中央空调模拟控制实验实训装置--一种重要的教育工具
2024-08-28 07:42 中央空调模拟控制实验实训装置是现代工程实训中不可或缺的一部分。它为学生提供了一个真实的环境，让他们学习如何操作和控制中央空调系统。这是一个关键的技能，因为中央空调在商业和工业领域中广泛应用，了解如何正确操作和调整它们对于维持舒适和节能至关重要。
在中央空调模拟控制实验实训装置中，学生可以学习到如何设置温度、湿度和风速等参数，以获得理想的室内环境。他们还可以学习到如何识别并解决常见的故障和问题，以确保系统的正常运行。通过这样的实践训练，学生可以深入了解中央空调的工作原理和运行方式。
一、概述
中央空调模拟控制实验实训装置采用PLC控制可编程控制器+数据采集+力控组态软软件+数据采集模块组成的多单元控制系统，在中央空调系统工业环境下的多种功能模块组合控制方，是一种领先的空调技术，它可以实现空调系统的诸多优点，并且还能节省相当可观的运行费用。中央空调系泵系统是一个密闭的闭路循环系统，他是一项可持续发展的建筑节能新技术。为便于人们了解、学习中央空调的基本原理、基础知识，掌握其管理、维护及维修方法，本公司专业技术人员开发生产中央空调系列产品。
为了更好地满足各大院校的教学需要，在原来开发的中央空调实验设备的基础上，配备了以太网交换机通讯接口，可直接与电脑连接，由电脑控制软件控制整个实验台的运行，包括：总控台启动、制冷、制热、制冷、制热的温度设定等。
二、特点
1、中央空调模拟控制实验实训装置采用微型化结构不锈钢结构，与真实中央空调结构一样，分别有冷水系统，热水系统、制冷系统、冷却系统、集中式供水系统、集中式送风系统、模拟房间、冷却水泵、制冷水泵、风机高速度系统、西门PLC1200系列控制器以太网交换机等组成。
2、中央空调模拟控制实验实训装置控制系统由电脑自动控制，开发有自动控制上位机软件，可自动控制大厅的温度，湿度.监控大厅的温度，送风压力，风机功率1.1KW、风量1900～2500m3/h、风压1200～950Pa。
*3、制冷主机上装有制冷压力变送器，可在上位机是实时显示制冷高压压力、低压压力.设定有制冷泄负载阀，可很多的保护压缩机的工业环境。控制过热度。
4、运行工况演示板：安装在实验模拟房间的上部。
*5、控制系统由可编程控制器、数据采集、力控组态软软件+数据采集模块组成的多单元控制系统，学习理解在工业环境下的多种功能模块组合控制方法。控制器采用西门PLC1200系列6ES7214-1AG40-0XB0 DC/DC/DC可编程控制器，并加两个模拟量采集模块。系统具有手动和自动两种控制方法控制，并且可通过以太网交换机上位机力控软件监测系统运行工况，即系统中制冷状态、制热状态、温度大小、设备运行状态等情况。通过PLC模拟量模块采集温度等相关系统参数对整个系统进行自控。通过对PLC程序编辑，可改变系统的控制过程。组态软件借助于Windows 2000/XP多任务环境，是本系统的管理与调度的中心，实现对整个系统的集中管理、以及对整个楼宇的被控设备进行监测、调度、管理，实现设备的联动控制。在不接对象时，还能完成中央空调电气系统排故实训
6、7寸屏上可显测量显示精度0.2FS±1,可测量压缩机排气温度、压缩机吸气温度、冷却水出温度、冷却水进温度，压缩机排气、冷凝出水、冷凝进水、冷却塔出水、冷却塔进水、冷冻水出、冷冻水进、锅炉出水、锅炉进水、房间温度、大厅温度。
*7、模拟量：由6ES7 231-4HD32-0XB0和15组测量系统，可测量：压缩机吸气温度、缩机排气、冷凝温度、冷却水出温度、冷却水进温度，冷凝出水、冷凝进水、冷冻水出、冷冻水进、锅炉出水、锅炉进水、房间温度、大厅温度，制冷温度、大厅湿度、风管压力。
8、风压测量：利用模拟量模块可测量出风管风压，配置有一个静压传感 器。在上们机上显示压力值
