目录
一、系统总体论述.........................................................................................3二、系统整体结构设计.................................................................................5 2.1. 现场及控制网络（NCE）.......................................................5 2.2. 数据管理服务器-ADS...........................................................6 2.3. 直接数字控制器-DDC...........................................................6三、二级网络的系统结构.............................................................................7 3.1. 管理层网络................................................................................7 3.2. 监控层网络................................................................................8四、监控中心管理操作站.............................................................................8 4.1. 数据管理服务器-ADS...........................................................8 4.2. 现场及控制网络（NCE）.....................................................18 4.3. 打印机......................................................................................21 4.4. 不间断电源-UPS..................................................................21 4.5. 水流开关.................................................................................21 4.6. 管道式压差开关.....................................................................21 4.7. 模拟量液位传感器.................................................................21 4.8. 开关量液位传感器.................................................................22 4.9. 管道式温度传感器.................................................................22 4.10.管道式压力传感器................................................................22 4.11.管道式压力变送器................................................................22 4.12.风道式温度传感器................................................................23 4.13.风道式湿度传感器................................................................23
4.14.风阀执行机构........................................................................23 4.15.风道式压力传感器................................................................23 4.16.风道式压差开关....................................................................24 4.17.风道式温度开关....................................................................24 4.18.室内型温度传感器................................................................24五、16位数字现场控制器...........................................................................25六、楼宇设备监控系统监控方案...............................................................27 6.1空调环境自控系统....................................................................27 6.1.1通风系统...............................................................................27 