中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置(BACnet總線型)

一、中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置(BACnet總線型)主要技術(shù)參數(shù)：
   （1）工作電源：AC380V（三相五線）50Hz；
   （2）環(huán)境溫度：-10℃～40℃；
   （3）相對(duì)濕度：≤85%；
   （4）安全保護(hù)：漏電保護(hù)（動(dòng)作電流≤30mA），過(guò)流保護(hù)，熔斷器保護(hù)；
   （5）壓縮機(jī)：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(tǒng)特點(diǎn)
1. 系統(tǒng)采用敞開(kāi)式設(shè)計(jì)，控制電路、制冷管路系統(tǒng)及空氣處理系統(tǒng)直接展現(xiàn)出來(lái)，器件貼有名稱(chēng)標(biāo)識(shí)，學(xué)生可直觀認(rèn)識(shí)各種現(xiàn)場(chǎng)元器件及了解系統(tǒng)的工作流程。
2. 空氣處理系統(tǒng)采用透明有機(jī)玻璃，可清楚了解空氣處理機(jī)組內(nèi)的結(jié)構(gòu)及部件。
3. 控制系統(tǒng)采用基于BACnet協(xié)議的DDC控制器，這種控制方式不但能夠使該系統(tǒng)獨(dú)立工作，還可以連接到其它支持同類(lèi)協(xié)議產(chǎn)品構(gòu)成的智能建筑綜合管理系統(tǒng)（IBMS），實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和開(kāi)關(guān)控制。
三、技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 系統(tǒng)容量：＜10kVA
4. 安全保護(hù)：設(shè)有電流型漏電保護(hù)、接地保護(hù)、相序保護(hù)、過(guò)載保護(hù)，安全符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
四、系統(tǒng)配置
1. 控制柜：鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。前門(mén)采用透明設(shè)計(jì)，可觀察到中央控制器(DDC主機(jī))、接觸器、熱保護(hù)器等控制元件。面板上有總電源控制開(kāi)關(guān)、電壓表、電流表、手動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)、工作狀態(tài)指示燈、系統(tǒng)流程圖及DDC主機(jī)單元。
2. 交流電源：三相四線～380V電源供電，并設(shè)有漏電保護(hù)器控制控制屏總電源。
3. 控制系統(tǒng)：由電氣控制、DDC控制器和計(jì)算機(jī)組態(tài)控制等組成。
4. 實(shí)訓(xùn)對(duì)象
由1套3匹水冷制冷機(jī)組、1套冷卻水系統(tǒng)、1套冷凍水系統(tǒng)、1套空氣處理系統(tǒng)、1套供暖系統(tǒng)等組成，具體配置如下：

序號(hào)	設(shè)備名稱(chēng)	數(shù)量
1	水冷制冷機(jī)組：由3匹半封閉壓縮機(jī)、殼管式冷凝器、干式蒸發(fā)器、儲(chǔ)液罐、內(nèi)平衡式熱力膨脹閥、視液鏡、干燥過(guò)濾器等組成，管路中還設(shè)有控制閥等實(shí)訓(xùn)所必需的部件，此外，管路中設(shè)有視液鏡可觀察制冷劑狀態(tài)	1套
2	冷卻水系統(tǒng)：由1臺(tái)玻璃鋼冷卻水塔、2臺(tái)管道離心水泵（一個(gè)常用、一個(gè)備用）及流量開(kāi)關(guān)等組成	1套
3	冷凍水系統(tǒng)：由2臺(tái)管道離心水泵、1套分水器、1套集水器、1臺(tái)膨脹水箱、水流保護(hù)開(kāi)關(guān)等	1套
4	供暖系統(tǒng)：由1套模擬鍋爐、1套熱水專(zhuān)用換熱水泵、1套板式換熱器等組成	1套
5	終端設(shè)備：由風(fēng)機(jī)盤(pán)管及相應(yīng)的溫控器、電磁閥及鋁合金風(fēng)口等組成	1套
6	控制柜內(nèi)置：由DDC主機(jī)、熱繼電器、交流接觸器、控制開(kāi)關(guān)和指示燈等組成	1套
7	空氣處理系統(tǒng)：由過(guò)濾網(wǎng)、差壓開(kāi)關(guān)、溫濕度傳感器、電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥、表冷器、電加熱器、送風(fēng)機(jī)和風(fēng)速傳感器等組成	1套
8	模擬房間	1套
9	工業(yè)組態(tài)軟件	1套
10	DDC編程軟件	1套
11	中央空調(diào)DDC應(yīng)用程序	1套
12	中央空調(diào)組態(tài)應(yīng)用程序	1套

