中央空調系統實訓裝置(BACnet總線型)

一、中央空調系統實訓裝置(BACnet總線型)主要技術參數：
   （1）工作電源：AC380V（三相五線）50Hz；
   （2）環境溫度：-10℃～40℃；
   （3）相對濕度：≤85%；
   （4）安全保護：漏電保護（動作電流≤30mA），過流保護，熔斷器保護；
   （5）壓縮機：AC380V,3P；
   （6）PLC：FX2N-48MR-001；
   （7）變頻器：FR-E740-0.75KW-CH；
觸摸屏：GT1155(5.7寸，256色)。

二、系統特點
1. 系統采用敞開式設計，控制電路、制冷管路系統及空氣處理系統直接展現出來，器件貼有名稱標識，學生可直觀認識各種現場元器件及了解系統的工作流程。
2. 空氣處理系統采用透明有機玻璃，可清楚了解空氣處理機組內的結構及部件。
3. 控制系統采用基于BACnet協議的DDC控制器，這種控制方式不但能夠使該系統獨立工作，還可以連接到其它支持同類協議產品構成的智能建筑綜合管理系統（IBMS），實現現場數據的采集和開關控制。
三、技術性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2. 工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 系統容量：＜10kVA
4. 安全保護：設有電流型漏電保護、接地保護、相序保護、過載保護，安全符合相關國家標準
四、系統配置
1. 控制柜：鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，結構堅固。前門采用透明設計，可觀察到中央控制器(DDC主機)、接觸器、熱保護器等控制元件。面板上有總電源控制開關、電壓表、電流表、手動旋鈕開關、工作狀態指示燈、系統流程圖及DDC主機單元。
2. 交流電源：三相四線～380V電源供電，并設有漏電保護器控制控制屏總電源。
3. 控制系統：由電氣控制、DDC控制器和計算機組態控制等組成。
4. 實訓對象
由1套3匹水冷制冷機組、1套冷卻水系統、1套冷凍水系統、1套空氣處理系統、1套供暖系統等組成，具體配置如下：

序號	設備名稱	數量
1	水冷制冷機組：由3匹半封閉壓縮機、殼管式冷凝器、干式蒸發器、儲液罐、內平衡式熱力膨脹閥、視液鏡、干燥過濾器等組成，管路中還設有控制閥等實訓所必需的部件，此外，管路中設有視液鏡可觀察制冷劑狀態	1套
2	冷卻水系統：由1臺玻璃鋼冷卻水塔、2臺管道離心水泵（一個常用、一個備用）及流量開關等組成	1套
3	冷凍水系統：由2臺管道離心水泵、1套分水器、1套集水器、1臺膨脹水箱、水流保護開關等	1套
4	供暖系統：由1套模擬鍋爐、1套熱水專用換熱水泵、1套板式換熱器等組成	1套
5	終端設備：由風機盤管及相應的溫控器、電磁閥及鋁合金風口等組成	1套
6	控制柜內置：由DDC主機、熱繼電器、交流接觸器、控制開關和指示燈等組成	1套
7	空氣處理系統：由過濾網、差壓開關、溫濕度傳感器、電動調節風閥、表冷器、電加熱器、送風機和風速傳感器等組成	1套
8	模擬房間	1套
9	工業組態軟件	1套
10	DDC編程軟件	1套
11	中央空調DDC應用程序	1套
12	中央空調組態應用程序	1套

5. 測量儀表
(1) 電源工況指示：提供系統電網監控交流電壓表、水泵交流電流表，壓縮機運行交流電流表等。
(2) 制冷系統壓力檢測：提供2只真空壓力表和1只雙組壓力控制器，測量范圍分別為-0.1～1.5MPa、-0.1～3.5MPa,可顯示系統工作時低壓側和高壓側的壓力變化；對壓縮機起到保護作用。
四、實訓項目
1. 中央空調的工作流程和工作原理
2. 中央空調的系統運行和維護
3. 中央空調自動控制流程和控制原理
4. DDC控制器的編程、調試和應用
計算機組態監控的實現方法和實際應用

