楼宇自动化实验报告内容.docx
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1、目录第一局部THPGP-I型楼宇供配电及照明系统介绍2概述2第一章楼宇供配电及照明控制局部控制屏)3第二章THPGP-I型照明系统演示柜5第三章THPGP-I型上位机工程软件的安装与使用5第二局部实验的根本要求与平安操作规程8第一章实验的根本要求8第二章平安操作规程10第三局部THPGP-I实验内容11第一章供配电子系统实验11实验一智慧建筑的供电运行方式实验11实验二典型楼层配电运行方式实验12实验三供配电系统中运行线路状态的现场监测和控制实验13实验四备自投联动控制实验14实验五双电源自动切换控制实验16实验六应急电源自动投入和退出运行控制实验18实验七功率因子补偿实验19实验八与消防自动
2、报警系统的联动实验20实验九供配电监控系统运行调度实验21第二章照明子系统实验22实验一常用照明开关特性实验22实验二楼宇普通照明配电方式实验23实验三应急照明配电方式实验25实验四时间表控制模式下的照明控制实验26实验五情景切换控制模式下的照明控制实验27实验六远程强制控制模式下的照明控制实验28实验七动态控制模式下的照明控制实验29实验八照明系统与消防系统联动实验31实验九照明监控系统运行调度实验32第三章建筑设备监控系统实验32实验一照明子系统和供配电子系统联合监控实验32实验二与其它建筑设备子系统的联合监控运行扩展实验33第四局部附录33附录一JKL5CF智能无功补偿控制器使用说明书3
3、3附录二THPlL-I型智能调光装置使用说明35第一局部THPGP型楼宇供配电及照明系统介绍概述在智能建筑的组成结构中,建筑设备自动化系统BAS是智能建筑存在的根底。楼宇设备自动化系统(BUildingAUtomatiOnSyStem)又称为建筑设备监控系统。其主要设备是采用中心监控室的计算机对整个高层建筑物内多而分散的建筑设备实行测量、监视和自动控制。对楼宇内众多的暖通、空调、供配电、照明、给排水、消防、电梯、停车场中的大量机电设备进行有条不紊的综合协调,科学地运行管理及维护保养工作,它为所有机电设备提供了平安、可靠、节能、长寿命运行可信赖的保证,能实现供配电系统、空调系统、给排水系统、电梯
4、等之间的信息互通,从而节省整个楼宇内部设备运行的人力,节省能源消耗,,同时还可在主控室内随时掌握设备的状态及运行情况、能量的消耗及各种参数的变化情况,并满足管理者的需要。供配电系统是智能建筑的心脏,是大厦的动力系统。近年来,智慧建筑在国内外不断兴建,成为现代化城市的重要标志。各种先进技术与智慧化设备的不断应用和开展,给智慧建筑供配电提出了许多新的要求,供配电的可靠性、平安性,摆到了更为重要的位置,同时也给建筑电气的设计技术提出了新的研究课题。智慧建筑与一般建筑相比,对电气设备的要求有所不同,有其自身的特点,具体如下:1 .用电设备多;2 .用电量大:3 .供电可靠性要求高;4 .电气系统复杂;
5、5 .电气线路多;6 .电气用房多:7 .自动化程度高。现代建筑中的照明不仅要求能为人们的工作、学习生活提供良好的视觉条件,而且要能利用灯具造型和光色协调营造出具有一定风格和美感的室内环境,以满足人们的心理和生理要求。然而,一个真正设计合理的现代照明系统,除能满足以上条件外,还必须做到充分利用和节约能源。随着现代办公大楼巨型化,工作时间弹性化,人类物质文化多样化和人口老龄化,需要营造快乐、便捷、平安、高效的照明环境和气氛,从而促进了照明控制系统向高效节能和智慧化的方向开展。作为智能楼宇重要组成局部的照明系统,面对不断开展的需要,要求照明系统智能化,具备场景模式等复杂功能,便于控制和监督,并能与
6、安防、三表等系统集成,微电子技术、网络通信技术的纵深开展,照明控制技术面临革命性的变革,变革所呈现的三大趋势是:1)电子化-电子元器件替代传统的机械式开关。2)网络化-一网络通信技术成为智能照明系统的技术平台3)集成化-系统集成技术平台使照明、安防、上网成为一个整体解决方案。THPGP-I型楼宇供配电及照明系统实验装置”满足了智能建筑供配电和照明系统的根本要求,它是一种模拟智能建筑中现场供配电系统线路结构以及照明控制系统的实验装置。一次系统包括:楼宇供配电局部、楼层照明配电线路和照明场景模拟局部。控制系统包括:备自投控制、无功补偿控制、双电源供电负荷运行线路控制和照明系统综合控制。同时配备TH