*9、温度、湿度测量：利用模拟量模块可测量出房间温度、湿度，配置有一个温度、湿度传感器。在上们机上显示温度、湿度值。电流型4-20MA/0-100HR/4-20MA
-40-8度/4-20MA。
10、配套有工业标准的量控制阀门：形式共板式。
11、中央空调风管：采用有工业与实际相结合的标准的共板风管，外加保温板，法兰是共板式连接方式
12、故障模拟，装置拥有故障考核单元，故障可设定压缩机、冷却水泵。制冷水泵、电磁供水系统、制冷系统故障
13、控制台配置及对象
三、技术参数
电源：三相五线 AC 380 /220V±10% 50Hz；
最大供冷量：7.5kW；
最大输入总功率：6.5kW；
制冷额定功率：7.5.kW；
最大堵转电流：50A；
制热额定功率：2.0kW；
额定输入电流：7A；
循环风量：700m3/h；
制冷剂：R22；
漏电动作电流：≤30mA；
噪声：35－40dB（A）；
安全保护措施：具有过压、过流、过载、漏电、接地四种保护措施，符合国家相关标准
尺寸：5000MM*3000MM*2500MM
控制台：1600*700*1200MM
四、系统结构
1、主机系统
主机系统：由一台2P冷水机组为整机提供冷源，在夏季为空调提供冷媒水，其组成由制冷压缩机、高低压力表、高低压保护开关、冷凝器、储液罐、电磁阀、液视镜、膨胀阀及毛细管、蒸发器、压力变送器、水箱组成等组成
管道低压部分为蓝色,高压部分为红色，便于实训教学，可在主机上模拟制冷系统故障，如：制冷剂过多，流量过小，压缩机堵塞、膨胀的调节，压力保护等工作实验和操作。
2、冷却水系统
冷却水系统为主机提供对外散热，保持压缩机冷凝器恒定在标准的冷凝温度上，确保主机的制冷效果不变。
冷却水系统由玻璃钢冷却塔、冷凝水箱，2台冷却水泵、风机等组成的冷却水系统等组成.
管道为可拆式，每个接口只需要用手便可折装，便于实训教学，可在冷却水模块上模拟制冷系统故障，如：水流量过小、风机不工作、冷凝器温度过高，压力保护等工作实验和操作。
3、冷媒水系统
冷媒水系统为整个空调系统包括大厅、房间，风管提供5-10度的冷冻水，通过风机和风管在房间和大厅中进行热交换。
冷媒水系统由、蒸发水箱，2台冷媒水泵、风机、表冷器、风机盘管、等组成的冷却水系统等组成
管道为可拆式，每个接口只需要用手便可折装，便于实训教学，可在冷等水模块上模拟制冷系统故障，如：水流量过小、风机不工作、蒸发温度过低、结冰、压力保护等工作实验和操作。
4、制热系统
制热系统为整个空调系统包括大厅、房间，风管提供30-60度的热水，通过风机和风管在房间和大厅中进行热交换。
制热系统由、热水锅炉、1台冷热水水泵、风机、表冷器、风机盘管、等组成的冷却水系统等组成
管道为可拆式，每个接口只需要用手便可折装，便于实训教学，可在冷等水模块上模拟制冷系统故障，如：水流量过小、风机不工作、蒸发温度过低、结冰、压力保护等工作实验和操作。
5、模拟房间、大厅
5.1制冷（制热）系统为整个空调系统包括大厅、房间，风管提供5-10 (30-60)度的热水，通过风机和风管在房间和大厅中进行热交换。
*5.2系统由、热水锅炉、冷热水水泵、风机、表冷器、风机盘管、房间、大厅、送风机
回风机、新风系统、风柜、风阀、不锈钢加湿器、湿度传感器、压差感器、共板风管好等组成的冷却水系统等组成
*5.3风管：采用标准式共板风管.设置有加湿，加热处理。
*5.4风柜: 采用标PVR保温板制作，静电喷涂，正面为透明化设计，可直观看到内部结构，设置有回风风机、新风风机、送风风机、风控制阀门、可演示风系统的工作原理和等工作实验和操作。
*模拟房间上安装有一套运行工况演示板
五、实训内容
1、认识中央空调的结构及设备的实训；
2、中央空调启动和停止的实训；
3、中央空调的运行、调节操作实训；
4、对中央空调的运行工况及各运行参数进行检测实训；
