楼宇自动化实验指导书

第一章 概述随着信息社会会的发展，建建筑越来越成成为人类生活活环境的一个个组成部分。从从工业社会现现代化建筑的的概念转向面面对信息社会会的需求，智智能建筑正在在世界范围内内蓬勃发展，并并在大量的建建筑实践中取取得了显著的的成就。由于智能建筑筑（国际上通通常称为楼宇宇自动化）比比传统建筑更更能够为人们们提供理想的的工作和生活活环境，因此此，以19884年1月美美国联合科技技UTBS在在康涅狄格州州哈特福德市市建设的都市市大厦为标志志，在美国、欧欧洲及世界其其他地区相继继兴起了营造造智能建筑的的热潮。当前前，我国的城城市建设正在在经历一个前前所未有的蓬蓬勃发展阶段段，同时也陆陆续兴建了一一些不同智能能标准的新型型智能建筑。尤尤其是进入220世纪900年代以来，智智能建筑在我我国像雨后春春笋般地拔地地而起，相信信将成为211世纪建筑发发展的主流。我国颁布的智智能建筑设计计标准（GBB/T503314-20000）中指指出，智能建建筑是“以建筑为平平台，兼备建建筑设计、办办公自动化及及通讯网络系系统，集结构构、系统、服服务、管理及及它们之间的的最优化组合合，向人们提提供一个安全全、高效、舒舒适、便利的的建筑环境。”智能建筑是综合经济实力的象征和综合性科技产物，其发展涉及电力、电子、仪表、建材、钢铁、建筑、计算机与通信等多种行业。为配合国内外外高等院校智智能建筑领域域教学、实验验的发展，我我公司与有关关院校紧密合合作总结多年年的研究成果果及调研了众众多高等院校校的实际要求求，重点考虑虑了国内教学学、科研的发发展需求，精精简了教学、实实验内容研制制出一套楼宇宇自动化实验验装置。装置特点：1、系统性强全部实验装置置包含了广义义楼宇自动化化系统的大部部分实验内容容如：中央空空调系统的能能量管理及自自动控制系统统、闭路电视视及保安监控控系统、火灾灾探测及消防防报警系统。2、高度的开放放性系统在选择技技术规范及国国内外标准时时，重点采用用了技术开放放、公开、可可免费使用的的通讯协议和和标准。设计计中集中安排排了信号端子子，可连接不不同控制系统统。3、灵活性强由于技术开放放、标准、模模块化，各校校可根据具体体需要选择系统统配置和组合合，并进一步步开发实验装装置的应用范范围。4、技术先进全部实验装置置尽可能的采用当当代先进技术术，数字化内内容丰富，网网络化功能强强，可根据需需要深入集成成系统信息。5、经济实用全部实验装置置的控制器及及监控装置在在配合相关板板卡的基础上上可完全采用用个人计算机机实现全部实实验内容，减减少了硬件投投资，提高了了设备利用率率。本实验主要介介绍中央空调调系统第二章 智能大大厦中央空调调控制系统实实验装置简介介模拟智能大厦中中央空调控制制系统提供了了智能大厦中中央空调控制制系统研究的的模拟环境，它它涵盖了中央央空调系统的的制冷机组，空空气处理及新新风机组的主主要控制功能能。系统采用了工业业化设计，主主要的传感器器、执行器采采用了Honneywelll公司的产产品，真实再再现了实际系系统各环节的的内容，系统统的风道结构构采用透明的的有机玻璃设设计。由于在在各部件中应应用了模块化化设计，易于于组成各类空空调系统，丰丰富了实验内内容，在选择择楼宇自动化化系统时，采采用了最常用用的可编程控控制器(三菱菱PLC)，使使学生可以自自由，熟练的的从事实验中中的编程、组组态、开发。并并进一步为学学生提供了研研究设备，为为便于使用不不同的控制器器，设计中集集中安排了信信号端子连接接，应用该系系统可以构造造成PLC控控制系统，基基于PC的控控制系统，集集散控制系统统，各类仪表表控制系统或或各类现场总总线控制系统统。通过该系统的实实验可以是学学生对中央空空调系统的基基本原理和构构造进一步熟熟悉和了解，掌掌握常规的暖暖通空调系统统的能量管理理和空气控制制方法、控制制器编程、设设计组态等。同同时通过系统统实验使学生生掌握常规故故障点的检测测。实际系统如下图图所示：整个实验装置包包括制冷（热热）机组和空空调机组组成成。全部机组组由PLC主单元元和特殊模块块控制。实验验调节系统采采用闭环调节节，并通过上上位机监控系系统进行监视视、控制等远远程控制功能能，使操作者者不必靠近控控制对象可以以对系统进行行远程控制，系系统具有数据据采集和数据据管理功能、动动态数据交换换功能、实时时和历史趋势势图和事件自自动记录功能能。空调调节系系统的目的在在于，创造一一个良好的空空气环境，即即根据季节变变化提供合适适的空气温度度、相对湿度度、气流速度度和空气洁净净度，以保证证办公人员的的工作效率。一. 空气处理机组的的监控空气处理是指对对空气进行加加热、冷却、加加湿、干燥及及净化处理。机组结构、原理图如下： 空调调机组结构图图空调机组原理图图1) 新风采入段设设有新风风门门FV1，调调节风门开度度，可以通过过增大管路阻阻力来减少风风量。2) 新风、回风混合合段设置新、回回风混合段的的目的在于：冬季节省热热量，夏季节节省冷量，以以实现节能。回回风进入段设设有回风风门门FV2，同同样可以控制制风门开度，调调节回风量。3) 空气过滤段 新风和回风风一起经过空空气过滤器除除尘净化，随随着过滤网上上沉附的灰尘尘逐渐增加，将将增大气流阻阻力，影响空空调系统正常常运行。