中南大学智能建筑实验报告

1、 中 南 大 学 实 验 报 告 智能建筑实验报告 课程名称： 智能建筑实验报告 学生姓名： 史 卫 东 学生学号： 1207130109 专业班级： 消防工程1301 指导老师： 赵 望 达 日 期： 2017年1月6日 中 南 大 学消 防 工 程 教 学 实 验实 验 报 告 土木工程 院(系) 消防工程 专业 1301 班姓名 史卫东 学号 1207130109 指导老师 赵望达 实验日期 2017 年 1 月 6 日 成绩 实验名称 可编程控制实验 1.PLC：全称为可编程控制器，英文全称为Programmable Logic Controller，是一种数字运算操作的电子系统。2.

2、应用：专门在工业环境下应而设计，适应多品种，小批量生产的需求。一、实验目的用可编程控制器（PLC）构成喷泉、数码显示、舞台灯光、天塔之光、交通带、四节传送带、轧钢机、邮件分拣、装配流水线、液体混合、机械手、三层电梯、Y/换接启动器、五相步进电机、水塔水位等模拟控制系统。让学生学会使用日本三菱公司FX系列PLC编制相应的控制程序和梯形图。2、 实验原理 1、PLC工作原理简介： 全称为可编程控制模拟器（Programmable Logic Controller），定义为：是一种数字运算操作的电子系统。是为了专门在工业环境下应用设计的，可以采用编程是存储器，用来执行存储逻辑运算和顺序控制、定时和算

3、术运算等操作指令，并通过数字或模拟I/O接口，控制各类型的机械设备或生产过程。PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环。PLC的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当PLC处于停状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。a.输入处理输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有出入端子的通断状态，并将读入的信息存入内存中所

4、对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时，输入映象寄存器和外界隔离，即使输入信号发生变化，其映象寄存器的内容也不会发生变化，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。b.程序执行根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。遇到程序跳转指令，根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。从用户程序涉及到出入输出状态时，PLC从输入映象存储器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器，根据用户程序进行逻辑运算，存入有关器件寄存器中。对每个器件来说，器件映象寄存器中所寄存的内容，会随着程序执行过程

5、而变化，c.输出处理程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。 2、PLC编程语言： （1）梯形图编程语言： 梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，它是在电器控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变来的，形象、直观、实用。梯形图的设计应注意以下三点： 梯形图按从左到右、从上到下的顺序排列。每一逻辑行起始于左母线，然后是触点的串、并联接，最后是线圈与右母线相联。 梯形图中每个梯段流过的不是物理电流，而是“概念电流”，从左流向右，其两端没有电源。这个

6、“概念电流”只是形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。 输入继电器用于接受外部输入信号，而不能由PLC内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现其线圈。输出继电器输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出继电器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器、晶体管和晶闸管才能实现。输出继电器的触点可供内部编程使用。 （2）语句表编程语言： 指令语句表示一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式，但比汇编语言易懂易学。一条指令语句是步序、指令语和作用器件编号三部分组成。三、实验装置1.PLCCPU可编程控制器及输入单元模块

7、2.PLC19可编程控制器实验箱（一）（四节传送带、交通灯、天塔之光、机械手等模拟控制）3.PLC20可编程控制器实验箱（二）（喷泉、装配流水线、轧钢机、液体混合等模拟控制）4.PLC21可编程控制器实验箱（三）（数码显示、舞台灯光、水塔水位、邮件分拣等模拟控制）5.PLC22可编程控制器实验箱（四）（电梯、五相步进电机、Y/换接启动等模拟控制）6. 导线若干7. 编程通讯线（读取PLC的程序和确定端口）8. 电脑4、 实验内容与步骤 交通灯控制示意图1.实验内容a. 控制要求起动后，南北红灯亮并维持25s。在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，1s后，东西车灯即甲亮。到20s时，东西绿灯闪亮，3

8、s后熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，同时甲灭。黄灯亮2s后灭东西红灯亮。与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。1s后，南北车灯即乙亮。南北绿灯亮了25s后闪亮，3s后熄灭，同时乙灭，黄灯亮2s后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。 b. I/O分配 输入输出起动按钮：X0南北红灯：Y0东西红灯：Y3停止按钮：X1南北黄灯：Y1东西黄灯：Y4南北绿灯：Y2东西绿灯：Y5南北车灯：Y6东西车灯：Y7c. 按图所示的梯形图输入程序。d. 调试并运行程序。2. 实验步骤（1） PC端与PLC的连接 a.确定传输端口 用编程通讯线连接PLC和电脑（通讯线连接时，圆孔插口的箭头标志必须在上），打开我的电脑，

