江森BAS技术方案

建筑设备管理系统技术方案

技术方案目录

1、设计概述 ............................................................................................................................................ 2 2、需求分析 ............................................................................................................................................ 3 2.1实现各种机电设备的自动控制和管理 ........................................................................................ 3 2.2降低营运成本 ................................................................................................................................ 3 2.3延长机电设备的使用寿命以及提高大楼安全性 ........................................................................ 4 2.4便捷的WEB远程管理 .................................................................................................................. 4 2.5进一步提高了大楼的品质、品位 ................................................................................................ 4 3、系统设计 ............................................................................................................................................ 5 3.1 MSEA系统概述 ............................................................................................................................ 5

系统总体构架 ................................................................................................................. 5

3.1.2 通信网络 ......................................................................................................................... 7 1、管理层网络 ................................................................................................................................ 7 2、控制层网络 ................................................................................................................................ 8 3.1.3 网络控制引擎（NAE） .................................................................................................. 9 3.1.4 数据管理服务器（ADS） ............................................................................................ 10 3.1.5 可扩展数字控制器（FEC） .............................................................................................. 21 3.1.6 I/O扩展模块（IOM） ...................................................................................................... 23 3.2 系统设计（布点）原则 ............................................................................................................. 23 3.3 子系统设计方案 ......................................................................................................................... 23 3.4.1 江森公司的开放式网络结构 .............................................................................................. 24 3.4.2 成功与第三方设备的连接 .................................................................................................. 27

4、系统功能 .......................................................................................................................................... 30 4.1系统结构 ...................................................................................................................................... 30 4.2各子系统监控 .............................................................................................................................. 30 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4

3.1.1

新风机组 ....................................................................................................................... 30 照明系统监控 ............................................................................................................... 31 污水给排水系统 ........................................................................................................... 31 通过接口接入的VRV空调系统 .................................................................................. 32

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建筑设备管理系统技术方案

建筑设备管理系统（BAS）技术方案

1、设计概述

本项目楼宇设备监控系统是采用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术组成的高度自动化的综合管理系统，它确保本项目成为具有最佳工作与生活环境、设备高效运行、整体节能效果最佳，而且安全的场所。

根据项目要求及特点，本项目设置一套完整的BAS系统，其中BAS中央工作站设置于消控中心内。楼宇设备监控系统通过数据管理服务器（ADS）、网络控制引擎（NAE）、现场型直接数字控制器（DDC）、对相关机电设备进行监控。

本项目BAS系统监控的内容主要包括： 1、 2、 3、 4、

新风空调系统监控（DDC） 照明系统 给排水系统 VRV空调集成系统

BAS通过优化控制提高管理水平，达到节约能源和运行成本，并能方便地实现物业管理自动化。

整个项目楼宇设备监控系统设计成一套完整的分布式集散控制系统，它采用标准化局域网技术和众多子系统集成技术实施对楼内所有实时监控系统的集成监控、联动和管理，系统既可相对独立运转，又可联合成为一个有机整体，对不同工作站及现场控制器的控制权限的设定，由网络管理服务器完成。

为了保证系统既能适应当今网络技术的发展，又具有极高的可靠性，系统设计遵从以下设计依据和规范： ? ? ? ? ? ? ? ?

本项目招标文件和招标相关图纸

《智能建筑设计标准》（GB 50339-2003） 《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005） 《办公建筑设计规范》（JGJ 67-2006）

《全国民用建筑工程设计技术措施》（暖通动力2003）

《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》（暖通动力2007） 《分散型控制系统工程设计规定》 （HG/T20573-95） 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》 （GB 50093-2002）

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? ? ? ? ? ?

《工业自动化仪表安装工程质量验收评定标准》（GBJ131-90） 《中国采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）

《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002） 《电气装置安装工程施工及验收规范》（GB50254~50259-96） 《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003） 《建筑设备监控系统验收标准》

2、需求分析

本项目建筑将利用计算机和现代通讯控制技术对大楼的软硬件运行实现统一管理，由于机电设备分布在大楼的各个层面、各个不同位置；每栋楼都有大量的机电设备，因此也就决定了本项目的BA系统必须是集散型系统，唯如此，方能实现集中管理分散控制，集中操作分散执行，整个大楼的各种机电设备能够按照管理、操作者的意愿进行集中管理和控制，最终达到各种设备协调有序地工作，并在满足各种功能所必须的前提下，尽可能减少相关的管理人员和最大限度地节约能耗，降低管理和营运费用。

为了使项目能够实现上述要求和目的，我们采用了美国江森自控公司最先进的以网络控制引擎为核心的MSEA系统（METASYS拓展结构），MSEA系统是江森公司于本世纪初向市场推出的新一代的楼宇自动化综合管理系统，应用了该系统的本工程将能达到如下目的:

2.1实现各种机电设备的自动控制和管理

如温湿度的自动控制、新风量的自动调节、送排风机的程序启停、设备状态的监视，备用设备自动切换运行等。按管理者的需求，自动形成各种设备运行参数报表，或随时变更设备运行参数(如启停时间、控制参数等)。