5、西门子系1200系列对可编程控制器PLC进行高级编程及PLC的安装接线调试进行实训；
6、实时监控等实训；
7、组态技术应用实训：采用组态技术实现对中央空调运行进行动画显示，运行数据显示、实时监控、组态等功能；
8、远程控制实训；
9、网络的安装及设置实训；
10、西门子系1200系列传感器及变送器安装和使用实训。
11、触摸屏实训
12、西门子系1200系列PLC通信使用
13、中央空调冷却水系统的控制维护
14、中央空调冷冻水系统控制维护
15、中央空调网络控制原理
16、工业数据系统的采集控制
17、网络路由器的应用
18、PLC+模拟量*触摸屏的应用
19、PLC+模拟量*触摸屏+工业数据系统模拟组合应用
20、学习理解在工业环境下的多种功能模块组数据配对
21、学习理解在工业环境下的多种功能模块组合编程
中央空调模拟控制实验实训装置的使用还有助于提高学生的团队合作能力和问题解决能力。在实验中，学生通常需要分组合作完成任务，这有助于培养他们的协作和沟通技巧。另外，当他们面临挑战和故障时，他们需要运用所学知识进行问题分析和解决，这提高了他们的解决问题的能力。
总之，中央空调模拟控制实验实训装置是一种重要的教育工具，它可以帮助学生学习中央空调系统的操作和控制技能，提高他们的团队合作和问题解决能力。对于那些有志于从事相关行业的学生来说，这是一项不可或缺的实践训练。
在中央空调模拟控制实验实训装置中，学生可以学习到如何设置温度、湿度和风速等参数，以获得理想的室内环境。他们还可以学习到如何识别并解决常见的故障和问题，以确保系统的正常运行。通过这样的实践训练，学生可以深入了解中央空调的工作原理和运行方式。
DBLC-7 中央空调模拟控制实验实训装置
中央空调模拟控制实验实训装置采用PLC控制可编程控制器+数据采集+力控组态软软件+数据采集模块组成的多单元控制系统，在中央空调系统工业环境下的多种功能模块组合控制方，是一种领先的空调技术，它可以实现空调系统的诸多优点，并且还能节省相当可观的运行费用。中央空调系泵系统是一个密闭的闭路循环系统，他是一项可持续发展的建筑节能新技术。为便于人们了解、学习中央空调的基本原理、基础知识，掌握其管理、维护及维修方法，本公司专业技术人员开发生产中央空调系列产品。
为了更好地满足各大院校的教学需要，在原来开发的中央空调实验设备的基础上，配备了以太网交换机通讯接口，可直接与电脑连接，由电脑控制软件控制整个实验台的运行，包括：总控台启动、制冷、制热、制冷、制热的温度设定等。
二、特点
1、中央空调模拟控制实验实训装置采用微型化结构不锈钢结构，与真实中央空调结构一样，分别有冷水系统，热水系统、制冷系统、冷却系统、集中式供水系统、集中式送风系统、模拟房间、冷却水泵、制冷水泵、风机高速度系统、西门PLC1200系列控制器以太网交换机等组成。
2、中央空调模拟控制实验实训装置控制系统由电脑自动控制，开发有自动控制上位机软件，可自动控制大厅的温度，湿度.监控大厅的温度，送风压力，风机功率1.1KW、风量1900～2500m3/h、风压1200～950Pa。
*3、制冷主机上装有制冷压力变送器，可在上位机是实时显示制冷高压压力、低压压力.设定有制冷泄负载阀，可很多的保护压缩机的工业环境。控制过热度。
4、运行工况演示板：安装在实验模拟房间的上部。
*5、控制系统由可编程控制器、数据采集、力控组态软软件+数据采集模块组成的多单元控制系统，学习理解在工业环境下的多种功能模块组合控制方法。控制器采用西门PLC1200系列6ES7214-1AG40-0XB0 DC/DC/DC可编程控制器，并加两个模拟量采集模块。系统具有手动和自动两种控制方法控制，并且可通过以太网交换机上位机力控软件监测系统运行工况，即系统中制冷状态、制热状态、温度大小、设备运行状态等情况。通过PLC模拟量模块采集温度等相关系统参数对整个系统进行自控。通过对PLC程序编辑，可改变系统的控制过程。组态软件借助于Windows 2000/XP多任务环境，是本系统的管理与调度的中心，实现对整个系统的集中管理、以及对整个楼宇的被控设备进行监测、调度、管理，实现设备的联动控制。在不接对象时，还能完成中央空调电气系统排故实训
