场管理和运营的稳定性和安全性，使用机场统一的GPS时钟校时信号是非常重要的。

建立在综合布线的基础结构上，时钟系统通过 VLAN 与 BAS 和其他系统在以太网上互联，采用NTP协议实现整个网络的时间同步，同步精度理论上能够达到ms级。

时钟同步采用 Client/Server 的体系结构，航站楼本身设置的统一时间源作为服务器端在网络中公布其IP地址及相应端口，BAS系统作为Client端通过在本地配置该IP地址，建立到Server端的连接，然后向该服务器申请时钟同步服务。

考虑到如果机场T2航站楼的所有应用系统都向同一个时间源发送请求，可能造成网络拥堵，而离港系统所涉及到重要安全问题，应保障其占用时间源服务器的主要通讯带宽。因此，设计中我们将航站楼总控中心的BAS服务器作为机场GPS统一时间源的客户端，同时我们将该服务器作为BAS系统 VLAN 中的时间源服务器，该系统中的其他管理服务器、操作站与网络控制设备再与该BAS服务器进行同步。这样既满足了整个航站楼时间同步的需要，又尽可能的减小了网络带宽的占用。

（3）与智能照明系统的集成

上海浦东国际机场扩建工程的智能照明系统包括大空间照明、广告和标识灯箱控制、公共区域及通道照明灯。每个BAS系统分控工作站或总控中心所管辖的区域照明系统，各组成一个独立的照明控制系统，照明控制器模块用网络通讯线连接并接至相应的分控工作站照明服务器，通过服务器与BAS分控工作站集成，最后连至总控中心的BAS控制服务器，由BAS工作站操作管理。 智能照明系统我们选用的是ABB的I-BUS系统，该系统与BAS系统的集成采用OPC的接口方式。根据OPC服务的客户机/服务器结构，我们需要将OPC服务器程序安装在照明系统的操作站上，OPC客户端应用程序安装在BAS服务器上，它们之间需要通过网络进行通讯，以 TCP/IP 作为协议载体，实现数据的实时传递。

美国江森自控Metasys系统 Metasys的系统结构及硬件说明 要想建成一个智能建筑，一个高素质的楼宇自控系统是不可缺少的，JOHNSON CONTROS的Metasys系统的系统结构如下：

JOHNSON CONTROS的Metasys楼宇自按系统是由中央操作站（OWS）、网络控制器（NCU）、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，Ethernet/IP使用标准的网络硬件在网络控制器与用户操作站之间完善地传递信息。同时安装在建筑物各处的直接数字控制器（DDC），将通过现场总线（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。现场需监控设备上的传感器及执行器等连接至以上各直接数字控制器内。从而实现分散控制、集中管理。 以下分别对这些硬件设备做详细说明： 1.1通讯网络

操作站及网络控制单元之间最常用的连接方式是N1通讯网络。这构造采用以太网（ETHERNET）技术，通过一张ETHERNET卡（网络介面卡），在N1线上通讯。

网络设置

N1网可以设置成总线型、星型和混合型结构。它使N1网可以方便、经济地安装及扩展。

N1网可以使用同轴电缆、双绞线、光纤或它们的组合。NCU和操作站可以直接支持同轴电缆，并可方便地加上适配器连接光纤回路。每段N1网的最长距离取决于所采用的媒质及网络上节点的数量。采用有源分流器可以延伸连接线的长度。两个节点间最长距离可达到6.4公里。 开放式的结构和互连性

ETHERNET广泛应用于工业和楼宇自动化领域。众多的第三者供应商都支持这个标准并提供ETHERNET设备，如分流器及应用软件。这意味着不用供应商提供的产品可以直接互换，使用户有更多的产品选择并且不会依赖于某一个供应商。

N1网上之通讯种类数据库之上传与下载、对现场设备之指令和状态之讯息等。各节点均具备动态访问（Dynamic Data Access）功能，即无论N1网上任何操作站或任何一个NCU上，均可以对全部的数据实现检测或控制。 动态数据存取

很多系统都只容许有限度的资料分类，Metasys系统却能容许在N1总线上每个组件与组件间的自由通讯。这便是METASYS系统的一个独特之处——动态数据存取，加快了大量讯息传递之速度。