5. 測(cè)量?jī)x表
(1) 電源工況指示：提供系統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)控交流電壓表、水泵交流電流表，壓縮機(jī)運(yùn)行交流電流表等。
(2) 制冷系統(tǒng)壓力檢測(cè)：提供2只真空壓力表和1只雙組壓力控制器，測(cè)量范圍分別為-0.1～1.5MPa、-0.1～3.5MPa,可顯示系統(tǒng)工作時(shí)低壓側(cè)和高壓側(cè)的壓力變化；對(duì)壓縮機(jī)起到保護(hù)作用。
四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1. 中央空調(diào)的工作流程和工作原理
2. 中央空調(diào)的系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)
3. 中央空調(diào)自動(dòng)控制流程和控制原理
4. DDC控制器的編程、調(diào)試和應(yīng)用
計(jì)算機(jī)組態(tài)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)際應(yīng)用

(一)設(shè)備概述
該設(shè)備,是真實(shí)樓宇中央空調(diào)系統(tǒng)合理微縮的教學(xué)設(shè)備，整套實(shí)驗(yàn)設(shè)備可演示夏季制冷循環(huán)和冬季制熱循環(huán)。這套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上分為實(shí)驗(yàn)臺(tái)和中央空調(diào)模型系統(tǒng)兩部分。
1、控制部分（實(shí)驗(yàn)臺(tái)）
TY中央空調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，安裝于實(shí)驗(yàn)桌上方的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上面。如下圖所示。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)上面，設(shè)計(jì)有AC380V電源輸出（護(hù)套端子），AC220V（護(hù)套端子和插座）電源輸出，DC24V（護(hù)套端子）電源輸出，安全保護(hù)裝置（空氣開(kāi)關(guān)，過(guò)流保護(hù)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(hào)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(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)的過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從站模塊的配置為：
FX2N-48MR：從站PLC主機(jī)，用于控制相應(yīng)的繼電器和接觸器，實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)模型系統(tǒng)的壓縮機(jī)、冷卻水泵、冷凍水泵、風(fēng)機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的邏輯控制。FX2N-48MR，屬于繼電器輸出（R）型的PLC，交流和直流負(fù)載用，關(guān)斷頻率低（ON←→OFF，約10ms），動(dòng)作頻率zui大10HZ/秒；允許通過(guò)電流為2A/點(diǎn)，有接點(diǎn)，機(jī)械絕緣，廣泛用于各種工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)。
FX2N-4AD功能模塊：用于采集中央空調(diào)模型系統(tǒng)的溫度信號(hào)，zui大可以實(shí)現(xiàn)4路溫度信號(hào)同時(shí)進(jìn)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(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。
關(guān)鍵配套件的名稱(chēng)、數(shù)量、產(chǎn)地:

序號(hào)	配件名稱(chēng)	規(guī)格型號(hào)	說(shuō)明
1	PLC主機(jī)	FX2N-48MR-001	品牌:三菱；原產(chǎn)地:日本姬路。數(shù)量1臺(tái)
2	AD模塊	FX2N-4AD	品牌:三菱；原產(chǎn)地:日本姬路。數(shù)量1臺(tái)
3	CC-LINK從站模塊	FX2N-32CCL	品牌:三菱；原產(chǎn)地:日本姬路。數(shù)量1臺(tái)

PLC的主要技術(shù)參數(shù)：

項(xiàng) 目		規(guī) 格	備注
運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式		通過(guò)儲(chǔ)存和程序周期運(yùn)轉(zhuǎn)
I/O控制方式		批次處理方法（當(dāng)執(zhí)行END指令時(shí)）	I/O指令可以刷新
運(yùn)轉(zhuǎn)處量時(shí)間		基本指令：0.08μs/指令；應(yīng)用指令：1.52至幾百μs/指令
編程語(yǔ)言		邏輯梯形圖和指令清單	使用步進(jìn)梯形圖能生成SFC類(lèi)型程序
程式容量		8000步內(nèi)置
指令數(shù)目		基本順序指令：27個(gè)；步進(jìn)梯形指令：2個(gè)；應(yīng)用指令：128個(gè)	zui大可用298條應(yīng)用指令
I/O配置		zui大硬體I/O配置點(diǎn)256，用戶(hù)的選擇（zui大可設(shè)輸入256、輸出256）
輔助繼電器（M線圈）	一般	500點(diǎn)	M0至M499
	鎖定	2572點(diǎn)	M50至M3071
	特殊	256點(diǎn)	M8000至M8255
狀態(tài) 繼電器（S線圈）	一般	490點(diǎn)	S0至S499
	鎖定	400點(diǎn)	S500至S899
	初始	10點(diǎn)	S0至S9
	信號(hào)報(bào)警	100點(diǎn)	S900至S999
定時(shí)器（C）	100毫秒	范圍：0至3276.7秒200點(diǎn)	T0至T199
	10毫秒	范圍：0至327.67秒46點(diǎn)	T200至T245
	1毫秒保持	范圍：0至32.767秒4點(diǎn)	T246至T249
	100毫秒保持	范圍：0至3276.7秒6點(diǎn)	T250至T255
計(jì)數(shù)器（C）	一般16位	范圍：0至32767數(shù)200點(diǎn)	C0至C199類(lèi)型：16位上計(jì)數(shù)
	鎖定16位	100點(diǎn)(子系統(tǒng))	C100至C199，類(lèi)型：16位上計(jì)數(shù)器
	一般32位	范圍：-2147483648至+2147483647 35點(diǎn)	C200至C219，類(lèi)型：32位上/下計(jì)數(shù)器
	鎖定32位	15點(diǎn)	C220至C234類(lèi)型：16位上/下計(jì)數(shù)器
高速計(jì)數(shù)器（C）	單相	范圍：-2147483648至+2147483647一般規(guī)則：選擇組合計(jì)數(shù)頻率不大于20KHZ的計(jì)數(shù)器組合，注意所有的計(jì)數(shù)器鎖定	C235至C240，6點(diǎn)
	單相C/W起始		C241至C245，5點(diǎn)
	雙相		C246至C250，5點(diǎn)
	A/B相		C251至C255，5點(diǎn)

