2021年楼宇自动化实验报告内容

目录
第一部分THPGP-1型楼宇供配电及照明系统介绍......................................... 错误!未定义书签。

概述..................................................................................................................... 错误!未定义书签。

第一章楼宇供配电及照明控制部分（控制屏）........................................... 错误!未定义书签。

第二章 THPGP-1型照明系统演示柜.............................................................. 错误!未定义书签。

第三章 THPGP-1型上位机工程软件安装与使用.......................................... 错误!未定义书签。

第二部分试验基础要求与安全操作规程............................................................ 错误!未定义书签。

第一章试验基础要求....................................................................................... 错误!未定义书签。

第二章安全操作规程....................................................................................... 错误!未定义书签。

第三部分THPGP-1 试验内容.............................................................................. 错误!未定义书签。

第一章供配电子系统试验............................................................................. 错误!未定义书签。

试验一智慧建筑供电运行方法试验............................................................. 错误!未定义书签。

试验二经典楼层配电运行方法试验............................................................. 错误!未定义书签。

试验三供配电系统中运行线路状态现场监测和控制试验 ......................... 错误!未定义书签。

试验四备自投联动控制试验......................................................................... 错误!未定义书签。

试验五双电源自动切换控制试验................................................................. 错误!未定义书签。

试验六应急电源自动投入和退出运行控制试验......................................... 错误!未定义书签。

试验七功率因子赔偿试验............................................................................. 错误!未定义书签。

试验八与消防自动报警系统联动试验......................................................... 错误!未定义书签。

试验九供配电监控系统运行调度试验......................................................... 错误!未定义书签。

第二章照明子系统试验................................................................................. 错误!未定义书签。

试验一常见照明开关特征试验..................................................................... 错误!未定义书签。

试验二楼宇一般照明配电方法试验............................................................. 错误!未定义书签。

试验三应急照明配电方法试验..................................................................... 错误!未定义书签。

试验四时间表控制模式下照明控制试验..................................................... 错误!未定义书签。

试验五情景切换控制模式下照明控制试验................................................. 错误!未定义书签。

试验六远程强制控制模式下照明控制试验................................................. 错误!未定义书签。

试验七动态控制模式下照明控制试验......................................................... 错误!未定义书签。

试验八照明系统与消防系统联动试验......................................................... 错误!未定义书签。

试验九照明监控系统运行调度试验............................................................. 错误!未定义书签。

第三章建筑设备监控系统试验..................................................................... 错误!未定义书签。

试验一照明子系统和供配电子系统联合监控试验..................................... 错误!未定义书签。

试验二与其它建筑设备子系统联合监控运行扩展试验 ............................. 错误!未定义书签。

第四部分附录........................................................................................................ 错误!未定义书签。

附录一JKL5CF智能无功赔偿控制器使用说明书 ...................................... 错误!未定义书签。

附录二THPIL-1型智能调光装置使用说明 ............................................... 错误!未定义书签。

第一部分THPGP-1型楼宇供配电及照明系统介绍
概述
在智能建筑组成结构中, 建筑设备自动化系统BAS是智能建筑存在基础。

楼宇设备自动化系统（Building Automation System）又称为建筑设备监控系统。

其关键设备是采取中心监控室计算机对整个高层建筑物内多而分散建筑设备实施测量、监视和自动控制。

对楼宇内众多暖通、空调、供配电、照明、给排水、消防、电梯、停车场中大量机电设备进行有条不紊综合协调, 科学地运行管理及维护保养工作, 它为全部机电设备提供了安全、可靠、节能、长寿命运行可信赖确保, 能实现供配电系统、空调系统、给排水系统、电梯等之间信息互通, 从而节省整个楼宇内部设备运行人力, 节省能源消耗, , 同时还可在主控室内随时掌握设备状态及运行情况、能量消耗及多种参数改变情况, 并满足管理者需要。

供配电系统是智能建筑心脏, 是大厦动力系统。

多年来, 智慧建筑在中国外不停兴建, 成为现代化城市关键标志。

多种优异技术与智慧化设备不停应用和发展, 给智慧建筑供配电提出了很多新要求, 供配电可靠性、安全性, 摆到了更为关键位置, 同时也给建筑电气设计技术提出了新研究课题。

智慧建筑与通常建筑相比, 对电气设备要求有所不一样, 有其本身特点, 具体以下:
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．电气线路多;
6．电气用房多;
7．自动化程度高。

