江森楼宇自控系统技术介绍
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江森自控及楼控业务介绍-20110915
Johnson Controls
33
NAE网络控制引擎特点
Johnson Controls
34
NAE网络控制引擎特点
Johnson Controls
35
NCE网络控制引擎特点
NCE 25
� 与NAE35/45类似的硬件结构 � 基于Web结构，内置用户界面，可通过
IE直接多用户访问。（最多2用户） � 内置一个33点I/O现场控制器（BACnet
� 全球最大的暖通空调及冷冻设备 （HVAC&R） 服务供应商
� 全球最大的5家火灾报警系统提供商之一 � 全球最大的10家消防和安全系统经营企业之
一 � 拥有世界上最大的设施性能数据库 � 管理着超过12亿平方米的建筑设施 � 拥有超过120年的建筑设施系统经验 � 拥有40年的设备管理经验
Johnson Controls
Johnsቤተ መጻሕፍቲ ባይዱn Controls
22
BAS的节能控制效果
�对冷冻泵循环系统、冷却泵循环系统、冷却塔风机系统等设备实施 变频控制后的基本节能效果为35%～55%
�BAS可以大大提高温湿度控制精度。一般来说，运用 BAS监控与常规 空调控制相比，在提高控制精度方面，可以节省 20％左右的冷量
�变风量空调控制可减少空调负荷15%～30%，针对工作时间和非工作 时间，以及环境中人员热源的多少，自动调整控制的设定值，实现 最佳节能控制
FEC控制 器
Johnson Controls
IOM扩展模块
VMA一体化控制器 FCU联网温控器
38
FEC现场控制器简介
FEC硬件及特点
�BACnet MS/TP现场控制器 �包含FEC控制器、IOM扩展模块 �部分型号提供本地LCD显示及监控 �现场接线方便 �状态指示灯（电源、故障、SA、FC、EOL） �通用输入输出点 �蓝牙无线调试功能 �可选的无线通讯组件
江森楼宇自控系统简介剖析课件
施耐德楼宇自控系 统
施耐德电气是全球能效管理领 域的领导者，其楼宇自控系统 以高效、可靠、灵活著称，为 各类建筑提供智能、节能的解 决方案。
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《楼宇自控系统在智能建 筑中的应用与发展》
该论文详细阐述了楼宇自控系统在智能建筑 中的应用场景、优势以及发展趋势，对于了 解该领域的技术发展具有很高的参考价值。
江森楼宇自控系统硬件设备
传感器
温度传感器
实时监测和调节楼宇内的温度，确保舒适的 室内环境。
光照传感器
测量室内光照强度，配合窗帘或百叶窗自动 调节阳光摄入量。
湿度传感器
监测室内湿度，防止过湿或过于干燥的空气 对居住者造成不适。
空气质量传感器
监测室内空气质量，及时发现并处理异味、 烟雾等不良气体。
控制器
特点
江森楼宇自控系统具有高度集成性、灵活性、可靠性以及可扩展性，能够实现楼宇设备的远程监控、数据采集、 设备联动以及节能控制等功能。
系统组成与架构
系统组成
江森楼宇自控系统主要由传感器、执行器、控制器、通讯网络等组成，实现对 楼宇设备的实时监控与控制。
系统架构
江森楼宇自控系统采用分布式架构，按功能分为中央管理层、网络通信层和设 备控制层。中央管理层负责全局监控，网络通信层负责数据传输，设备控制层 负责设备控制。
江森楼宇自控系统的发展历程
初始阶段
早期的江森楼宇自控系统主要关注设备的独立控制，尚未形成完整 的体系。
发展阶段
随着技术的发展，江森楼宇自控系统逐步实现了设备的集中监控和 远程管理。
成熟阶段
目前，江森楼宇自控系统已经发展成为集成了设备管理、远程监控、 数据分析、节能控制等多种功能的综合性管理系统。
Metasys BAS
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江森自控 —全球首选品牌
全球标志性项目
