【正文】 ? N2總線 中央操作站 網(wǎng)絡(luò)控制單元（ NCU） 直接數(shù)字式控制器（ DX9100/XTXP 模塊） 以下分別就辦公大樓樓宇自控系統(tǒng)所配置的硬件設(shè)備做詳細(xì)說明： 通訊網(wǎng)絡(luò) 操作站及網(wǎng)絡(luò)控制單元之間最常用的連接方式是 N1通訊網(wǎng)絡(luò)。這構(gòu)造采用以太網(wǎng)（ ETHERNET）技術(shù)，通過一張 ETHERNET卡（網(wǎng)絡(luò)介面卡），在 N1 線上通訊。 METASYS N1 總線執(zhí)行各種通訊，包括分享監(jiān)控點(diǎn)訊息、數(shù)據(jù)庫的上傳和下載、對(duì) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之指令、摘要、狀態(tài)改變訊息。 N1 支持 METASYS 系統(tǒng)之分布特性，每一個(gè)樞紐都有特定功能，其互相聯(lián)系以分享訊息。如一個(gè)在地連負(fù)責(zé)冷凍機(jī)的樞紐。 N1 ETHERNET 采用由傳送控制協(xié)議／協(xié)議（ TCP／ IP）符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的用戶數(shù)據(jù)協(xié)議（ UDP）。 ETHERNET 簡(jiǎn)介 今天， ETHERNET 是最廣泛被應(yīng)用之網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，大約 80％之網(wǎng)絡(luò)通訊。 15 ETHERNET 標(biāo)準(zhǔn)由電器及電子工程師工會(huì)（ IEEE）所界定。列明了 ETHERNET之結(jié)構(gòu)、介質(zhì)及網(wǎng)絡(luò)上之組件如何交流。 ETHERNET 網(wǎng)絡(luò)之?dāng)?shù)據(jù)傳輸率達(dá) 1,000 波 特率。大約等于每秒傳輸 250頁之文本。 ETHERNET 最主要之優(yōu)點(diǎn)如下： 卓越之表現(xiàn) 靈活布線及設(shè)備連接 低成本 設(shè)備和拓?fù)浼嫒? 容易安裝及便于未來發(fā)展 減低維護(hù)成本 ETHERNET能有效及靈活地傳輸數(shù)據(jù)。 ETHERNET與多種通訊方式連接，速高達(dá)每秒 155Megabits。骨干之選項(xiàng)包括 100Mbps高速以太網(wǎng)及纖維數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)介面等。 今天， ETHERNET已廣泛應(yīng)用于工商業(yè)之中。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊和自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了 ETHERNET 的可靠性。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊確保了網(wǎng)絡(luò)不會(huì)單單依賴單一的設(shè)備去控制所有設(shè)備間之?dāng)?shù)據(jù)傳輸 。由于ETHERNET 之普遍性，你可連接不同供應(yīng)商到同一個(gè) ETHERNET。 16 連接在 ETHERNET 網(wǎng)上的設(shè)備的通訊協(xié)議是 IEEE80 。 ETHERNET采用了通訊協(xié)議稱為隨時(shí)使用、沖突檢測(cè)（ CSMA／ CD）。隨時(shí)使用（ CSMA）保證了網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備可以存取數(shù)據(jù)；沖突檢測(cè)（ CD）使每個(gè)設(shè)備都知道有沒有其它設(shè)備打算使用網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)打算傳送時(shí)，它會(huì)聆聽是否有其它設(shè)備正在使用網(wǎng)絡(luò)，這使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)都有機(jī)會(huì)使用介質(zhì)，也就是說在可能的情況下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳送 數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)發(fā)生沖突。