6、7寸屏上可显测量显示精度0.2FS±1,可测量压缩机排气温度、压缩机吸气温度、冷却水出温度、冷却水进温度，压缩机排气、冷凝出水、冷凝进水、冷却塔出水、冷却塔进水、冷冻水出、冷冻水进、锅炉出水、锅炉进水、房间温度、大厅温度。
*7、模拟量：由6ES7 231-4HD32-0XB0和15组测量系统，可测量：压缩机吸气温度、缩机排气、冷凝温度、冷却水出温度、冷却水进温度，冷凝出水、冷凝进水、冷冻水出、冷冻水进、锅炉出水、锅炉进水、房间温度、大厅温度，制冷温度、大厅湿度、风管压力。
8、风压测量：利用模拟量模块可测量出风管风压，配置有一个静压传感 器。在上们机上显示压力值
*9、温度、湿度测量：利用模拟量模块可测量出房间温度、湿度，配置有一个温度、湿度传感器。在上们机上显示温度、湿度值。电流型4-20MA/0-100HR/4-20MA
-40-8度/4-20MA。
10、配套有工业标准的量控制阀门：形式共板式。
11、中央空调风管：采用有工业与实际相结合的标准的共板风管，外加保温板，法兰是共板式连接方式
12、故障模拟，装置拥有故障考核单元，故障可设定压缩机、冷却水泵。制冷水泵、电磁供水系统、制冷系统故障
13、控制台配置及对象
| 序号 | 名称 | 数量 | 单位 | 规格 | 说明 |
| 1 | PT100 | 15 | 套 | 可测量15组温度 | |
| 2 | 继电器 | 1 | 套 | ||
| 3 | 空调制冷风机 | 4 | 套 | 控制对象 | |
| 4 | 以太网交换机 | 1 | 套 | 工业 | |
| 5 | 通信线 | 1 | 套 | ||
| 6 | 温湿度变送器 | 1 | 套 | 4-20MA |
0-100HR/4-20MA -40-8度/4-20MA |
| 7 | 控制软件 | 1 | 套 | ||
| 8 | 运行工况演示板 | 1 | 套 | ||
| 9 | 6ES7214-1AG40-0XB0 DC/DC/DC | 1 | 套 | ||
| 10 | 模拟量6ES7 231-4HD32-0XB0 | 1 | 个 | 满足系统 | |
| 11 | 触摸屏 | 1 | 套 | 以太网 | |
| 12 | 通信线 | 4 | 根 | 以太网 |
电源：三相五线 AC 380 /220V±10% 50Hz；
最大供冷量：7.5kW；
最大输入总功率：6.5kW；
制冷额定功率：7.5.kW；
最大堵转电流：50A；
制热额定功率：2.0kW；
额定输入电流：7A；
循环风量：700m3/h；
制冷剂：R22；
漏电动作电流：≤30mA；
噪声：35－40dB（A）；
安全保护措施：具有过压、过流、过载、漏电、接地四种保护措施，符合国家相关标准
尺寸：5000MM*3000MM*2500MM
控制台：1600*700*1200MM
四、系统结构
1、主机系统
主机系统：由一台2P冷水机组为整机提供冷源，在夏季为空调提供冷媒水，其组成由制冷压缩机、高低压力表、高低压保护开关、冷凝器、储液罐、电磁阀、液视镜、膨胀阀及毛细管、蒸发器、压力变送器、水箱组成等组成
管道低压部分为蓝色,高压部分为红色，便于实训教学，可在主机上模拟制冷系统故障，如：制冷剂过多，流量过小，压缩机堵塞、膨胀的调节，压力保护等工作实验和操作。
| 序号 | 名称 | 数量 | 单位 | 规格 | 说明 |
| 1 | 压缩机 | 1 | 套 | 2P | |
| 2 | 不锈钢冷凝水箱 | 1 | 套 | 2P | |