2.2降低营运成本

江森BAS只需在中央操作站安排一至二名操作管理人员，即可承担对大楼内所有监控设备管理任务，从而可大大减少有关的管理人员及其日常开支。另外，由于江森BAS其所具有的一流的能源管理方案，通过对冷水机组系统前端传感器所检测的数据与本身的一些预设的数据，估算出大楼当前所需负荷与负荷的变化趋势，及时调整冷水机组系统的运行模式和系统中各设备的运行方式，在保证满足正常需求的同时，做到节能降耗，从而进一步降低了大楼的日常营运支出，提

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高了效益。

2.3延长机电设备的使用寿命以及提高大楼安全性

江森BAS可以通过编程实现有关机电设备的平均使用时间，从而提高此类设备(如风机、各种水泵等)的使用寿命。由于江森BAS具有极强的系统联网功能，在需要时，完全可以将广播系统、安保系统等其它弱电系统纳入本系统。同时监察此类系统的\运行\、\报警\等状态，使大楼的安全性管理更可靠。

2.4便捷的Web远程管理

江森的MSEA系统中BAS工作站数据库管理软件能满足5个用户同时对BA系统进行访问，该系统抛弃了传统需要安装专业系统软件才能进行管理的模式，只要有Internet的地方，通过IE或其他浏览器软件就可以直接登陆到该系统并进行相关的管理，且可对访问用户设置访问权限，以保证系统的安全可靠。

2.5进一步提高了大楼的品质、品位

江森公司作为历时一百多年的专业楼宇自控公司，其先进的性能，可靠的品质，广为客户认同。同时MSEA系统在国内已经有超过10年的使用案例，有大量的类似项目的成功工程实例，为本项目的实施提供了大量的技术积累以及保证。

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3、系统设计

3.1 MSEA系统概述

3.1.1 系统总体构架

随着当今信息技术和网络技术的飞速发展，Johnson Controls的Metasys楼宇自控及设施管理系统也紧跟技术发展的脚步推出了最新的Metasys系统扩展结构（MSEA）。MSEA系统仍然具备Metasys系统在演变过程中一直具备的所有传统的楼宇自动化控制功能和特性。最新的Metasys系统扩展结构采用了最新的IT和Internet技术，全面的超越了传统的楼宇设备监控系统。通过一台装有IE6.0的电脑，在网络的任意一个位置你都可以通过网络获取你希望了解的设备的运行信息和状态，就像你平时浏览网页一样。为了保护到用户的投资，Metasys扩展结构也全面兼容传统的系统及紧跟现在楼宇自控发展的方向，Metaysy扩展结构系统可以和Metasys N1，Metasys N2，Bacnet/IP，Bacnet MS/TP，Lontak等设备和网络通信互连。

该系统具有如下特点：

■ 先进性：全新的概念、全新的技术、全新的系统； ■ 开放性: 开放式网络、开放式协议、开放式用户界面； ■ 兼容性：兼容多种通信标准及机电厂商设备； ■ 经济性：易于施工、安装、操作和维护； ■ 灵活性：易于扩展、升级、改造；

■ 可靠性：安全、稳定、并已在全球范围成功应用； MSEA系统网络结构：

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MSEA系统是一个分布式系统，它具备很多优点。它是更高效的系统，因为消除了信息阻塞现象，处理器的功能可以最大限度地发挥。它又是更可靠的系统，因为该系统具备很强的容错能力，单个点的故障不会影响到整个系统。MSEA系统具备了系统控制中三个最基本的功能：独立控制、监督控制及信息管理。因而它有很大的灵活性。

MSEA系统采用分布式结构，实现集中管理，分散控制。软件和数据贯穿于MSEA网络，也就是说，不是只有一个中央处理器负责监控全部设备。操作站不再扮演网络“大脑”的角色，它用于编程、创建数据、报表汇总、和其他操作功能。信息从操作设备下载到各现场控制器，而数据也会稍后被上传到操作设备存档。

同时，MSEA系统是模块化系统，因而客户可以只采购现时所需的设备，而将来如有需要，又可以随时扩展该系统，今日的投资对将来不会产生丝毫的损失。

根据要求以及项目特点， BAS主机设置于消防控制中心，设置1套ADS

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软件及相应的计算机设备。由于ADS是真正基于WEB的B/S结构软件，具备电脑无需安装独立访问客户端可以通过IE浏览器直接访问的特性，分站电脑无需安装任何客户端软件便可对BAS进行管理。同时只要管理者有访问权限，其可通过网络的任意位置的电脑对BAS进行访问，从而不仅仅局限于总站与分站。同时ADS支持5用户同时对BAS系统进行访问操作，5个以上的用户的同时浏览能力，可以满足总站和分站对于系统同时访问的需求。需注意的是，由于本项目BA系统控制点位数量较多，为了保证ADS主站能流畅运行且保证多用户的访问，建议采用高性能工作站。