7、PGP-1型上位机软件”,可实现远方监控供配电和照明系统,同时方便组建楼宇自控系统。第一章楼宇供配电及照明控制局部(控制屏)控制屏包括以下6个局部:1、电源控制局部:由以下两个局部组成:进线电源:在控制屏左侧有一个塑壳断路器(额定电流40A),控制楼宇供电线路总电流的通断。操作电源:在控制屏左侧有一个单相电源(额定电流10A,带漏电保护器),控制各电量变送器、DDC控制器以及二次局部控制回路电源。2、楼宇供配电局部:各路高压电源进线采用市电400V模拟,进线方式为:两路外部电源进线,并配有自备电源系统。出线母线方式:单母分段。配电母线为单母分段形式,楼宇负荷以建筑设备系统来区分,包括7个局部:
8、照明系统、动力系统、空调系统、给排水系统、消防与平安防范系统、通信及有线电视系统和电梯系统,其中照明系统包括正常照明系统和应急照明系统两局部。根据各负荷的供电要求以及负荷类型特点,负荷线路设置如下图断路器的分、合闸通过操作QFlQF4选择开关(带自复位功能),旋至合闸,红灯亮,线路接通;旋至分闸,绿灯亮,线路断开。通过母线下方的电压表可监测1#、2#母线电压,调节电压表下方的选择开关,可实现线电压显示值和相电压显示值之间的切换。线路通断采用ABB微型断路器控制。该设备主要特点是:在主通断触点左边增加了两个辅助单元:分励脱扣器(220V动作跳闸脱扣)和辅助触点(INC.1NO),前者用于消防联动
9、时跳开非重要负荷,后者用于上位机监测断路器分、合闸状态。每一回路负荷出线上都有一个光字牌指示器,当此回路断路器合闸后,并且线路上有电那么该光字牌亮。3、楼宇照明控制局部:楼宇照明控制局部由楼层配电线路以及照明场景控制开关组成,楼层照明配电模拟典型楼层配电形式,照明控制开关包括以下几类:1)传统照明控制方式:手动开关组件(单极开关、双路开关)、手动调节组件(调光开关)。2)智能照明控制方式:触摸延时开关、人体感应开关、声控延时开关、遥控开关、THPIL-I智慧调光控制器。3)自动照明控制方式:上位机远动控制各楼层配电箱以及公共照明的通断,下位机采用DDC控制器。图1-1-14、控制系统局部:包括
10、备自投控制、低压无功补偿控制、应急照明双电源自动切换接线区备自投控制:在实验屏左下方,有“备用方式”和“明备用线路选择”两个选择开关,可针对电源进线故障时,完成自动投入备用线路控制。无功补偿控制:在实验屏正下方,装有JKL5CF智能无功补偿装置,通过选择开关切换,可选择两种补偿方式:微机自动补偿和手动补偿。应急照明双电源自动切换接线区:根据楼宇负荷等级要求,以下四类负荷需要双电源供电(即从两条母线取电):消防与平安防范系统、通信及有线电视系统、电梯系统和应急照明。在某一时刻,在配电母线始端有两路电源给这几类负荷供电,负荷端那么需要选择从某一路电源用电,因此需要设置双电源切换控制线路。在本装置上
11、应急照明末端取电线路需要接线,才能完成自动切换控制;其它几类内部负荷,内部接线己经完成,可完成自动切换控制,即哪路电源先得电,就先从该路电源取电。运行线路故障设置:按下短路设置按钮,模拟线路对应点发生故障时,保护组件动作情况。5、通信接口局部:在实验屏右侧设置有两个通信接口:ModbusRTU通信接口和LonWorks通信接口。整个通信控制网络如下图l-l-2o图1-1-26、消防告警模拟局部:在实验屏下方,设有消防告警按钮,按下此按钮,模拟消防信号发出,DDC检测该按钮触点信号,可通过上位机联动跳闸相关配电以及照明线路。第二章THPGP-I型照明系统演示柜照明系统演示柜模拟智能化综合大楼,集
12、成了多种灯具和控制开关,做为照明控制局部的演示对象。本实验柜模拟智能化大楼典型楼宇场所和场景。按照综合大楼设计思路,我们把演示柜分成5层。地下一层为停车场;第一层为大堂和楼道一;第二层为多功能会议厅和楼道二;第三层分为经理办公室,员工办公室和楼道三;第四层分为卧室,客厅,和楼道四。各控制方式以及开关如下:1、卧室设有白炽灯,采用调光开关控制,以改变照度来适应各种不同的场合,如看电视,学习,休息等:客厅采用两位单路开关控制,控制两种不同的灯光,以满足不同的场合需求,如待客,聚会等。楼道四采用触摸延时开关控制,可到达节约电能的目的。2、经理办公室采用多场景按钮切换控制,切换的场景有全灭,全亮,办公
