智能楼宇实验系统实验说明书

河南科技大学智能楼宇实验系统

使用说明书上海新奥托实业有限公司2005.09系统概述：本套智能楼宇实验系统共分五个部分：（1）智能楼宇模型及其配套的实验操作台（包括照明控制、智能IC卡车库管理系统及双电梯运行系统）；（2）安防系统（包括门禁系统：指纹门禁、感应式IC卡门禁、可视对讲门禁；防盗报警系统及四画面硬盘录像系统）；（3）消防系统；（4）远程抄表系统；（5）模拟空调系统；（6）综合布线系统；（7）PROFIBUS-DP主站监控系统；整个系统共配五套可编程控制器（西门子PLC），老师或学生即可以对每个子系统进行控制程序及组态监控程序的编程（用S7-200及组态王6.5编程软件），又可以通过主站（用西门子WinCC组态软件）进行网络编程，将所有子系统连接在一齐构成一个PROFIBUS-DP网络，以便对各个子系统进行集中监控。本套实验系统提供了尽可能多的编程工位，以便学生进行分组编程实验。下面对各个子系统的实验分别进行介绍。二.智能楼宇模型的照明控制及双电梯运行系统系统的主要构成：TOC\o"1-5"\h\z（1）1.2M*2.1M智能建筑模型1台（2）八层电梯模型2台（3）两台电梯的控制系统：西门子S7-200系列PLC2台西门子数字量输入模块2台西门子数字量输入/输出模块2台DP通讯模块2台电梯控制变频器2台电梯专用控制印板2块（4）给水控制系统：模拟给水泵（小型异步电动机）1台西门子控制变频器1台（5）灯光控制用PLC（西门子S7-200系列）1台（6）DP通讯模块（灯光控制用）1只（7）IC卡门禁（车库的出/入管理）1套（8）与IC卡门禁（车库的出/入管理）配套的通讯电缆1套（9）PC/PPI编程电缆3根（10）模型内外的照明装置1套（11）实验操作台（包括配电电源）1套主要的控制及监控功能：（1）在建筑模型内安装有两台电梯，两台电梯既能单独运行，又可进行群控，并可通过DP网与消防系统进行联动控制。（2）在配套的实验台上提供一套给水控制，用人工输入来模拟供水管网用水流量或供水压力的变化，使变频器改变频率拖动模拟水泵（小型异步电动机代）运行，达到恒压或恒流量供水的目的。（3）在楼宇模型上配有一个地下车库的出/入管理系统，使用IC卡，可将信号（IC卡号）读入PLC上传至计算机中。（4）模型内外的灯光可根据需要通过编程实现分时、分区控制及手动/自动控制。可开发的实验项目：两台八层电梯的单梯控制编程实验。两台八层电梯的群控编程实验。两台八层电梯通过DP网与消防系统的联动控制编程实验。楼宇照明的手动控制编程实验。楼宇照明的自动控制及分时、分区控制编程实验。地下车库出/入控制系统的组成及收费管理实验。模拟恒压供水的交流变频调速实验。相关组态王、WinCC监控画面设计编程以及电梯系统、照明系统与DP主站的通讯程序设计编程。实验步骤：在编程计算机中(WIND0W2000平台)装入S7-200编程软件及组态王6.5编程软件。如果上述编程软件已装，此步可省略。将智能楼宇模型与配套实验台之间的过渡连接电缆一一对应接好，将S7-200的编程电缆接好(一端接PLC的编程口，一端接计算机的COM口)。插好实验台电源进线插头，给实验台送电。在计算机上打开S7-200的编程软件，按照所附的照明及电梯控制PLC的输入/输出地址表及所要求或规定的控制功能对各个部分进行控制程序的编程。矽合上实验台的总电源(电源指示灯亮)及对应控制PLC的分项电源开关，将所编的PLC控制程序下载到PLC中进行调试，直到达到所规定的设计要求。