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江森自控 —全球首选品牌 上海环球金融中心 台北101大楼 吉隆坡双子塔 澳门威尼斯人酒店 广州大学城
印度德里ITC 绿色中心
悉尼歌剧院
北京世纪财富中心
亚洲标志性项目（ 亚洲标志性项目（二）
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江森自控 —全球首选品牌
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江森楼宇自控系统结构介绍
北京东方广场
Shanghai Mori Building 上海环球金融中心
深圳华为科研中心
10
LOGO的变更
↗
11
楼宇自控的目标
• 实现楼宇内各机电设备的自动控制 • 降低大厦的运营成本、能源成本 • 延长机电设备的使用寿命，提高大楼安全性
12
楼宇自控的组成
• • • • •
现场设备 独立控制 系统网络 软件平台 数据集成
29
系统网络
30
楼宇自控的组成
• • • • •
现场设备 独立控制 系统网络 软件平台 数据集成
31
软件平台
• • • • • • •
完成与现场网络的通讯，收集所有的现场数据 在网络上发布动态图形和易于使用的人机界面 管理并发送各种报警、告警信息至打印机或eMail 转化现场数据容易理解的曲线或分析图等 记录历史数据，协助用户维护设备 提供能源管理手段 与其他系统共享数据
数字输入 隔离电路 CPU 处 理器 模拟输入 A/D转换 A/D转换 模拟输出 隔离电路 数字输出
传感器
物理量变化
执行机构
17
独立控制
温度回路
温度设定值
控制算法
服务区域 实际温度
室内或风道 温度传感器
水阀开度
送风温度
18
独立控制
湿度回路
湿度设定值
控制算法
服务区域 实际湿度
室内或风道 湿度变送器
压力 — 开关通用控制器 /传感器；空气 — /制冷站 液体； / HVAC
空气处理机 冷水机组
阀门 — 球阀通讯总线 /柱塞阀/蝶阀；黄铜 /青铜/铸铁 / — N2 / LonWorks / BACnet 不锈钢；两通/三通； 驱动器 — 水阀/风阀；开关/调节；
江森楼宇自控自控介绍
–消防预警安全审计 –安全系统数字化
24
为客户解决问题
• 能源成本
–能源管理 –可持续性 –技术演进 –基础设施改造 –延长维护周期 –不动产管理 –设施利用率问题 –法律规范
25
设施效益业务概况 优化设施使用寿命周期的各个阶段
设施使用寿命周期
计划 / 评估 购买 / 优化 设计 / 建造 运营 / 维护
建筑设施效益 127亿美元 我们是适合任何楼宇环境的一站式楼宇 解决方案全球领导者，我们致力于为所 有楼宇增加能源效益以及运营绩效。
动力解决方案 43亿美元 全球最大的铅酸汽车蓄电池生产商，并 且继续开发混合动力汽车使用的先进化 学电池，推行行业的不断发展。近80% 的电池销往零部件市场，另外20%则为 其他品牌汽车制造商制造。
– 超过1,300家分支机构 – 员工超过140,000名 – 业务遍及125个国家
2
江森自控
江森自控是创造智能环境的全球领导者， 将创造力融入人们的生活、工作和出行中。
一个全球化年销售额346亿美元的多元化跨行业的公司
专业汽车内饰 175亿美元 我们是面向全球各大汽车制造商的市场 领导者，为轻型轿车和卡车，提供创新 的座椅系统、顶饰系统、驾舱车门系统 、仪表盘、汽车电子产品和电子能源管 理系统。
我们的环境保护行动意味着缩减： 12.1亿吨CO2 440万吨NO 720万吨SO2 129,000吨颗粒物(PM10) 34.6吨汞 57.6吨镉 3.2吨铅排放 相当于栽种38亿棵树或消除2.5亿辆中等排量轿车的尾气污染
13
可持续性发展是我们的事业