主站模塊的配置為：
FX2N-48MR：主站PLC主機(jī)，與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，將從站PLC及其控制和采集的中央空調(diào)運(yùn)行參數(shù)顯示到上位計(jì)算機(jī)上面，上位計(jì)算機(jī)安裝有組態(tài)軟件。
FX2N-16CCL：作為CC-LINK的主站模塊，與從站模塊的PLC進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。
CC-LINK的系統(tǒng)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(gè)操作站，可以進(jìn)行基本參數(shù)的修改和監(jiān)控。
GT1155人機(jī)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(zhuǎn)矩等控制功能，可多達(dá)15種速度的多段速預(yù)選控制。變頻調(diào)速器用于控制中央空調(diào)系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)的運(yùn)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(hù)開(kāi)關(guān)，熔斷器，時(shí)間繼電器等元件，利用繼電器模塊，可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行過(guò)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(shù)字溫控儀表、溫度儀表、電流表、電壓表等，用于監(jiān)控壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)，循環(huán)水泵等執(zhí)行元件的工作電流和電壓，監(jiān)控出風(fēng)口、回風(fēng)口、冷凝器等制冷元件的溫度。
a.三相帶漏電保護(hù)總開(kāi)關(guān);b.三相電源保險(xiǎn)絲;c.壓縮機(jī)電壓指示;d.壓縮機(jī)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(yùn)行指示; h.冷卻水水泵運(yùn)行指示;i.空氣調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)電流指示;j.壓縮機(jī)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(fēng)機(jī)工作指示;o.空氣調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)工作指示;p.數(shù)顯冷凍水水溫調(diào)節(jié)指示;q.數(shù)顯熱水水溫指示;r.數(shù)顯冷卻指示;s.制冷開(kāi)關(guān);t.數(shù)顯冷水水溫高調(diào)節(jié)指示;u.制熱開(kāi)關(guān);v.數(shù)顯熱水水溫調(diào)節(jié)指示。
數(shù)字溫控表
數(shù)字電壓表、電流表
（6）按鈕及信號(hào)模塊
按鈕及信號(hào)模塊，安裝有模式切換開(kāi)關(guān)（自動(dòng)、手動(dòng)兩種模式）、按鈕、指示燈，用于操控中央空調(diào)的運(yùn)行，如：壓縮機(jī)啟動(dòng)停止，主風(fēng)機(jī)啟動(dòng)停止等。按鈕及信號(hào)模塊，既可與繼電器模塊連接實(shí)現(xiàn)繼電器回路控制，也可與PLC連接實(shí)現(xiàn)PLC回路控制。
2、中央空調(diào)模型系統(tǒng)
制冷系統(tǒng)主要組成：壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、電磁閥、過(guò)濾器、膨脹閥、視液鏡、儲(chǔ)液器、噴淋式冷卻塔、冷卻水泵、制冷水泵。
制熱系統(tǒng)主要組成：電熱式模擬鍋爐、數(shù)顯溫度調(diào)節(jié)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(diào)系統(tǒng)的功能，主要由冷源系統(tǒng)、熱源系統(tǒng)、空氣處理及配送系統(tǒng)及控制與顯示系統(tǒng)等組成。可滿足學(xué)校既能開(kāi)出驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，也可以開(kāi)設(shè)故障設(shè)置性實(shí)驗(yàn)滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)、教師科研、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室所需，能實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。
（2）制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、電磁閥、熱力膨脹閥、儲(chǔ)液罐、視液鏡、干燥過(guò)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(tài)和流動(dòng)方向。管路中串接的電磁閥，作為制冷系統(tǒng)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(jī)采用泰康品牌。
冷卻水循環(huán)系統(tǒng)主要由冷卻水泵、噴淋式冷卻塔及循環(huán)管路等部分組成，用于吸收冷凝器中制冷劑散發(fā)的熱量。
（3）冷媒水循環(huán)系統(tǒng)主要由冷媒水泵及循環(huán)管路等部分組成，用于將蒸發(fā)器中制冷劑蒸發(fā)產(chǎn)生的冷量輸送給模擬用戶(hù)。
（4）具有熱源系統(tǒng)模塊。供熱系統(tǒng)由1臺(tái)模擬鍋爐、1臺(tái)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(diào)節(jié)方式。集中式空調(diào)系統(tǒng)主要由冷熱交換器、風(fēng)柜、送風(fēng)機(jī)、送風(fēng)管道及回風(fēng)管道等部分組成；通過(guò)冷熱交換器將冷源（冷凍水）或熱源（熱水）進(jìn)行處理，把風(fēng)柜內(nèi)的空氣冷卻（或加熱），通過(guò)送風(fēng)機(jī)和送風(fēng)管道輸送到各用戶(hù)端（模擬房）而達(dá)到制冷（制熱）的目的。半集中式空調(diào)系統(tǒng)主要由風(fēng)機(jī)盤(pán)管組成；工作時(shí)，盤(pán)管內(nèi)根據(jù)需要流動(dòng)的冷水（或熱水），風(fēng)機(jī)把室內(nèi)空氣吸進(jìn)機(jī)組，經(jīng)過(guò)濾后再經(jīng)入盤(pán)管冷卻（或加熱）送回室內(nèi)，如此循環(huán)，以達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度的目的。
3、故障設(shè)置與排除
中央空調(diào)實(shí)驗(yàn)裝置，能夠設(shè)置故障供學(xué)生了解各種故障現(xiàn)象和排除故障（主要是在電控系統(tǒng)方面設(shè)置故障）。典型故障點(diǎn)總數(shù)為20個(gè)，其中制冷系統(tǒng)設(shè)置的故障點(diǎn)為8個(gè)，電控系統(tǒng)設(shè)置的故障點(diǎn)為12個(gè)，故障點(diǎn)的設(shè)置不損壞制冷和電控系統(tǒng)原理。。
軟件同時(shí)具有故障設(shè)置與恢復(fù)功能，老師可以隨意設(shè)置故障，學(xué)員可以通過(guò)軟件界面精確定位故障并且排除。
（1）高壓過(guò)高高壓保護(hù)；（2）膨脹閥堵塞；（3）壓縮機(jī)不工作；（4）組合風(fēng)柜風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)；（5）冷凝水塔風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)；（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(diào)節(jié)不正常；（13）壓縮機(jī)過(guò)載保護(hù)；
（14）壓縮機(jī)起動(dòng)電容不工作；（15）系統(tǒng)終端風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)；（16）制冷冷水不循環(huán)；（17）制熱熱水不循環(huán)；（18）制冷壓縮機(jī)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(fēng)機(jī)缺相。
4、上位計(jì)算機(jī)
設(shè)備配帶七喜欣怡V2200型臺(tái)式電腦，200G硬盤(pán)，1GDDI內(nèi)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(wǎng)卡；USB 2.0接口；USB光電鼠標(biāo)；功能鍵盤(pán)。
5、系統(tǒng)配置清單