13、会客,休息;员工办公室采用荧光灯调光控制,可以根据太阳光的强弱来人为改变荧光灯的明暗,节约能源。楼道三采用人体感应开关控制,根据人体的红外线来控制灯。3、多功能会议厅采用智能调光控制器控制。控制器中已经设置多种场景,如入场,会议,休息,投影,散会等等,通过按键可设置对应场景。楼道二采用双路开关控制,实现两地控制同一灯。4、大堂采用无线遥控装置控制,通过手持遥控器的按键或面板开关来进行场景设置。楼道一采用声光控开关控制,通过检测声音来控制灯。5、-1层地下停车场采用光电开关控制,当车挡住光电开关发射的红外线时,接收装置无法接收信号,光电开关输出触点信号控制地下层灯光的开启。演示柜的电源以及控制
14、信号通过后面的航空插座连接到实验屏。第三章THPGP-I型上位机工程软件的安装与使用1产品介绍THPGP-I型楼宇供配电及照明系统实验装置上位机软件V2.1”是基于WindoWS操作系统的综合自动化、集成化应用平台,用于THPGP-I型楼宇供配电及照明系统实验装置,可完成供配电及照明系统的实时监控。本系统模拟现场运行楼宇自控管理系统,具备根本的监控和数据采集(SCADA)功能。系统在整体技术指针、实时性等方面都到达较高的程度,在易操作、保护及友好的人机接口等方面也充分发挥了现代计算机技术和通信技术特点,可以满足用户多方面的需求,到达供配电及照明系统监控软件用于教学的目的。本系统软件采用北京三维
15、力控组态软件开发设计,接口丰富,功能全面,具有良好的扩展性。力控组态软件的使用方法详见力控用户手册。2运行环境本监控系统软件采用力控组态软件编写设计,软件运行后,接口显示在最前端,并且屏蔽了CRAL+ALT+DEL组合键以及禁止了ALT和右键,此时,最好不要调用和运行其它软件。软件运行平台:操作系统:MicrosoftWINDOWS2000+sp2或WINDOWSXP中文操作系统分辨率:1024X768硬件平台:并口硬件锁:力控组态软件并口密码锁特别注意:在运行监控系统软件时,尽量不要运行其它软件,以减少系统内存的消耗,提高软件工作的可靠性。更不能运行需要占用COMl的软件,因为本监控软件需要
16、占用COM1,否那么会出现串口冲突的现象,影响软件的正常使用。3安装运行软件翻开安装光盘,运行“安装工程”文件夹中的THPGP-I上位机软件V2.1”文件夹中的“setup”图示(如下图1-3-1),出现图1-3-2所示安装画面,选择对应选项,点击“开始”,安装软件。图1-3-1图1-3-2安装过程中会出现“深思III驱动安装向导”1如下图1-3-3),点击“下一步”,出现图1-3-4,选择“安装驱动程序”,点击“下一步”,出现图1-3-5,点击“完成”。图1-3-3图1-3-4图1-3-5“THPGP-1上位机软件V2.1”安装完成后出现图1-3-6,点击“确定”,完成安装。图L3-6图13
17、7在桌面上出现图1-3-7所示图标,双击该图标可进入“THPGP-1上位机软件(VZl)”运行系统。4操作窗口功能介绍4.1 初始登陆窗口运行工程工程后,第一窗口为软件登陆窗口。如下图1-3-8。点击“进入系统”按钮,进入监控系统,开始信息的下发和上传工作。点击“退出系统”按钮,可退出监控系统。4.2 系统选择窗口在该窗口中,可选择进入“供配电系统”或“照明系统”,完成不同监控内容。如卜图1-3-9o4.3 供配电监控管理在该窗口中,$如下图l-3-10o4.4 运行管理窗口4.4.1 1#电源进线和如下图1-3-1Io各负荷线路的电流、线”窗口。当各负d楼宇自动化实验系列THPGP 1型楼宇