BAS在消控中心共设置多台NAE及现场DDC完成对给照明系统、排水系统、空调送排风系统等设备的监控及第三方子系统的接入。

具体设备数量以及分布详见配置清单、BAS点数表。 江森公司为本项目设计的系统包括如下部分： ? 通讯网络 ? NAE& ADS

? 可扩展数字控制器FEC ? 系统集成能力 ? 操作界面 ? 系统详细设计 3.1.2 通信网络

楼宇设备监控系统采用控制层和管理层两层网络结构，服务器、操作站、网络通信设备等通过管理层网络相联，管理层网络采用100M BASE-T以太网，以标准TCP/IP协议互相通信，在物理连接上利用现有的综合布线路由，通过网络设备的设置将管理层网络连通；控制层网络通信速率为76.8kbps，传输距离1500米。采用分布智能式控制系统，控制层网络中任一节点故障时均不致影响系统的正常运行和信号的传输。 1、管理层网络

管理层网络除了将系统自身的管理设备连接起来外，还将建筑物中其他相

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关系统和独立的智能化系统连接起来，实现各系统之间的数据通信、信息共享以及其他厂商设备和系统的通讯。

同时管理层网络还将建筑设备监控系统中的所有监控信息及时地反馈到信息共享管理系统中的中心数据库，并获取信息共享管理系统的相关运行信息，实现相关信息的双向通讯。

管理层网络通讯速率：100Mbps 2、控制层网络

控制层网络采用开放的标准化现场总线 BACnet，采用 MS/TP 标准协议，将通用控制器、专用控制器、以及扩展模块等现场设备连接在一起。高达 76.8K 的通讯速率，为本工程大量的数据通讯提供了硬件条件。

同时BACnet MS/TP协议还有如下特点：

1．点对点通讯(Peer to Peer)：MS/TP即Master-Slave/Token-Passing是建立在主从通讯的基础上。从整个通讯过程看是无主通讯，但每个通讯片断则是主从模式。令牌的传递实现每个控制器轮流作主，得到令牌的控制器为主，其他为从。同时在此模式下，各DDC之间可以方便的调动彼此的数据，而无需任何主控制器的额外控制，大大提高了系统设计的灵活性。

2.允许节点故障：如果一切正常，令牌会一圈又一圈轮流传递。如果得到令牌的控制器发生故障了，这时网上一片寂静，但是每台控制器都在计算这个寂静时间，一旦寂静时间超过了 BACnet的规定，会由地址最低的控制器抢先产生令牌，然后继续令牌传递的过程。控制器在传出令牌后会监视其他控制器对令牌的使用情况，如果得到令牌的控制器一直没动静，也会被自动从令牌环中剔除。

3.即插即用：1、在令牌传递过程中，控制器在得到令牌时对本网段的空余位置发出查询命令，如果得到正确应答，说明有新的控制器申请加入令牌环，它就会把令牌传递给这个新控制器，使其自动加入到令牌环中。因此，新的控制器加入网络，BACnet MS/TP 会自动识别，无需重新配置。

4.兼容主从模式：1、令牌传递的过程将决定控制器无法采用低档CPU，所以对于 I/O 模块等不需要主动通讯的简单应用不是很经济，主从模式的通讯也是必要的。由于 BACnet MS/TP 是建立在主从通讯基础上，因此对不需要额外的定义，只要在主控制器的通讯源代码中删除一部分就可以应用在从模块中支持

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主从通讯了。

由上述BACnet协议特点可以看出，我司采用此种网络结构为本项目楼宇设备监控系统提供了坚实高效的网络结构。

数据通讯速率76.8kbps 3.1.3 网络控制引擎（NAE）

网络控制引擎（NAE）位于管理层网络，是一种基于Web的网络控制器，它内置了Windows操作系统和楼宇自控系统软件，负责监控安装在其现场总线上的设备控制器。NAE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。当网络控制引擎与IP网络相连时，它还可以为其它网络控制引擎设备和数据管理服务器提供数据信息。

这种智能设备提供监控、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。

网络控制引擎（NAE）位于管理层网络，是一种基于Web的网络控制引擎，它内置了Microsoft Windows CE操作系统和楼宇自控系统软件，负责监控安装在其现场总线上的设备控制器，设备控制器可以是LonWorks控制器或N2控制器。NCE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。当网络控制引擎与IP网络相连时，它还可以为其它网络控制引擎设备和数据管理服务器提供数据信息。

这种智能设备抛弃了以往需要安装系统软件的操作站，它支持多个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。

网络控制引擎向建筑控制市场提供工业级的高可靠性，包括：

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? 工业用单片机 ?

CE 内嵌式操作系统

? 处理器：192MHz Rennsas SH4 7760 RISC处理器（32位） ? ? ?

非易失性固态闪存，用于存储所有的程序和数据

电池备份以保护DRAM上的数据，在断电后将其存入闪存 采用后备电池的实时计时装置

? 电源配有发光二极管用于提醒，出现问题后易更换 ? ? ? ?