美国环境保护署曾两次 总能源节省量预测 (1990年至2000年) (1999年和2001年) 表彰江 1. 节约能源成本 167亿美元 森自控，并授予“年度能源 2. 节约电力1.66亿兆瓦时 之星®”的最高奖励，至今 3. 降低电力负荷2,511兆瓦 (相当于新建6个400兆瓦的电厂) 还没有第二家公司获此殊 4. 少排放2.17亿吨CO2 (相当于栽种6.5亿棵树或者消除4200万 荣。 辆中等排量轿车的尾气污染)
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为客户解决问题
• 能源成本
–能源管理 –可持续性 –技术演进 –基础设施改造 –延长维护周期 –不动产管理 –设施利用率问题 –法律规范
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设施效益业务概况 优化设施使用寿命周期的各个阶段
设施使用寿命周期
计划 / 评估 购买 / 优化 设计 / 建造 运营 / 维护
建筑设施效益 127亿美元 我们是适合任何楼宇环境的一站式楼宇 解决方案全球领导者，我们致力于为所 有楼宇增加能源效益以及运营绩效。
动力解决方案 43亿美元 全球最大的铅酸汽车蓄电池生产商，并 且继续开发混合动力汽车使用的先进化 学电池，推行行业的不断发展。近80% 的电池销往零部件市场，另外20%则为 其他品牌汽车制造商制造。
– 超过1,300家分支机构 – 员工超过140,000名 – 业务遍及125个国家
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江森自控
江森自控是创造智能环境的全球领导者， 将创造力融入人们的生活、工作和出行中。
一个全球化年销售额346亿美元的多元化跨行业的公司
专业汽车内饰 175亿美元 我们是面向全球各大汽车制造商的市场 领导者，为轻型轿车和卡车，提供创新 的座椅系统、顶饰系统、驾舱车门系统 、仪表盘、汽车电子产品和电子能源管 理系统。
我们的环境保护行动意味着缩减： 12.1亿吨CO2 440万吨NO 720万吨SO2 129,000吨颗粒物(PM10) 34.6吨汞 57.6吨镉 3.2吨铅排放 相当于栽种38亿棵树或消除2.5亿辆中等排量轿车的尾气污染
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可持续性发展是我们的事业
美国环境保护署曾两次 总能源节省量预测 (1990年至2000年) (1999年和2001年) 表彰江 1. 节约能源成本 167亿美元 森自控，并授予“年度能源 2. 节约电力1.66亿兆瓦时 之星®”的最高奖励，至今 3. 降低电力负荷2,511兆瓦 (相当于新建6个400兆瓦的电厂) 还没有第二家公司获此殊 4. 少排放2.17亿吨CO2 (相当于栽种6.5亿棵树或者消除4200万 荣。 辆中等排量轿车的尾气污染)
江森楼宇自控系统介绍
安全的用户访问
灵活的系统浏览和动态用户图形 报警和事件管理
站点管理员功能
趋势数据长期存储
用户管理操作站
用户管理操作站具有如下特点： 通过标准 Web 浏览器向 PC 平台上传数据 本地或远程（调制解调器）登录系统
是数据管理服务器 的 Web 客户端
系统软件和数据的存储服务器 不再需要为每台操作站安装软件
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高、低压母联开关状态；
变压器温度报警信号； 柴油发电机启停状态； 柴油发电机供电电压、电流、功率因数、电量和油箱 液位； 高、低压母联开关状态。
网络控制引擎
32位300M
Geode GX1 MMX处理器 及内置128MB EPROM Windows XP系统
内置Microsoft
256MB非易失性固态闪存，用于Βιβλιοθήκη 储所有的程序和数据ADS操作站
用户操作站
用户操作站
Ethernet,100Mbps
NAE 网络 控制引擎 N2 BUS NAE 网络 控制引擎 lontalk NAE 网络 控制引擎 MS/TP
DX-9100
FX15
FEC2611