通过过对过滤网两两端空气压差差的检测，可可及时对过滤滤网进行清理理和更换。4) 冷、热水盘管段段 表热交换换器可以对空空气进行加热热和冷却。夏夏季向热交换换器通入155或以下的冷冷水，调节电电动调节阀TTV1的阀门门开度，控制制冷水流量。例例如温度高于于设定值时，可可加大冷水流流量；反之，则则减之。冬天天，向热交换换器通入311或以上的热热水，调节阀阀门TV1的的开度，控制制热水流量，可可调节温度。5) 加湿段 通过过调节超声波波加湿器的开开关，控制气气雾量，可改改变湿度。空气处理机组采采用直接数字字控制器DDDC进行控制制，即利用数数字计算机进进行控制，可可对多个受控控装置进行直直接控制，通通过编程实现现各种控制功功能。与常规规仪表组成的的传统控制方方式相比，一一个DDC可可以取代多个个传统控制器器实现联动控控制、选择、切切换等多种功功能。当控制制内容及规模模相同时，总总成本大为降降低，其功能能和灵活性又又是传统控制制器望尘莫及及的。1) 送风温度控制由送风管道道内的温度传传感器T2实实测出送风温温度，通常，传传感器与变送送器组合成一一体，将实测测温度信号变变换成满足接接口电路要求求的模拟量信信号，输入DDDC,与送送风温度设定定值比较，得得出偏差。考考虑到温度变变化缓慢，时时间常数大，采采用PID控控制算法，以以便缩短调节节周期、消除除静差，提高高调节精度，以以便温度波动动范围控制在在0.5以内。经过过PID运算算后，DDCC输出相应的的电压控制信信号，用来控控制电动调节节阀TV1的的阀门开度，调调节冷、热水水流量。2) 送风湿度控制由送风管道道内的湿度传传感器H2测测出送风湿度度，输入DDDC，与湿度度设定值比较较，得到偏差差，经过PIID运算，DDDC输出相相应的数字信信号与相应的的周期数字信信号作比较，输输出一组脉宽宽调制信号来来控制加湿器器的开关来控控制送风湿度度。3) 连锁控制自动动实现必要的的连锁保护功功能。采用压压差开关检测测风机启停状状态，风机启启动后，如果果风机前后压压差Pd1打打达到设定值值，发出正常常运行信号，自自动启动系统统控制信号投投入运行。如如果检测到PPd1过低，发发出故障信号号，并自动连连锁停机：由由于各电动调调节和风机都都与风门连锁锁，一旦风机机停止运行，冷冷、热水阀自自动关闭，新新风风门全关关。4) 过滤网堵塞报警警 用压差开开关检测过滤滤网两端压差差Pd2,当当压差超过设设定值时，报报警指示灯亮亮。5) 变风量控制系统统 采用的是是末端调节的的变风量控制制系统，即由由末端装置（变变频器）直接接控制风机。基基于末端装置置的实时风量量需求，采用用先进的控制制方法（风机机调节阀温度串级控控制）来进行行温度控制。使使系统更节能能、稳定。6) 压差控制系统由微压差传传感器测出房房间与外界的的压力差，送送入DDC与与设定值比较较输出控制值值给房间风门门执行器来控控制压差，使使房内有一定定的正压防止止外界细菌入入内。7) 工作状态、数据据显示与打印印通过组态软软件来实现监监控，可显示示图形或文字字并打印数据据：风机启/停状态，风风机故障报警警；过滤网堵堵塞报警；新新风、回风、送送风温度、湿湿度与设定值值；流程图实实时画面、阀阀位值显示，参参数变化趋势势曲线等。二、制冷机组的的监控空调系统需要要冷源、热源源。本装置采采用的是用压压缩机产生冷冷、热源。它它是以消耗电电能作为补偿偿，以氟利昂昂为制冷剂。机机组原理图如如下： 制冷机机组结构图图1为压缩式式制冷原理示示意图。图中中点划线框内内为整体式制制冷装置，称称为冷水机组组。它由压缩机、冷冷凝器、蒸发发器及其它辅辅助装置组成成。压缩机将将制冷剂压缩缩，压缩后的的制冷剂进入入冷凝器，被被冷却水冷却却后变成液体体，析出的热热量则由冷却却水带走，在在冷却塔中利利用水喷射或或是经冷却风风机将热量排排入大气。液液体制冷剂由由冷凝器进入入蒸发器，在在蒸发器中吸吸热蒸发，使使冷（冻）水水降温，提供供冷源送空调调使用。图11) 手动控制在上上位剂手动设设置制冷机组组旁通阀TVV2的开度、冷冷冻水泵和压压缩机的启停停，由DDCC送出相应控控制信号。2) 压差旁通控制由供水、回回水压力传感感器检测出的的压力的差值值，送入DDDC，与压差差设定值比较较后，DDCC送出相应信信号，调节位位于供、回水水总管之间的的旁通管上的的电动调节阀阀（旁通阀TTV2）的开开度，实现进进水与回水的的旁通，以保保持供、回水水压差恒定。3) 互补控制即DDDC送出全全范围的600%调节阀阀开度的值给给旁通阀，使使旁通阀的开开度与调节阀阀在60%内内互补。4) 冷冻水温度控制制利用温度传传感器检测出出冷冻水的温温度，送入温温控仪与设定定值比较，输输出控制信号号给压缩机从从而控制水温温。系统的主要仪表表性能及参数数指标如下：一 检测元件1 WS302V 温湿度变送送器用于测量本系统统中的新风、送送风、回风的的温度和相对对湿度。测量范围：050，0100%RRH精度：0.33，2%RH输出电流：420mA 二线制传输输供电电压：12224V DDC2 BP8110压压力传感器用于测量本系统统中冷冻供水水和回水的压压力。测量范围：00.1Mpaa。输出电压：420mA。供电电压：DCC24V。