6.1.1.1 热回收机组...........................................................27 6.1.1.2送、排风机系统.....................................................28 6.1.2排水系统...............................................................................29七、系统调试及检测...................................................................................29 7.1系统调试、运行方案................................................................29 7.1.1准备工作及调试条件...........................................................29 7.1.2调试时间...............................................................................29 7.1.3系统调试的实施步骤...........................................................29 7.2系统检验测试............................................................................30 7.2.1中央监控站的检测...............................................................30 7.2.2子系统的检测.......................................................................31 7.2.3现场设备的检测...................................................................32 7.2.4功能检测...............................................................................33 7.3技术培训建议............................................................................36
楼宇设备监控系统技术方案
一、系统总体论述
依据9107工程科研实验办公主楼智能化系统工程的弱电及暖通图纸，楼宇设备监控系统（以下简称BMS）分别对以下子系统进行监控：室外环境参数监测系统、中央冷冻冷却系统、换热站监控系统、空调监控系统、新风监控系统、送排风监控系统、给排水监控系统、、电梯系统和照明控制系统，同时将楼宇自控系统的信息开放给综合信息共享管理系统，实现相关信息双向通讯。
我们本着确保系统整体的安全性和可靠性，并符合9107工程科研实验办公主楼运营、管理和发展的需要，在一定时期内保持其先进性，选用江森公司的楼宇管理系统，该系统有如下特点：
先进性：全新的概念、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
可靠性：已在全球范围成功应用
我们将为您提供代表世界领先水平的江森公司建筑设备监控系统，江森公司的楼宇设施管理系统采用完全集成化、网络化的系统架构，从设计到生产均符合ISO9000质量标准，我们将为您提供：
提供舒适的工作环境。
最小化的建筑能源消耗。
最小化的运营人员需求。
完善的建筑设备监测和控制。
高档全空气变风量系统控制
先进的IT管理技术
标准的基于WEB浏览器的用户界面。
标准的数据库技术。
全方位的报警与事件管理。
支持BACnet及LONWORKS的开放网络设备
企业级系统集成：利用.NET工具和Web服务；
从硬件设备到控制软件，从施工安装到调试验收，从深化设计到售后维护等全面的一系列的周到服务。
二、系统整体结构设计
9107工程科研实验办公主楼建筑设备管理系统采用了江森公司最新的一代Metasys
系统拓展架构，如图所示：
操作站 | 数据管理服务器 ADS |
EtherNet
网络控制引擎 | L | 网络控制引擎 NAE | L | 网络控制引擎 | ||
NAE | NAE | |||||
DDC | VAV | VAV | VAV | |||
N2 | N2 | N2 | L | |||
O | O | O |
N | N | N |
从上图可以看出，整个网络由以下几个关键组件构成：
2.1.现场及控制网络（NCE）
网络控制引擎负责监控安装在其现场总线上的直接数字控制器，内含一个嵌入式
网络用户界面，通过该界面可以进行系统导航、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。
2.2.数据管理服务器-ADS
数据管理服务器是一种能够将个人计算机（PC）作为一个应用服务器在IP自动化网络中使用的软件包。数据管理服务器提供的主要网络功能包括：
允许多用户单点访问网络
存储大量应用程序、操作及历史数据
支持MicrosoftSQL Server 2000数据库软件包
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
在本系统中主控计算机和分控计算机作为网络用户通过标准的WEB浏览器直接访问数据管理服务器，在授权许可的范围内监视、操作建筑设备监控系统。用户界面直观、易用、无需专门培训或查看操作手册也可轻松使用。
2.3.直接数字控制器-DDC
系统共配置若干个直接数字控制器和扩展模块，分布于各被控现场。
DDC通用控制器与VAV专用控制器在同一控制网络中共存，使得末端控制与整体空调系统的协同工作更加完善和迅速。
