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楼宇自动化系统方案说明

1、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。

⑴ 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。

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（Dial-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。

O p e ra to r

W o r k s ta tio n

O p e ra to r

W o r k s ta tio n

E IP S T A R

N C M 3 5 0

N C M 3 5 0 N C M 3 5 0

N C M 3 5 0

F ib e r O p tic

H u b

o r

T w is te d P a ir

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 Excel 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

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