9、选择管理，在弹出的计算机管理窗口中选择设备管理器，并记住这个端口，本次试验端口为com6。 b.传输参数设置 选择PLC编程软件，点击在线菜单，从下拉的菜单栏中选择传输设置，需要修改窜行USB接口，在端口设置界面将com端口设置改为对应的设置，本实验改为com6。 c.检查确定 最后点击通讯设置，如果显示连接成功，则点击确定，然后可以读取PLC的程序到电脑中（方便学习和修改），若不能成功，则检查端口设置，通讯线是否出现问题。（2） 接线步骤：a.按硬件原理图连接好PLC的电源及输入输出端子，检查无误后通电。b.在PLC编程软件中编写PLC梯形图程序。c.将梯形图程序编译无误后下载到PLC控制器

10、。d.将PLC的工作状态选择到RUN状态，运行程序。e.调试PLC梯形图程序是否符合控制要求。按下启动按钮，将启动信号I/O输入给PLC，观察PLC的输出显示结果是否符合控制要求，若不符合要求，应对所输入的程序进行修改，反复调试直到满足要求。f.再次按下启动按钮，即启动按钮弹起，将停止信号输入给PLC，PLC所有的输出均为OFF，红绿灯停止工作。g.记录在调试程序过程中出现的问题，并分析其产生的原因。5、 交通信号灯控制梯形图实验体会： 这次实验让我感受颇多，收获满满。首先，我知道了对智能建筑系统中应用最广泛的可编程程序控制器（PLC）有了进一步的了解，虽然在智能建筑理论课上就有接触，并且老师

11、重点讲解了其编程语言其应用过程。但通过实验更加清晰的认识PLC对于自动控制的地位的重要性。通过此次实验，我们从编程基础开始，到把程序输入电脑最后实验程序运转并实现与PLC互联，真正从头到尾学习了一遍如何使用PLC，这既是对课堂知识的总结也是拓展与应用。思考题： 是否可以借用“喷泉/天塔之光”的程序，仅通过接线的串联或并联，实现“数码模块”（即：由0至9和小数点的依次显示）？为什么？ 解答：不可以。数码显示的模拟控制要求为ABCDEFGHABCDEFGBCABDEGABCDGBCFGACDFGACDEFGABCABCDEFGABC循环下去。喷泉或天塔之光的程序只能依次点亮输出端接口所对应的设备，

12、当我们想显示“0”，必须将ABCDEF端口全部串联，而下步要显示“1”时又必须将BC端口单独串联，与上步相矛盾，所以如果想要实现数码显示的模拟控制必须要更改程序。 中 南 大 学消 防 工 程 教 学 实 验实 验 报 告 土木工程 院(系) 消防工程 专业 1301 班姓名 史卫东 学号 1207130109 指导老师 赵望达 实验日期 2017 年 1 月 6 日 成绩 实验名称 消防自动化实训实验 一、消防自动报警和消防联动控制系统简介1.火灾自动报警系统：由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及其他具有辅助功能的装置组成的火灾报警系统。2.消防联动控制系统：用于控制联动设备，有多线制

13、联动控制系统和总线制联动控制系统。二、实验目的1.了解火灾联动报警控制器的系统组成及工作原理。2.通过实际操作感受火灾现场报警系统的工作状态，加深对火灾自动报警系统工作的理解，同时进一步了解包括手动报警按钮、楼层显示器、火灾报警控制器、水喷淋系统、消防泵、风机等等各设备之间的消防联动的关系。三、实验原理本实验应用的是火灾联动报警控制器，实验主要通过操作实验面板上的探测器和报警按钮、电话等设备以及报警控制器操作面板的各种按钮来模拟火灾发生时联动控制的运行和人工方面的操作，加强同学对火灾联动控制的认识与理解。四、实验仪器、设备1.火灾联动报警控制器 2. 火灾自动化实训装置 五、实验内容1.观察火

14、灾自动化实训装置上面的仪器装置，熟悉其工作原理。2.观察火灾联动控制器的控制面板，认识控制器的功能。3.通过观察老师操作，了解控制器平时和工作时的相关操作。4.按下实训装置的手动报警按钮，观察整个联动系统的反应，然后再利用特制的钥匙对手动报警按钮进行手动复位。5.在感烟探测器处制造烟雾，观察系统的反应。6.在火灾联动控制器上操作控制相应位置的自动喷水灭火系统进行灭火，具体为火灾发生处的喷头的玻璃球体内的液体受热膨胀，当达到公称温度时，液体完全充满球体内部全部空间，使玻璃球炸裂成碎片，从而压力水喷出进行灭火。六、实验讨论1.各设备间的关系？ 当某处发生火灾时，火灾探测器检测到报警信号，将信号传递

15、到火灾报警控制中心，火灾报警控制中心进行火灾信号确认，确认之后，发出信号，控制消防泵进行消防给水，并使相应位置处的水喷淋系统的喷头打开进行灭火；与此同时控制相应位置处的风机开始工作，防排烟系统打开，排出建筑内部的烟气；通过联动广播提醒人们进行安全疏散，并通过安全疏散指示灯进行引导人们的安全疏散。2. 各种消防设备的使用方法：（1） 手动报警按钮：用手用力按下按钮即可实现报警，同时通过特制钥匙可实现复位。（2） 获取信息：通过操作火灾报警控制器上相应的按钮，即可获得相应的故障信息、火警信息、屏蔽信息等。3.火灾报警与故障处置（1）火灾报警信息的确认a.火灾报警控制器报出并显示火灾信号后，消防值班