在以下的章节中我们会对各主要部件的硬件配置、软件功能、控制策略进行详细说明。
综上所述，江森公司的新一代Metasys系统融合了信息技术(IT)及互联网的各种技术，已经远远超出传统的楼宇控制系统的范畴。在新系统中，可以使用任何标准的网络浏览器作为系统用户界面。获得网络访问授权后，您可以查询到与您的建筑设施的技术和经济性能相关的任何信息。
Metasys系统拓展架构仍然具备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、特性和开放性，包括通过BACnet®和LONWORKS®协议实现的
系统兼容性。Metasys系统拓展架构可以与MetasysN1网络，N2总线控制器和Metasys系统兼容设备进行通信。
三、二级网络的系统结构
BMS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100MBASE-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；所有控制器能通过控制层网络以现场总线方式通信。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。
3.1.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。
管理层采用TCP/IP协议，中央操作站及分站，数据管理服务器，网络控制引擎等设备分布其上。网上各节点之间的数据交换采用点对点（peerto peer）方式，各节点均具备动态数据访问（DynamicDataAccess）功能，您只需在网络的任意节点添加计算机，通过标准的WEB浏览器，即可以您的用户名和密码轻松访问您权限范围内的被控设备。甚至可以在全世界任何地方通过内联网或互联网进行显示和控制操作。当然，灵活的模块化网络结构也为您未来的扩展提供了保证。
3.2.监控层网络
采用分布智能式控制系统,实现各控制节点之间，控制节点与中央控制中心之间，以及它们与专用控制、接口设备之间的数据通信。控制层每个现场控制器DDC采用分散控制的原则，分布在被控设备的附近，现场工作人员可以通过DDC上的显示面板和操作
面板就近操作或监测被控设备。每个DDC由控制器及其扩展模块组成，①当现场被控
设备的监控点位需要增加时，只需增加相应的扩展模块即可，不会影响其他被控设备；
②当需要增加其他被控设备时，只需在控制层网络上增加控制器，同样也不会影响其
他控制设备。
中央控制中心通过控制层网络将信息传送到任何指定的控制节点。
四、监控中心管理操作站
中央监控管理中心配置有用户管理操作站、中央管理数据服务器及其他附属设备，如打印机、UPS等，其中中央管理操作站负责楼宇自控系统的维护和管理，数据管理服务器负责整个9107工程科研实验办公主楼建筑设备监控系统全局监控和管理；
4.1.数据管理服务器-ADS
在中央监控管理中心设有1台高性能、高可靠性的数据管理服务器。建筑设备监控系统应用程序和数据管理服务器（ADS）管理BMS系统的数据收集和显示；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）所在的网络提供安全的通讯。
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。
a)特点：
i.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 ii.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
iii.安全的用户访问
鉴别用户及授权访问，保护系统安全
iv.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
v.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 vi.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
vii.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
b)配置
数据管理服务器（1台），均采用IBM高性能服务器，其硬件配置如下：主频：PentiumIV2.8G
硬盘：120G,
内存(RAM)：516GB
光驱：48XCD
软驱：1.44M
100M以太网卡
显示器：15”液晶，分辨率：1024x 768
软件：
Windows2000 Server；
数据管理服务器产品随机附带系统设置工具（SCT）数据管理服务器产品随机附带数据库软件
c)系统软件功能
图形显示
Metasys用户界面具有高分辨率的彩色图像，允许操作者在建筑、楼层和区域间移动，观看楼宇系统和控制过程。图像显示给出了被监视系统的视觉显示，允许用户迅速检查状态并识别异常情况。这些图像也许包括动画效果，例如表现风扇和泵的状态的旋转符号，模拟计量表以及表示模拟点数值的条形符号。
彩色图形中的动态元素和符号进一步帮助操作者评价楼宇系统的情况。操作者发出命令来回应警报，并且恢复最佳运行，还可以更改显示在屏幕上的参数来持续改进楼宇设施的运行性能。
Metasys用户界面上的彩色显示在设计中采用因特网标准，例如用于显示图形元素和动态符号的可伸缩矢量图形（SVG），以及用来定义图像模仿能力的可扩展标记语言（XML）。另外，基于普通JPEG（联合图像专家组）格式的任何类型的图像都可以容易地集成为图形。这些标准的使用允许把用户屏幕设计成为网页，可以通过企业内部网和因特网环境一致并透明地显示。
在图形中生成动态元素并将它们链接到数据点数据所使用的工具是数据管理服务器的组成部分。通过使用拖放、点击和下拉菜单可以使设置过程变得非常容易。
图1：图形显示
管理警报和事件消息
一个有效的警报管理系统会区分信息显示的优先次序，以便操作者能够迅速有效地对楼宇中最危急的情况作出反应，而推迟对不那么重要的事件的注意。