现代建筑中照明不仅要求能为大家工作、学习生活提供良好视觉条件, 而且要能利用灯具造型和光色协调营造出含有一定风格和美感室内环境, 以满足大家心理和生理要求。

然而, 一个真正设计合理现代照明系统, 除能满足以上条件外, 还必需做到充足利用和节省能源。

伴随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, 需要营造愉快、便捷、安全、高效照明环境和气氛, 从而促进了照明控制系统向高效节能和智慧化方向发展。

作为智能楼宇关键组成部分照明系统, 面对不停发展需要, 要求照明系统智能化, 含有场景模式等复杂功效, 便于控制和监督, 并能与安防、三表等系统集成, 微电子技术、网络通信技术纵深发展, 照明控制技术面临革命性变革, 变革所展现三大趋势是:
1）电子化----电子元器件替换传统机械式开关。

2）网络化----网络通信技术成为智能照明系统技术平台
3）集成化----系统集成技术平台使照明、安防、上网成为一个整体处理方案。

“THPGP-1型楼宇供配电及照明系统试验装置”满足了智能建筑供配电和照明系统基础要求, 它是一个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试验装置。

一次系统
包含: 楼宇供配电部分、楼层照明配电线路和照明场景模拟部分。

控制系统包含: 备自投控制、无功赔偿控制、双电源供电负荷运行线路控制和照明系统综合控制。

同时配置“THPGP-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部分（控制屏）
控制屏包含以下6个部分:
1、电源控制部分: 由以下两个部分组成:
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控制器以及二次部分控制回路电源。

2、楼宇供配电部分:
各路高压电源进线采取市电400V模拟, 进线方法为: 两路外部电源进线, 并配有自备电源系统。

出线母线方法: 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, 包含7个部分: 照明系统、动力系统、空调系统、给排水系统、消防与安全防范系统、通信及有线电视系统和电梯系统, 其中照明系统包含正常照明系统和应急照明系统两部分。

依据各负荷供电要求以及负荷类型特点, 负荷线路设置如图1-1-1所表示。

断路器分、合闸经过操作QF1～QF4选择开关（带自复位功效）, 旋至合闸, 红灯亮, 线路接通; 旋至分闸, 绿灯亮, 线路断开。

经过母线下方电压表可监测1#、2#母线电压, 调整电压表下方选择开关, 可实现线电压显示值和相电压显示值之间切换。

线路通断采取ABB微型断路器控制。

该设备关键特点是: 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（1NC、1NO）, 前者用于消防联动时跳开非关键负荷, 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, 而且线路上有电则该光字牌亮。

3、楼宇照明控制部分:
楼宇照明控制部分由楼层配电线路以及照明场景控制开关组成, 楼层照明配电模拟经典楼层配电形式, 照明控制开关包含以下几类:
1）传统照明控制方法: 手动开关组件（单极开关、双路开关）、手动调整组件（调光开关）。

2）智能照明控制方法: 触摸延时开关、人体感应开关、声控延时开关、遥控开关、THPIL-1智慧调光控制器。

3）自动照明控制方法: 上位机远动控制各楼层配电箱以及公共照明通断, 下位机采取DDC 控制器。

图1-1-1
4、控制系统部分:
包含备自投控制、低压无功赔偿控制、应急照明双电源自动切换接线区
备自投控制: 在试验屏左下方, 有“备用方法”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。

无功赔偿控制: 在试验屏正下方, 装有JKL5CF智能无功赔偿装置, 经过选择开关切换, 可选择两种赔偿方法: 微机自动赔偿和手动赔偿。

应急照明双电源自动切换接线区: 依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）: 消防与安全防范系统、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, 负荷端则需要选择从某一路电源用电, 所以需要设置双电源切换控制线路。

在本装置上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, 内部接线已经完成, 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、通信接口部分:
在试验屏右侧设置有两个通信接口: Modbus RTU通信接口和LonWorks通信接口。

整个通信控制网络如图1-1-2所表示。

图1-1-2
6、消防告警模拟部分:
在试验屏下方, 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, 可经过上位机联动跳闸相关配电以及照明线路。

第二章 THPGP-1型照明系统演示柜
照明系统演示柜模拟智能化综合大楼, 集成了多个灯具和控制开关, 做为照明控制部分演示对象。

本试验柜模拟智能化大楼经典楼宇场所和场景。

根据综合大楼设计思绪, 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; 第二层为多功效会议厅和楼道二; 第三层分为经理办公室, 职员办公室和楼道三; 第四层分为卧室, 客厅, 和楼道四。