序號(hào)	項(xiàng)目（設(shè)備名稱(chēng)）		數(shù)量	備注
中央空調(diào)教具機(jī)組
1	中央空調(diào)教具機(jī)體		1
2	透明新風(fēng)空調(diào)機(jī)組		1
3	制冷和制熱機(jī)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(jī)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(fēng)機(jī)		1
12	冷卻水回水、增壓泵組		1
13	空調(diào)模擬房		1
14	透明風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組		1
15	制冷、制熱溫度探測(cè)器		1
16	風(fēng)道管路		1
17	實(shí)驗(yàn)桌		1
18	凳子		2
19	實(shí)驗(yàn)電源臺(tái)		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(hào)掛箱	1
26		實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線	1
27		故障設(shè)置系統(tǒng)	1
28		使用說(shuō)明書(shū)	1
29		計(jì)算機(jī)	1
30		常用電工工具	1

6、主要技術(shù)參數(shù)
（1）工作電源：AC380V（三相五線）50Hz；
（2）環(huán)境溫度：-10℃～40℃；
（3）相對(duì)濕度：≤85%；
（4）安全保護(hù)：漏電保護(hù)（動(dòng)作電流≤30mA）,過(guò)流保護(hù)，熔斷器保護(hù)；
（5）壓縮機(jī)：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)

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中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置(BACnet總線型)