3.1.4 数据管理服务器（ADS）

建筑设备监控系统应用程序和数据管理服务器（ADS）管理BAS的数据收集和显示；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；为网络控制引擎（NAE&NCE）及其他BACnet IP设备所在的网络提供安全的通讯。

数据管理服务器提供的主要网络功能包括： ? 允许5用户单点同时访问楼宇设备监控系统 ? 存储大量应用程序、操作及历史数据

? 作为多个网络控制引擎和网络集成引擎的系统配置工具的主机 数据管理服务器具有灵活的系统浏览、用户图形、综合报警管理、趋势分析和总结报告功能。用户可以通过网络浏览器有效地管理舒适度和能源使用、对危急事件作出快速反应、并且使控制策略达到最佳。多用户可以访问楼宇自动化系统的信息，该系统使用因特网协议和信息技术（IT）标准，并且与企业级别的通信网络兼容。

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可拆式螺丝固定终端24V AC电源， N2总线网络连接 用于RS-232-C的标准9针D型串行接口 标准USB串行接口

用于连接以太网的RJ-45型连接装置

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1) 特点：

a) 支持IT标准和因特网技术

可以安装在楼宇或企业内现有的IT设施上，与工业标准防火墙兼容 b) 标准网络浏览器用户界面

从任何安装网络浏览器软件的电脑访问您的建筑设备监控系统 c) 安全的用户访问

鉴别用户及授权访问，保护系统安全 d) 灵活的系统浏览和动态用户图形

允许不同用户订制系统显示，促进信息访问，便于系统操作 e) 报警和事件管理

向操作者发送事件消息以便快速诊断和反应。建立审计跟踪供以后详细分析

f) 站点管理员功能

协调多个网路设备信息的显示，便于整个站点的浏览 g) 趋势数据长期存储

能够进行系统性能分析，识别提高效率和开发预定战略的机会 2) 配置

工作站采用DELL高性能工作站，其硬件配置如下： 主频：Quad Core Processor Core i5-760 硬盘：320G 内存(RAM)：2G 光驱：16X DVD-R/W 软驱：1.44M

10/100M自适应以太网卡

显示器：20”液晶，分辨率1650 x 1440，亮度450cd/m2， 对比度1000:1，反应时间12ms 软件：

Microsoft Windows Server 2008 10用户版 Microsoft SQL Server 2008 10用户版；

运行Microsoft Internet Explorer 6.0或更高版本

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运行ADS数据库应用服务器软件，包含数据库编写软件及DDC编程软件 24针中英文打印机 大容量在线式UPS后备电源 多口交换机 3) 系统软件功能:

a) 汇总和报告 b) 系统安全保护功能 c) 图形化系统设置工具 d) 状态改变报告 e) 管理警报和事件消息 f) 监控点的历史 g) 趋势分析 h) 累积、统计功能 i) 数据库下传/上载功能 j) 动态图形显示 k) 能量管理控制 l) 时间预定功能 m) 设备循环启/停保护 n) 供电恢复启动程序

o) 用电量限制/负载循环

汇总和报告

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汇总及报告

汇总帮助操作者从一个系统或组的角度观察数据和情况。数据管理服务器具有在浏览树中显示任何设备的汇总数据的功能。

报告使得用户从简单的角度观察整个项目或楼宇内选定区域内目前的意外情况，并允许操作者确定值得注意的点的位置。操作者定义想要看到的报告，数据管理服务器在MSEA用户界面的报告观察程序中显示得到的数据。用户可以运行如下报告：

1) 报警报告 – 处于报警状态的点 2) 离线报告 – 没有反应的设备 3) 禁用报告 – 被禁用的警报 4) 超越报告 – 人工终止的点

报告将列出给定条件下的所有点：警报、离线、禁用或超越，它们位于浏览树的选定的区域或组内。完成后的报告可以更新，确定报告运行后新情况的位置，在任何时候都可以取消进行中的报告查询。

系统安全保护功能

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系统安全性设置

Metasys系统的扩展体系结构包含综合系统安全程序，防止对系统的无授权访问。MSEA系统安全通过要求输入用户名和密码来鉴别试图连入系统的用户。一旦发现了有授权效的用户，即可在访问授权的基础上访问系统，这是由系统管理员在用户帐户中定义的。

访问授权是通过系统分类和动作设定来向个人用户和具有相同作用的团组用户分配的。系统分类定义了楼宇系统的种类并且指出用户在操作系统时可以进行访问。动作设定定义了授权操作的级别。用户也许会被授权仅仅察看一些项，或者也允许其确认报警并发出命令。在最高级别，用户被授权更改系统的参数设置。

在访问授权的基础上，用户可以通过数据管理服务器从任何网络浏览器上连接到系统。诸如报警确认、发放命令和点变更等用户活动均被记录在数据管理服务器的审计跟踪程序中。

除了用户授权以外，应用包括防火墙程序和编码协议等标准IT安全技术来防止对你的楼宇自动化系统和网络的无授权访问。

图形化系统设置工具

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系统设置工具

数据管理服务器软件包包括系统设置工具（SCT）。SCT使得用户能够以离线模式完成系统编程过程，并仿真编程的控制逻辑。SCT提供了建立自动化系统所需的所有设置特性，包括：

1) 定义所有的数据管理服务器、网络控制引擎和网络集成引擎工具 2) 定义现场控制器 3) 设置现场点和操作参数

4) 建立浏览树型结构，包括用户浏览树

5) 设置系统特性，例如用户图形、编程逻辑控制次序、报警、趋势和事件

消息的发送方式

6) 下载、上载及存档网络控制引擎和网络集成引擎工具设置数据库 状态改变报告

MSEA系统可提供所有双态点的状态改变记录，该记录可以输出到打印机上，也可以直接报告至指定的操作站及磁盘文件。记录显示改变状态的点的名称、点的详细说明及发生状态改变的时间和日期。