以及四个pollymer温温湿度变送器器和两个DPPS 200压差传传感器。二 执行元件1 ML7420AA3055线线形电动调节节阀用于调节冷冻供供水和冷冻旁旁通水的开度度。工作电压：244Vac（15%），660HZ。功耗：最大7VVA。输入信号：0/2到10VVdc。2 ML7174EE2007风风门执行器工作电压：244Vac（20%） 50/600HZ。功耗：2VA。全程时间：1550/1255s控制方式：210V 三 控制器下位机的控制器器采用日本三三菱公司生产产的可编程逻逻辑控制器(FX2N-32MR+4块FX22N-4ANN+2块FXX2N-4DDA)，负责责模拟量和数数字量的采集集和处理和上上位机通讯。四 上位机监控软件件上位机监控软件件采用“美国柏元网网控”开发的“WebAcccess”软件。WebAcceess 是完全基于浏浏览器、基于于B/S架构构的人机界面面（HMI）和和监控及数据据采集(SCCADA)软软件，可运行行于Winddows20000/XPP/20033 等操作系系统。 WeebAcceess系统组组件 WebbAccesss完全基于于网络架构，基基本组成部分分包括： 监监控节点(SSCADA node) 数据据采集和本地地监控，连接接自动化硬件件设备，并且且通过网络传传输数据；提提供管理控制制和数据采集集（SCADDA）功能，包包括：通讯驱驱动程序（MModbuss、Lonwworks、OOPC、DDDE和其他PPLC、IOO模块、DDDC等）；实实时和历史趋趋势记录，报报警记录以及及事件运行记记录。 工程程节点(Prrojectt nodee)WebbAccesss开发平台台，所有系统统设置及前期期项目开发均均在此完成；作为Webb服务器，提提供客户端和和监控节点间间的初始化连连接；作为数数据库服务器器，通过ODDBC记录所所有运行数据据。WS302V温温湿度变送器器使用说明书书特点 风道型、法法兰安装 标准电流、电电压信号输出出 线性响应，测测量范围宽、精精度高 性能稳定可可靠应用用于暖通空调以以及楼宇自控控等环境的温温湿度测量性能指标温度湿度测量范围0500RH1000%RH精度0.32%RH(at25, 30RH800%RH)长期稳定性0.3/年1RH/年年敏感元件Pt100铂电电阻S118湿敏电电容器工作温度050存储温度050（非非凝结）连接方式4位接线端子（间间距5.0mmm）外壳材料ABS塑料信号输出4mA20mmA电源1224V功耗25mA电气连接：WS302A温温湿度变送器器使用说明书书特点 壁挂式安装装 标准电流、电电压信号输出出 线性响应，测测量范围宽、精精度高 性能稳定可可靠应用用于室内、外环环境监测，通通讯机房、仓仓库以及楼宇宇自控等环境境的温湿度测测量性能指标温度湿度测量范围0500RH1000%RH精度0.32%RH(at25, 30RH800%RH)长期稳定性0.3/年1RH/年年敏感元件Pt100铂电电阻S118湿敏电电容器工作温度050存储温度050（非非凝结）连接方式4位接线端子（间间距5.0mmm）外壳材料ABS塑料信号输出4mA20mmA电源1224V功耗25mA电气连接：DPS200气气流压差开关关技术规格： 最大压力：5KPa 压力范围：20200Pa 开关时压差差（平均值）：20Pa 压力介质：空气，非易易燃和非腐蚀蚀性气体 压力连接：2个塑料导导管 开关容量：1.5A(0.4A)/250Vaac 允许工作温温度：20085 电气连接：AMP连接接头或螺丝端端子 膜材料：硅硅 导管口：PPGII 保护级：IIP54应用：监视风道中过滤滤网，风机和和空气流的状状态。BP8110压压力传感器 采用进口扩扩散硅传感器器，不锈钢隔隔离膜片，适适用范围广； 零零点、量程正正负迁移可调调，操作方便便，且调整时时互不影响； 采用信信号剥离技术术，对传感器器温度漂移跟跟随补偿； 稳定性好好：0.22FS年年； 线性性度优于0.1FS； 结构精精巧，安装便便捷 性能能价格比高 抗电磁干干扰； 外外壳防护等级级：IP655应用气动设备、空气气压缩机、空空气过滤监控控设备和工业业控制特点高性能价格比输出带放大极性反向保护响应时间低于5500usIP65封装ML7174EE2007风风门执行器技术规格 工作电源：24V/2230V；550/60HHz 控制信号：2 to 10Vdcc 环境温度度：7550 相对湿度：595，无凝露 连接：圆形形和方形风门门连杆9.5512.77mm 最短连杆长长：45mmm 防护等级：IP54 噪音标准：一米处45ddB(A) 电缆长：00.9m 扭矩：8NNMm 可控风门面面积：1.55m2 应用直接耦合风门门执行器可用用于风门，通通风百业窗和和VAV装置置的调节/浮浮点控制ML7420AA电动阀门执执行器特点 安装方便快快速 无需连杆 标准导管式式接线连接 无需调整 阀门定位准准确 低功耗 高的关断压压力 终端推力限限位开关 010VVdc或210Vdcc信号输入 带位置反馈馈信号输出 正反作用可可选 同步马达 防腐设计 免维修应用：ML74200A执行器适适用于Honneywelll HAVVC阀门，内内带一个选择择正反作用插插头，用于提提供模拟输出出010VVdc或210Vdcc的调制控制制。