各控制方法以及开关以下:
1、卧室设有白炽灯, 采取调光开关控制, 以改变照度来适应多种不一样场所, 如看电视,
学习, 休息等; 客厅采取两位单路开关控制, 控制两种不一样灯光, 以满足不一样场所需求, 如待客, 聚会等。

楼道四采取触摸延时开关控制, 可达成节省电能目。

2、经理办公室采取多场景按钮切换控制, 切换场景有全灭, 全亮, 办公, 会客, 休息; 职员
办公室采取荧光灯调光控制, 能够依据太阳光强弱来人为改变荧光灯明暗, 节省能源。

楼道三采取人体感应开关控制, 依据人体红外线来控制灯。

3、多功效会议厅采取智能调光控制器控制。

控制器中已经设置多个场景, 如入场, 会议, 休
息, 投影, 散会等等, 经过按键可设置对应场景。

楼道二采取双路开关控制, 实现两地控制同一灯。

4、大堂采取无线遥控装置控制, 经过手持遥控器按键或面板开关来进行场景设置。

楼道一
采取声光控开关控制, 经过检测声音来控制灯。

5、-1层地下停车场采取光电开关控制, 当车挡住光电开关发射红外线时, 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开启。

演示柜电源以及控制信号经过后面航空插座连接到试验屏。

第三章 THPGP-1型上位机工程软件安装与使用
1 产品介绍
“THPGP-1型楼宇供配电及照明系统试验装置上位机软件V2.1”是基于Windows 操作系统综合自动化、集成化应用平台, 用于THPGP-1型楼宇供配电及照明系统试验装置, 可完成供配电及照明系统实时监控。

本系统模拟现场运行楼宇自控管理系统, 含有基础监控和数据采集（SCADA）功效。

系统在整体技术指针、实时性等方面都达成较高程度, 在易操作、保护及友好人机接口等方面也充足发挥了现代计算机技术和通信技术特点, 能够满足用户多方面需求, 达成供配电及照明系统监控软件用于教学目。

本系统软件采取北京三维力控组态软件开发设计, 接口丰富, 功效全方面, 含有良好扩展性。

力控组态软件使用方法详见《力控用户手册》。

2 运行环境
本监控系统软件采取力控组态软件编写设计, 软件运行后, 接口显示在最前端, 而且屏蔽了CRAL+ALT+DEL组合键以及严禁了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: Microsoft WINDOWS +sp2 或WINDOWS XP汉字操作系统
分辨率: 1024×768
硬件平台:
并口硬件锁: 力控组态软件并口密码锁
尤其注意: 在运行监控系统软件时, 尽可能不要运行其它软件, 以降低系统内存消耗, 提升软件工作可靠性。

更不能运行需要占用COM1软件, 因为本监控软件需要占用COM1, 不然会出现串口冲突现象, 影响软件正常使用。

3 安装运行软件
打开安装光盘, 运行“安装工程”文件夹中“THPGP-1上位机软件V2.1”文件夹中“setup”图示（如图1-3-1所表示）, 出现图1-3-2所表示安装画面, 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”（如图1-3-3所表示）, 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1-3-6 图1-3-7
在桌面上出现图1-3-7所表示图标, 双击该图标可进入“THPGP-1 上位机软件(V2.1)”运行系统。

4 操作窗口功效介绍
4.1 初始登陆窗口
运行工程项目后, 第一窗口为软件登陆窗口。

如图所表示1-3-8。

点击“进入系统”按钮, 进入监控系统, 开始信息下发和上传工作。

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”, 完成不一样监控内容。

如图1-3-9所表示。

图1-3-8
图1-3-9
4.3 供配电监控管理系统主功效窗口
在该窗口中, 显示监控系统各功效模块, 经过点击对应按钮, 可进入各子窗口。

如图1-3-10所表示。

4.4 运行管理窗口
4.4.1 1#电源进线和母线
如图1-3-11所表示。

在此窗口中监测总进线电源各电量: 电压、电流、功率等参数; 各负荷线路电流、以及各断路器通、断。

点击“2#母线”可进入“2#电源进线和母线”窗口。

当各负荷线路对应断路器闭合时, 负荷由灰变成红色。

图1-3-10
图1-3-11
4.4.2 2#电源进线和母线
如图1-3-12所表示。

在此窗口中功效与“1#电源进线和母线”基础类似, 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
4.5.1 配电线路负荷曲线
如图1-3-13所表示。