18、供配电及照明系统实验装置、各子窗口。J率等参数; ,源进线和母图 1-3-114.4.2 2#电源进线和母线如下图1-3-12。在此窗口中功能与“1#电源进线和母线”根本类似,点击“1#母线”可进入“1#电源进线和母线”窗口。4.5 实时信息窗口配电线路负荷曲线如下图1-3-13。在此窗口中监测各负荷的电流变化情况。总电量实时趋势如下图1-3-14。在此窗口中监测总电源进线各电量的实时趋势。中央模拟屏如下图1-3-15。中央模拟屏有三个局部:电源进线、低压1#母线和低压2#母线。窗口中动态反映各电量的变化情况。图1-3-12图1-3-13图1-3-14图1-3-15电能历史报表如下图1-3/6
19、在此窗口中以报表的形式,完成电能的统计和历史记录。4.6 历史事件窗口如下图1-3-17。在此窗口中,有遥控记录报表,具体含义如下:1)断路器位置:显示“除消防、应急其它线路”2)操作方式:显示“手动或自动3)操作人:显示“消防供配电联动”。4)操作时间:显示“联动控制时间二图1-3-16图1-3-174.7 消防告警提示窗口当发生消防告警信号时(按下实验台反面的消防告警按钮),在右上角会弹出如图1-3-18窗口。点击该窗口,会出现如图1-3-19窗口。(1)自动:自动跳开非消防和应急电源。(2)手动:手动切除非消防和应急电源。图1-3-18图1-3-194.8 照明系统监控窗口如下图1-3
20、20,在此窗口中,可监控以下信息:(1)运行控制:在此框中,点击各照明线路开、关按钮,可控制线路通、断。(2)时间表方案任务设置:点击此按钮,出现图此时可控制各路照明线路按方案时间启动和停止。(3)运行状态:可监控各照明线路的通、断状态以及卧室照度。图1-3-20图1-3-214.9 时间表工作设置窗口如下图1-3-21,在此窗口中,“时间查询”显示当前时间,“方案任务”可设置各照明线路的运行时间。点击“设置”,出现图1-3-22窗口,设定“开时间”和“关时间”,点击“确定”,颜色变灰(不可选状态),说明设置成功,如果设置时间不对,会有相应提示。设置时间完成后,图1-3-23中,“未设置”变
21、为“已经设置”。图13224.10 系统管理窗口在供配电监控管理系统主功能窗口点击“退出系统”,弹出如下图1-3-23对话框。点击“确定”,退出工程运行。点击“取消”,返回“供配电监控管理系统”窗口。图1-3-23第二局部实验的根本要求与平安操作规程第一章实验的根本要求uTHPGP-I型楼宇供配电及照明系统实验装置”的实验目的在于使学生掌握系统运行的原理及特性,学会通过故隙运行现象及相关数据分析故障原因,并排除故隙。通过实验使学生能够根据实验目的,实验内容及测取的资料,进行分析研究,得出必要结论,从而完成实验报告。在整个实验过程中,必须集中精力,及时认真做好实验。现按实验过程提出以下具体要求。
22、1实验前的准备实验准备即为实验的预习阶段,是保证实验能否顺利进行的必要步骤。每次实验前都应做好预习,才能对实验目的、步骤、结论和考前须知等做到心中有数,从而提高实验质量和效率。预习应做到:复习教科书有关章节内容,熟悉与本次实验相关的理论知识。认真学习实验指导书,了解本次实验目的和内容,掌握实验工作原理和方法,仔细阅读实验平安操作规程,明确实验过程中应注意的问题(有些内容可到实验室对照实验设备进行预习,熟悉组件的编号,使用及其规定值等)。实验前应写好预习报告,其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等,经教师检查认为确实做好了实验前的准备,方可开始实验。认真做好实验前的准备工作,对
23、于培养学生独立工作能力,提高实验质量和保护实验设备、人身的平安等都具有相当重要的作用。2实验的进行在完成理论学习、实验预习等环节后,就可进入实验实施阶段。实验时要做到以下几点:预习报告完整,熟悉设备实验开始前,指导老师要对学生的预习报告做检查,要求学生了解本次实验的目的、内容和方法,只有满足此要求后,方能允许实验。指导老师要对实验装置作详细介绍,学生必须熟悉该次实验所用的各种设备,明确这些设备的功能与使用方法。建立小组,合理分工。每次实验都以小组为单位进行,每组由3人组成。试运行在正式实验开始之前,先熟悉仪表的操作,然后按一定标准通电接通电力网络,观察所有仪表是否正常。如果出现异常,应立即切断
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