电器特性：电 源：24Vacc(15%)550HZ/660HZ功 耗：7VA最大大（24Vaac）输入信号：0010Vddc或2110Vdc输出阻抗：11k负 载：最大1mAA轴杆推力： 600N执行器行程：220mm环境温度： -10+50保护等级： IP54隔 离： 保护等等级（24VVdc）认证标志： UL94-5V防火 符合CE要要求材 料： 壳ABBS-FR塑塑料；基座：PGTP-FR塑料；支架：注：本实验装置置可以制冷或或制热，“制冷机组控控制系统”界面同时也也是制热机组组控制系统界界面。相应地地界面上的“冷冻供水温温度”“冷冻回水水温度”同时也就是是“热水供水温温度”和“热水回水温温度”，其它名称称一样对应。 建议实验时天气寒冷时运行制热系统，天气炎热时运行制冷系统。压缩机开关使用用方法：制冷：先设定温温度，然后旋旋钮右旋打到到制冷。制热：先设定温温度，然后旋旋钮左旋打到到制热。第三章 实验部部分实验一 中央空空调的逻辑控控制与被控对对象的实验建建模一、实验目的1、解中央空空调控制系统统的结构和组组成。2、熟悉空调调机组和制冷冷（热）机组组的启停顺序序。3、掌握响应应曲线法建立立数学模型。4、计算单回回路控制系统统的最佳参数数的计算方法法。二、实验概述一、响应曲线法法进行数学建建模、响应曲线法法响应曲线法主主要用于测取取阶跃响应曲曲线和矩形脉脉冲响应曲线线。其中，阶阶跃响应曲线线法应用比较较广泛，下面面介绍阶跃响响应曲线法的的具体做法。将被控过程的的输入量作一一阶跃变化xx0，同时记录录其输出量随随时间而变化化的曲线，则则称谓阶跃响响应曲线。阶阶跃响应曲线线能直观、完完全描述被控控过程的动态态特性。实验验测试方法易易于实现，只只要使阀门开开度作一阶跃跃变化即可。实实验时必须注注意：合理选择阶跃扰扰动量，既不不能太大，也也不能太小，以以防止被控过过程的不真实实性。通常取取阶跃信号值值为正常输入入信号的515%。、试验应在在相同的测试试条件下重复复做几次，需需获得两次以以上比较接近近的响应曲线线，减 少少干扰的影响响。、试验应在在阶跃信号作作正、反方向向变化时分别别测出其响应应曲线，以检检验被控过程程的非线形程度。、在实验前前，即在输入入阶跃信号前前，被控过程程必须处于稳稳定的工作状状态。在一次次试验完成后，必必须使被控过过程稳定一段段时间后在施施加测试信号号作第二次试试验。确定有时滞的一一阶惯性环节节的参数：在过程输入阶跃跃信号瞬时，其其响应曲线斜斜率为零，之之后逐渐增大大，最后达到到稳定曲线呈呈S形，如图图所示。显然然，过程模型型为一阶加滞滞后或二阶以以上。工程上上可用下面的的模型近似： 其中 K0=（注意：在实实验中，输出出和输入都应应折算成十二二位数字量）过程时间常数TT0和之后时间间的求法如下下：过响应曲线的拐拐点P作切线线，交时间轴轴于B点，交交其稳态值的的渐进线于AA点，A点在在时间上的投投影为C点，则则OB为过程程滞后时间，BC为过过程的时间常常数T0。当阶跃响应曲线线上的拐点不不易确定时，可可直接取阶跃跃响应曲线的的稳态值的228%和633%所对应的的时间t1和和t2，再按按下式计算，即即：t1=+t2=+T00、系统建模原原理1、被控过程因因风门位置的的不同而分为为新风机组和和空气机组控控制，新风机机组控制的是是送风温度，空空气机组控制制的是回风温温度。2、阀门执行器器的给定（00-100开开度）在PLLC控制器里里对应数字量量0-20000，即如果给给定10%，其其实给定是2200。温度度传感器的量量程（0-550）在PLCC控制器里的的对应数字量量0-10000，即，如如果显示为220，则数字量量为400。计算模型时时都要统一折折合成数字量量计算。3、实验中制冷冷机组工作方方式为：压缩缩机设定6.5度，旁通通阀与调节阀阀在30%内内互补。所以：新风机组的模型型构建图为：其中，新风风门门和排风风门门全开，回风风风门全闭。空气机组的模型型构建图为：其中，新风风门门和排风风门门开度各为110%，回风风风门开度为为90%。、用响应曲曲线法进行参参数整定工程整定方法有有很多种，有有临界比例度度法；衰减曲曲线法；响应应曲线法。本本实验中主要要应用响应曲曲线法，响应应曲线法已经经在上面已经经详细介绍了了通过响应曲曲线法得出广广义对象的数数学模型及参参数、T0、K0的具体过程程，在这里就就不在赘述了了。现在我们们应用经验公公式来求取最最佳PID参参数。KPTiTDPT0/(K0)PIT0/(1.11K0)3.3 PID T0/(0.85K0)2 0.5 表1-1三、实验内容容、风门初始始化：新风风风门、排风风风门全关（即即打到零角度度）；回风风风门全开（即即打到零角度）房房间风门全开开（最大角度度）。简而言言之，全部风风门打到零角角度。这是实实际中央空调风风门的缺省位位置。（注意意：用手操作作，非上位机机）、将压缩机机设定温度66.5度(制冷)，或或设定为400（制热）。以以保持压缩机机尽量少停机，给空调调机组一个恒恒定的冷冻（热热）水温度。（不不要启动）、机组通电电，运行PLLC（即把拨拨片开关从中中间拨到上边边的动作，拨拨片位置见附附图）。