RS485
Lonworks/N2
BACnet
Metasys 系统结构
• BACnet 网络
楼宇自控技术方案-江森自控
建筑设备管理系统1.1系统概述在提倡建设节约型社会的今天，本项目作为酒店项目，能源与设施的管理工作尤为重要，无论对自身运营还是社会效益都有着重大的意义。
在这样规模的建筑中，需要大量的机电设施协同运转才能为建筑物内的工作人员提供舒适的空间环境，这也是我们楼宇自控系统的建设目标。
另外，为实现整个建筑设施管理的现代化，和最佳的节能需求，我方在设计楼宇自控系统时，充分考虑了全年不间断地运行需求、电磁环境的影响、山东地区气候等特点，以及系统兼容性等问题。
系统工程的设计和实施，以长期的经营需求为主，充分满足遵循国内国外的相关规范与标准。
1.1.1BA系统的必要性1）智能建筑能耗分析2）系统功能■ 实现楼宇内各机电设备的自动控制-由于负载的变化，是随人员多少、设备开关、室外冷热程度及时段特性而异，人工管理无法适应如此及时、繁琐的调整，而自动控制系统可自动完成；■ 降低大厦的运营成本、能源成本-降低大厦的运行费用，可节约电费30%左右；■ 延长机电设备的使用寿命，提高大楼安全性-延长设备的使用寿命20%；■ 控制大楼内空气温湿度，达到需要的、适宜的办公、餐饮、休闲环境；■ 减少设备维护、维修费用及管理人员的开支。
1.1.2产品选择我们本着确保系统整体的安全性和可靠性，并在一定时期内保持技术的先进性，认真的研读了各类图纸与文件的需求，并对该项目的建筑布局及形态进行了仔细的研究，最终选用了江森自控的系统架构。
1）江森自控■ 是一线产品，80~90%的项目都会选择一线品牌；■ 产品稳定，调试风险小；■ 产品寿命长；■ 产品体系全，可以提供全套产品，没有兼容性风险；■ 江森是世界上唯一一家同时生产暖通空调设备和楼宇自控设备的生产厂家，因此江森自控对新风机组及空调机组的控制原理和方法具有针对性，对于空调设备与楼宇自控设备的融合控制优于其他厂家，其控制理念和逻辑算法代表了世界最前沿的技术。
2）系统特点■ 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。
楼宇自控技术方案-江森自控
楼宇自控技术方案-江森自控随着智能建筑技术的发展，楼宇自控技术也越来越成为建筑物自动化的一个重要组成部分。
江森自控是一个专注于楼宇自控技术研发和应用的专业公司，其自控系统方案采用了一系列的技术和设备，包括传感技术、控制技术、通信技术、软件技术等。
1. 智能化控制系统江森自控的控制系统采用智能化控制技术，通过物联网技术将各个部分的控制设备联接在一起，从而实现对整个建筑的智能化控制。
该系统采用了先进的计算机控制技术，通过软件控制整个系统，实现对楼宇内各个设备的监测和控制。
2. 传感技术江森自控的自控系统采用了多种传感技术，包括温度、湿度、光照强度、二氧化碳、烟雾、水位等传感器，通过这些传感器对楼宇内的各种数据进行实时监测和采集。
这些传感器安装在不同的地方，可以对楼宇内的各种情况进行全面的感知。
3. 能源管理系统能源管理是一个楼宇自控系统中非常重要的一部分。
江森自控的自控系统采用了先进的能源管理技术，通过对楼宇内各个能耗设备的监测和控制，实现对楼宇的能源消耗的最优化管理。
该系统不仅可以实现能源的高效利用，还可以通过对能源消耗的监测和分析，进行节能措施的制定和应用。
4. 客户化解决方案江森自控的自控系统方案可以根据客户的实际需求进行定制，针对不同的建筑物和不同的应用场景，提供最优化的自控方案。
其专业的技术团队可以根据客户的具体需求，提出相应的自控系统方案，并进行实施和调试，从而确保系统能够完美地满足客户的实际需求。
综上所述，江森自控的楼宇自控技术方案具有先进的技术手段和优秀的技术团队，能够实现楼宇内的智能化控制，并实现能源的高效利用。
同时，其还可以根据客户的不同需求提供定制化的自控方案，为客户提供更加完美的自控服务。
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2.9 照明系统