管理警报和事件消息

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避免设备运行中动力电突然掉电，又突然恢复时，对设备造成损坏，MSEA系统提供供电恢复启动程序，保证任何时候，设备都能按照其正确顺序启动。

用电量限制/负载循环

该软件功能用于节约电费的目的，当用电量高峰时，系统可根据给定的限制，自动对指定负载进行定时的轮流开/关，以防止用电量超出规定的限额。 3.1.5 可扩展数字控制器（FEC）

现场控制器的主要功能是：

■ 采集对应的被控设备的控制参数； ■ 通过控制程序分析被控设备的运行状

态，向被控设备发送调控指令；

■ 接受来自监控服务器、中央控制器和楼层控制器的调控指令并按指

令进行操作。

现场控制器是楼宇设备监控系统的最前线装置，FEC 控制器与其扩展模块 IOM 共同组成了现场DDC盘，它分布于楼内各处的设备现场，如空调机房，水泵机房等。控制盘连接于楼层控制器或BACnet路由器的 BACnet MS/TP 总线，NAE 及操作站均可对它们实现上位机的超越控制。

FEC 控制器是一种通用型控制器，它具有32位的处理芯片和 1.25M 的FlashROM以及520K的RAM，对于冷冻机组、空调系统HVAC处理过程、工作分布照明及有关电气设备的控制来说，都是一种理想的控制器。无论是独立工作或是连入通讯网络时，FEC 的软硬件的功能都可以灵活地适应各种不同的控制过程。FEC 控制器还可以在其扩展总线上连接I/O模块IOM，来增加它的输入点、输出点的容量。

FEC 控制器的编程工具，在 ADS软件平台中已包括，管理者可以通过监控服务器编写控制器程序，而后在无需更换硬件的情况下，即可通过网络下载并更新 FEC 控制器内的程序。

作为通用型控制器，FEC 可接受并提供多种输入、输出类型，同时更具有通用输入输出点，可以通过软件设定该点位为数字量或者模拟量类型。带有液晶显示的型号的具体输入输出点数量和类型如下表所示：

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类型 FAC3611 数字输入 有源（Max AC 24V）或无源触点 6 100Hz 脉冲计数 通用输入 模拟量输入，电压模式：0 - 10 VDC 8 模数转换精模拟量输入，电流模式：4 - 20 mA 度16位 模拟量输入，阻值模式：0 - 2k ohm RTD 1k ohm 镍元件 1k ohm 铂元件 A99 电子元件 10k/2.2K NTC 热敏电阻 无源触点数字量输入 维护模式 数字输出 24V可控硅输出 6 模拟输出 模拟量输出，电压模式：0 - 10 VDC 6 模数转换精模拟量输出，电流模式：4 - 20 mA 度16位 通用输出 模拟量输出，电压模式：0 - 10 VDC 模数转换精模拟量输出，电流模式：4 - 20 mA 度16位 24V可控硅数字量输出 FEC2611 2 6 3 2 4 当网络控制引擎发生任何故障时，各DDC分站直接数字式控制器能独立工作，所有资料、数据及程序均不会丢失。

FEC 控制器的软件功能十分齐全，提供编程、测试和下载的全面性功能，且可以使用多至255个控制组件，每一个控制组件负责一个基本的控制功能。这些控制组件可分为输入、算术运算、控制功能、逻辑功能、报警功能、特殊功能、单位转换、输出等类别。

例如：算术运算类包括如下控制组件：

平均数，计算器，比较器，事件积累器，过滤器，积分器，最大或最小值选择，热焓计算，Ramp，Sample & Hold，选择器，段距器，线分段功能，计时器，实时计时器，储存资料，EWMA

例如：控制功能类包括如下控制组件：

节约器(Economizer)，风扇控制，二位控制，比例控制，比例加积分控制（PI），比例加积分加微分控制（PID），夏季/ 冬季补偿

例如：逻辑功能包括如下控制组件：

与逻辑，或逻辑，步径超越逻辑(Enumeration Override)，步径逻辑(Enumeration Logic)，输出超越逻辑（Output override logic），程序逻辑控制（PLC）

例如：报警功能，包括如下控制组件：

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模拟量报警，压缩机报警，手动复位（二位元）报警，限位报警 例如：特殊功能包括如下控制组件：

特殊/ 操作状态，特殊日子，二元程序器，一般设定值，有用户状态（Occupancy mode），实时计时器，加强实时计时器，传感器失效，系统资源，温度设定值，负荷管理，高峰需求限止，有用户时间计划，最佳开停时间，半封闭式压缩机，温度补偿工作循环，出厂状态

FEC 控制器是一个高性能的可编程式控制器，对于复杂的控制过程，可通过多个控制组件组合编程，最终达到最优化控制。 3.1.6 I/O扩展模块（IOM）

IOM 是该系统的I/O扩展模块，具有 BACnet MS/TP 通讯接口，可直接挂在系统总线下，也可以挂在 FEC 控制器或NCE2560 楼层控制器下作为该控制盘的扩展。可见该模块的连接自由度很高，系统结构灵活。