双重on Works N2总线之运作是由在on Works N2网上之NCU监控。如其中一条线发生故障（即在N2网上之某一点没有接收讯号），NCU会发出指令以恢复正常通讯。 1.2操作站

METASYS系统根据大楼的具体功能要求，我们对操作站的介面，特性，功能做了一系列的改进，增加了许多更直观的视觉显示效果，并且通过OPC（OE for process Contro）软件技术使所有的设备管理系统均可在简单明了的图形显示下集中完成，目前我们称改进后的操作站系统为M5，现就其几项主要的特征说明如下： 多屏显示

在一个操作员面显示监控庞大的集中自动化系统的所有信息是一个大难题，而M5操作站采用屏幕管理系统解决了这个困难，大型建筑物、多建筑群及多种网络均可采用此项技术以支持多屏显示。 现存图形的重复利用

无论是Johnson Contros工作站内的图形，或是其它的图形格式，Metasys

操作站都能再利用它们。绘图软件Core Draw，Visio及AutoCad，同数码像机、视像抓取卡及数字扫描仪一样均能提供丰富的图形资源，操作站的灵活性大大减少了程序员和操作者的工作。 动画介面

M5操作系统采用全新动画介面，可伴有音乐和旁白，更生动地描述现场情况，同时可将大楼受控设备的实时图像通过集成系统传到操作站，从而更准确直接地指导操作员应采取的动作。 采用颜色梯度的动态信号 Metasys workstation图形技术提供完整的动态图形控制，包括显示、消失、闪烁旋转、动画以及彩色梯度。全部通过易于使用和理解的图标控制定义对话，任一标志的功能控制都能直接相关于另一点或由大楼用户根据自己需要任意定义单独的设备。 动作趋势 Metasys workstation提供给大楼用户有关能源管理以及设备诊断的数据分析曲线，如此详细的各点情况都有助于更好地理解相关控制功能的实现过程。大楼的管理人员可根据这些曲线分析受控设备的保养状况及其是否在最佳的工作状态。

1.3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。通过多个网络控制器，即可将大楼每一个侧面的管理情况紧密的连接起来，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。 1.4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，直接与大楼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） -数字量输入（DI） -模拟量输出（AO） -数字量输出（DO）

具有可编程控制模块及PC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，可同时设置时间控制程度。

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。 支持点对点通讯，可与METASYS网络进行动态数据存取。

可通过传输模块（XT）接扩展模块（XP），增加控制输入输出点容量，配置灵活，并可通过内置ED来监控这些点。

DDC的实时数据存储在配有备有电池的RAM中。  1.5手提检测器/网络终端

手提检测器是供大楼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动作及通讯。 网络终端（NT）能使大楼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都可以在大楼的任何地方存取全部信息。

触摸屏输入及多点显示屏，使用方便。 菜单提示及在线帮助，使用者容易掌握。 5级密码保护，网络安全有保证。 2.METASYS系统监控内容

METSYS监控系统对建筑物进行集中监控的系统主要包括： 冷冻及空调系统 供电及照明系统 给排水系统 保安及巡更系统 消防系统

升降机及扶手电梯系统

西门子APOGEE顶峰系统

APOGEE楼宇自控系统是西门子公司推出的新一代楼宇自控／系统集成平台，完整的系统由INSIGHT监控软件、DDC控制器、传感器、执行机构四大部分组成。 关于西门子APOGEE系统，简要说明如下： 1.1 中央工作站

中央工作站系统由PC主机、彩色液晶显示器及打印机组成，是BAS系统的核心，它直接可以和以太网相连。整个大厦内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示，内装中／英文Insight工作软件，提供给操作人员下拉式菜单、人机对话、动态显示图形，为用户提供一个非常好的、简单易学的界面。操作者无需专业软件知识，即可通过鼠标和键盘操作管理整个控制系统。 1.2 操作系统