（1）系统组成
（2）控制原理
①监控点设置
②监控功能
走廊照明 节日照明 障碍照明
3. 监控设备
系统结构 控制器 现场设备
3.1监控系统结构
星形（Star） 自由拓扑（Free） 总线（Bus） 环形（Ring)
3.1监控系统结构
不同类型 JOHNSON Metasys,Metasys Extended Architecture Honeywell Excel 5000,EBI Siemens Apogee S600 ALC WebCTRL TAC Vista Andover公司：Continuum KMC公司：KMDigital
VMA 1200
FTT 10 LonWorks总线
x XX 250
Y
D XT
FX15 RCM
FX05 MD20
3.1监控系统结构-Honeywell
Excel 5000系统（无网络控制器）
XBS，Excel CARE，Excel Live，E-Vison
3.1监控系统结构-Honeywell
Excel 5000系统控制器 •XL500（128点） •XL100（12UO，12UI，12DI） •XL50（8AI，4AO，4DI，6DO） •XL10 (空调末端控制器,如FCU,VAV Box等) •Excel Smart I/O（10种规格，12点，14 点）
3.1监控系统结构-Johnson Controls
Metasys 结构(NCM+PMI 或 +M5)
N1 LAN
IFC-3030 带BACnet 网卡 NCU
List
JNCA
VMA
Access Control
Lighting Control
IFC-3030
UNT
UNT
N2
VMA AHU TEC
2.3全空气系统-变风量系统 (AHU+VAV Box)
2.3.5变风量系统的控制 室温 送风量 新风量 送风温度 送回风量匹配
2.3全空气系统-变风量系统 (AHU+VAV Box)
2.3.5.2 VAV Box的分类 节流型和旁通型 压力无关型与压力有关型 带风机与不带风机型
（3）新风量控制：根据新风量，控制新回风阀 （4）送风量匹配
• 用同一静压控制器控制送回风机 • 分别测送回风量，送>回
2.4冷源系统
（1）系统组成-方案1(泵,冷冻机,冷却塔分别并联运行)
2.4冷源系统
（1）系统组成-方案2(泵,冷冻机,冷却塔串联运行)
2.4冷源系统
（2）控制原理
①监控点设置：水系统，压差旁通 ②监控功能
（4）PAU控制原理 ①监控点设置 ②监控功能
送风温度与送风相对湿度控制 风机控制 新风门控制 防冻保护控制 报警功能 监测、显示与打印
2.1新风系统(PAU+FCU)
优点： ·与全空气定风量系统相比，可节省空间，从而可满足建筑 层高所限的要求 ·各房间或区域能单独调节控制，房间无人时可关掉机组， 不 影响其它房间的使用 ·节省运行费用，运行费用与全空气定风量系统相比约低 20%~30%，而综合投资费用大体相同。 缺点： ·新风量固定，为满足卫生标准的最小新风量 ·过渡季不能充分利用室外新风冷源，达到节能
组成 特点 PAU+FCU,CAV、VAV系统比较 分类 控制
2.3全空气系统-变风量系统 (AHU+VAV Box)
2.3.1 系统组成
VAV Box
2.3全空气系统-变风量系统 (AHU+VAV Box)
2.3.2 特点 节能 满足不同房间不同温度控制的要求 适应空间变更的要求
空气处理系统 (AHU,PAU,VAV) 送排风系统 给排水系统 电梯系统
冷源系统 热源系统 供配电系统 照明系统
1.4节能
1.4.1智能建筑的能耗
宾馆
空调系统 照明系统 （含办公） 办公及生活设备 40-50% 10-20% 4-9%
办公楼
35% 47%
1.4节能
1.4.2节能控制
DDC 控制器
DDC 控制器与其它子系统被连网至 网络控制器(Supervisory Controller). 网络控制器提供监控和管理功能.