16、人员应首先按下“消音”键消音，再依据报警信号确定报警点具体位置。b.通知另一名消防值班人员或安保人员到报警点现场火灾确认。消防控制室内消防值班人员在控制室内随时准备实施系统操作。若消防控制室内设有闭路监控系统，可直接将该系统切换至报警位置确认火情。c.现场火灾确认人员携带手提消防电话分机或对讲机等通讯设备尽快到现场查看是否有火情发生。（2）火灾处置流程A.如确有火灾发生，现场火灾确认人员应立即用对讲机或到附近消防电话插孔处用消防电话分机等通讯工具向消防控制室反馈火灾确认信息。可根据火灾燃烧规模情况决定利用现场灭火器材进行扑救还是立即疏散转移。B.消防控制室内值班人员接到现场火灾确认信息后，必须

17、立即将火灾报警联动控制开关转入自动状态。C.拨打 119火警电话向消防部门报警。D.消防值班人员向消防值班经理和单位负责人报告火情，同时立即启动单位内部灭火和应急疏散预案。E.启动相应的消防联动设备，如消火栓、喷淋系统、防排烟系统等消防设施。F.通过消防广播系统通知火灾及相关区域人员疏散。G.消防队到场后，要如实报告情况，协助消防人员扑救火灾，保护火灾现场，调查火灾原因。4.消防用电设备的双电源消防用电负荷等级为一级时，应有主电源和自备电源或城市电网中独立于主电源的专用回路的双电源供电火灾过程中，先连接主电源，后连接备用电源，当需关闭电源时，先关备用电源，后关主电源，确保由主电源供电。中 南

18、大 学消 防 工 程 教 学 实 验实 验 报 告 土木工程 院(系) 消防工程 专业 1301 班姓名 史卫东 学号 1207130109 指导老师 赵望达 实验日期 2017 年 1 月 6 日 成绩 实验名称 消防应急疏散预案实验 1、 实验目的 通过了解实际操作感受火场应急疏散状态，加深对火灾自动报警系统工作的理解。二、实验原理1.应急广播控制器：是火灾逃生疏散和灭火指挥的重要设备，在整个消防控制管理系统中起着极其重要的作用。在火灾发生时，应急广播信号通过音频设备发出，经过功率放大后，由广播切换到广播指定区域的音箱实现广播，对人们发出火灾报警信号，并可起到缓解人们紧张的情绪，系统指挥疏

19、散的功能。应急广播控制器，可由操作锁进行手动/自动切换，手动状态可以手动直接启动应急广播和区域选择。在应急广播启动状态时，也可以进行话筒广播。2.应急照明系统和疏散指示系统：消防应急照明和疏散指示系统是指在发生火灾时，为人员疏散、逃生、消防作业提供指示或照明的各类灯具，是建筑中不可缺少的重要消防设施。系统的工作原理：正常工作状态时，市电接入应急照明集中电源，用于正常工作和电池充电，通过各防火分区设置的应急照明分配电装置将应急照明电源的输出提供给消防应急灯具。应急照明灯控制器通过实时监测应急照明集中电源、应急照明分配电装置和消防应急灯的工作状态，实现系统的集中监测和管理。发生火灾时，应急照明控制

20、器接收到消防联动信号后，下发控制命令至应急照明集中电源、应急照明分配装置和消防应急灯具，控制系统转让入应急状态，提供照明和疏散。三、实验仪器设备1. 火灾报警控制器 3. 消防自动化实训装置: 4、 实验操作及观察内容 1.看老师演示应急广播实验操作，听应急广播发出应急疏散警报的声音。1. 2.看老师操作消防自动化实训装置，演示发生火灾时，消防应急疏散指示灯双闪或者单闪。 3.看老师演示应急疏散照明灯，制定应急预案分析各楼层的具体情况，观察各个疏散指示标志的设置情况并进行粗略的设计安全合理的疏散路线。5、 应急疏散预案方案的制定 1.各楼层的疏散指示标志的实际布置： 分析：通过老师上述演示发现整个楼层的疏散指示标志设置遵循一定的规律，每隔一定距离设置在走廊的墙上或者地面上，并一直维持一定的亮度。 2.各楼层的应急照明灯的实际布置： 分析：通过老师上述演示实验发现整个楼层的安全出口处均设置了应急疏散照明灯且照明满足规范不低于1.0lx。 3.应急疏散预案的制定：疏散引导组：（1） 疏散指引组应分析火灾现场情况，确定疏散路线应以楼梯为主，也可利用避难层、屋顶或其他救生通道设施疏散。（2） 起火现场疏散通道、安全出