与 FEC 控制器一样，IOM 也具备通用输入输出点，通用

输入支持在电阻信号、4-20mA电流信号、0-10V电压信号和开关量干触点信号之间任意选择，通用输出点则可以在4-20mA、0-10V和24V可控硅开关输出之间任意选择。

IOM 扩展模块可根据现场情况配置不同的型号。这些常用的扩展模块包括：

类型 数字输入 通用输入，模数转换精度16位 数字输出 模拟输出，模数转换精度16位 通用输出，模数转换精度16位 继电器输出 IOM2721 8 2 IOM3721 16 IOM4711 2 6 3 2 4 IOM3731 8 8 3.2 系统设计（布点）原则

项目的BAS点数表设计以招标BAS点数表为准。

3.3 子系统设计方案

为建立BAS设施集成管理系统，楼宇设备监控系统需要集成各子系统（冷冻群控系统，变配电系统、电梯系统），实现在同一个管理平台上对各子系统进行

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集中管理及监控。

楼宇设施集成管理系统，设计上本着分散控制、信息共享、集中管理并节省投资的原则，充分体现了集成系统的先进性、安全性、实用性和可扩展性等特点。 3.4.1 江森公司的开放式网络结构

自1972年推出世界第一个使用计算机技术的楼宇设备监控系统以来，“江森自控”一直在楼宇自控行业处于领先地位。“METASYS?”作为江森自控楼宇设备监控系统的注册商标，已经成为开放系统的标志。世界上超过一百多个厂家的1000多种机电设备子系统可直接与其联网实现集成。这些具有

“METASYS? COMPATIBLE”标志的机电子系统表明其可直接联网于江森自控楼宇设备监控系统。不需额外投资，即可轻松联网，有效地节省了业主的投资，这在业界是首屈一指的。

江森公司的开放式网络结构支持多种系统集成技术及标准： ODBC（开放数据库互连）

ODBC是一个标准应用程序界面（API），用以在相关及非相关数据库管理系统（楼宇设施集成管理）中进行数据传输。ODBC赋予数据库独立性，由于通过使用标准API，应用软件可以读取存储的数据。ODBC已被工业广泛应用，它适用于大多数操作系统（如，Windows 95， Windows 98， Windows NT， UNIX?）。它还可与大部分各种计算机环境下的主机供货商提供的服务器及PC数据库产品支持的平台相兼容（如IBM?， Microsoft， ORACLE?， Novell?，及Lotus?）。

SQL Server数据库

作为集成平台，应尽可能留下接纳新技术应用的空间，尽量减少对专用系统的依赖。因此ADS采用具有多种成熟产品的关系性数据库 SQL Server 作为实现功能强大的数据流转的存储应用基础。基于结构化关系型数据库系统，在数据统计分析和与其它系统的衔接方面更加突出，可以加强系统的分析和综合数据处理能力，为提高效率和辅助决策提供有力的支持。SQL数据库支持ODBC，因此能够使用Visual BASic、Access、Excel等图形形式的前端工具调用并分析数据。

Web Service 的应用

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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。所以Web Service 能够以独立于平台的方式将应用程序逻辑作为可按URI寻址的资源呈现给客户。

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，只要结合了开放的Web 标准后，就会动态查询Web 服务信息，获得特定Web Service支持的位置及接口，从而获得Web 服务。

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。

◆XML和HTTP

这是Web Services 最基本的平台。HTTP 是一个在Internet 上广泛使用的协议,为Web Services 部件通过Internet 交互奠定了协议基础，并具有穿透防火墙的良好特性。XML可以用来定义和描述结构化数据，它是Web Services 得以实现的核心语言基础。Web Services 的其它协议规范也都是以XML形式来描述和表达的。

◆SOAP

简单对象访问协议SOAP（Simple Object Access Protocol）是Web Services 服务调用协议，定义了服务请求者和服务提供者之间的消息传输规范。SOAP 用XML 来格式化消息，用HTTP来承载消息。

◆WSDL

服务描述语言WSDL（Web Service Description Language）为服务提供者提供了以XML格式描述Web Services 请求的标准格式，将Web Services 描述为能够进行消息交换的通信端点的集合，以表达一个Web Service 能做什么,它的位置在哪里,如何调用它等。

◆UDDI

服务注册检索访问标准UDDI（Universal Discovery, Description, Integration）是WebServices 的信息注册规范，以便被需要该服务的用户发现和使用它。UDDI 规范描述了Web Services 的概念，同时也定义了一种编程接口。通过UDDI 提供的标准接口，企业可以发布自己的Web Service 供其它企业查询、调用，也可以查询特定服务的描述信息，并动态绑定到该服务上。

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任何语言，任何平台上的客户（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。过程是这样的：Web service 都是放在Web 服务器 (ADS) 后面的，客户生成的SOAP 请求会被嵌入在一个HTTP POST请求中，发送到ADS来；ADS再把这些请求转发给Web service 请求处理器（NAE）；NAE的作用在于，解析收到的SOAP 请求，调用Web service，然后再生成相应的SOAP 应答；ADS得到SOAP应答后，会再通过HTTP应答的方式把它送回到客户端。