沖突在 ETHERNET網(wǎng)絡(luò)上被認(rèn)為是正常事件，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以很快恢復(fù)正常運(yùn)作。在網(wǎng)絡(luò)硬件檢測(cè)到?jīng)_突時(shí)，兩個(gè)設(shè)備都會(huì)自動(dòng)延遲一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間再發(fā)送。這個(gè)過程會(huì)自動(dòng)重復(fù)直到數(shù)據(jù)成功發(fā)送出去或在連續(xù)沖突 16次后自動(dòng)放棄。在沒有沖突的情況下，數(shù)據(jù)具有最高的傳輸速度。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 N1網(wǎng)可以設(shè)置成總線型、星型或混合型結(jié)構(gòu)。它使 N1 網(wǎng)可以方便、經(jīng)濟(jì)地安裝及擴(kuò)展。 N1網(wǎng)可以使用同軸電纜、雙絞線、光纖或它們的組合。 NCU和操作站可以直接支持同軸電纜，并可方便地加上適配器連接光纖回路。每段 N1網(wǎng)的最長(zhǎng)距離取 決于所采用的媒質(zhì)及網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。采用有源分流器可以延伸連接線的長(zhǎng)度。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間最長(zhǎng)距離可達(dá)到 。 開放式的結(jié)構(gòu)和互連性 17 ETHERNET 廣泛應(yīng)用于工業(yè)和樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域。眾多的第三者供應(yīng)商都支持這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并提供ETHERNET 設(shè)備，如分流器及應(yīng)用軟件。這意味著不用供應(yīng)商提供的產(chǎn)品可以直接互換，使用戶有更多的產(chǎn)品選擇并且不會(huì)依賴于某一個(gè)供應(yīng)商。 N1 網(wǎng)上之通訊種類包括數(shù)據(jù)庫之上傳與下載、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之指令和狀態(tài)改變之訊息等。各節(jié)點(diǎn)均具備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)訪問（ Dynamic Data Access）功能，即無論 N1網(wǎng)上任何操作站或任何一個(gè)NCU上，均可以對(duì)全部的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)或控制。 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取 很多系統(tǒng)都只容許有限度的資料分享， METASYS 系統(tǒng)卻能容許在 N1 總線上每個(gè)組件與組件間的自由通訊。這便是 METASYS 系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)特之處－動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存取，加快了大量訊息之速度。 N2總線將專用控制器、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展單元、遙控處理單元和網(wǎng)絡(luò)控制單元連接起來。 所有 N2 總線通訊模塊安裝于網(wǎng)絡(luò)控制器中的網(wǎng)絡(luò)控制模塊，使網(wǎng)絡(luò)控制模塊能與在 NCU、遙控專用控制器及網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展單元內(nèi)其它電子模塊通訊。 