D打开组态王编程软件，按照所规定的要求对各个部分设计组态画面并建立与对应PLC控制程序的连接，调试组态监控程序直到达到所规定的设计要求。g）对西门子变频器及松下变频器进行参数设置，来完成不同的控制及调速功能。可编程控制器（PLC）的输入/输出地址表：a）电梯控制PLC输入：I0.0一楼楼层限位二楼楼层限位三楼楼层限位四楼楼层限位五楼楼层限位六楼楼层限位轿厢内一楼按钮轿厢内二楼按钮I1.0轿厢内三楼按钮轿厢内四楼按钮轿厢内五楼按钮轿厢内六楼按钮轿厢内开门按钮轿厢内关门按钮I1.6楼请求向上二楼请求向上I2.0二楼请求向下三楼请求向上三楼请求向下四楼请求向上四楼请求向下五楼请求向上五楼请求向下六楼请求向下I3.0轿厢内七楼按钮轿厢内八楼按钮七楼楼层限位八楼楼层限位电梯上极限电梯下极限I4.0六楼请求向上七楼请求向上七楼请求向下八楼请求向下I1.6楼请求向上输出：Q0.0一楼上升指示Q0.1二楼上升指示Q0.2二楼下降指示Q0.3三楼上升指示Q0.4三楼下降指示Q0.5四楼上升指示Q0.6四楼下降指示Q0.7五楼上升指示Q1.0五楼下降指示Q1.1六楼下降指示Q1.2六楼上升指示Q1.3七楼上升指示Q1.4七楼下降指示Q1.5八楼下降指示Q1.6电梯开门Q1.7电梯关门Q2.0电梯升降变频器启/停Q2.1电梯升降变频器正转/反转Q2.2电梯升降变频器速度设定1Q2.3电梯升降变频器速度设定2注(a)电梯轿厢内的楼层显示及电梯所到楼层的八段码显示均由电梯控制印刷电路板自动实现。(b)本系统中两台电梯控制PLC的输入/输出地址完全一样。⑵照明、给水及车库管理控制PLC：输入：I0.0照明手/自动按钮一楼照明手动按钮二楼照明手动按钮三楼照明手动按钮四楼照明手动按钮五楼照明手动按钮六楼照明手动按钮七楼照明手动按钮I1.0八楼照明手动按钮泛光照明手动按钮A座照明手动按钮B座照明手动按钮C座照明手动按钮模拟水泵启动按钮输出：Q0.1一楼照明指示Q0.2二楼照明指示Q0.3三楼照明指示Q0.4四楼照明指示Q0.5五楼照明指示Q0.6六楼照明指示Q0.7七楼照明指示Q1.0八楼照明指示Q1.1泛光照明指示Q1.2A座照明指示Q1.3B座照明指示Q1.4C座照明指示Q1.5模拟给水泵启动Q1.6车库开门动作注:PLC其它没用的输入、输出点均做备用。三.安防系统系统主要构成：TOC\o"1-5"\h\z四画面硬盘录像系统1套彩色摄像头4只云台控制器1套指纹门禁1套IC卡门禁1套可视对讲门禁1套锁开关1只门磁、窗磁(磁控开关)2只红外线移动探测器1只西门子S7-200系列PLC1只PROFIBUS-DP通讯模块1只PC/PPI编程电缆（13）实验操作台（包括配电电源）1套系统主要功能：安保系统是现代建筑中保障人员和财产安全的重要环节。随着科学技术的飞速发展，现代技术对安保系统提出了越来越高的要求的广泛应用，现代建筑中的安保系统已不是一个孤立的系统，它是门禁，安保系统本身的应用范围也在日益扩大，已从基本的人身、财产的安全保证，扩大到文件、资料、计算机系统的安全保护。安保系统应用范围包含外部侵入报警、区域探测报警和重点目标报警。随着计算机网络系统、防盗系统和监视系统的有机结合。本实验装置由防盗报警系统、硬盘录像系统及门禁系统组成。门禁系统可控制进入特定区域和房间的人员，并可规定进入该区域人员的权限，可记录进入该区域人员的人数和时间，并将信息传送到计算机上，以便管理人员及时了解情况。目前使用的门禁有IC卡门禁、指纹门禁、可视对讲等。本套实验装置就提供了上述三种门禁，以供学生了解和使用单台门禁和多台门禁。闭路监视系统是安全防范体系中的重要组成部分。它主要由摄像部分（摄像机、云台等）、传输部分、控制部分（信号处理）和显示部分组成。通过控制摄像机等设备来监视被控场所的情况，同时将信号送至主控制室监视器上显示，并可将信号记录在设备上。防盗报警系统主要是把门磁开关、窗磁开关及红外线移动探测器等所监测到的信号送控制器，通过撤/布防设置来决定是否进行报警输出，并可通过DP网将防盗报警信号送至主站进行监控。可开发的实验项目：（1）指纹门禁的连接方式、功能设置及操作实验。（2）IC门禁的连接方式、功能设置及操作实验。（3）可视对讲门禁的连接方式、功能设置及操作实验。（4）闭路电视监控系统的组成、各部分的连接方式、设置、控制及操作实验。