项目5：照明监控系统

项目5：照明监控系统的实施知识目标：1、能看懂照明监控系统的工艺结构图、原理图等技术资料。2、能陈述照明系统的控制工作原理和主要监控点及其数据类型。3、能陈述照明监控系统操作与运行管理的原则和方法。能力目标：1、能使用监控软件进行照明监控系统的构建。2、会使用基本指令进行监控系统控制策略的设计与编程。3、会操作照明监控系统，并能进行运行管理。4、会准确进行PLC控制系统的安装调试。5、基本能进行照明监控系统的的安装、联调和通电试车、参数测试、设备维护、检修和常见故障的分析学习任务（情景）：学习情景1：照明监控系统的识图与操作。学习情景2：照明监控系统的构建。该学习项目以实验室照明模拟监控系统为例，认识系统的组成原理；结合监控系统图纸和监控软件系统画面，熟悉监控系统的软件和现场设备；运用手动和自动2种方法对系统进行正确操作，掌握操作程序和步骤，进一步体会系统的整体工作。拆除系统的连线和部分传感器，按照系统接线图恢复系统的硬件连接。达到：会分析；能；能、维护和故障检修。达到：熟悉照明控制系统构成和系统连接方法；会分析照明监控系统；会操作照明监控系统的设备；会使用监控软件进行简单照明监控系统的设计构建；能对照明监控系统控制系统进行调试、检修和常见故障排除；项目的实施思路3.1照明控制原理、4种不同的控制方式。3.2照明监控系统控制功能。3.3照明控制箱接线原理图分析，总结照明监控系统的构成特点。情景1：照明监控系统的识图与操作（教材—学习情境3智能建筑设备自动化控制系统）任务5照明监控系统1波动开关控制方式该方式就是以波动开关控制一套或几套灯具，这是采用得最多的控制方式，它可以配合设计者的要求随意布置，同一房间不同的出入口均需设置开关。单控开关用于一处启闭照明；双控及多控开关用于楼梯及过道等场所，在上、下层或两端多处启闭照明，其接线图如图3.32所示。该控制方式线路繁琐，维护量大，线路损耗多，很难实现舒适照明3.1照明控制原理照明监控系统图3.32双控及多控开关原理图照明监控系统2断路器控制方式这是以断路器控制一组灯具的控制方式。这种方式控制简单，投资小，但由于控制的灯具较多，造成大量灯具同时开关，在节能方面效果很差，又很难满足特定环境下的照明要求，因此，在智能楼宇中应谨慎采用该方式，尽可能避免使用。3定时控制方式这是以定时控制灯具的控制方式。该方式可利用建筑物自动化系统的接口，通过控制中心来实现，但这种方式太机械，遇到天气变化或临时更改作息时间就比较难以适应，一定要通过改变设定值才能实现，显得非常麻烦。照明监控系统4光电感应控制方式光电感应开关通过测定工作面的照度，与设定值比较来控制照明开关，这样可以最大限度地利用自然光，达到更节能的目的，也可提供一个不受季节与外部气候影响的相对稳定的视觉环境，特别适合一些采光条件好的场所。当检测的照度低于设定值的极限值时开灯，高于极限值时关灯。照明监控系统照明监控系统将对整个建筑的照明系统进行集中控制和管理，主要完成以下功能：1走廊、楼梯照明走廊、楼梯照明除保留部分值班照明外，其余的灯在下班后及夜间应关闭，以节约能源。因此可按预先设定的时间，编制程序进行开/关控制，并监视开关状态。2办公室照明它的调光原理是：当自然光较弱时，自动增强人工照明；当自然光较强时，自动减弱人工照明。亦即人工照明的照度与自然光照度成反比例变化，以使二者始终能够动态地补偿。3.5.2照明监控系统功能照明监控系统3障碍照明、建筑物立面照明航空障碍灯根据当地航空部门要求设定，一般装设在建筑物顶端，属于一级负荷，应接入应急照明电路。可根据预先设定的时间程序控制，并进行闪烁；或根据室外自然环境的照度来控制光电器件的动作，达到开启/断开。4应急照明的应急启/停控制、状态显示当建筑物发生事故时，需要照明各组做出相应的联动配合。当有警时，联动正常照明系统关闭，事故照明打开；当有保安报警时，联动相应区域的照明灯开启，并且保证市电停电后的事故照明、疏散照明。任务5照明监控系统不同用途的场所对照明要求各不相同。照明监控原理如图3.33所示，其核心是DDC分站。一个DDC分站可控制一个楼层的照明或整座楼的装饰照明。区域可以按照地域来划分，也可按照功能来划分，各照明区域控制系统通过通信系统连成一个整体，成为建筑物自动化系统的一个子系统。照明控制箱接线原理如图3.34所示。图3.34中DDC输出接辅助继电器触点（KA1/KA2），手动开关或来自照明集中控制箱触点（SA1/SA2）。照明监控系统图3.33照明系统监控原理图照明监控系统图3.34照明控制箱接线原理示意图照明监控系统楼宇设备自动化实训室-照明控制系统实训室-照明控制系统监控系统原理图DI1DO3继电器LNDC24+-电流互感器实训室-照明控制系统配电与监控系统控制点位设计设备名称与控制功能输入输出DIAIDOAO照明回路开关状态3照明回路开关控制3电流互感器1小计3130实训室-照明控制系统配电与监控系统控制安装与系统接线DDC控制器照明控制箱第一组第二组第三组实训室-照明控制系统AICOMAIAICOMAIAICOMAIDICOMDIDICOMDICOMDICOMDODDC实验台三楼宇自动控制系统DDC接线图学习任务1：简单照明监控系统的构建。