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    • (一)设备概述
      DB-JD22中央空调实验设备,是真实楼宇中央空调系统合理微缩的教学设备,整套实验设备可演示夏季制冷循环和冬季制热循环。这套实验系统,从结构上分为实验台和中央空调模型系统两部分。


      中央空调实验设备

      1、控制部分(实验台)
      DB-JD22中央空调实验设备的实验台,采用模块化结构,即将电气控制部分按功能原理分解为不同的模块,模块采用挂箱结构,安装于实验桌上方的实验台上面。如下图所示。

      中央空调实验设备

      实验台上面,设计有AC380V电源输出(护套端子),AC220V(护套端子和插座)电源输出,DC24V(护套端子)电源输出,安全保护装置(空气开关,过流保护等),工作电源仪表显示等。
      挂箱模块分为:PLC模块、变频器模块、触摸屏模块、继电器模块、按钮及指示灯模块、信号及仪表模块等,下面分别加以介绍:

      (1)PLC模块
      PLC模块分为从站模块和主站模块。从站模块用于实现对中央空调的过程进行实时控制,从站模块的配置为:

      PLC模块

      FX2N-48MR:从站PLC主机,用于控制相应的继电器和接触器,实现对中央空调模型系统的压缩机、冷却水泵、冷冻水泵、风机等执行机构的逻辑控制。FX2N-48MR,属于继电器输出(R)型的PLC,交流和直流负载用,关断频率低(ON←→OFF,约10ms),动作频率最大10HZ/秒;允许通过电流为2A/点,有接点,机械绝缘,广泛用于各种工业控制现场。


      中央空调实验设备

      中央空调实验设备

      FX2N-4AD功能模块:用于采集中央空调模型系统的温度信号,最大可以实现4路温度信号同时进行采集。

      关键配套件的名称、数量、产地:


      序号 配件名称 规格型号 说明
      1 PLC主机 FX2N-48MR-001 品牌:三菱;原产地:日本姬路。数量1台
      2 AD模块 FX2N-4AD 品牌:三菱;原产地:日本姬路。数量1台
      PLC的主要技术参数:
      项 目 规 格 备 注
      运转控制方式 通过储存和程序周期运转
      I/O控制方式 批次处理方法(当执行END指令时) I/O指令可以刷新
      运转处量时间 基本指令:0.08μs/指令;应用指令:1.52至几百μs/指令
      编程语言 逻辑梯形图和指令清单 使用步进梯形图能生成SFC类型程序
      程式容量 8000步内置  
      指令数目 基本顺序指令:27个;步进梯形指令:2个;应用指令:128个 最大可用298条应用指令
      I/O配置 最大硬体I/O配置点256,用户的选择(最大可设输入256、输出256)
      辅助
      继电器
      (M线圈)
      一般 500点 M0至M499
      锁定 2572点 M50至M3071
      特殊 256点 M8000至M8255
      状态
      继电器
      (S线圈)
      一般 490点 S0至S499
      锁定 400点 S500至S899
      初始 10点 S0至S9
      信号报警 100点 S900至S999
      定时器
      (C)
      100毫秒 范围:0至3276.7秒200点 T0至T199
      10毫秒 范围:0至327.67秒46点 T200至T245
      1毫秒保持 范围:0至32.767秒4点 T246至T249
      100毫秒保持 范围:0至3276.7秒6点 T250至T255
      计数器
      (C)
      一般16位 范围:0至32767数200点 C0至C199类型:16位上计数
      锁定16位 100点(子系统) C100至C199,类型:16位上计数器
      一般32位 范围:-2147483648至+2147483647
      35点
      C200至C219,类型:32位上/下计数器
      锁定32位 15点 C220至C234类型:16位上/下计数器
      高速
      计数器(C)
      单相 范围:-2147483648至+2147483647一般规则:选择组合计数频率不大于20KHZ的计数器组合,注意所有的计数器锁定 C235至C240,6点
      单相C/W起始 C241至C245,5点
      双相 C246至C250,5点
      A/B相 C251至C255,5点




      主站模块的配置为:

      模块

      FX2N-48MR:主站PLC主机,与上位计算机进行连接,将从站PLC及其控制和采集的中央空调运行参数显示到上位计算机上面,上位计算机安装有组态软件。
      FX2N-16CCL:作为CC-LINK的主站模块,与从站模块的PLC进行现场总线通讯。

      (2)触摸屏模块
      触摸屏模块采用5.7寸,256色。触摸屏与PLC从站模块连接,作为一个操作站,可以进行基本参数的修改和监控。

      人机界面
      人机界面

      (3)变频器模块
      变频器采用三菱FR-E740-0.75KW,输入电压:AC380V,额定功率:0.75KW,具有频率、速度、磁通、转矩等控制功能,可多达15种速度的多段速预选控制。变频调速器用于控制中央空调系统主风机的运行速度。

      (4)继电器模块
      继电器模块,安装有中间继电器(AC220V),交流接触器(AC220V),热继电器,漏电保护开关,熔断器,时间继电器等元件,利用继电器模块,可以独立实现对中央空调实验设备进行过程控制。继电器元件采用正泰品牌。

      (5)仪表模块
      仪表模块,分别安装了数字温控仪表、温度仪表、电流表、电压表等,用于监控压缩机,风机,循环水泵等执行元件的工作电流和电压,监控出风口、回风口、冷凝器等制冷元件的温度。
      a.三相带漏电保护总开关;b.三相电源保险丝;c.压缩机电压指示;d.压缩机电流指示;e.模拟锅炉电流指示;f.冷水水泵压力指示;g.热水水泵运行指示; h.冷却水水泵运行指示;i.空气调节风机电流指示;j.压缩机工作指示;k.模拟锅炉工作指示;l.冷冻水水泵工作指示;m.冷却塔工作指示;n.冷却塔风机工作指示;o.空气调节风机工作指示;p.数显冷冻水水温调节指示;q.数显热水水温指示;r.数显冷却指示;s.制冷开关;t.数显冷水水温高调节指示;u.制热开关;v.数显热水水温调节指示。
      数字温控表
      数字温控表