Metasys用户界面有一个弹出式窗口，显示系统发现的最重要的警报信息。用户在这个窗口可以看到有关警报消息的所有重要数据。
为在整个系统范围内查看警报和事件，用户界面提供了一个事件观察程序，按时间顺序显示事件。这就允许操作者识别楼宇中最新的情况，确定事件之间可能存在的关系，并且找出错误源头的位置。事件观察程序还允许操作者确认并为现实的所有事件消息作出注释。
由网络控制引擎或网络集成引擎装置发现的所有事件消息被发送到数据管理服务器并在ODBC兼容数据库中归档。可以设置数据管理服务器将事件和交易消息发送到打印机、寻呼机、电子邮箱或其它数据管理服务器服务器。
为显示管理员记录，用户界面提供了审计观察程序。审计观察程序允许操作者建立一个过滤器，这样只有那些操作者特别感兴趣的消息才被显示出来。
图2：管理警报和事件消息
趋势分析
为达到最佳性能并调节楼宇控制系统，当前和历史数据是非常有用的分析信息。Metasys用户界面具有综合趋势记录和趋势显示功能。
从现场点中收集趋势数据并暂时保存在网络控制引擎和网络集成引擎设备中。趋势数据可以自动并定期上载到数据管理服务器并在ODBC兼容数据库中存档。
用户可以查看并分析在Metasys用户界面中以图形或表格方式显示的趋势数据。趋势数值可以表现系统性能，用户可以识别提高效率的机会并开发预定的维护策略。
为在整个系统基础上进行运行性能的详细分析，用户可以建立一个趋势研究工具。来自多达八个现场点在选定时间段内的数据可以表格或图形的形式在趋势分析工具的视图中显示出来。数据可以从数据管理服务器的档案中，或网络控制引擎或网络集成引擎设备的缓存区中获得。
趋势研究工具提供了一个分析比较目前和历史运行数据的强大管理工具。会帮助
用户在出现以前识别潜在性的问题、诊断目前和过去的报警情况、使能源消耗达到最
佳并且减少维护成本。
图3：趋势分析
汇总和报告
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Metasys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：
i.报警报告– 处于报警状态的点
ii.离线报告– 没有反应的设备
iii.禁用报告– 被禁用的警报
iv.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。
图4：警报报告
设置时间表
时间表功能允许用户定义设备运行的日期和时间，例如设备的启动和停止，并改变设置点。用户可以为一周内的一天或几天的活动、假日或特定的日历日安排时间表。
Metasys用户界面为每周时间表提供了图形显示，并为创建和编辑时间表提供日历。时间表实际上是在网络上的网络控制引擎或网络集成引擎里运行的，但是可以设置来向整个楼宇或站点内的设备发送命令。
图5：时间表的设置
系统安全
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。Metasys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6：系统安全性设置系统设置工具
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：
v.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
vi.定义现场控制器
vii.设置现场点和操作参数
viii.建立浏览树型结构，包括用户浏览树
ix.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
x.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
SCT的Metasys用户界面与数据管理服务器的用户界面一样，具有相同的外观和感受。
图7：系统设置工具
通过上述先进的人性化工具，楼宇管理者可对整幢建筑或未来的建筑群实施全面
监管，体现以下优越性能：
根据不同的功能区域进行不同需求的人工环境控制，提供最舒适的温度、湿
度，满足租户的使用需要；提高租户员工的劳动生产率、降低因为空调环境
不适而带来的人身健康问题。
提高能源使用效率、降低建筑物运行能耗、提升建筑物盈利能力。今日建筑
群运行能耗及对其对环境的影响日益受到关注，9107工程科研实验办公主楼
总建筑面积大，能源的消耗相当可观，楼宇自控系统特有的节能控制功能（焓
值控制、负载循环、日/夜模式、占用/非占用模式、设备联锁控制、负载限
制、冷冻机顺序控制、冷冻水温度设置、冷却水温度设置、变频设备优化运
行），使系统能够调节气、水、电、热等能源的消耗量，可以有效减少水、
电和冷热能源的浪费。
提高管理效率、降低运行成本。
机电设备合理的运行管理，通过先进的预防性维护系统可减少设备损耗、延
长使用寿命；
4.2.现场及控制网络（NCE）
NCE具有一体化现场设备控制器，提供连接远程设备（例如，大型中央冷却和加热设备、大型空气处理单元）的直接接口并且能够对远程设备进行控制。
1) 性能特点
■ 在信息和企业层次上采用通用信息技术（IT）标准
能够让您在楼宇或者企业内现有的IT基础设施上安装NCE，通过公司的企业
内部网、广域网（WAN）或者带有防火墙保护功能的公共因特网使用标准IT
通信服务。
■ 基于WEB的用户界面
允许您从连接到网络的Web浏览器来访问、监督和控制NCE、包括通过电话
拨号连接或者因特网服务提供商（ISP）连接的远程用户。
■ 能够对N2总线、LonWorks网络控制总线BACnet-MS/TP现场总线进行管
理
支持开放网络标准连接，以便灵活选择现场设备。通过BACnet MS/TP总线、
LonWorks网络总线或者N2总线最多支持32个现场控制器。
■ 多种数据访问连接选项
能够利用以太网端口通过IP网络实现Web浏览器连接。对拨号连接来说，采
用可选的内部和外部调制解调器。
■ 带有33个I/O点的一体化现场控制器
为制冷站设备和大型空气处理应用提供现场级的控制，同时具备企业级的IP
网络连接功能。
■ 33个板载NCEI/O控制点包括：