、打开PCC机上的WeebAcceess应用程程序。（选择择智能大厦中中央空调控制制系统工程，按按按扭栏上的“运行”按扭。1熟悉中央空空调的逻辑控控制顺序（1）开启顺序序为： 进入手动控制系系统界面，设设定冷热水调调节阀为一定定开关量，即即开冷冻水阀阀门。 进入制冷机组界界面，启动冷冷冻水水泵。 启动压缩机。 返回手动控制系系统界面，启启动风机。等待风机启启动完毕。 打开新风风门和和排风风门为为一定角度，回回风风门为一一定角度，即即打开风门。启动完毕。熟悉一下过滤网网堵塞报警和和风机报警，即即拔掉压差传传感器，观察察。当过滤网网两旁存在压压差时，报警警；当风机启启动后没有压压差时，报警警。（2）停止顺序序： 停压缩机。 停冷冻水水泵。 停风机。 关各个风门为缺缺省位置。即即关风门。 关电动调节阀，即即关冷冻水水水阀。停机完毕。2中央空调系系统的实验建建模新风处理机组组建模准备工作同上。实验步骤： 进入手动控制界界面，设定新新风风门和排排风风门为全全开，回风风风门全闭。（用用上位机操作） 进入制冷机组控控制界面，启启动“与调节阀互互补”控制方式，冷冷冻水泵将启启动。 启动压缩机，等等待压缩机第第一次自动停停机。 然后，记录送风风温度开始温温度，给冷热热水调节阀一一个设定值（小小于20%），如如10%；启动风机。记记录开始时间间。 打开“送回风温温度历史趋势势”观察送风温温度，同时也也可以观察“实时趋势11”以观察实时变化化。 等到送风温度达达到稳态值时时，记录停止止时间和稳定定温度。然后后按照停机顺顺序停机。调整历史趋势势的横坐标时时间，则可以以计算新风机机组的的数学学模型。空气机组建模模步骤与新风机机组相同，所所不同的是建建模时的风门门位置为：新新风风门和排排风风门为110%，回风风风门为900%，观察的的是回风温度度。（是建模模时用上位机机操作的，风风门开始缺省省位置不变）根据前面介绍绍的响应曲线线法计算出新新风机组和空空气机组的数数学模型，并并根据表1-1计算出PPID控制参参数。四、思考问题题 实验建模模和机理建模模的区别。2. 本实验验建立的是狭狭义的控制对对象，还是广广义的控制对对象，它们各各包括哪几个个环节。五、实验要求1 实验前完成预习习，熟悉实验验步骤，并对对控制界面的的操作要熟练练。2 实验时记录下被被控对象的响响应曲线。3 课后完成数据分分析，计算出出数学模型。4 完成一套完整的的实验报告。实验二 新风风处理机组控控制系统一、 实验目的1 了解新风处理机机组的原理。1 了解全部利用室室外新风对房房间供风的优优点和缺点。2 了解闭环系统的的特性。3 掌握单回路控制制参数的整定定过程。4 了解PID各参参数在调节过过程中的作用用。二、实验概述一、单回路简简介和系统方方块图单回路系统是由由四个基本环环节组成，即即被控对象（或或被控过程）、测测量变送装置置、调节器和和执行机构（本本系统为调节节阀）。有时时为了分析方方便起见，往往往把执行机机构、被控对对象和测量变变送装置合在在一起，称之之为广义对象象。这样系统统就归结为调调节器和广义义对象两部分分。然而，一一般来说，还还是把系统看看成上述四个个基本环节所所组成。新风机组控制系系统的系统方方块图（原理理图）如图22-1所示：图2-1新风机机组控制系统统方块图其中，新风风门门和排风风门门为全开，回回风风门为全全闭，全部利利用新风来对对房间进行空空气处理，所所以称之为新新风处理机组组控制系统。三、实验内容容准备阶段：（1）、风门门初始化：新新风风门、排排风风门全关关（即打到零零角度）；回回风风门全开（即打到到零角度）房房间风门全开开（最大角度度）。简而言言之，全部风风门打到零角角度。这是实实际中央空调调风门的缺省省位置。（用用手操作，非非上位机）（2）、将压压缩机设定温温度6.5度（制冷冷）或40度度（制热），（用用手操作）。以以保持压缩机机尽量少停机机，给空调机机组一个恒定定的冷冻（热热）水温度。（3）、实验验装置上电，运运行PLC（即即把拨片开关关从下面拨到到上边）。（4）、打开开PC机上的的WebAcccess应用程序序。（选择智智能大厦中央央空调控制系系统工程）实验步骤：（1）、选择择上位机界面面中的新风处处理机组控制制系统。进入入制冷机组控控制，选择旁旁通阀工作方方式为与调节节阀互补，同同时冷冻水泵泵将启动。（2）、启动动压缩机。等等待，直到压压缩机第一次次自动停机。（3）、切换换控制界面到到新风控制系系统，设定PPID模式为为制冷（或制制热），设定定送风温度，例例如18摄氏氏度；把计算算好的P参数数输入进去，积积分设定为无无效；微分常常数为0；即即只有比例作作用。启动运运行按扭。记记录开始时间间，（注意到到运行后，风风机先启动，55秒钟后，风风门将自动开开启），观察察送风温度历历史趋势和实实时趋势1。反反复实验找出出P控制的最最佳参数。（4）、恢复复送风温度到到室温，可以以停止后，退退出并进入“手动控制界界面”，用手打开开新风和排风风风门，启动动风机，直到到送风温度恢恢复到室温为为止。（5）、将计计算的最佳PPI参数输入入，送风温度度依然设定为为P控制时的的温度，启动动运行按扭。记记录开始时间间，观察送风风温度历史趋趋势和实时趋趋势1，反复复实验找出PPI控制的最最佳参数。