      数字电压表、电流表
      数字电压表、电流表
      (6)按钮及信号模块
      按钮及信号模块,安装有模式切换开关(自动、手动两种模式)、按钮、指示灯,用于操控中央空调的运行,如:压缩机启动停止,主风机启动停止等。按钮及信号模块,既可与继电器模块连接实现继电器回路控制,也可与PLC连接实现PLC回路控制。
      2、中央空调模型系统
      制冷系统主要组成:压缩机、蒸发器、冷凝器、电磁阀、过滤器、膨胀阀、视液镜、储液器、喷淋式冷却塔、冷却水泵、制冷水泵。
      制热系统主要组成:电热式模拟锅炉、数显温度调节器、热水水泵等。
      中央空调实训室

      (1)具有蒸汽压缩式集中式和半集中式中央空调系统的功能,主要由冷源系统、热源系统、空气处理及配送系统及控制与显示系统等组成。可满足学校既能开出验证性实验,也可以开设故障设置性实验满足毕业设计、教师科研、创新实验室所需,能实现一机多用。
      (2)制冷系统由压缩机、蒸发器、冷凝器、电磁阀、热力膨胀阀、储液罐、视液镜、干燥过滤器和压力表等部分组成。管路中串接有视液镜,可观察制冷剂物理状态和流动方向。管路中串接的电磁阀,作为制冷系统通断控制部件,高低压力表显示高压压力和低压压力。压缩机采用泰康品牌。
      冷却水循环系统主要由冷却水泵、喷淋式冷却塔及循环管路等部分组成,用于吸收冷凝器中制冷剂散发的热量。
      (3)冷媒水循环系统主要由冷媒水泵及循环管路等部分组成,用于将蒸发器中制冷剂蒸发产生的冷量输送给模拟用户。
      (4)具有热源系统模块。供热系统由1台模拟锅炉、1台热水泵、1套板式换热器等组成。
      空气处理与配送要求采用集中式和半集中式两种调节方式。集中式空调系统主要由冷热交换器、风柜、送风机、送风管道及回风管道等部分组成;通过冷热交换器将冷源(冷冻水)或热源(热水)进行处理,把风柜内的空气冷却(或加热),通过送风机和送风管道输送到各用户端(模拟房)而达到制冷(制热)的目的。半集中式空调系统主要由风机盘管组成;工作时,盘管内根据需要流动的冷水(或热水),风机把室内空气吸进机组,经过滤后再经入盘管冷却(或加热)送回室内,如此循环,以达到调节室内温度、湿度的目的。
      3、故障设置与排除
      中央空调实验装置,能够设置故障供学生了解各种故障现象和排除故障(主要是在电控系统方面设置故障)。典型故障点总数为20个,其中制冷系统设置的故障点为8个,电控系统设置的故障点为12个,故障点的设置不损坏制冷和电控系统原理。。
      软件同时具有故障设置与恢复功能,老师可以随意设置故障,学员可以通过软件界面精确定位故障并且排除。
      (1)高压过高高压保护;(2)膨胀阀堵塞;(3)压缩机不工作;(4)组合风柜风机不转;(5)冷凝水塔风机不转;(6)模拟锅炉不工作;(7)冷水水泵不工作;(8)热水水泵不工作;(9)冷凝水水泵不工作;(10)制冷控制电脑传感头不工作;(11)模拟锅炉电脑控制传感头不工作;(12)膨胀阀调节不正常;(13)压缩机过载保护;
      (14)压缩机起动电容不工作;(15)系统终端风机不转;(16)制冷冷水不循环;(17)制热热水不循环;(18)制冷压缩机接触器不正常;(19)制热模拟锅炉接触器不工作;(20)冷凝水塔风机缺相。
      5、系统配置清单

      序号 项目(设备名称) 数量 备注
      中央空调教具机组
      1 中央空调教具机体 1  
      2 透明新风空调机组 1  
      3 制冷和制热机组 1  
      4 冷冻水回水和冷却水增压泵组 1  
      5 电热锅炉组 1  
      6 冷冻压缩机组 1  
      7 冷热交换器 1  
      8 冷凝器 1  
      9 膨涨水箱 1  
      10 冷却塔 1  
      11 冷却风机 1  
      12 冷却水回水、增压泵组 1  
      13 空调模拟房 1  
      14 透明风机盘管机组 1  
      15 制冷、制热温度探测器 1  
      16 风道管路 1  
      17 实验桌 1  
      18 凳子 2  
      19 实验电源台 1  
      20 PLC挂箱(从站) 1  
      21 PLC挂箱(主站) 1  
      22 变频器挂箱 1  
      23 触摸屏挂箱 1  
      24 继电器挂箱 1  
      25 按钮信号挂箱 1  
      26 实验导线 1  
      27 故障设置系统 1  
      28 使用说明书 1  
      29 计算机 1  
      30 常用电工工具 1  

      6、主要技术参数
      (1)工作电源:AC380V(三相五线)50Hz;
      (2)环境温度:-10℃~40℃;
      (3)相对湿度:≤85%;
      (4)安全保护:漏电保护(动作电流≤30mA),过流保护,熔断器保护;
      (5)压缩机:AC380V,3P;
      (6)PLC:FX2N-48MR-001;
      (7)变频器:FR-E740-0.75KW-CH;
      (8)触摸屏: 5.7寸,256色。



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