毋須使用記號(hào)重復(fù)器， N2總線也能連接多達(dá) 50個(gè)設(shè)備。 雙重 N2總線之運(yùn)作是由在 N2網(wǎng)上之 NCU監(jiān)控。如其中一條線發(fā)生故障（即在 N2網(wǎng)上之某一點(diǎn)沒有接收訊號(hào)）， NCU會(huì)發(fā)出指令以恢復(fù)正常通訊。 18 操作站 我們對(duì)操作站的介面，特性，功能做了一系列的改進(jìn)，增加了許多更直觀的視覺顯示效果，并且通過 OPC（ OLE for Process Control）軟件技術(shù)使所有的設(shè)備管理系統(tǒng)均可在簡(jiǎn)單明了的圖形顯示下集中完成，目前我們稱改進(jìn)后的操作站系統(tǒng)為 M5，現(xiàn)就其幾項(xiàng)主要的特征說明如下： M5 操作系統(tǒng)采用全新動(dòng)畫介面，可伴有音樂和旁白， 更生動(dòng)地描述現(xiàn)場(chǎng)情況，同時(shí)可將花都 19 辦公大樓受控設(shè)備的實(shí)時(shí)圖像通過集成系統(tǒng)傳到操作站，從而更準(zhǔn)確直接地指導(dǎo)操作員應(yīng)采取的動(dòng)作。 Metasys workstation 圖形技術(shù)提供完整的動(dòng)態(tài)圖形控制，包括顯示、消失、閃爍旋轉(zhuǎn)、動(dòng)畫以及彩色梯度。全部通過易于使用和理解的圖標(biāo)控制定義對(duì)話，任一標(biāo)志的功能控制都能直接相關(guān)于另一點(diǎn)或由用戶根據(jù)自己需要任意定義單獨(dú)的設(shè)備。 在 Metasys 操作站圖形中的任何標(biāo)志或桂林農(nóng)行用戶設(shè)計(jì)的區(qū)域可以定義一個(gè)靈活的圖形按鈕連接激發(fā)到另一種應(yīng) 用或者直接連上另一個(gè)顯示屏幕（典型的應(yīng)用包括數(shù)據(jù)庫和文字處理）。老練的用戶可使用諸如 Visual Basic, C++ 等多媒體元件編寫他們自己特殊的程序 ,系統(tǒng)也同樣支持。 Metasys workstation 提供給桂林農(nóng)行用戶有關(guān)能源管理以及設(shè)備診斷的數(shù)據(jù)分析曲線，如此詳細(xì)的各點(diǎn)情況都有助于更好地理解相關(guān)控制功能的實(shí)現(xiàn)過程。聯(lián)想的管理人員可根據(jù)這些曲線分析受控設(shè)備的保養(yǎng)狀況及其是否處在最佳的工作狀態(tài)。 20 Metasys workstation 允許桂林農(nóng)行的操作人員選擇兩種方 式比較測(cè)試點(diǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，第一種方式是采用直觀的數(shù)字形式，顯示各點(diǎn)實(shí)際數(shù)值，另一種方式則采用曲線表現(xiàn)形式，比較容易感受到各點(diǎn)的走勢(shì) 模擬輪廓顯示用來比較相似的有關(guān)模擬值，顯示包括一層樓或一座建筑物的某一區(qū)域的溫度。舉個(gè)例子，如上圖表，可以看出桂林農(nóng)行辦公大樓空調(diào)系統(tǒng)區(qū)域的設(shè)定溫度與實(shí)際溫度的偏離比較，以及風(fēng)閥開度的百分比。從這些直觀的圖表中，辦公大樓的操作者不僅可以知道現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的工作情況，而且能更好地分析任何一點(diǎn)溫度變化的快慢。 保證舒適度是桂林農(nóng)行辦公大樓設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 最基本的功能， M5 能夠產(chǎn)生舒適曲線圖表，用戶可以定義一個(gè)最感舒適的范圍（包括溫度、濕度各一段范圍）， Metasys 系統(tǒng)可將被測(cè)空間的濕度、溫度值標(biāo)明在舒適曲線上，機(jī)器處理溫度、濕度的變化比人更靈敏，所以一旦所測(cè)的點(diǎn)不在用戶所定義的舒適范圍內(nèi)或在其邊緣上，就可以迅速聯(lián)動(dòng)其它設(shè)備的動(dòng)作，人們未感到不舒適之前就能改變環(huán)境溫度。