（5）防盗报警系统（传感器、PLC及报警输出装置）的控制编程实验。（6）防盗报警系统与DP主站的通讯程序设计及相关的WinCC监控画面设计编程实验。实验步骤：a）在编程计算机中（WIND0W2000平台）装入S7-200编程软件及组态王6.5编程软件。如果上述编程软件已装，此步可省略。b）将S7-200的编程电缆接好（一端接PLC的编程口，一端接计算机的COM口）。矽插好实验台电源进线插头，给实验台送电。d）在计算机上打开S7-200的编程软件，按照所附的防盗报警系统控制PLC的输入/输出地址表及所要求或规定的控制功能进行控制程序的编程。矽合上实验台的总电源（电源指示灯亮）及控制PLC的分项电源开关，将所编的PLC控制程序下载到PLC中进行调试，直到达到所规定的设计要求。f）打开组态王编程软件，按照所规定的要求对各个部分设计组态画面并建立与PLC控制程序的连接，调试组态监控程序直到达到所规定的设计要求。g）按照所附的指纹门禁简易操作说明或指纹门禁的使用手册，完成指纹门禁机的功能设置及开门操作实验。h）按照所附的IC卡门禁简易操作说明或IC卡门禁的使用手册，完成IC卡门禁机的功能设置及开门操作实验。i）按照所附的可视对讲门禁简易操作说明，完成可视对讲门禁机的功能设置及开门操作实验。j）按照所附的硬盘录像监控系统操作说明，完成闭路电视监视系统的连接、功能设置、控制及操作实验。可编程控制器（PLC）的输入/输出地址表：输入：I0.0门磁开关窗磁开关红外线移动探测器紧急按钮撤/布防开关输出：Q0.0声光报警器Q0.1备用注:PLC其它没用的输入、输出点均做备用。消防系统1・系统主要构成：TOC\o"1-5"\h\z（1）HJ-2707通用底座4只（2）J-SAP-M-01手动报警按钮1只（3）SGJ-1声光报警器1只（4）YAE-1警铃1只（5）JTY-GD-1109YA光电感烟2只（6）JTY-LE-1108点型离子感烟1只（7）JTW-BCD-2106差定温探测器1只（8）消防控制主机1台（9）消防控制模块2只（10）实验操作台（包括配电电源）1套主要功能：火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置以及具有其它辅助功能的装置组成。它是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾。在火灾初期阶段，火灾探测器（温感、烟感、可燃气体等）根据现场探测的情况，将首先动作，发报警信息给控制器，控制器在收到报警信息后，根据火情及时做出一系列预定的动作指令。如:开启着火层及上下关联层的疏散警铃，通知消防人员尽快组织疏散，同时打开着火层及上下联层电梯、楼梯的正压送风及走道内的排烟系统，在开启排烟系统的同时，停止空调机、抽风机、送风机的运行，同时启动消防泵、喷淋泵动作，迫降电梯到底层，普通电梯停止运行，消防电梯投入紧急运行。在本实验装置中，通过把消防联动输出信号与PROFIBUS-DP网络中的PLC相连，以实现与主站监控系统的通讯及其它BA系统的联动。可开发的实验项目：根据实验装置的配备，了解消防系统的组成。消防系统(传感器、控制单元、报警装置及执行机构)的控制编程实验。消防系统与双电梯系统及空调系统的联动控制实验。实验步骤：根据“火灾自动报警控制器(联动型)”使用说明书远程抄表系统系统主要构成：TOC\o"1-5"\h\z脉冲电表1只脉冲水表1只脉冲煤气表1只气源(小型吸尘器)1只水源(自吸式自动供水泵)1只光隔离中继器1只光隔离转换器1只抄表通讯电缆1根实验操作台(包括配电电源)1套主要功能：本实验装置采用一线通抄表软件，通过光隔离中继器及信号转换器来采集脉冲电表、脉冲水表或脉冲煤气表的数据并进行处理，上位主机可随时观测各路表的运行数据(用电、用水、用气状况)。