Metasys楼宇管理系统

METASYS system--A perfect building management system
■美江森自控系统设备(深圳)有限公司

摘要：继上期介绍METASYS系统的功能特点，本期主要讲述了METASYS系统的结构及操作原理，并详细的介绍了其硬件说明。
Abstract: Continuing the last issue to introduce the functional characteristics of METASYS system, this issue tells about the structure and operating principle of METASYS system and introduces the description of its hardware in detail.
??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 CONTROLS的Metasys系统的系统结构示意图如下：
??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。
??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郭，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，加快了大量讯息之速度。
??双重Lon Works N2总线之运作是由在Lon 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，我们对操作站的介而，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（OLE for process Control）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 Controls工作站内的图形，或是其它浒的图形格式，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PLC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LED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。