| 3 | 不锈钢蒸发水箱 | 1 | 套 | 2P | |
| 4 | 储液器 | 1 | 套 | 1L | |
| 5 | 液视镜 | 1 | 套 | 3/8 | |
| 6 | 高低压控制器 | 1 | 套 | ||
| 7 | 冷凝器 | 1 | 套 | 0.8m2 | 不锈钢盘管 |
| 8 | 蒸发器 | 套 | 0.8m2 | 不锈钢盘管 | |
| 9 | 手阀 | 3 | 套 | 1/4, | |
| 10 | 手阀 | 1 | 套 | 3/8 | |
| 11 | 高低压表 | 2 | 套 | ||
| 12 | 膨胀阀 | 1 | 套 | 丹佛斯 | |
| 13 | 过滤器 | 1 | 套 | 3/8 | |
| 14 | 主机底坐 | 1 | 套 | 800*200*1000MM | 不锈钢 |
| 15 | 压力变送器 | 1 | 套 | 4-20MA 1.5MP | |
| 16 | 压力变送器 | 1 | 套 | 4-20MA 3MP |
冷却水系统为主机提供对外散热，保持压缩机冷凝器恒定在标准的冷凝温度上，确保主机的制冷效果不变。
冷却水系统由玻璃钢冷却塔、冷凝水箱，2台冷却水泵、风机等组成的冷却水系统等组成.
管道为可拆式，每个接口只需要用手便可折装，便于实训教学，可在冷却水模块上模拟制冷系统故障，如：水流量过小、风机不工作、冷凝器温度过高，压力保护等工作实验和操作。
| 序号 | 名称 | 数量 | 单位 | 规格 | 说明 |
| 1 | 冷却塔 | 1 | 套 | 3T | 玻璃钢 |
| 2 | 涡旋水泵 | 2 | 套 | 550W | |
| 3 | 手阀 | 1 | 套 | Dn15 | |
| 4 | 冷凝风机 | 1 | 套 | 300mm/220W | |
| 5 | 冷却水模块架子 | 1 | 套 | 800*700*1000MM | 不锈钢 |
| 6 | 水管 | 若干 | 套 | Dn15 | 可拆式 |
冷媒水系统为整个空调系统包括大厅、房间，风管提供5-10度的冷冻水，通过风机和风管在房间和大厅中进行热交换。
冷媒水系统由、蒸发水箱，2台冷媒水泵、风机、表冷器、风机盘管、等组成的冷却水系统等组成
管道为可拆式，每个接口只需要用手便可折装，便于实训教学，可在冷等水模块上模拟制冷系统故障，如：水流量过小、风机不工作、蒸发温度过低、结冰、压力保护等工作实验和操作。
| 序号 | 名称 | 数量 | 单位 | 规格 | 说明 |
| 1 | 膨胀水箱 | 1 | 套 | ||
| 2 | 涡旋水泵 | 2 | 套 | 550W | |
| 3 | 手阀 | 2 | 套 | Dn15 | |
| 4 | 电磁阀 | 2 | 套 | Dn15/220W | |
| 5 | 冷媒水模块架子 | 1 | 套 | 800*700*2200MM | 不锈钢 |
| 6 | 水管 | 若干 | 套 | Dn15 | 可拆式 |
制热系统为整个空调系统包括大厅、房间，风管提供30-60度的热水，通过风机和风管在房间和大厅中进行热交换。
制热系统由、热水锅炉、1台冷热水水泵、风机、表冷器、风机盘管、等组成的冷却水系统等组成
管道为可拆式，每个接口只需要用手便可折装，便于实训教学，可在冷等水模块上模拟制冷系统故障，如：水流量过小、风机不工作、蒸发温度过低、结冰、压力保护等工作实验和操作。
| 序号 | 名称 | 数量 | 单位 | 规格 | 说明 |
| 1 | 热水锅炉 | 1 | 套 | 2.5KW | |
| 2 | 涡旋水泵 | 1 | 套 | 550W | |
| 3 | 手阀 | 2 | 套 | Dn15 | |
| 4 | 电磁阀 | 2 | 套 | Dn15/220W | |
| 5 | 水管 | 若干 | 套 | Dn15 | 可拆式 |