（6）、恢复复送风温度到到室温，方法法如上。（7）、将计计算的最佳PPID参数输输入，送风温温度依然设定定为P控制时时的温度，启启动运行按扭。记记录开始时间间，观察送风风温度历史趋趋势和实时趋趋势1，反复复实验找出PPID控制的的最佳参数。（8）、结束束。停压缩机机，再按制冷冷机组停止按扭，最最后按新风控控制机组的停停止按扭，注注意要等到风风门全部关上上后，退出按扭才出出现。然后返返回到选择界界面，退出。四、思考问题题1、调节过程程中的比例的的作用是什么么，如果比例例过大或过小小会怎样？2、调节过程程中的积分的的作用是什么么，如果积分分过大或过小小会怎样？3、调节过程程中的微分的的作用是什么么，如果微分分过大或过小小会怎样？五、实验要求求1、实验前作作好预习。2、实验后对对每次不同的的参数的历史史曲线图进行行分析。3、完成一整整套实验报告告。实验三 空气处处理机组控制制系统一、实验目的的1、 了解空气处理机机组控制系统统的原理。2、 了解利用回风进进行空气处理理的优点和缺缺点。3、 进一步掌握单回回路控制系统统的参数整定定过程。4、 进一步了解PIID各参数在在调节中的作作用。二、实验概述述一、空气处理理机组控制系系统方块图图3-1 空气气处理机组系系统方块图其中，新风风门门和排风风门门开度为100%，回风风风门为90%，即主要利利用回风来对对房间进行空空气处理，以以节省能源。三、实验内容容实验准备：（1）、风门门初始化：新新风风门、排排风风门全关关（即打到零零角度）；回回风风门全（即即打到零角度度）房间风门门全开（最大大角度）。简简而言之，全全部风门打到到零角度。（用用手操作，非非上位机）（2）、将压压缩机设定温温度6.5度制冷（或或40度制热热）。以保持持压缩机尽量量少停机，给空调机组组一个恒定的的冷冻水温度度。（3）、实验验装置上电，运运行PLC（即即把拨片开关关拨到上边）。（4）、打开开PC机上的的WebAcccess应应用程序。（选选择智能大厦厦中央空调控控制系统工程程，按按扭栏栏上的“运行”按扭。实验步骤：（1）、选择择上位机界面面中的空气处处理机组控制制。进入制冷冷机组控制，选选择旁通阀工工作方式为与与调节阀互补补，同时冷冻冻水泵将启动动。（2）、启动动压缩机。等等待，直到压压缩机第一次次自动停机。（3）、切换换控制界面到到空气处理机机组控制，设设定PID工工作方式为制制冷（或制热热），设定回回风温度，例例如18摄氏氏度；把计算算好的P参数数输入进去，积积分设定为无无效；微分常常数为0；即即只有比例作作用。启动运运行按扭。记记录开始时间间，（注意到到运行后，风风机先启动，55秒钟后，风风门将自动开开启一定角度度），观察回回风温度历史史趋势和实时时趋势1。反反复实验找出出P控制的最最佳参数。（4）、恢复复回风温度到到室温，可以以停止后，退退出并进入“手动控制界界面”，用手打开开新风和排风风风门，启动动风机，直到到回风温度恢恢复到室温为为止。（5）、将将计算的PII参数输入，回回风温度依然然设定为P控控制时的温度度，启动运行行按扭。记录录开始时间，观观察回风温度度历史趋势和和实时趋势11，反复实验验找出PI控控制的最佳参参数。（6）、恢复复回风温度到到室温，方法法如上。（7）、将将计算的最佳佳PID参数数输入，回风风温度依然设设定为P控制制时的温度，启启动运行按扭。记记录开始时间间，观察回温温度历史趋势势和实时趋势势1，反复实实验找出PIID控制的最最佳参数。 (8)、结结束。停压缩缩机，再按制制冷机组停止止按扭，最后后按回风控制制机组的停止止按扭，注意意要等到风门门全部关上后后，退出按扭才出出现。然后返返回到选择界界面，退出。四、思考问题题1、 风门开启程度对对室内空气控控制的影响是是什么？2、 空气处理机组是是如何节省能能源的？五、实验要求求1、 实验前完成预习习。2、 实验后对每次不不同参数的历历史曲线图进进行分析。3、 完成一整套实验验报告。4、 完成思考问题。实验四 房间湿湿度自动控制制系统一、实验目的的1、 了解湿度控制的的原理。2、 了解湿度控制的的作用。3、 进一步掌握单回回路控制系统统的参数整定定过程。4、 进一步了解PIID各参数在在调节中的作作用。二、实验概述述一、压差控制制系统方块图图图3-1 压差差控制系统方方块图其中，新风风门门和排风风门门开度为800%，回风风风门为20%，即主要利利用新风来对对送风湿度进进行控制。三、实验内容容实验准备：（1）、风门门初始化：新新风风门、排排风风门全关关（即打到零零角度）；回回风风门全（即即打到零角度度）房间风门门全开（最大大角度）。简简而言之，全全部风门打到到零角度。（用用手操作，非非上位机）（2）、实验验装置上电，运运行。（3）、打开开PC机上的的WebAcccess应应用程序。（选选择智能大厦厦中央空调控控制系统工程程，按按扭栏栏上的“运行”按扭。实验步骤：（1）、切换换控制界面到到送风湿度自自动控制，设设定湿度，例例如60%；把计算好的的P参数输入入进去，积分分设定为无效效；微分常数数为0；即只只有比例作用用。启动运行行按扭。记录录开始时间，观观察房间湿度度历史趋势和和实时趋势11。反复实验验找出P控制制的最佳参数数。