实验步骤：见“抄表软件及资料”光盘模拟空调系统系统主要构成：TOC\o"1-5"\h\z简易空调系统(模拟)1套西门子S7-200系列PLC1只西门子DP通讯模块1只西门子模拟量输入模块EM2311只西门子模拟量输出模块EM2322只PC/PPI编程电缆1根实验操作台(包括配电电源)1套主要功能：监控空调机组送/回风机的运行状态、风机的故障报警及手/自动状态。监测机组设定温度、实际温度，根据设定/实际温度的比较差值调节阀门的开度。模拟过滤器的压差报警，请求清洗服务。按程序启停设备，实现风机与阀门的连锁控制。紧急状态下关闭空调机组，通过PROFIBUS-DP网络，实现与消防系统的联动。系统可开发的实验项目：根据实验装置的系统模拟结构图，熟悉空调系统的组成及系统的工作原理。根据系统原理图的PLC地址分配及系统的工作原理，设计空调系统的模拟运行程序。与DP主站的通讯及通过DP网与消防系统的联动控制编程实验。空调系统的WinCC监控画面设计。实验步骤：在编程计算机中(WIND0W2000平台)装入S7-200编程软件及组态王6.5编程软件.如果上述编程软件已装，此步可省略。将S7-200的编程电缆接好(一端接PLC的编程口，一端接计算机的COM口)。插好实验台电源进线插头，给实验台送电。在计算机上打开S7-200的编程软件，按照所附的模拟空调系统控制PLC的输入/输出地址表及所要求或规定的控制或监控功能进行控制及监控程序的编程。合上实验台的总电源(电源指示灯亮)及控制PLC的分项电源开关，将所编的PLC控制程序下载到PLC中进行调试，直到达到所规定的设计要求。打开组态王编程软件，按照所规定的要求对各个部分设计组态画面并建立与PLC控制程序的连接，调试组态监控程序直到达到所规定的设计要求。可编程控制器(PLC)的输入/输出地址表：输入：系统启动系统停止系统复位送风机压差开关送风机启/停按钮送风机手/自动按钮送风机故障按钮I2.0排风机压差开关排风机启/停按钮排风机手/自动按钮排风机故障按钮AIW0设定温度AIW2实际温度输出：Q0.0系统运行指示Q0.1系统停止指示Q0.2系统故障指示Q0.3送风机故障报警Q0.4排风机故障报警Q0.5滤网堵塞报警Q1.0送风机运行指示Q1.1排风机运行指示AQW0新风阀开度AQW2排风阀开度AQW4回风阀开度AQW6冷/热水阀开度注:PLC其它没用的输入、输出点均做备用。综合布线系统综合布线（PDS）首先是为通讯与计算机网络而设计的，它可以满足各种通讯与计算机信息传递的要求。PDS与传统的布线模式相比有着许多优越性，它使用符合标准的线缆、配线端板、相同的插块、插孔等器件，解决了布线存在的兼容性问题。另外在开放性、灵活性、可靠性、先进性及经济性等方面都较传统布线优越，而且在设计、施工和维护方面都给人们带来了许多方便。本实验装置模拟了建筑物的综合布线系统，自下而上分为第一层至第n层，由垂直布线井道沟通，楼层之间的大对数线缆由此井道通过。底层有一个模拟设备间，内置楼宇配线架及集线器。每层中设置有水平布线线槽、垂直布线线槽以及楼层配线架，通过楼层配线架分布到楼层的各信息模块，从而沟通整个建筑物的网络。由于各楼层的线架都是开放式的，所以系统内的设备开通及变动无需改动接线，只要在设备间或楼层线架处（管理间）做相应的跳线操作，需改动的设备就会被接入到指定的系统中去，并可以灵活组网。本实验装置可以使学生接受“综合布线系统的配线架端接和跳接”的实训及“综合布线系统信息点的端接及导通测试”等方面的实训。实验目的：了解综合布线系统配线架的结构、布局和进线方式了解综合布线系统各线缆的区别掌握综合布线系统配线架的接线及跳线学会按标准压接短跳线了解综合布线系统的测试工具掌握综合布线系统信息点的端接掌握综合布线系统的测试方法实验器材：实验操作台压接式端接工具、线缆导通测试仪RJ45/8芯插座、RJ45/8芯水晶插头实验内容：认识线缆端接与跳接接线操作通过跳线组合出不同的网络通路观察8芯RJ45插头，注意每根线的配对，学会压接插头学会使用导通测试仪测试网络的通断PROFIBUS-DP主站主要构成：TOC\o"1-5"\h\z计算机1套PROFIBUS-DP网卡1块WinCC编程软件(DEMO版)1套S7-200编程软件1套网络连接器、通讯电缆及其它附件1套主要功能用一台计算机(装有PROFIBUS-DP网卡)作为主机，将以上五个PLC(从站)连接在一起组成一个PROFIBUS-DP网络，并对各个部分进行监控和管理。