操作系统为楼宇自控系统提供了强大的工作平台，通过系统程序操作员可以在楼宇自控系统内进行各项资料的存取及监控。 1.2.1 指令输入及菜单选择的方式

操作员除了可以通过常规的键盘进行操作外，亦可以通过“鼠标”进行操作，包括启停、更改设定点、选择菜单等各项操作。 1.2.2 图形及文字显示

操作员可以将楼宇自控系统内的每一个监控点用图形或文字方式显示出来。 1.2.3 多方面资料的显示

操作系统有能力在同一时间内以“窗口”式的方法显示多方面的资料，以便容易对不同表现进行分析，真正做到了实时和多任务。 1.2.4 密码的保护

多级别的密码将为业主及管理人员提供一个有效的保护工具。它可以管理及限制不同部门人员使用楼宇自控系统，同时防止系统被非有关人员使用，提高系统的安全性。

1.2.5 彩色动态图形显示

为使系统内的报警被更快地确定及更容易分析系统的表现，系统提供彩色动态图形显示，包括楼层的平面图及机电装置的系统示意图。 1.2.6 系统的架构及界定

所有温度及装置的控制策略及节能程序可以由用户决定，在做出界定或修正的程序时不会影响楼宇自控系统正常的运作。 1.3 Insight软件功能

Insight监控软件是以动态图形为界面，向用户提供楼宇管理和监控的集成管理软件。最多可支持25各客户端同时运行。

Insight监控软件提供了用户对APOGEE系统的三大功能：

1、监视功能：用户可以通过动态图形、趋势图等应用程序对APOGEE系统控制设备的运行状态，被控对象的控制效果进行实时和历史的监视。

2、控制功能：用户可通过控制命令，程序控制和日程表控制等应用程序控制楼宇自控设备的启停和调节。

3、管理功能：包括用户帐户管理、系统设备管理、程序上下载管理，用户还可通过系统的活动记录、报表等应用程序了解APOGEE系统自身的状态。

通过对选件的安装，还可实现远程自动拨号服务、仿真终端、支持WEB服务、支持远程通告、支持虚拟控制器等功能。 1.4 直接数字控制(DDC)

DDC是用于监视和控制系统中有关机电设备的控制器，它是一个完整的控制器，它包含软硬件，能完成独立运行，不受到网络或其他控制器故障的影响。 控制器构成主要是32位或16位微处理器和不同类型点的点终端模块，具有可脱离中央控制主机独立运行或联网运行能力。同时，当外电断电时，DDC的后备电池可保证RAM中数据在60天不丢失。简单来说，DDC具备以下功能： (1)使用强力过程控制语言PPC进行程序编写。

(2)先进的比例积分微分暖通空调控制，闭环调节算法可使振荡最小并保持精密控制。

(3)全面的报警管理、历史数据记录和操作员的控制监视功能。 (4)为能源管理提供了内置的能源管理程序SSTO。

1.5 APOGEE系统对建筑物进行集中监控的系统主要包括： 空调机组新风机组 变配电系统 照明系统

给排水系统 冷热源系统 备用发电机系统 电梯系统 变风量系统

METASYS系统概述

METASYS智能管理系统专为各类建筑中所有设备的监测、控制和集中管理而设计，该系统的开放性、灵活性、可靠性及高质量，集中体现了楼宇管理与控制的最新潮流。

METASYS是一个集中管理、分散控制系统，因而它更高效，更可靠，提高了系统的容错能力。METASYS是模块化系统，易于扩展，因而将来的需要并不会损失今日的投资。METASYS具备很强的联网能力，可以与任一家愿意开放其通讯协议的产品或系统实现联网，从而使用户很方便地在任何地方，任一台操作站上，对所有设备或子系统了如指掌，大大提高管理水平及工作效率。

METASYS完全符合工业标准，它的设计立足现在，面向未来，适应软件及硬件的不断发展。用户投资于江森公司的METASYS是明智及长远的选择。 以下从硬件结构及软件功能两方面分别作详细的介绍。 ? 硬件结构 ① 概 述：

METASYS的硬件系统是由操作站(OWS)，网络控制器(NCU)及各种直接数字控制器 (DDC)所构成的一种智能化控制网络。

② 网络通讯

以太网(Ethernet/IP)作为一种应用越来越广泛的网络形式已被超过80%的局域网使用。它具有优良的性价比及易于安装的特性。以太网的通讯协议(TCP/IP)为开放式系统提供了物理及数据连接层通讯的参考模式。它的通讯速率为10Mbps，即每秒可传递大约250页文本所包含的信息。使用以太网具有以下优势： 数据传输的高效率及稳定性?

灵活的布线和设备联结方式：可联结高速以太网、FDDI、令牌环网、ATM等? 低成本?