（3）、将将计算的PII参数输入，湿湿度设定依然然设定为P控控制时的湿度度，启动运行行按扭。记录录开始时间，观观察湿度历史史趋势和实时时趋势1，反反复实验找出出PI控制的的最佳参数。（4）、将将计算的最佳佳PID参数数输入，启动动运行按扭。记记录开始时间间，观察湿度度历史趋势和和实时趋势11，反复实验找出PIID控制的最最佳参数。 (8)、结结束。按停止止按扭，注意意要等到风门门全部关上后后，退出按扭才出出现。然后返返回到选择界界面，退出。四、思考问题题1、风门开启程程度对送风湿湿度控制的影影响是什么？2、湿度控制是是怎样实现的的？3、为什么要对对送风进行湿湿度控制？五、实验要求求5、 实验前完成预习习。6、 实验后对每次不不同参数的历历史曲线图进进行分析。7、 完成一整套实验验报告。8、 完成思考问题。实验五 监控系系统设计组态态实验一、实验目的的1、了解监控控系统的原理理。2、会用组态态软件WebAAccesss做简单的监监控画面。3、了解软件件的网络功能能。二、实验内容容在这个实验里，我我们将学会用用WebAcccess做做一个简单监监控系统，采采集下位机中中的送风温度度和回风温度度，并显示出出来。（各校校可根据学时时情况，设计计更复杂的组组态实验） 一、创建建新工程。打开WebAcccess，在在IE浏览器器中键入工程程节点所在计计算机的IPP地址，以默默认的用户名名“adminn”密码为空登登陆，进入WWebAcccess设定定和工程管理理员1. 在创建新新工程内，为为工程输入 工程名称，可可以是任意字字符（不能应应用下划线_）。这个名名称将在工程程管理员界面面内用于识别别工程，也将将在WebAAccesss 浏览中的的标题内显示示。 2. 输入 工工程描述 帮助识别所所创建的工程程 3. 默认的 工程节点IPP 地址 已经显示，但但也可重新定定义URL 或计算机名名 在创建新工工程内，为工工程输入 工程名称，可可以是任意字字符（不能应应用下划线_）。这个名名称将在工程程管理员界面面内用于识别别工程，也将将在WebAAccesss 浏览中的的标题内显示示。 如果没有使用防防火墙，默认认为 0 55. 推荐使使用默认的 工程逾时， 4. 如果使用用防火墙，输输入由系统管管理员分配的的TCP 第一一通讯端口号号 5. 推荐使用用默认的 工程逾时， 6. 默认的 通入代码 将显示，这这是在软件安安装时设定的的 远程存取代代码。 7. 点击 提提交新的工程程二、创建监控节节点1. 在 当前前工程 选择工程名名称 2. 打开WWebAcccess 工工程管理员 3. 在工程管管理员内，选选择添加监控控节点4. 打开 创创建新的监控控节点 页面 5. 输入 监监控节点名称称，此名称将将在WebAAccesss 浏览中显显示6. 输入 描描述 7. 输入监控控节点的 IIP 地址，默默认的IP地址将显示示，请确认监监控节点的IIP地址。 8. 如果使用用防火墙，输输入 第一通讯端端口号 如果没有使使用，请使用用默认值 00 9. 如果使用用防火墙，输输入 次要通讯端端口号，WeebAcceess 需要要 2 个TCP 端口口，但这两个个端口不能相相同；如果没没有使用，请请使用默认值值 0 10. 请使用用推荐的 节点逾时，这这是监控节点点与客户端、工工程节点和AASP服务器器正常通讯的的时间。 11. 为监控控节点输入 远程存取代代码，系统显显示默认的远远程存取代码码，远程存取取代码在软件件安装时设定定。 12. 点击 提交 三、添加通讯端端口和设备1. 添加通讯讯端口接口名称选择SSeriall 端口号：选择串串口通讯时，尤尤其要注意此此处端口号为为计算机物理理COM口号，在在有包括多种种类型设备通通讯（Serrial、TCP等）时时，一定要将将串口通讯的的设备端口号号设置为与计计算机COMM口一致，即即优先分配串串口通讯，其其他通讯类型型端口号都为为虚值，不影影响通讯； 串口通讯：主要要的四个参数数：波特率、数数据位、停止止位、奇偶校校验一定要和和PLC中定义义的一致2. 添加设备备 和TCP通讯方方式的步骤一一致，设备名名称和描述由由用户自定义义 单元号：此处为为串口通讯设设备的Devvice IID号，一定定要与PLCC相对应；如如无其他特殊殊要求和属性性，其他参数数可以默认提提交。 3. 添加IOO点 使用参数定义II/O点，选选择正确的参参数类型，输输入正确的点点名称，地址址，量程等，点点击“提交”按钮即可。如如下图： 四、绘图、监控控画面的设计计1. 点击开始始绘图（可通通过鼠标右击击选择在新窗窗口中打开）2. 通过文本本按钮画出监监控画面，点点选择建好的的两个IO点点做好动画五、下载和启动动节点1. 在工程/节点列表的的工程名下，请请选择一个监监控节点 2. 在工程管管理员窗口，点点击下载3. 系统弹出出下载对话框框4. 当下载完完成，点击关关闭窗口 5. 在工程管管理员窗口，点点击 启动节点 6. 系统弹出出起动主要监监控节点对话话框六、启动监控1. 选择“启启动监控”2. 出现WWebAcccesss 登录界面，用“adminn”用户登陆3. 察看数据据，看送风温温度和回风温温度是否被实实时采集。4. 