实验步骤：打开计算机，在计算机中装入S7-200编程软件及WinCC(DEMO版)编程软件。在计算机及PLC均未上电的情况下，将CP5611网卡插入计算机空闲的PCI插槽中，并将通讯电缆一头连于CP5611的九芯D型插口上，另一头连于所通讯的PLC的通讯模块上(EM277的九芯D型插口上，且EM277上的DP地址可通过其拨盘开关预先设置好)。按照我公司所提供光盘上的演示使用说明：安装CP5611的驱动软件；安装COMPROFIBUS软件；将所连的子系统进行DP组态;设计各子系统的WinCC监控画面、组态程序；建立主站与各从站的网络连接；调试整个DP网络的控制及监控程序，直至达到所要求的控制及监控功能。公司开发的DEMO程序中各子系统的DP地址：TOC\o"1-5"\h\z1#电梯(A主梯)PLC3#2#电梯(B梯)PLC9#照明、车库、给水PLC4#安防系统PLC5#模拟空调系统PLC8#附一：指纹门禁简易操作说明：详见指纹门禁机操作说明书附二：可视对讲门禁简易操作说明：来访者可以通过在门口机上的呼叫按钮来呼叫要访问的住户，住户在房间内可听到控制器的音乐提示，并在控制器的显示屏上看到大门口的图像。住户摘机可与来访者通话。若住户同意来访者进入，按下控制器上的开门键或门锁上的按钮，打开大门。附三：IC卡门禁机(SY-120)单机控制器简易操作说明系统登入未设母卡登入【FUN】一【2】一【EN】一[1234]—[EN]进入登入状态设定母卡系统登入

【FUN】f【2】f【EN】f感应母卡［输入母卡密码］f［EN］进入登入状态系统退出【FUN】f【2】f【EN】增加单张卡输入【FUN】f【3】f【1】T卡号］(1)f【EN】fCALL灯闪一感应预增加卡f增加完成OK灯亮；黄色！灯亮失败。删除单张卡输入【FUN】f【3】f【2】输入【FUN】f【3】f【2】［卡号］f【EN】。删除完成OK灯亮；黄色！灯亮失败。增加多张卡输入【FUN】f【3】f【5】［起始卡号］(1)f【EN】fOK输入【FUN】f【3】f【5】［起始卡号］(1)f【EN】fOK状态f感应预增加卡f增加完成OK灯亮;黄色！灯亮失败。删除多张卡输入【FUN】f【3】f【6】［起始卡号f输入【FUN】f【3】f【6】［起始卡号f终止卡号］f【EN】。删除完成OK灯亮；黄色！灯亮失败。设定登入母卡输入【FUN】【4】【2】输入【FUN】【4】【2】(1)(1-3)【EN】(1至3)任选1个数字取消母卡输入【FUN】【4】【2】输入【FUN】【4】【2】(0)(取消母卡的卡号1-3)【EN】修改母卡密码输入【FUN】【4】【1】输入【FUN】【4】【1】(nnnn)(nnnn)【EN】(nnnn)(nnnn):新密码输入两次以确认之。开门方式卡片加密码【FUN】一【8】一【3】一［1］一［3］一［3］一［1］一【EN】。设定，修改卡片密码输入。【FUN】一【8】一【3】一［1］一［3］一［3］一［1］一【EN】。【FUN】一【2】一【EN】。感应欲设定或修改之卡片，待回应OK之状态。输入［旧密码］（预设为0000）—［新密码］一［新密码］一［EN］—OK状态卡和密码任意通行【FUN】一【8】一【3】一［1］一［1］一［1］一［1］一【EN】。持卡通行【FUN】一【8】一【3】一［1］一［2］一［2］一［1］一【EN】。【FUN】一【2】一【EN】注：1卡号范围0001-20002所有系统操作必须先登入附四：硬盘录像监控系统简易操作