由此可见，Web Services 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。Web Services 能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。

支持微软 .NET 技术

.Net是在IT界宣传中与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 服务的理想技术，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。江森自控楼宇自控管理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。

江森自控楼宇设备监控系统利用.NET技术，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，楼宇设施的信息可以无缝的集成到企业的ERP系统中，.使企业可以从极大提高的劳动效率和生产力中受益。

Ethernet--IEEE802.3 （10/100BASe-T）

目前世界上最先进及普及的网络解决方案，本网络标准为广泛采纳的工业标准，已经过多次成功验证。支持多种传输介质，包括UTP/STP，同轴电缆，光纤及无线。网络的传输速率为10MB或100MB（自动切换）及支持1G bit（千兆以太网）。大量新推出的网络产品将网络费用降低，保证网络系统适应不同安装下

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的不同形式。应用于局域网，广域网，路由器，网段隔离及关键路径冗余等。

TCP/IP

TCP/IP（传输控制协议/ 网间协议）是一种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。

TCP/IP是 Internet 的基础协议，也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中，可以形象地理解为有两个信封，TCP和IP就像是信封，要传递的信息被划分成若干段，每一段塞入一个TCP信封，并在该信封面上记录有分段号的信息，再将TCP信封塞入IP大信封，发送上网。在接受端，一个TCP软件包收集信封，抽出数据，按发送前的顺序还原，并加以校验，若发现差错，TCP将会要求重发。因此，TCP/IP在网络中几乎可以无差错地传送数据。

BACnet

一种通信协议，由ASHRAE（美国标准空调工程协会）制定，用于楼宇自控及网络控制。它允许不同的楼宇自控及控制系统进行信息交换、发布命令及系统功能。江森公司是该协议的发起人积极参与制订BACnet协议，并且是协议测试委员会的成员。江森公司的楼宇设施集成管理可支持Ethernet网上的BACnet设备，兼容级别为4级。江森可提供BACnet网关产品。 3.4.2 成功与第三方设备的连接

MSEA系统仍然保留了Metasys系统的楼宇自动化控制功能和特性，原来与Metasys成功连接的世界上超过1100多种其他公司设备可以成功连入MSEA系统，在业界是首屈一指的。MSEA系统将空调控制，能量管理，消防控制，出入控制，维修管理，照明控制等整个系统的监控完美地连接起来。

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许多设备制造商都有各自的通讯协议，但为与Johnson Controls合作，也开发了互连解决方案。这些互连方案都包含了一个“协议翻译器”，即Johnson Controls提供的Metasys Integrator。有些情况下，也要求设备制造商提供一个接口单元作为选项。所有互连方案都由Johnson Controls和设备制造商联合测试和认证。 OperatorWorkstationMETASYSSystemArchitectureTCP/IP Ethernet LANOperatorWorkstationModemNetworkServerLONworkNetworkServerIntelligentFire AlarmDDCDDCMetasysControllerControllerMetasysIntegratorIntegrator 楼宇中现有的不同厂家的子系统和控制设备均可联网使用，从而有效地保护了业主的投资，以下是部分制造商列表： Dehumidification ? APR, Inc. ? Desert Aire ? Governair ? Seasons-4 Air Handling Units ? Dunham Bush ? Governair ? Seasons-4 CMMS Software ? Eagle Technology ? PSDI ? Maintenance Automation Chillers ? Governair ? McQuay International ? Carrier ? York ? Trane ? Dunham Bush ? Multistack ? Tecogen Rooftops ? York ? Lennox ? Seasons-4 ? Governair VAV Terminal Units ? EH Price ? Kreuger ? Metal Industries Computer Room A/C ? Pomona Aire Isolation Room Monitors ? Phoenix Controls Make Up Air Units ? Engineered Air ? Modine ? Seasons-4 ? Weather-Rite Heat Pumps ? Climate Master ? Mammoth ? Water Furnace Structured Cabling Systems ? AT&T SYSTEMAX Produce Ripening Rooms ? Cool Care Drive Controls Multizone Units ? Allen Bradley ? Governair ? ABB ? Mammoth Building Automation System Computer Room A/C ? 江森自控 ? Airflow ? Landis & Gyr ? Compu-Aire ? Barber Coleman ? Liebert ? Robertshaw Rooftops Air Handling Units ? McQuay International ? McQuay International ? York Programmable Logic VAV Terminal Units Controls ? Titus ? GE Air Compressors 28