学习任务2：较复杂照明监控系统的构建。情景2：照明监控系统的构建1、会使用MCGS，在MCGS中建立与PLC连接的设备；2、能会对PLC通讯父设备进行设置；3、会进行MCGS与PLC进行数据通道连接；4、能在MCGS中使用PLC构成系统的调试；5、会使用MCGS和PLC构建照明监控系统；能力目标教学目标1、通过监控系统的设计实施，训练学生思考问题、解决问题的能力；2、通过学生小组的项目训练，培养学生互助、协助的团队精神；3、通过训练项目的技能拓展，培养学生自主学习的能力；知识目标素质目标1、能陈述MCGS构建实际工程的方法和步骤；2、掌握PLC与外部设备的连接和设置方法；3、掌握MCGS与PLC通信连接的设置方法；4、掌握监控系统调试方法；教学目标2案例导入、教师演示、学生模仿、学生综合训练。1重点：在MCGS中建立与PLC连接的设备；MCGS中使用PLC构成系统的调试难点：PLC控制和MCGS脚本控制的切换;监控系统的构建方法一组信号灯构成的照明监控系统一、建立一个系统-学习任务1：简单照明监控系统的构建楼宇实训室模拟照明监控系统任务要求：1.建立MCGS的数据库变量2.制作监控画面，进行动画连接3.编写策略和脚本程序4.PLCI/O地址分配与梯形图程序或SFC状态转移图程序的编程5.进行MCGS与PLC进行数据通道连接，进行连接调试6.设置用户权限管理、设置工程安全管理7.进行外部信号灯的连接测试一组信号灯构成的照明监控系统二、分析这个系统1.划分PLC和MCGS各自的任务本系统的自动控制工作既可由MCGS来完成，也可以由PLC来完成，同时MCGS进行状态监视和动画模拟。2.系统接线图（硬件部分）输入点I:获得外部信号（命令、检测信号）输出点O:送出控制信号。使PLC与控制对象连接起来，构成系统。一组信号灯构成的照明监控系统二、分析这个系统3.编程传送给其输入控制要求（灌输思想）MCGS的脚本程序的编写思想PLC梯形图程序或SFC状态转移图程序的编写思想4.调试运行MCGS和PLC系统均可自动完成程序预设的控制任务。5.外部设备连接测试1、利用MCGS的策略和脚本程序进行状态监视和动画模拟编写脚本程序控制一组信号灯的亮灭延时控制2、设置MCGS和PLC的通信连接；设备窗口的设置3、按照PLC的接线原理图进行外部线路连接用发光二极管模拟信号灯4、接通PLC电源，置于运行状态并观察其是否正常5、PC与PLC实现连接，保证可靠通信将仿真调试好的梯形图程序或SFC状态转移图程序传入给PLC，按照工艺要求进行操作，观察信号灯亮灭过程6、进入MCGS运行状态使信号灯能完成控制要求三、系统调试步骤脚本程序编写思路按下开始按钮且没按停止按钮禁止定时器清零定时器开始计时计时时间到且未按停止按钮点亮照明灯定时器复位停止定时器计时时间未到没有输出（输出Y0）计时时间清零1.将一组信号灯构成的照明监控系统电路改成两组或三组信号灯构成的照明监控系统电路设计要求：1、系统的自动控制工作既可由MCGS来完成，也可以由PLC来完成，同时用MCGS进行状态监视和动画模拟，2、分别完成手动和自动顺序的控制。改变监控系统的要求，体会MCGS和PLC的特点。四、技能拓展1、MCGS组态软件使用特点主控窗口、用户窗口、设备窗口、实时数据库、运行策略五个窗口的使用2、PLC有什么特点、I/O点的类型3、PLC的程序梯形图和状态转移图4、基于MCGS的PLC监控系统构建五、梳理、总结在学习任务1的基础上，通过设置复杂、重复性的任务环节，进一步对设备、数据连接的掌握，同时通过数量多、类型多数据连接的应用，加深对MCGS组态软件、PLC设备使用的掌握以及基于MCGS的PLC监控系统的构建方法。学习任务2：较复杂照明监控系统的构建监控系统控制要求：1.用几组照明信号灯的动作用发光二极管来模拟。合上开关S，从第一组信号灯开始点亮，间隔0.4秒后依次点亮下一组，同时熄灭本组信号灯；重复以上工作，如此循环2分钟，然后自动全部熄灭。2.按下开始按键Y1、Y2间隔1s交替闪烁，在Y3、Y4闪5次后灭Y5亮Y3、Y4间隔0.5s交替闪烁，10次时Y3、Y4熄灭Y6、Y7间隔0.5s闪Y0亮15s从头循环2次停止利用MCGS和PLC构建交通灯模拟监控系统设计要求：系统的自动控制工作完全由PLC来完成，用MCGS进行状态监视和动画模拟。设计一十字路口交通灯模拟控制系统。技能拓展交通灯系统控制要求信号灯的动作受开关总体控制，按一下启动按纽，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按纽，所有信号灯都熄灭。信号灯控制的具体要求如表所示。表十字路口交通信号灯控制要求东西信号绿灯亮绿灯闪亮黄灯亮红灯亮时间4S2S2S8S南北信号红灯亮绿灯亮绿灯闪亮黄灯亮时间8S4S2S2S项目五作业1、整理照明监控系统中的脚本程序、梯形图程序或SFC状态转移图程序，认真总结，达到对简单系统能独立进行编程和程序调试的程度。2、画出PLC外部接线图。3、总结基于MCGS的PLC监控系统构建的方法和步骤，完成实训任务书。