(一)設備概述
該設備,是真實樓宇中央空調系統合理微縮的教學設備，整套實驗設備可演示夏季制冷循環和冬季制熱循環。這套實驗系統，從結構上分為實驗臺和中央空調模型系統兩部分。
1、控制部分（實驗臺）
TY中央空調實驗設備的實驗臺，采用模塊化結構，即將電氣控制部分按功能原理分解為不同的模塊，模塊采用掛箱結構，安裝于實驗桌上方的實驗臺上面。如下圖所示。
實驗臺上面，設計有AC380V電源輸出（護套端子），AC220V（護套端子和插座）電源輸出，DC24V（護套端子）電源輸出，安全保護裝置（空氣開關，過流保護等），工作電源儀表顯示等。
掛箱模塊分為：PLC模塊、變頻器模塊、觸摸屏模塊、繼電器模塊、按鈕及指示燈模塊、信號及儀表模塊等，下面分別加以介紹：
（1）PLC模塊
PLC模塊分為從站模塊和主站模塊。從站模塊用于實現對中央空調的過程進行實時控制，從站模塊的配置為：
FX2N-48MR：從站PLC主機，用于控制相應的繼電器和接觸器，實現對中央空調模型系統的壓縮機、冷卻水泵、冷凍水泵、風機等執行機構的邏輯控制。FX2N-48MR，屬于繼電器輸出（R）型的PLC，交流和直流負載用，關斷頻率低（ON←→OFF，約10ms），動作頻率zui大10HZ/秒；允許通過電流為2A/點，有接點，機械絕緣，廣泛用于各種工業控制現場。
FX2N-4AD功能模塊：用于采集中央空調模型系統的溫度信號，zui大可以實現4路溫度信號同時進行采集。
FX2N-32CCL功能模塊：作為CC-LINK的從站模塊，與主站模塊的PLC進行現場總線通訊。
關鍵配套件的名稱、數量、產地:

序號	配件名稱	規格型號	說明
1	PLC主機	FX2N-48MR-001	品牌:三菱；原產地:日本姬路。數量1臺
2	AD模塊	FX2N-4AD	品牌:三菱；原產地:日本姬路。數量1臺
3	CC-LINK從站模塊	FX2N-32CCL	品牌:三菱；原產地:日本姬路。數量1臺

PLC的主要技術參數：

項目		規格	備注
運轉控制方式		通過儲存和程序周期運轉
I/O控制方式		批次處理方法（當執行END指令時）	I/O指令可以刷新
運轉處量時間		基本指令：0.08μs/指令；應用指令：1.52至幾百μs/指令
編程語言		邏輯梯形圖和指令清單	使用步進梯形圖能生成SFC類型程序
程式容量		8000步內置
指令數目		基本順序指令：27個；步進梯形指令：2個；應用指令：128個	zui大可用298條應用指令
I/O配置		zui大硬體I/O配置點256，用戶的選擇（zui大可設輸入256、輸出256）
輔助繼電器（M線圈）	一般	500點	M0至M499
	鎖定	2572點	M50至M3071
	特殊	256點	M8000至M8255
狀態繼電器（S線圈）	一般	490點	S0至S499
	鎖定	400點	S500至S899
	初始	10點	S0至S9
	信號報警	100點	S900至S999
定時器（C）	100毫秒	范圍：0至3276.7秒200點	T0至T199
	10毫秒	范圍：0至327.67秒46點	T200至T245
	1毫秒保持	范圍：0至32.767秒4點	T246至T249
	100毫秒保持	范圍：0至3276.7秒6點	T250至T255
計數器（C）	一般16位	范圍：0至32767數200點	C0至C199類型：16位上計數
	鎖定16位	100點(子系統)	C100至C199，類型：16位上計數器
	一般32位	范圍：-2147483648至+2147483647 35點	C200至C219，類型：32位上/下計數器
	鎖定32位	15點	C220至C234類型：16位上/下計數器
高速計數器（C）	單相	范圍：-2147483648至+2147483647一般規則：選擇組合計數頻率不大于20KHZ的計數器組合，注意所有的計數器鎖定	C235至C240，6點
	單相C/W起始		C241至C245，5點
	雙相		C246至C250，5點
	A/B相		C251至C255，5點