从局域网网其他计算机机通过客户端端方式访问监监控节点，看看数据采集状状况。 求是教仪 楼宇自动化实验指导书三、实验要求1、试验前预预习，了解PPLC的接线线及工作过程程。2、熟悉软件件的网络框架架，掌握一般般的使用和操操作2、会用WeebAcceess做一些些了简单的工工程。实验六 控制器器编程一、实验目的的1熟悉系统统控制器的基基本结构。2了解智能能控制器的工工作方式。3熟悉使用用三菱软件编编程。二、系统控制制器简介本实验采用的是是日本三菱公公司生产的FFX2N系列可编编程控制器，它它是利用FXX2N的特殊模模块FX2NN-4AD和和FX2N-4DAA 用于模拟拟量的采集和和处理及控制制信号的输出出。数据传送送、上位机通通讯及控制器器编程用FXX2N主机。 主单元： 内置RAM存储储器（80000步）。电电池后备。 基本指令：277种 步进梯形图指令令：2种 应用指令：1228种 内置运行/停止止开关（也具具有外部运行行/停止功能能） 可在程序运行中中写入程序模拟量输入模块块FX2N-4ADD 12位位高精度模拟拟输入 4通道道电压（-110V到100V）或电流流（-20mmA到20mmA）输入,可通过程序序选择 同主单单元之间通过过缓冲存储器器交换数据（共共有32个缓缓冲存储器） 占用FFX2N扩展总线线的8点。88点也可分配配成输入或输输出性能指标项目电压输入电流输入模拟输入范围DC-10V到到10V(输输入阻抗2000K)DC-20mAA到20mA(输输入阻抗2550）数字输出12位的转换结结果以16位位二进制补码码方式存储（-2048到到20477）分辨率5mV（10VV默认范围：1/20000）20uA（200mA默认范范围：1/11000）总体精度1%(对于-10V到110V)1%(对于-20mA到到20mA)转换速度15ms/通道道（常速），66ms/通道道（快速）模拟量输入模块块FX2N-4DAA 12位位高精度模拟拟输出 4通道道电压（-110V到100V）或电流流（0mA到到20mA）输输出,可通过程序选选择 同主单单元之间通过过缓冲存储器器交换数据（共共有32个缓缓冲存储器） 占用FFX2N扩展总线线的8点。88点也可分配配成输入或输输出性能指标项目电压输出电流输出模拟输入范围DC-10V到到10V(负负载：2K到1M)DC0mA到220mA(负载5000）数字输入16位，二进制制，有符号（有有效位：111位和1位符符号位）分辨率5mV（10VV默认范围：1/20000）20uA（200mA默认范范围：1/11000）总体精度1%(对于-10V到110V)1%(对于00mA到20mA)转换速度2.1ms三、编程内容在FXGPWWIN编程环环境下编程本实验PLC是是按照IECC611311-3标准编编程的。IEEC611331-3标准准支持五种控控制器编程语语言：指令语语言（IL）、结结构化文本（SST）、顺序序流程图（SSFC）、方方块图（FBBD）和梯形形图（LD）。下面我们就以梯梯形图（LDD）来简要说说明本控制器器的编程方法法。下面我们来看一一段模拟量输输入例子：、初始化通道道；H32110BFM#CH1：电压压输入（-110V到100V）；CHH2：电流输输入（4mAA到20mAA）；CH33：电流输入（-20mA到到20mA）；CH4：通通道关闭、将数据写入入各个数据寄寄存器D0BFMM#1；D11BFM#2；D2BFM#3；D3BFM#4；操作过程：、关闭MPUU的电源，连连接FX2N-4ADD。然后，配配置FX2NN-4AD的的I/O导线线。、设置MPUU为STOPP状态，打开开电源。写入入上面的程序序，然后切换换MPU到RRUN状态。、将信号发生生器（可调电电压、电流源源）输入FXX2N-4ADD的各个通道道；观察程序序中寄存器DD0D3的变化化：CH1(-10V到到10V) D0(-22000到22000)；CH2（4mmA到20mmA）D1(0到到1000)；CH3（-20mmA到20mmA）D2(-11000到11000)模拟量输出的的编程与输入入类似。区别在于BFFM#0中通通道模式2代代表电流输出出（0mA到到20mA）三、实验要求求1、实验前熟熟悉PLC和和各模块的接接线及特殊模模块的缓冲寄寄存器分配。2、能熟练的的用运软件编编程，了解AAD、DA转转换的过程。第四章 软件使使用说明书第二节 三菱编编程软件的安安装及应用一、概述编程器是PLCC的最重要外外围设备。利利用编程器将将用户程序送送入PLC的的存储器，还还可以用编程程器检查程序序，修改程序序，监视PLLC的工作状状态。除此以以外，在个人人计算机上添添加适当的硬硬件接口和软软件包，即可可用个人计算算机对PLCC编程。利用用微机作为编编程器，可以以直接编制并并显示梯形图图。在这里我我们的硬件接接口为SC009编程电缆缆，软件为SWOOPC-FXXGP/WIIN-C。SWOPCC-FXGPP/WIN-C为一个可可应用于FXX系列可编程程控制器的编编程软件，可在Winn98、Wiin20000及XP下运行。在SWOPPC-FXGGP/WINN-C中，你可通过线线路符号，列表语言及及SFC符号号来创建顺控控指令程序，建立注释数数据及设置寄寄存器数据。创建顺控指指令