10个通用输入点，每个点都可以被定义为电压模拟输入（0-10 VDC）、电流
模拟输入（4-20mA）或者电阻模拟输入
8个数字输入点，每个点都可以被定义为干触点维持模式或者脉冲计数器模式
（100Hz高速）
4个模拟输出点，每个点都可以被定义为电压模拟输出（0-10 VDC）或电流模拟
输出（4-20mA）
4个可配置的输出点，每个都可以被定义为电压模拟输出（0-10VDC）或者数字输出（24VAC三端双向可控硅开关）
7个数字输出点（24VAC三端双向可控硅开关）
可扩展的I/O点功能，NS传感器连接以及通过现场控制器SA扩展总线实现对 VFD控制
能够将多个输入/输出模块（IOM）、NS系列网络传感器和VFD连接至现场控制器SA扩展总线，将最先进的温度控制和马达速度控制整合至您NCE应用中。
2)技术规格：
网络控制引擎是内嵌操作系统的专用智能硬件，主要硬件指标包括：
电源 | 24V AC 50/60 Hz |
功率 | 最大25 VA |
周围操作温度 | 0℃至 50℃（32℉至122℉） |
周围操作环境 | 10 至 90% 相对湿度；最大露点 30℃（86℉） |
周围储存温度 | －40℃至70℃（－40℉至158℉） |
周围储存环境 | 5 至 90% 相对湿度；最大露点 30℃（86℉） |
数据保护电池 | 可以充电使用的凝胶状电池，12V 1.2Ah |
时钟电池 | 21°C（70°F）时，典型使用寿命为10年。 |
处理器 | 管理控制器：192 MHz Renesas® SH4 7760 RISC processor（32位） |
内存 | 管理控制器：用于操作系统、配置数据和操作数据存储及 |
| 备份的128 MB非易失性闪存；用于操作数据动态存储的128 MB同步动态随机存取存储器（DRAM） |
操作系统 | Microsoft® Windows® CE Embedded |
模拟输入/模拟输出分辨率和精度 | 模拟输入点：16位分辨率，±0.5%精度 |
网络和串行接口 | 一个以太网接口，8针RJ-45型连接器； |
尺寸 | 155 x 270 x 64 mm |
外壳 | 塑性材料：ABS + 聚碳酸脂护罩：IP20（IEC60529） |
安装 | 通过四个安装脚用螺丝在水平面上固定，或在双向DIN 铁轨上安装 |
重量 | 1.2 kg |
认证 | 美国：UL 认证、File E、CCN PAZX、UL 916、符合FCC 联邦通信委员会有关能源管理设备的CFR47，Part15，Subpart B,Class A 标准 加拿大：UL 认证、File E、CCN PAZX7、CAN/CSA C22.2 NO.205、符合加拿大行业标准ICES-003的信号设备。 欧洲：CE标志、EMC指令89/336/EEC，符合EN 61000-6-3（2001）有关居民和轻工业一般排放标准以及EN |
| 61000-6-2（2001）有关重工业环境一般免疫标准 |
4.3.打印机
系统配置了点阵针式打印机，针式打印机的优点在于可以将报警连续打印，它被放置于主控机房，用于实时在线打印报警等预先设定信息。
打印信息包括设备号、设备名称、运行数据、报警事件、能耗等。
4.4.不间断电源-UPS
在主控及分控机房设置UPS，在满足控制中心设备的供电容量外，留有20%的冗余；UPS配置有2000VA机头，4块65VA电池，电池柜等，支持在线1小时。
4.5.水流开关
■ 液体压力可高达1034kPa，使用范围宽 4.6.管道式压差开关 ■ 带全封闭外壳的机械触点的Penn开关■ 不需移动外罩，便能轻易地改变差压设定 |
|
4.7.模拟量液位传感器
■ 耐压：2xFS
■ 疲劳寿命：108次满量程循环
■ 精度：0.25%FS
4.8.开关量液位传感器 ■ 单刀双掷触点，C型（常开和常闭通用）■ 密封电缆 4.9.管道式温度传感器 ■ 测量范围：-46~104℃ |
|
4.10.管道式压力传感器
■ 压力范围：0~30Bar
■ 外螺纹连接
■ 17-4PH不锈钢圈
■ 精度：回差，偏差重复率为满量程的1%，温度影响为满量程的1%
4.11.管道式压力变送器
■ 压力范围：0 ~ 700Bar可选■ 倍量程：2~1.25
■ 精度：0.25%FS
■ 压力接口：1/4” NPT外螺纹
■ 不锈钢外壳
4.12. | 风道式温度传感器 |
|
■ 测量范围：-46~104℃ | ||
■ 镀锌钢外壳
■ 精度：±0.19C°at 21°C
4.13.风道式湿度传感器
■ 测量范围：0~100%RH
■ 精度：4%
■ 230mm风管探头
■ 0~10V电压输出
4.14.风阀执行机构
■ 旋转角度：最大95°，机械可调 |
|
■ 噪音水平：最大45dB
■ 免维护
4.15.风道式压力传感器
■ 用于空气或类似的非导电气体
■ 精度：±1.0%FS
■ 工作温度：-18~+65℃
■ 4~20mA电流输出
4.16. | 风道式压差开关 |
|
■ 设定点范围 1.4~10 mBar■ 标准PG11罗纹套管 | ||
■ 标准的单刀双掷触点
4.17.风道式温度开关
■ 单刀双掷，带手动复位
■ 断路温度可调整
■ 感温元件长度6.1m
4.18.室内型温度传感器
■ 测试范围：-46~50℃ |
|
■ 精度：±0.19C° at 21°C
五、16位数字现场控制器
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LonWork总线，NAE及操作站均可对它们实现上位机的超越控制。
DDC的核心，即数字式控制器FX，它具有16位的处理芯片和 256M 的 Flash Memory，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，FX的软硬件的功能能灵活地适应各种不同的控制过程。LP-FX15D51控制器还可以在扩展总线上连接I/O扩展模块XT/XP，来增加它的输入点、输出点的容量，而且它的网络连接形式是任何拓补结构。FX可通过内置的LED来监控这些点。在局部网络上的控制器可以分享数据，当这条网连入完整的METASYS网络时，FX控制器可将所有监控点情况和各种控制信息准确地提供给整个METASYS网络或控制站。