主站模塊的配置為：
FX2N-48MR：主站PLC主機，與上位計算機進行連接，將從站PLC及其控制和采集的中央空調運行參數顯示到上位計算機上面，上位計算機安裝有組態軟件。
FX2N-16CCL：作為CC-LINK的主站模塊，與從站模塊的PLC進行現場總線通訊。
CC-LINK的系統原理圖如下：
（2）觸摸屏模塊
觸摸屏模塊采用三菱觸摸屏GT1155，5.7寸，256色。觸摸屏與PLC從站模塊連接，作為一個操作站，可以進行基本參數的修改和監控。
GT1155人機界面
（3）變頻器模塊
變頻器采用三菱FR-E740-0.75KW，輸入電壓：AC380V，額定功率：0.75KW，具有頻率、速度、磁通、轉矩等控制功能，可多達15種速度的多段速預選控制。變頻調速器用于控制中央空調系統主風機的運行速度。
FR-E740-0.75KW變頻器
（4）繼電器模塊
繼電器模塊，安裝有中間繼電器（AC220V），交流接觸器（AC220V），熱繼電器，漏電保護開關，熔斷器，時間繼電器等元件，利用繼電器模塊，可以獨立實現對中央空調實驗設備進行過程控制。繼電器元件采用正泰品牌。
（5）儀表模塊
儀表模塊，分別安裝了數字溫控儀表、溫度儀表、電流表、電壓表等，用于監控壓縮機，風機，循環水泵等執行元件的工作電流和電壓，監控出風口、回風口、冷凝器等制冷元件的溫度。
a.三相帶漏電保護總開關;b.三相電源保險絲;c.壓縮機電壓指示;d.壓縮機電流指示;e.模擬鍋爐電流指示;f.冷水水泵壓力指示;g.熱水水泵運行指示; h.冷卻水水泵運行指示;i.空氣調節風機電流指示;j.壓縮機工作指示;k.模擬鍋爐工作指示;l.冷凍水水泵工作指示;m.冷卻塔工作指示;n.冷卻塔風機工作指示;o.空氣調節風機工作指示;p.數顯冷凍水水溫調節指示;q.數顯熱水水溫指示;r.數顯冷卻指示;s.制冷開關;t.數顯冷水水溫高調節指示;u.制熱開關;v.數顯熱水水溫調節指示。
數字溫控表
數字電壓表、電流表
（6）按鈕及信號模塊
按鈕及信號模塊，安裝有模式切換開關（自動、手動兩種模式）、按鈕、指示燈，用于操控中央空調的運行，如：壓縮機啟動停止，主風機啟動停止等。按鈕及信號模塊，既可與繼電器模塊連接實現繼電器回路控制，也可與PLC連接實現PLC回路控制。
2、中央空調模型系統
制冷系統主要組成：壓縮機、蒸發器、冷凝器、電磁閥、過濾器、膨脹閥、視液鏡、儲液器、噴淋式冷卻塔、冷卻水泵、制冷水泵。
制熱系統主要組成：電熱式模擬鍋爐、數顯溫度調節器、熱水水泵等。
（1）具有蒸汽壓縮式集中式和半集中式中央空調系統的功能，主要由冷源系統、熱源系統、空氣處理及配送系統及控制與顯示系統等組成。可滿足學校既能開出驗證性實驗，也可以開設故障設置性實驗滿足畢業設計、教師科研、創新實驗室所需，能實現一機多用。
（2）制冷系統由壓縮機、蒸發器、冷凝器、電磁閥、熱力膨脹閥、儲液罐、視液鏡、干燥過濾器和壓力表等部分組成。管路中串接有視液鏡，可觀察制冷劑物理狀態和流動方向。管路中串接的電磁閥，作為制冷系統通斷控制部件，高低壓力表顯示高壓壓力和低壓壓力。壓縮機采用泰康品牌。
冷卻水循環系統主要由冷卻水泵、噴淋式冷卻塔及循環管路等部分組成，用于吸收冷凝器中制冷劑散發的熱量。
（3）冷媒水循環系統主要由冷媒水泵及循環管路等部分組成，用于將蒸發器中制冷劑蒸發產生的冷量輸送給模擬用戶。
（4）具有熱源系統模塊。供熱系統由1臺模擬鍋爐、1臺熱水泵、1套板式換熱器等組成。
空氣處理與配送要求采用集中式和半集中式兩種調節方式。集中式空調系統主要由冷熱交換器、風柜、送風機、送風管道及回風管道等部分組成；通過冷熱交換器將冷源（冷凍水）或熱源（熱水）進行處理，把風柜內的空氣冷卻（或加熱），通過送風機和送風管道輸送到各用戶端（模擬房）而達到制冷（制熱）的目的。半集中式空調系統主要由風機盤管組成；工作時，盤管內根據需要流動的冷水（或熱水），風機把室內空氣吸進機組，經過濾后再經入盤管冷卻（或加熱）送回室內，如此循環，以達到調節室內溫度、濕度的目的。
3、故障設置與排除
中央空調實驗裝置，能夠設置故障供學生了解各種故障現象和排除故障（主要是在電控系統方面設置故障）。典型故障點總數為20個，其中制冷系統設置的故障點為8個，電控系統設置的故障點為12個，故障點的設置不損壞制冷和電控系統原理。。
軟件同時具有故障設置與恢復功能，老師可以隨意設置故障，學員可以通過軟件界面精確定位故障并且排除。
（1）高壓過高高壓保護；（2）膨脹閥堵塞；（3）壓縮機不工作；（4）組合風柜風機不轉；（5）冷凝水塔風機不轉；（6）模擬鍋爐不工作；（7）冷水水泵不工作；（8）熱水水泵不工作；（9）冷凝水水泵不工作；（10）制冷控制電腦傳感頭不工作；（11）模擬鍋爐電腦控制傳感頭不工作；（12）膨脹閥調節不正常；（13）壓縮機過載保護；
（14）壓縮機起動電容不工作；（15）系統終端風機不轉；（16）制冷冷水不循環；（17）制熱熱水不循環；（18）制冷壓縮機接觸器不正常；（19）制熱模擬鍋爐接觸器不工作；（20）冷凝水塔風機缺相。
4、上位計算機
設備配帶七喜欣怡V2200型臺式電腦，200G硬盤，1GDDI內存，17寸液晶顯示器，英特爾酷睿2雙核處理器 E1200；集成高性能3D顯卡顯卡；10M-100M網卡；USB 2.0接口；USB光電鼠標；功能鍵盤。
5、系統配置清單