因此舒適曲線對(duì)于重要場(chǎng)所的環(huán)境控制是非常有利的特 21 性。 時(shí)間河圖表可以清楚顯示大量數(shù)字狀態(tài)，包括過去的、現(xiàn)在的以及將來的狀態(tài)，過去的是一些歷史數(shù)據(jù)，將來辦公大樓的數(shù)據(jù)是由時(shí)間程序 表格來設(shè)定的，同時(shí)一些不常有的小碎片也能在這比擬的時(shí)間水流中顯現(xiàn)。 如下所示的星形圖讓操作員一眼就能得到復(fù)雜樓宇系統(tǒng)中的基本信息，舉個(gè)例子，每個(gè)星形圖扇區(qū)代表由一臺(tái)風(fēng)機(jī)控制的辦公大樓的某一區(qū)域，這些扇區(qū)并沒有標(biāo)明具體的地點(diǎn)，因?yàn)樗豁氁鸩僮鲉T的注意，通過鼠標(biāo)點(diǎn)到發(fā)生問題的扇區(qū)就能得到更進(jìn)一步的信息。星形圖的中間點(diǎn)大小代表風(fēng)機(jī)啟停，顏色代表是否報(bào)警，周邊點(diǎn)與中間點(diǎn)的距離代表環(huán)境實(shí)際溫度同設(shè)定溫度的偏離。 網(wǎng)絡(luò)控制器 (NCU) 22 是一種模塊式 .智能化的控制盤，為 METASYS 網(wǎng)絡(luò)的心臟。在單一網(wǎng)絡(luò) 控制器中即可將辦公大樓管理情況的每一個(gè)側(cè)面進(jìn)行全面綜合的管理。通過相互共享整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有信息，每個(gè)NCU能用高級(jí)控制算法提供全建筑物范圍的最優(yōu)控制。 網(wǎng)絡(luò)控制器具有多種統(tǒng)計(jì)控制功能。 網(wǎng)絡(luò)控制器可配置手提終端檢測(cè)器，該檢測(cè)器完全可以代替操作站的功能，存取整個(gè)系統(tǒng)中所有信息和發(fā)出控制指令。 直接數(shù)字控制器 (DX9100) METASYS 數(shù)字式控制器對(duì)于冷凍機(jī)組、空調(diào)系統(tǒng) HVAC處理過程、工作分布照明及有關(guān)電氣設(shè)備的控制來說，都是一種理想的控制器。 DX9100控制器可以在擴(kuò)展總線上連接 I/O擴(kuò)展 模塊，來增加它的輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)的容量。 DX 可通過內(nèi)置的 LED 來監(jiān)控這些點(diǎn)。當(dāng)這條網(wǎng)連入完整 23 的 METASYS 網(wǎng)絡(luò)時(shí)， DX控制器可將所有監(jiān)控點(diǎn)情況和各種控制信息準(zhǔn)確地提供給整個(gè) METASYS網(wǎng)絡(luò)或控制站。 DX是 Metasys系統(tǒng)的最前端裝置，直接與聯(lián)想研發(fā)中心內(nèi)有關(guān)的設(shè)施連接起來，再通過 N2總線與網(wǎng)絡(luò)控制器相連，網(wǎng)絡(luò)控制器與中央操作站均可對(duì)其實(shí)現(xiàn)超越控制。 直接數(shù)字式控制器能夠支持以下不同性質(zhì)的監(jiān)控點(diǎn)： 模擬量輸入 (AI) 、兩態(tài)輸入 (DI)、模擬量輸出 (AO)、兩態(tài)輸出 (DO) 具有 12個(gè)可編程控制模塊及 PLC邏輯運(yùn)算模塊，除能完成各種運(yùn)算及 PID回路控制功能外，還具有多種統(tǒng)計(jì)控制功能，可同時(shí)設(shè)置多達(dá) 8個(gè)時(shí)間控制程序。 控制器具有獨(dú)立運(yùn)作的功能，當(dāng)中央操作站及網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)生問題時(shí)，控制器不受影響，繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)作，完成原有的全部監(jiān)控功能。 可通過傳輸模塊（ XT）接多達(dá) 8個(gè)擴(kuò)展模塊（ XP），增加控制輸入輸出點(diǎn)容量，配置靈活，并可通過內(nèi)置的 LED來監(jiān)控這些點(diǎn)。 