目前最常用的LP-FX15D51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6AI，8DI，4AO及8DO，共为26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。
LP-FX15D51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LP-FX15D51。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。
LP-FX15D51直接式数字控制器可应用于广泛的基本暖通空调控制、由多个锅炉及制冷机组成的冷热源等的控制。系统本身已提供大量适合常规控制所需预先编制好的程序；若这些程序不能满足客户的特殊需求，亦可按实际情况编制一套全新的符合控制要求的程序。
无论是作为整个系统的一部分，还是作为一个独立的控制器，对于制冷、供热、暖通空调或照明设备控制的应用来说，LP-FX15D51直接式数字控制器都是最佳的选择。因为它集配置和操作的方便性、应用的灵活性、精确舒适节能的控制于一体。
密码保护功能是被用来保护控制器中配置程序的上传或下载的。一旦带有密码的配置信息被下载到控制器中，那么以后再下载或上传时就必须在相应对话框中输入正确的密码了。倘若密码丢失，控制器可以送往江森清除记忆体。
控制器中配有一个可再充电的电容性电池和一个不可充的锂电池。断电后前者将维持RAM中的内容至少7天，而后者可以为RAM提供一个备份，常温下保持一年。当它电量不足需要更换时，在FX上显示屏的相应位置会闪烁提醒。
六、楼宇设备监控系统监控方案
6.1空调环境自控系统
空调环境系统包括：空调/新风机组、送/排风机系统等。以下就各分系统的控制及采样点设置、设备配置、控制方式及功能作详细说明。
6.1.1通风系统
METASYS系统的监控功能如下：
6.1.1.1 热回收机组
| | 热回收机组回风温、湿度； |
热回收机组送风温度； | ||
监测送风机、回风机手/自动转换状态，确认热回收机组风机现是否处于楼宇 | ||
|
自控系统控制之下，同时可减少故障报警的误报率；
过滤器过阻报警，提醒运行管理人员及时清洗过滤器；
当机组处于楼宇自控系统控制时，可控制风机的启停；
送风机、回风机运行状态、故障状态；
监测送、回风机压差状态，确认风机机械部分是否已正式投入运行，可区别 机械部分与电气部分的故障报警；
测量水盘管表面温度，当温度低于设定值(可调整)时触发报警并联动一系列 的防冻保护动作，如关闭新风阀并打开水阀等；
风机启、停，包括远程控制和定时自动启停；
夏季时根据回风温度与设定的温度比较调节表冷电动二通阀的开度，以满足 温度要求；
冬季时根据回风温度与设定的温度比较调节加热电动二通阀的开度，以满足 温度要求；
根据送风/回风湿度与设定的湿度比较调节加湿阀开关，以满足湿度要求； 新风阀与送风机连锁，防冻开关与电动二通阀联动，风机停止时自动关闭新
风阀；
通过对安装于水盘管回水侧二通电动调节阀的自动调整，实现对回风温度设
定点（可调整）的控制，保证空调机组供冷/热量与所需冷/热负荷相当，减
少能源浪费；
空调季节新风阀、排风阀与回风阀开度按比例控制，在保证满足空调空间新
风量需求的前提下，尽量减少室外新风的引入，以达到充分节能的目的；
过渡季由室内外焓值比控制新、回风电动阀开度；
具有冬夏季转换功能；
根据安装在风道中的静压传感器的测量值与设定的静压值比较，调节送风机
的变频调速；
变频器的运行状态、故障报警，频率控制等多项参数。
安装在机房内的直接数字式控制器将按内部预先编写的软件程序来满足空调机的
自动控制和操作顺序。
以上工作状况通过网络通讯可将现场情况用文字或图形显示于中央控制室内的中
控机的彩色显示屏上，供操作人员随时使用，其中的重要数据可通过打印机打印出来
作为记录。
6.1.1.2送、排风机系统
对这些风机的监控功能说明如下：
监视其运行状态、故障报警，并控制启停；
常规送排风机的程序启/停控制：楼宇自控系统预先在定时时间表实时改变控制时间表
来安排风机一周内每天的开机时间，因此系统就能根据定时时间表自动启、停风机；
排烟排风机组的控制由BA控制器将开闭信号送至相应消防模块箱，通过消防模块箱的
风机控制二次线路对风机启停和状态监视，消防模块箱二次线路中消防控制优先，即
消防动作将BA控制部分切除；
当送风机发生故障时，程序可自动连锁停止送风机的运行每台风机都已经编制了时间
程序，可在要求的范围内自动进行启停控制，该时间段可在中央工作站进行修改；
通过软件进行时间的累计计量，启动次数、运行时间显示，并自动定期提示检修设备；
在工作站彩色图形显示、记录及打印各种参数、状态、报警、运行时间、趋势图、动
态流程图。
6.1.2排水系统
METASYS系统的监控功能如下：
对其运行进行监控；
监视其手动/自动控制状态；
监视其故障报警状态；
控制启停，包括远程控制和定时自动启停；
七、系统调试及检测
7.1系统调试、运行方案
系统调试是否顺利，对于整个系统是否正常运行起着决定性的作用。显然调试在
整个工程中是一个非常重要的环节。
7.1.1准备工作及调试条件
在系统调试必须具备以下条件：
设备机房必须有良好的照明和正确的电源；
当涉及与其他有关厂家机电设备接口时，厂家必须有人配合；
中心机房必须装修完整，清扫干净，并且有充足的照明和电源；
系统调试工具到位。
7.1.2调试时间
考虑本工程项目施工工期情况，我司在设备安装时即进行相应设备的现场单体调
试，利用平行施工的方法来保证工期。
7.1.3系统调试的实施步骤
单体设备调试：
线缆测试完毕，可进行单体设备如传感器、控制器等的通电、编码、性能调试等。
调试时，要观察设备受电情况、表针指示等，对运转不正常的设备应立即断电检查。
调试通过，做好调试记录，作为能开始系统调试的必备条件，部分可作为主要设备中间验收交付的依据。
系统集成调试：