序號	項目（設備名稱）		數量	備注
中央空調教具機組
1	中央空調教具機體		1
2	透明新風空調機組		1
3	制冷和制熱機組		1
4	冷凍水回水和冷卻水增壓泵組		1
5	電熱鍋爐組		1
6	冷凍壓縮機組		1
7	冷熱交換器		1
8	冷凝器		1
9	膨漲水箱		1
10	冷卻塔		1
11	冷卻風機		1
12	冷卻水回水、增壓泵組		1
13	空調模擬房		1
14	透明風機盤管機組		1
15	制冷、制熱溫度探測器		1
16	風道管路		1
17	實驗桌		1
18	凳子		2
19	實驗電源臺		1
20	PLC掛箱（從站）		1
21	PLC掛箱（主站）		1
22	變頻器掛箱		1
23	觸摸屏掛箱		1
24	繼電器掛箱		1
25		按鈕信號掛箱	1
26		實驗導線	1
27		故障設置系統	1
28		使用說明書	1
29		計算機	1
30		常用電工工具	1

6、主要技術參數
（1）工作電源：AC380V（三相五線）50Hz；
（2）環境溫度：-10℃～40℃；
（3）相對濕度：≤85%；
（4）安全保護：漏電保護（動作電流≤30mA）,過流保護，熔斷器保護；
（5）壓縮機：AC380V,3P；
（6）PLC：FX2N-48MR-001；
（7）變頻器：FR-E740-0.75KW-CH；
（8）觸摸屏：GT1155(5.7寸，256色)

上一篇：網絡型空調/冰箱制冷制熱實訓智能考核裝置
下一篇：中央空調模擬控制系統