在此窗口中监测各负荷电流改变情况。

4.5.2 总电量实时趋势
如图1-3-14所表示。

在此窗口中监测总电源进线各电量实时趋势。

4.5.3 中央模拟屏
如图1-3-15所表示。

中央模拟屏有三个部分: 电源进线、低压1#母线和低压2#母线。

窗口中动态反应各电量改变情况。

图1-3-12 图1-3-13
图1-3-14
图1-3-15
4.5.4 电能历史报表
如图1-3-16所表示。

在此窗口中以报表形式, 完成电能统计和历史统计。

4.6 历史事件窗口
如图1-3-17所表示。

在此窗口中, 有遥控统计报表, 具体含义以下:
1）断路器位置: 显示“除消防、应急其它线路”
2）操作方法: 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”。

图1-3-16
图1-3-17
4.7 消防告警提醒窗口
当发生消防告警信号时（按下试验台反面消防告警按钮）, 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1-3-19
4.8 照明系统监控窗口
如图1-3-20所表示, 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）时间表计划任务设置: 点击此按钮, 出现图1-3-21, 此时可控制各路照明线路按计划时间开启和停止。

（3）运行状态: 可监控各照明线路通、断状态以及卧室照度。

图1-3-20
图1-3-21
4.9 时间表工作设置窗口
如图1-3-21所表示, 在此窗口中, “时间查询”显示目前时间, “计划任务”可设置各照明
颜色变灰（不可选状态）, 说明设置成功, 假如设置时间不对, 会有对应提醒。

设置时间完成后, 图1-3-23中, “未设置”变为“已经设置”。

图1-3-22
4.10 系统管理窗口
在供配电监控管理系统主功效窗口点击“退出系统”, 弹出如图1-3-23所表示对话框。

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
第二部分试验基础要求与安全操作规程
第一章试验基础要求
“THPGP-1型楼宇供配电及照明系统试验装置”试验目在于使学生掌握系统运行原理及特征, 学会经过故障运行现象及相关数据分析故障原因, 并排除故障。

经过试验使学生能够依据试验目, 试验内容及测取资料, 进行分析研究, 得出必需结论, 从而完成试验汇报。

在整个试验过程中, 必需集中精力, 立刻认真做好试验。

现按试验过程提出下列具体要求。

1试验前准备
试验准备即为试验预习阶段, 是确保试验能否顺利进行必需步骤。

每次试验前都应做好预习, 才能对试验目、步骤、结论和注意事项等做到心中有数, 从而提升试验质量和效率。

预习应做到:
⑴复习教科书相关章节内容, 熟悉与此次试验相关理论知识。

⑵认真学习试验指导书, 了解此次试验目和内容, 掌握试验工作原理和方法, 仔细阅读试验安全操作规程, 明确试验过程中应注意问题（有些内容可到试验室对照试验设备进行预习, 熟悉组件编号, 使用及其要求值等）。

⑶试验前应写好预习汇报, 其中应包含试验系统具体接线图、试验步骤、数据统计表格等, 经老师检验认为确实做好了试验前准备, 方可开始试验。

⑷认真做好试验前准备工作, 对于培养学生独立工作能力, 提升试验质量和保护试验设备、人身安全等都含有相当关键作用。

2 试验进行
在完成理论学习、试验预习等步骤后, 就可进入试验实施阶段。

试验时要做到以下几点:
⑴预习汇报完整, 熟悉设备
试验开始前, 指导老师要对学生预习汇报做检验, 要求学生了解此次试验目、内容和方法, 只有满足此要求后, 方能许可试验。