在各单体设备调试完成的基础上，才能实现系统集成调试。系统集成阶段，系统均已开通运行，故必须明确系统的功能和相应的接口界面（包括技术数据接口、设备材料供应界面、操作使用界面等），明确工程公司、设备供应商的职责，工程接口界面今可能标准化、模块化、规范化。调试步骤为：中央监控设备－现场控制器－分区域端接好的终端设备－程序演示－开通。系统集成调试应按设计要求和计划进度逐项进行，做好调试记录，作为系统可以投入试运行的依据。
调试结果：
调试过程中所有技术参数和运行数据都分布分项记录归档，并提交业主。
7.2系统检验测试
BA系统的检测工作首先要根据工程设计文件和合同技术文件全面了解整个系统的功能和性能指标。被检测系统的业主与工程承包商需提供的主要文件有系统选型论证、系统规模容量、控制工艺说明、系统功能说明及性能指标、BA系统结构图、系统控制原理图、BA系统设备布置与布线图、与BA系统监控相关的动力配电箱电气原理图、现场设备安装图、DDC站与中央管理工作站＼操作员站的监控过程程序流程图、中央监控室设备布置图、BA系统供货合同及工程合同、BA系统施工质量检查记录、相关的工程设计变更单、BA系统运行记录。在此基础上，根据BA系统的验收标准，制定出一套合理的BA系统检测方案。
检测一般分为三个层次：中央监控站、子系统（DDC站）与现场设备（传感器、受送器、执行机构等）来进行功能检测。
7.2.1中央监控站的检测
中央管理工作站是否具有对所有监控点进行监视的功能，是否对部分控制点具有远程遥控功能。中央管理工作站是否采用汉化图形界面。以便于操作人员工作。中央管理工作站是否能实时记录各种运行状态信息、故障报警信息、各种统计数据，发生报警时有关系统的画面或数据能自动调出显示。中央管理工作站存储的历史数据时间
是否大于三个月。检测的项目如下：
在中央监控站上观察现场状态的变化，中央监控站屏幕上的状态数据是否不断被刷新及其响应时间；
通过中央监控站控制下属系统模拟输出量或数字输出量，观察现场执行机构或对象是否动作正确、有效及动作响应返回中央监控站的时间；
观察在中央监控站屏幕是否有报警故障数据人为在DDC站的输入侧制造故障时，登陆，并发出声响提示及其响应时间；
人为制造中央监控站失电，重新恢复送电后，中央监控站能否自动恢复全部监控管理功能；
检测中央监控站是否对进行操作的人员赋予操作权限，以确保BA系统的安全。
应从非法操作、越权操作的拒绝，给以证实；
人机界面是否汉化，由中央监控站屏幕以画面查询、控制设备状态、观察设备运防过程是否直观操作方便，以证实界面的友好性；
检测中央监控站是否具有设备组的状态自诊断功能；
检测中央监控站显示器和打印机是否能以报表图形及趋势图方式，提供所有或重要设备运行的时间、区域、编号和状态的信息；
检测系统是否提供可进行系统设计、应用、建立图形的软件工具；
与现场所测得对象参数是否与设计精度相检测中央监控站所设的控制对象参数，
符；
检测中央监控站显示各设备运行状态数据是否完整、准确。
7.2.2子系统的检测
子系统（DDC站）是一个可以独立运行的（下位机）计算机监控系统，对现场各种传感器、变送器的过程信号不断进行采集、计算、控制、报警等，通过通信网络传送到（上位机）中央监控站的数据库，供中央监控站进行实时显示、控制、报警、打印等。
检测子系统的项目如下：
人为制造中央监控站停机，观察系统（DDC站）能否正常工作；
人为制造子系统（DDC站）失电，重新恢复送电后，子系统能否自动恢复失电前
设置的运行状态；
人为制造子系统（DDC站）与中央监控站通信网络中断，现场设备是否保持正常的自动运行状态，且中央监控站是否有DDC站高线故障报警信号登录；
检测子系统（DDC站）时钟是否与中央监控站时钟保持同步，以实现中央监控站对各类子系统（DDC站）进行监控。
7.2.3现场设备的检测
根据系统设计监控要求，电信号分为模拟量和开关量。传感器、变送器是将各种物理量（温度、湿度、压差、流量、电动阀开度、液位、电压电流、功率、功率因数、运行状态等）转换成相应的电信号的装置。执行机构是根据DDC输出的控制信号进行工作的装置。现场设备的检测项目如下：
检查现场的传感器、变送器、执行机构、DDC箱安装是否规范、合理，便于维护； 检测中央监控站所显示的数据、状态是否与现场的读数、状态一致；
检测执行机构的动作或动作顺序是否与设计的工艺相符；
当参数超过允许范围时，是否产生报警信号；
在中央监控站控制下的执行机构动作是否正常。
工作条件测试:
系统电源供电质量：
电压波动不大于±10%；
频率变化不大于±1HZ；
波形失真度不大于20%。
系统的接地电阻：
联合接地系统不应大于1Ω；
专用接地系统不应大于4Ω。
现场设备安装质量检查
传感器：每种类型传感器抽检5%，小于10台时100%抽查。
执行器：每种类型执行器抽检5%，小于10台时100%抽查。
现场DDC站安装：抽检10%，小于10台时100%抽检。
7.2.4功能检测
BA系统对建筑设备的监控通常是按功能与区域完成的。因此，检测功能也是按区域进行的。以空调和公共照明区域为例。空调区域是人们工作、休息的场所，在BA系统的控制下，空调系统应保证提供舒适的室内温度和良好的空气品质。检测空调和公共照明区域的项目如下：
检测中央监控站对空调系统的控制是否能按时间表进行；
检测空调区域温度、湿度是否与中央监控站显示数据相符；
以达到节检测能否根据时间程序，
控制公共照明区域灯的开关和设置夜间照明，能的目的。
通过对以上三个层次和功能的检测，可以对BA系统的实时性、可靠性、安全性、易操作性、易维护性、设备的安装质量、控制精度作出综合评价，对存在的问题提出整改意见。通过整改使被检测的BA系统达到正常运行的功效。
冷热源系统
建筑设备监控系统对冷热源系统进行负荷调节、预定时间表自动启停与节能优化控制方式时，检测冷热源机房设备（冷热水机组、冷水泵、冷却水泵、冷却塔及电动阀门等）的联运控制、供回水压差或供水温度的自动控制。
建筑设备监控系统是否实现对冷热源机房设备进行运行参数、状态、故障等的监视、记录与报警，是否实现设备的运行指导与参数调整。
建筑设备监控系统是否对冷热源进行能源计量与统计，以满足物业管理的要求。