可互相兼容的设备及拓补形式：由于以太网的使用广泛性，可以很容易的将其他厂家设备或系统通过它互相联结?

易于安装及扩展? 减少维修成本?

以太网的网络拓补结构可为星型、总线型或混合型。星型结构的组成是通过非屏蔽双绞线或光纤将各个节点连接至位于网络中心的集线器上，该集线器可放置于建筑中任何方便的线架上。它的优点是易于隔离及修复出现故障的节点，缺点是比总线形式需要更多的安装线材。在这三种结构中星型结构适用于NCM与OWS位置较远的系统，总线型结构适用于NCM与OWS位置较近的系统，而混合性结构适用于NCM与OWS位置有远有近的系统。

操作站及网络控制单元之间最常用的连接方式是N1通讯网络，其通讯方式为Ethernet/IP。N1网上各节点之间的数据交换采用点对点（peer to peer）方式，各节点均具备动态数据访问（Dynamic Data Access）功能，即无论N1网上任何操作站或任一NCU上，均可以对全部的数据实现检测或控制。

在某些场合，用户可能需要用到拔号式（Dia-up）通讯方式，用以监控远处的控制系统，这时可以通过调制解调器，设置远程操作站。

N2通讯总线是一种现场存取网络，它连接控制器及接口模块至网络控制器。N2总线使用主/从式通讯协议，NCU是主导，N2总线设备（DDC）是从属。N2总线使用 Opto-22 optimumx? 通讯协议，并且已被证明其优越性。N2总线遵循EIA，RS-485电气标准。） ③ 联网能力

对于楼宇系统的设计和管理者来说，真正的挑战是：怎样利用所有子系统的能力？怎样有效地管理它们，从而提供一个高质量的办公环境？ METASYS系统使上述问题迎刃而解。各个不相联系，甚至是来自不同公司的系统，通过METASYS被恰当地联系在一起，变成一个系统的集成。各系统相对独立，自成体系，必要时相互配合，实现联锁控制，从任何地方，

任一台操作站上，都可以收集到全部的数据。操作员从一台操作站上，便可以了解全楼各个角落中任一系统的运作情况，一旦有故障发生便可立即作出反应，甚至客户还未感觉到任何不妥，问题便已经解决了。

美国江森公司作为美国 Ashear 学会发起者之一，其Metasys系统已能与超过75个公司（其中包括Carrier, York, Trane, ABB, Libert等）的子系统实现联网，并已完成2000多个联网项目。我们随时准备为用户实现METASY与任何愿意开放其通讯协议的公司产品联网。 ④ 操作站

操作站为IBM或其他品牌标准个人电脑，操作站提供视窗化的，高水平人机界面，用户可选择中文或英文操作。

它以微软公司的Windows为运行环境，允许Windows支持的其他软件同时运行。并可以与他们进行动态的数据交换（DDE）。例如您可以用已熟悉的Microsoft Exce来处理数据，做出一系列的统计表。

它可编程及产生数据库，并直接下传程序至各控制器。它可备份数据库、存储点的历史记录、趋势分析、操作员进入/ 退出记录、以及报警记录等。

METASYS界面操作全部视窗化，无需记忆操作指令。它的网络图犹如一张联络图，表示出所有监控设备及其相互关系，操作员只要调出METASYS应用程序，便一目了然：哪个系统为哪一楼层服务；哪些设备为哪些区域服务等。METASYS使用了一种分布于整个网络、面向目标的软件体系。只依靠鼠标操作，便可走遍整个建筑。它用图形显示建筑物的各楼层平面和设备简图，并通过鲜艳的色彩和动态数据显示、报告所监控的点的信息。 网络中任一个操作站均可以存取整个网络的所有信息，各操作站可同时使用。 ⑤ 记录/报警打印机

打印机用于系统操作的记录。每台打印机的记录内容可根据用户要求设定，而记录格式在调试阶段即可定义。 ⑥ 网络控制器（NCU）

网络控制器（NCU）是一种高性能的现场盘，它由一系列可兼容的电子智能化模块所构成。它可以实现复杂高性能控制的任何控制程序，同时也可以协调通信网络中各独立的DDC控制器,为它们提供报警监视和综合控制功能。NCU可脱离任何上位机（如个人电脑），独立承担控制及通讯功能。