指导老师要对试验装置作具体介绍, 学生必需熟悉该次试验所用多种设备, 明确这些设备功效与使用方法。

⑵建立小组, 合理分工。

每次试验都以小组为单位进行, 每组由3人组成。

⑶试运行
在正式试验开始之前, 先熟悉仪表操作, 然后按一定规范通电接通电力网络, 观察全部仪表是否正常。

假如出现异常, 应立刻切断电源, 并排除故障; 假如一切正常, 即可正式开始试验。

⑷测取数据
预习时应对所测数据范围做到心中有数。

正式试验时, 依据试验步骤逐次测取资料。

⑸认真负责, 试验有始有终
试验完成后, 应请指导老师检验试验资料。

经指导老师认可后, 关闭全部电源, 并把试验中所用物品整理好, 放至原位。

3 试验总结
这是试验最终阶段, 应对试验数据进行整理、绘制图表、分析试验现象并撰写试验汇报。

每位试验参与者要独立完成一份试验汇报, 试验汇报编写应持严厉认真、实事求是科学态度。

如试验结果与理论有较大出入时, 不得随意修改试验数据和结果, 而应用理论知识来分析试验数据和结果, 解释试验现象, 找出引发较大误差原因。

试验汇报是依据实测资料和在试验中观察发觉问题, 经过自己分析研究或分析讨论后写出试验总结和心得体会, 应简明扼要、字迹清楚、图表整齐、结论明确。

试验汇报应包含以下内容:
⑴试验名称、专业、班级、学号、姓名、同组者姓名、试验日期、室温等。

⑵试验目、试验线路、试验内容。

⑶试验设备、仪器、仪表型号、规格、铭牌数据及试验装置编号。

⑷试验资料整理。

⑸画出与试验数据相对应特征曲线及统计波形。

⑹用理论知识对试验结果进行分析总结, 得出正确结论。

⑺对试验中出现现象、碰到问题进行分析讨论, 写出心得体会, 并对试验提出自己提议和改善方法。

⑻试验汇报应写在一定规格汇报纸上, 保持整齐。

⑼每次试验每人独立完成一份汇报, 按时送交指导老师批阅。

第二章安全操作规程
为了顺利完成THPGP-1楼宇供配电及照明系统试验装置全部试验, 确保试验时人身安全与设备安全可靠运行, 试验人员要严格遵守以下安全规程:
1、在分、合闸微型断路器时,要同时扳动整个连杆,不能只扳起一角,预防连杆断裂或变形。

2、在“应急照明双电源切换接线区”安装有保险丝保护接线,做试验时,因为接线错误造成保险丝熔断,可打开后门（中间右侧）,更换保险丝（3A）。

在1～4层照明配电试验时,假如,做试验时,因为接线错误造成保险丝熔断,可打开后门（中间右侧）中间左侧,更换保险丝（3A）。

3、在负荷系统中,采取大功率磁盘电阻模拟楼宇负荷。

试验前,必需进行以下检验:试验台“控制电源”开关扳至“ON”,试验屏后部门上风机是否正常运行,假如出现故障,请联络技术人员维修。

第三部分THPGP-1 试验内容
第一章供配电子系统试验
试验一智慧建筑供电运行方法试验
一、试验目
1．了解楼宇供电线路结构。

2．熟悉楼宇中经典供电线路形式。

二、原理说明
依据智慧建筑特点, 为了保障大楼和设备安全, 应依据建筑物内用电负荷性质和大小, 外部电源情况, 确定电源回路数, 确保供电可靠。

除了含有外部电网可靠电源外, 还应有备用柴油发电机组, 作为应急电源, 备用发电机组容量要确保全部一级负荷和部分二级负荷供电（关键确保消防设备和事故照明装置供电）。

本试验装置采取两回路电源同时供电, 设有自备电源系统（均由市电模拟）, 采取单母线分段运行方法, 供电可靠性高, 适适用于负荷大、高压出线回路少智能建筑。

如图3-1-1-1所表示供电网络结构。

图3-1-1-1
三、试验内容与步骤
1．打开总操作电源
试验台左侧“操作电源”空气开关向上扳至“ON”。

2．打开总进线电源
试验台左侧“进线电源”正面塑壳断路器向上扳至“ON”。

3．供电运行
将选择开关QF1、QF2旋至合闸, 观察1#、2#母线电压指示, 旋转切换开关, 观察电压改变。

将QF1、QF2旋至分闸。

4．供电线路结构改变
将选择开关QF1、QF4旋至合闸, 观察1#、2#母线电压指示, 旋转切换开关, 观察电压改变。

重新将选择开关QF3、QF4旋至合闸, 观察1#、2#母线电压指示, 旋转切换开关, 观察电压改变。

5．供电线路运行闭锁控制
将选择开关QF1、QF2旋至合闸, 合闸QF4, 能否合上, 分析原因。

将选择开关QF1、QF2旋至合闸, 合闸QF3, 能否合上, 分析原因。

四、试验汇报
1．比较两路独立电源和一路电源供电在供电面积和可靠性方面区分。

2．说明变压器低压侧采取单母线分段方法特点。

3．依据试验现象, 分析供电线路多种运行状态下特点。