XP9102為 6AI/2AO， XP9103為 8DO， XP9104為 4DI/4DO，XP9105為 8DI。 第六章 樓宇自控系統(tǒng) DDC配置 24 如何合理的配置 DDC 就成為方案設(shè)計(jì)中最重要的問題。 JOHNSON CONTROLS 根據(jù)實(shí)際特點(diǎn)，結(jié)合多年的工程經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不僅保證系統(tǒng)功能全面實(shí)現(xiàn)，又減少施工中的不必要浪費(fèi)，并且DDC的配置為以后的擴(kuò)展留有足夠的余量?？紤]到辦公大樓機(jī)電設(shè)備的分布每一層都布置了相應(yīng)的直接數(shù)字控制器，一般情況下，空調(diào)主機(jī)設(shè)備增加的可能性不大，因此對(duì)于其他設(shè)備監(jiān)控點(diǎn)數(shù)的增加只需采用增加擴(kuò)展模塊的方式即可解決。 軟件說明 操作系統(tǒng)是辦公大樓樓宇自控系統(tǒng)不可缺少的部分，通過操作系統(tǒng)，操作員可以在 Metasys系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行各項(xiàng)資料的存取和監(jiān)控。操作系統(tǒng)包括 中文及英文兩種文字，簡(jiǎn)單易學(xué)，不會(huì)給操作員在使用時(shí)帶來困難。 多方面資料的顯示 操作系統(tǒng)有能力在同一時(shí)間內(nèi)以多重窗口方式顯示多方面的資料，以便容易對(duì)多種不同運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面分析。 密碼的保護(hù) 多級(jí)別的密碼將為業(yè)主及管理人員提供一個(gè)有效的保護(hù)工具，管理及限制不同部門人員使用Metasys 系統(tǒng)， 同時(shí)防止系統(tǒng)被非有關(guān)人員使用。 25 同一密碼系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)用在不同操作裝置上，當(dāng)密碼系統(tǒng)有增減或改變時(shí)，所有操作裝置在同一時(shí)間獲取信息， 而不需要在個(gè)別操作裝置上做出更改。 密碼系統(tǒng)最少分下列五級(jí) 第一級(jí) 資料的顯示及 存取 第二級(jí) 第一級(jí) + 操作員改變程序 第三級(jí) 第二級(jí) + 資料庫的更改 第四級(jí) 第三級(jí) + 資料庫的重新設(shè)定 第五級(jí) 第四級(jí) + 更改密碼系統(tǒng) 當(dāng)操作人員離開前忘記撤去密碼所允許的操作限度時(shí)，系統(tǒng)提供一個(gè)從一分鐘至一小時(shí)的可調(diào)時(shí)間限，自動(dòng)將操作員的密碼撤去， 使系統(tǒng)繼續(xù)受密碼保護(hù)。 系統(tǒng)內(nèi)有五十個(gè)密碼以供有關(guān)人員使用。 操作員的指令 操作系統(tǒng)允許操作員進(jìn)行下列各項(xiàng)指令 、裝置； ； 26 、取消或修正時(shí)間控制程序； 控制程序； ； ； ； ； ； ； 、時(shí)間； ； ； ； ； “工作次序”； 27 第七章 記錄及摘要 Metasys 系統(tǒng)內(nèi)的各監(jiān)控點(diǎn)狀態(tài)可自 動(dòng)或手動(dòng)制作成報(bào)表， 然后打印或顯示屏上顯示，也可存放在硬盤 /軟盤內(nèi)。系統(tǒng)可允許操作員輕易地獲得下列記錄。 ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 系統(tǒng)同時(shí)可提供以下的摘要： ； 28 ； ； 在任何 情況下，操作員在指示 Metasys 系統(tǒng)提供記錄或摘要時(shí)，并不需要提供有關(guān)硬件的地址碼。 控制軟件 網(wǎng)絡(luò)控制器及直接數(shù)字式控制器能進(jìn)行下列各項(xiàng)控制模式： 通 /斷控制 比例控制 比例加積分控制 比例加微積分控制 控制回路的自動(dòng)調(diào)節(jié) 控制軟件可限制被控制裝置每小時(shí)動(dòng)作的頻率。 控制軟件對(duì)大