网络控制模块（NCM）是NCU的主要部件，它装备高速80386微处理器，其内存（RAM）可由8MB扩展至10MB，它带有自诊断功能，并有72小时后备电池。

NCU上备有多种简单而通用的系统接口，供操作人员使用。第一个接口是标准RS－232连接件，可连接手提计算机或输出打印机；第二个接口是手提网络终端接口，网络终端象操作站一样，能够存取网络中的所有信息；第三个接口可用于调制解调器，用于远程监视或打印。 NCU能支持多用户环境，就是说，任意多少位操作员都可同时存取NCU中的信息。 METASYS的5级密码口令，不仅对操作站提供保护，对NCU 上的操作员接口，也同样使用一致的密码信息。

⑦ 直接数字控制器（DX-9100-8154 / XT-XP模块）

直接数字式控制器（DDC）是METASYS系统的最前线装置，它分布于建筑物内各处的设备现场，如空调机房，水泵房，冷冻站等。DDC连接于METASYS的N2总线，NCU及操作站均可对它们实现上位机的超越控制。

直接数字式控制器（DDC）是METASYS系统的最前线装置，它分布于建筑物内各处的设备现场，如空调机房，水泵房等。DDC连接于METASYS的N2总线，NCU及操作站均可对它们实现上位机的超越控制。

目前最常用的DX－9100控制器是一个模块化，可扩展，在现场具有显示及操作能力的控制器。它的基本配置为8AI，8DI，2AO及6DO，共为24点，根据现场需要可增加各类型点的扩展模块，最多可扩展64个点。

DX－9100的软件功能十分齐全，可实现各种现场控制要求。其操作系统包括实时功能，12个可编程模块，及PLC逻辑运算模块。由于它是由一个个功能模块所构成，其图形化的编程工具使得程序设计异常简单。用户只要简单地调用图块，填写参数，控制程序便自动生成。所有的编程均可在METASYS操作站完成，并直接下传至DX－9100。它除了完成各种运算及PID回路控制功能外，还具备多级控制及统计功能；其PLC逻辑运算模块，具备一般PLC控制器的功能；其实时功能可同时设置多达8个时间控制程序，每个时间控制程序，可针对星期一至星期日及特定的一些公众假期，分别设定不同的启动/关闭时间。如此强大的软件功能，决定了DDC具有独立运作的功能，当中央操作站故障，网络控制器故障或通讯线断线，都不会影响其操作。 ⑧ 现场设备

现场设备包括传送器，变送器，风阀执行器等，它们均直接与DDC连接。 ⑨ 程序存贮器

NCU和DX的存贮器采用EEPROM，EPROM及RAM。

系统构成和控制程序存贮在EEPROM和EPROM中，在掉电期间，程序仍可保持。实时时钟和功能存贮于RAM中，带有后备电池（NCU中可维持72小时，DX中可维持1年）。

存贮器分配的原则是当偶尔在线变更某些参数时，尽量减少对控制器操作的干扰。在METASYS中，许多用户变更，甚至是统计数据分析，均可以在线进行。

这种安排使得控制器既能提供足够的内存（从而满足设备管理系统的各种控制功能的需要），又不至于花费太大。假如控制器掉电超过72小时，保存在NCU之RAM中的数据将会丢失，这时，METASYS会自动通过高速N1总线，将数据自动地由操作站下传到NCU中。 ⑩系统的运行环境要求及用电量 DX-9100控制器(DDC)：

工作环境要求： 0~50℃(32~120℉)，相对湿度 10~90% 不结露。 用电量：24VAC，50/60Hz，10VA XT及XP模块：

工作环境要求： 0~50℃(32~120℉)，相对湿度 10~90% 不结露。 用电量：24VAC，50/60Hz，5.5VA ? 软件功能说明

各种不同功能的软件，构成了完整的METASYS操作系统。 主要软件功能如下； 摘要（各类报告清单） 密码保护（5级）

用户编程（图形化编程语言） 状态改变报告 报警信息报告 报告分组/报警管理 监控点历史 动态趋势分析 累积、统计功能

数据库下传/上载功能

基于Microsoft Windows之图形化及操作站工作环境 能量管理控制 时间预定功能 设备循环启/停保护 重大设备启/停延时 供电恢复启动程序 用电量限定/负载循环

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