空调与通风系统
建筑设备监控对空调系统进行温湿度调节、预定时间表自动启停与节能优化控制方式时，检测空调机组设备（风机、风阀、水泵、加湿器及电动阀门等）的联动控制、送风温度或寅温湿度的自动控制、启停控制。
建筑设备监控系统是否实现对空调设备（风机、风阀、过滤器、水泵、加湿器、检测器、电动执行器及调节阀门等）进行运行参数、状态、故障等的监视、记录与报警，是否实现对寅与室外空气的温湿度与寅空气品质进行监视、记录与报警，是否实现室内空调设定参数的遥控调整。
建筑设备监控系统除提供基本的PID控制功能和顺序控制功能外，是否提供串级、
前馈、纯滞后时间补偿等控制功能，对空调系统是否实现以下控制内容：送风温湿度或回风温湿度的连续调节，根据室内外空气焓值作节能调节的运行，空调系统末端分区域启停等，以满足种类用户的要求。
建筑设备监控系统是否实现对建筑物内通风用送排风机的运行状态进行监视与遥控，局部重要区域（如停车库）是否能按空气环境要求自动控制送排风机启停。
建筑设备监控与主要设备间的数据通信接口
建筑设备监控系统是否与主要设备以数据通信接口方式相联。
主要设备系指变配电系统、电梯系统设备等，这些设备产品的控制器大多已采用计算机控制方式，并配有数据通信输出接口。当系统与主要设备以数据通信接口方式相联时，不仅减少了大量参量检测器的配置，而且掌握的主要设备运行状态大大多于传统方式、数据通信以双向方式传输时，还可以对主设备的工作参数进行调整。
中央管理工作站与操作员工作站功能测试
中央管理工作站的人机接口界面应符合友好、汉化、图形化要求，图形切换流程清楚易懂，便于操作。原则上值班人员的操作不采用键盘。画面切换的响应时间最大不大于5秒，平均值不大于3.5秒。
中央管理工作站日报表、月报表打印功能。
中央管理工作站的参数显示除图形显示外，不应具备曲线显示、直方图显示、颜色显示等方式。
中央管理工作站的故障事件记录文件的记录及打印功能，事件顺序时间分辩率应不大于1秒，单一故障发生时，故障画面的报警响应时间不大于5秒。多个故障（5个以上）发生时，故障画面的报警响应时间不大于30秒。
中央管理工作站的远动控制功能测试：主要控制设备100%测试，一般控制设备10%抽测。主要测定远动控制的有效、正确性和响应时间。控制命令发出后，在现场开始执行的时间滞后应30小于秒。
中央管理工作站的统计功能检验：计量数据、运行数据、种类报警信号等可按平均值、极限值、累计值、预报值等各种方式统计。
计算机在操作系统控制下，撤除或投入外围设备时，不应出错或产生干扰；切断系统电网电源转为UPS供电试验，在此过程中系统数据不应丢失；
计算机系统抗干扰能力测试；
操作权限的测试。
DDC功能测试
模拟量信号的检测精度测试，显示值与实际值的相对误差不大于5%。
模拟量及开关量的接入率及完好率测试与统计对设备状态作监视的模拟量与开关量按照总数的10%进行抽测。对未接入有不完好的模拟量和开关量要进行分析和改进。对于不符合“完好”要求和无法接入的模拟量和开关量，应分别列表说明各点存在的问题和措施。
主要控制回路100%测试，一般控制回路10%测试。主要测定控制回路有效性、正确性和稳定性。测试核对电动执行机构与电动调节阀在20%、50%与80%的行程处对控制指令的一致性与响应速度，控制效果应满足合同技术文件与控制工艺对功能要求。
实时性能测试：巡检速度、开关信号和报警信号的反应速度应满足合同技术文件与设备工艺性能指标的要求（抽检10%，小于10台时全部抽检）。
插件带电插拔时，应能正常工作。
DDC抗干扰能力测试
维护人员通过任一DDC接口进行在线编程和修改；
网络通讯中断的报警功能；
自治能力和自治水平（网络通讯线路局部开路时自动恢复重组通信等）。
建筑设备监控系统其他功能的检验
1）网络和数据库的标准化；
2）系统的冗余配置情况；
3）系统可扩充性I/O口有10%～15%备用量，机柜留有10%的卡件安装空间和10%的备用接线端子；
4）节能功能评价
空调设备的启停控制、冷热源能量自动调节、照明设备自动控制、水泵台数与转速控制、VAV空调系统控制等。
7.3技术培训建议
江森自控对客户提供系统的技术培训，由专业技术人员对客户操作管理人员进行系统培训，使贵方的操作培训人员熟悉和掌握日常操作和维护保养工作。
在工程后期，我们将成立专门的培训小组，对操作管理人员进基础培训，在基础培训结束后到现场进行实地考察与操作，以便进一步了解与掌握各子系统，直到系统操作人员能进行正常的操作、维护为止，我方撤出现场。
培训方法
培训内容的安排
培训课程的安排和管理
检查训练的适当程度和学员达到的熟练程度证明学员的熟练程度
培训名额
培训高级管理人员3名，一般操作人员5名。
培训计划
提交一份包括培训方法、学员的预备知识、课程持续时间、班级大小、建议使用的设备和课程时间表在内的详细计划。
培训计划与设备的安装是同步的，使受培训的人员可以在培训后进行实际操作。
培训形式
1)课堂培训
楼控系统集成所有界面为先进的中文图形界面，不具备经验的人员也可在短期内掌握。
培训内容如下:
序 | 内 容 |
自 | 自控系统原理 |
制 | 阀门、传感器等） 系统操作界面使用介绍 |
2)现场培训
从现场调试开始,安排业主操作人员及管理人员与江森公司的安全管理系统工程师一起进行系统调试工作,通过实践,使有关人员在课堂培训的基础上,全面了解系统结构,系统配置,软件调整,运行维护的全面指示。
在编写系统程序时,安排业主工程师与江森公司的智能楼宇管理系统工程师一起工作,使其具备软件调试,合理修改的能力。
同时,在系统验收后,提供完整的系统操作手册,系统维护手册,指导操作人员和管理人员进行系统运行实施。
培训效果
1)一般操作人员：
熟悉系统结构，了解系统软件知识。
熟识系统的设备，了解系统硬件构成。
能熟练地操作系统。
能修改操作人员级别范围内的设定值。
能对系统进行简单维护。
2)高级管理人员：
具备一般操作人员所具有的技能。
能修改高级别密码的系统的设定值。
能了解高级别密码的系统现状及历史资料。
能方便灵活地修改系统设置，并进行软件编程、修改图形、扩充被控设备的内容等。
确切培训人数、时间与内容应根据工程需要按合同规定执行。