其它的子系统 冷冻机 消防报警
1.2 BAS系统组成
通讯网络-网络控制器
承担 BAS 功能 储存归档数据 全局化策略
1.2 BAS系统组成
监控中心 网络 控制器 DDC 控制器
现场设备 通讯网络(网络控制器和DDC控制器) 监控中心
1.2 BAS系统组成
现场设备
传感器、变送器:
将物理信号转换成电信号输入给控制器
电动风阀执行器 阀门及电动执行器 开关： 水流开关、风压差开关、风流开关、 防冻开关
1.2 BAS系统组成
通讯网络-DDC控制器
DDC 控制器
N2
Metastat
DX-9100
TMZ
DT-9100
3.1监控系统结构-Johnson Controls
Metasys 结构(N30+M3)
N30
N30
VMA UNT UNT
VMA
N2
AHU
N2
AHU
DX-9100
DX-9100
3.1监控系统结构-Johnson Controls
Metasys 扩展结构(MEA)
DI：数字量输入 状态 报警 DO：数字量输出 启/停 开/关 AI：模拟量输入 温度 湿度 压力 流量 AO：模拟量输出 阀门控制 风阀阀位控制 变频调速器
DDC 控制器
网络控制器 和 PC机 在同一个LAN. PC提供图形化用户界面和 数据归档.
网络 控制器
其它的子系统 冷冻机 消防报警
1.3监控范围
•风量控制方法 定静压控制 变静压设定值控制 变静压控制 •静压点的选择： 稳定性 调节能力 节能
2.3全空气系统-变风量系统 (AHU+VAV Box)
2.3.5.3变风量机组(AHU)的控制
（2）送风温度控制：定温与变温
变设定值：保证室温不失控，节能
• 负荷↘→VAV Box位于Vmin→↗送风温度 • 依据：各室温度状态，风阀位置，回风温度等。
IBMS系统网络结构图
IBMS Server 中央设施集成 管理系统服务器
大厦高速主干网 100Mbps BMS Server 楼宇管理 系统服务器 楼宇管理系统局域网 Ethernet TCP/IP
Internet WEB Server 大厦广域网 服务器
多媒体信息查询 系统局域网LAN
HMS Server 酒店管理系统 服务器 酒店管理系统局域网LAN
2.3全空气系统-变风量系统 (AHU+VAV Box)
室温传感器判断所需冷气量 压差传感器测量实际的冷气量 驱动器按需求控制冷气量
2.3全空气系统-变风量系统 (AHU+VAV Box)
2.3.5.3变风量机组(AHU)的控制
2.3全空气系统-变风量系统 (AHU+VAV Box)
2.3.5.3变风量机组(AHU)的控制 （1）风量控制-送风机根据末端负荷变速 运行
楼宇自控 消防系统 出入口控 闭路监视 车库管理 系统BAS 操作站 制系统操 系统操作 系统操作 站 站 操作站 作站
电梯前厅 大堂触摸屏 触摸屏 工作站 工作站
酒店门锁 酒店管理 酒店管理 商场管理 系统工作 系统前台 系统后台 系统工作站 工作站 站 工作站 程控交换机 计费终端
1.2 BAS系统组成
1.6湿空气参数及焓湿度
温度t 含湿量d 焓值i，i=(1.01+1.84d)t+2500d kJ/kg干空气
2 控制原理
新风系统(PAU+FCU) 全空气系统 (定风量和变风量) 送排风系统 生活水系统 污水系统
冷源系统 热源系统 供配电系统 照明系统 补水系统
2.3全空气系统-变风量系统 (AHU+VAV Box)
2.3.5.2 VAV Box的分类
2.3.5.1 VAV Box控制-室温控制
2.3全空气系统-变风量系统 (AHU+VAV Box)
变风量末端装置控制原理图 a. 单风道基本型； b. 串联式风机动力型（带再热）
2.3.5.1 VAV Box控制-室温控制
Metasys 用户界面
ADS Servers
TCP/IP
N2
N2
NAE(Network Automation Engine)
LON
NIE(Network Integration Engine)
3.1监控系统结构-Johnson Controls
VE800系统
VMA1200
第三方 LonMark设备 VE800 操作站 FX16 打印机
2.7 给、排水系统
（1）系统组成
（2）控制原理
①监控点设置：
②监控功能
当水池(或污水坑)水位高于超高液位时系统报警；
控制水泵启停，监测运行状态; 监测水泵故障报警;
2.8 高、低压变配电系统
（1）系统组成
（2）控制原理
①监控点设置
②监控功能
高压、低压进线开关和母联开关状态的监测； 进线电流监测； 进线电压监测； 频率监测； 有功功率监测；