Power Monitoring ? Eaton ? Cutler-Hammer 建筑设备管理系统技术方案

? Westinghouse ? GE ? Power Measurement Ltd. ? Siemens ? Square D Breaker Interface ? Square D - PNIM ? Square D - SY/MAX Boiler Controls ? Cleaver Brooks ? Fire-eye ? Heat-Timer ? 江森自控 Refrigeration ? Vilter Variable Refrigeration Volume (VRV) Units ? Mitsubishi ? Daikin ? Allen Bradley ? Yokogawa ? Siemens Floor by Floor Units ? McQuay International Unit Ventilators ? Nesbitt ? McQuay International Drive Controls ? Control Techniques ? Eaton ? Graham Pressure Monitor ? Tek-Air Pump Controllers ? Unosource Controls Inc. Annunciators Automation Displays Inc. ? Ingersoll Rand UPS ? Best Lighting Controllers ? GE ? Square D Fume Hood Controls ? Phoenix ? Crown Controls ? Tek-Air ? TSI Fire Panels ? Cerebus / Pyrotronics ? Simplex Heat Pumps ? McQuay International ? Nesbitt 因为大量制造商可以通过直连方式，或利用METASYS Integrator与METASYS连接，METASYS实际上已经成为楼宇行业系统集成的标准。许多制造商甚至在他们广告和手册上均使用METASYS兼容标签来显示产品特性。 COMPATIBLE PRODUCT 29

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4、系统功能

特别需要指出的是，在研究了项目相关技术资料之后，我司根据智能化楼宇之特点进行了设计，从项目建筑功能出发，提供以下江森自控系统详细方案，并就该初步方案简述其主要监控功能。

4.1系统结构

整个系统由两层网络、三级设备组成。

由于项目机电设备分布相对分散，因此在设计中通过控制中心设置管理服务器（ADS）以及根据现场需要设置相应的网络控制引擎（NAE）以及现场控制器（DDC），从而合理的对划分区域内的机电设备进行监控，实现建筑设备运行的自动化以及智能化。各个区域内的网络控制引擎以及现场控制器相对独立，某个网络控制引擎或现场控制器的故障并不会影响其余控制设备的运行，同时所有的设备进行联网并通过ADS软件进行统一管理。只要用户有访问权限，在个网络上的任意位置均可对楼宇设备监控系统进行访问以及操作。同时本项目DDC的输入输出点预留了不低于15%的余量以满足今后系统扩展所需。

Metasys楼宇设备监控系统还具有可扩性强的特点，不仅可随意增设现场控制器以扩充集聚区内监控设备之要求，亦可增设网络控制引擎，与项目内外所需\进网\系统的连接，因此在实际运用过程中深受业主以及物业管理者的欢迎。

4.2各子系统监控

4.2.1 新风机组

本项目共3台新风机 新风机组配电柜监控

通过配电柜，现场控制器对送风机进行开关控制，并监测设备的开关状态、故障报警、手动自动等信号。

通过配电柜内的手动自动选择开关，在必要时可进行机组的就地控制。 现场控制器可按正常/假日时间程序及事故程序自动启停机组。 自动温度调节

现场控制器根据测量送风温度与设定值的偏差，以PID（比例积分微分）方

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式调节冷/热水电动二通阀的开启度，使送风温度保持在设定范围内。

夏天，当送风温度高于设定值时，增加冷水电动二通阀的开启度。当送风温度低于设定值，减少冷水电动二通阀的开启度。

冬天，当送风温度高于设定值时，减少热水电动二通阀的开启度。当送风温度低于设定值，增加热水电动二通阀的开启度。

现场控制器根据测量室外温度与设定值的偏差，对送风温度设定值作出适量调整，以便达到更佳的控制效果。

设备连锁控制

冷/热水电动二通阀、新风阀与送风机连锁，当送风机停止时各调节阀自动同时关闭。

维修指示

现场控制器记录设备的累计运行时间，当运行时间达到某一限度时，中央监控站会显示维修指示信息。

报警及数据记录

中央监控站会显示如监控点表所示的信息。

当机组出现故障时，中央监控站会显示及打印报警信息，包括报警时间。 4.2.2 照明系统监控

通过配电柜，现场控制器对照明进行开关控制，并监测设备的开关状态、手动自动等信号。

通过配电柜内的手动自动选择开关，在必要时可进行就地控制。 现场控制器可按正常/假日时间程序及事故程序自动照明。 4.2.3 污水给排水系统

BA系统软件可自动满足如下控制要求：

? 对集水井超高液位进行监视，对潜水泵的启停及运行状态进行监控，如

有情况及时报警

? 所有水泵采用均等运行时间运行策略，均等各水泵运行时间，提高系统

运行的稳定性，降低单个水泵运行时间过长而造成的损坏。

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? 水泵的运行时间进行累积，到达一定程度提示业主进行维护。 ? 本系统BMS详细点位请见BMS点数表。

以上状况均可在操作站彩色显示屏上显示和经打印机打印记录。

4.2.4 通过接口接入的VRV空调系统

项目的BAS除了可以通过网络控制引擎以及现场控制器对相关机电设备进行直接控制，通过还可以通过高阶接口对第三方子系统进行监控。

BAS与这些子系统通过接口传输数据，以进行必要的监视与控制。相关子系统的设计由相关专业的厂家完成。

由于不同的设备厂家会使用不同的协议，因此随着协议的不同我司会编制不同的接口软件，如果是一些标准的常用工业协议如，如Profibus、Modbus RTU、M-Bus等，我们便可以通过标准硬件网关直接将其转换成 BACnet IP或MS/TP，并传送至中央控制器。

结构如下图所示：

若子系统直接提供BACnet IP接口，则无需再使用协议转换网关，直接通过以太网进行数据传递。若子系统提供BACnet MS/TP接口，则可接入现场总线。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/z1x7.html