5.1制冷（制热）系统为整个空调系统包括大厅、房间，风管提供5-10 (30-60)度的热水，通过风机和风管在房间和大厅中进行热交换。
*5.2系统由、热水锅炉、冷热水水泵、风机、表冷器、风机盘管、房间、大厅、送风机
回风机、新风系统、风柜、风阀、不锈钢加湿器、湿度传感器、压差感器、共板风管好等组成的冷却水系统等组成
*5.3风管：采用标准式共板风管.设置有加湿，加热处理。
*5.4风柜: 采用标PVR保温板制作，静电喷涂，正面为透明化设计，可直观看到内部结构，设置有回风风机、新风风机、送风风机、风控制阀门、可演示风系统的工作原理和等工作实验和操作。
*模拟房间上安装有一套运行工况演示板
| 序号 | 名称 | 数量 | 单位 | 规格 | 说明 |
| 1 | 房间 | 1 | 套 | 900*800*1800MM | 铝木结构 |
| 2 | 大厅 | 1 | 套 | 900*800*1800MM | 铝木结构 |
| 3 | 风量控制阀 | 1 | 套 | 350*200MM | 标准式共板式 |
| 4 | 电磁阀 | 若干 | 套 | Dn15/220W | |
| 5 | 镀锌风管 | 4M | 套 | 350*200MM | 标准式共板式 |
| 6 | 弯头 | 2 | 套 | 350*200MM | 标准式共板式 |
| 7 | 加湿器 | 1 | 套 | 喷射式 | 不锈钢 |
| 8 | 风机盘管 | 1 | 套 | 无回风 | |
| 9 | 回风风机 | 1 | 套 | DN150� | |
| 10 | 新风风机 | 1 | 套 | DN150� | |
| 11 | 房间温度控制器 | 1 | 套 | 液晶 | 三档 |
| 12 | 送风机 | 1 | 套 | 1900～2500m3/h、风压1200～950Pa。 | |
| 13 | 风柜 | 1 | 套 | 340*370*1900MM | PVR |
| 14 | 加热器 | 1 | 套 | 1000W | |
| 15 | 风柜架子 | 1 | 套 | 340*500*1900MM | 不锈钢 |
| 16 | 运行工况演示板 | 1 | 套 | 720*620 |
1、认识中央空调的结构及设备的实训；
2、中央空调启动和停止的实训；
3、中央空调的运行、调节操作实训；
4、对中央空调的运行工况及各运行参数进行检测实训；
5、西门子系1200系列对可编程控制器PLC进行高级编程及PLC的安装接线调试进行实训；
6、实时监控等实训；
7、组态技术应用实训：采用组态技术实现对中央空调运行进行动画显示，运行数据显示、实时监控、组态等功能；
8、远程控制实训；
9、网络的安装及设置实训；
10、西门子系1200系列传感器及变送器安装和使用实训。
11、触摸屏实训
12、西门子系1200系列PLC通信使用
13、中央空调冷却水系统的控制维护
14、中央空调冷冻水系统控制维护
15、中央空调网络控制原理
16、工业数据系统的采集控制
17、网络路由器的应用
18、PLC+模拟量*触摸屏的应用
19、PLC+模拟量*触摸屏+工业数据系统模拟组合应用
20、学习理解在工业环境下的多种功能模块组数据配对
21、学习理解在工业环境下的多种功能模块组合编程
中央空调模拟控制实验实训装置的使用还有助于提高学生的团队合作能力和问题解决能力。在实验中，学生通常需要分组合作完成任务，这有助于培养他们的协作和沟通技巧。另外，当他们面临挑战和故障时，他们需要运用所学知识进行问题分析和解决，这提高了他们的解决问题的能力。
总之，中央空调模拟控制实验实训装置是一种重要的教育工具，它可以帮助学生学习中央空调系统的操作和控制技能，提高他们的团队合作和问题解决能力。对于那些有志于从事相关行业的学生来说，这是一项不可或缺的实践训练。