KRD-81I 中央空调工程实训系统(工程型)PLC大型空调自动控制系统综合实训装置
一、特点要求
1. 系统采用敞开式设计，控制电路及制冷管路系统直接展现出来，器件贴有名称标识，学生可直观认识各种现场元器件及了解整个工作流程。
2.整套系统是将生活中常见的水冷式中央空调整套工程设在实训室中，无论大厅和房间都是独立分开，管道从墙边高架过去，大厅风道采用吊顶悬挂，冷水管道的布局走向、保温、测量等必须一目了然。
3.设有电压型漏电保护、电流型漏电保护、过流保护、过载保护、接地保护，可对人身及设备进行有效保护。
4.系统必须与实际应用的中央空调控制功能、保护功能、显示功能完全一致，整个实训室就是一个大厅，包含了风道的布局、水系统、冷水机组、冷却塔、控制系统等，大厅的终端和房间的终端分别在不同的房间里，整个系统清晰可见，同时每个终端都可以在独立控制。
二、技术性能要求
1.输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz
2.整机容量：15kW以上
三、系统配置要求
1.冷水机组：压缩机、壳管式冷凝器、干式蒸发器、干燥过滤器、储液罐、内平衡热力膨胀阀、加液阀；
2.水系统：冷却水主泵、冷却水备用泵、冷冻水主泵、冷冻水备用泵、分水器、集水器、膨胀水箱、手阀、单向阀、过滤器、电磁阀、排气阀、冷却塔、冷却风扇；
3.供暖系统：换热水泵、电加热水器、板式换热器；
4.监测仪表：指针式压力表、数显温度表、压力传感器、温度传感器、温度调节控制器、指针式电压表、电流表、指针式指示灯；
4.保护装置：温度保护器、高低压力控制器、水流开关、缺相保护器、过流保护器、三相漏电断路器；
6.终端设备：2个暗装卧式风机盘管（或明装卧式风机盘管）、电动阀；
7.电气控制：电控柜、电源控制器、可编程控制器、温度采集器、交流接触器、开关按钮。
8.中央空调系统仿真教学软件: 本软件采用3D技术与交互式动画相结合的方式，模拟中央空调系统，有利于培养操作者对空调与制冷技术专业理论知识的掌握，培养操作者从事空调、制冷设备及系统的技术升级、设计改造、安装、调试、维护、维修、技术管理等方面的技能。可实现以下功能：(1)中央空调的基本认识(2)中央空调主要组成器件的结构及工作原理(3)中央空调的空气处理系统工作原理(4)中央空调的水系统工作原理(5)中央空调的制冷系统常见故障的维修(6)中央空调的制热系统常见故障的维修。
三、要求完成的基本实训项目
1.中央空调的常用器件和系统组成；2.中央空调的工作流程和工作原理；3.中央空调的系统运行和维护工作；4.中央空调的控制流程和控制原理；5.可编程控制器的编程、调试和应用；6.数据采集的实现方法和实际应用；7.闭环反馈控制的实现方法和实际应用；8.计算机组态监控的实现方法和实际应用；9.计算机远程控制的实现方法和实际应用
大型中央空调自动控制系统综合实训装置
(一)设备概述
该设备,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。
1、控制部分（实验台）
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。
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：
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。
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。
FX2N-32CCL功能模块：作为CC-LINK的从站模块，与主站模块的PLC进行现场总线通讯。
关键配套件的名称、数量、产地:
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序号 |
配件名称 |
规格型号 |
说明 |
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1 |
PLC主机 |
FX2N-48MR-001 |
品牌:三菱；原产地:日本姬路。数量1台 |
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2 |
AD模块 |
FX2N-4AD |
品牌:三菱；原产地:日本姬路。数量1台 |
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3 |
CC-LINK从站模块 |
FX2N-32CCL |
品牌:三菱；原产地:日本姬路。数量1台 |
PLC的主要技术参数：
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项 目 |
规 格 |
备 注 | ||
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运转控制方式 |
通过储存和程序周期运转 | |||
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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 | ||
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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 | |||
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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 | ||
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程式容量 |
8000步内置 |
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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 | ||
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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） | |||
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辅助 继电器 （M线圈） |
一般 |
500点 |
M0至M499 | |
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锁定 |
2572点 |
M50至M3071 | ||
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特殊 |
256点 |
M8000至M8255 | ||
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状态 继电器 （S线圈） |
一般 |
490点 |
S0至S499 | |
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锁定 |
400点 |
S500至S899 | ||
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初始 |
10点 |
S0至S9 | ||
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信号报警 |
100点 |
S900至S999 | ||
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定时器 （C） |
100毫秒 |
范围：0至3276.7秒200点 |
T0至T199 | |
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10毫秒 |
范围：0至327.67秒46点 |
T200至T245 | ||
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1毫秒保持 |
范围：0至32.767秒4点 |
T246至T249 | ||
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100毫秒保持 |
范围：0至3276.7秒6点 |
T250至T255 | ||
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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 | |
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锁定16位 |
100点(子系统) |
C100至C199，类型：16位上计数器 | ||
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一般32位 |
范围：-2147483648至+2147483647 35点 |
C200至C219，类型：32位上/下计数器 | ||
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锁定32位 |
15点 |
C220至C234类型：16位上/下计数器 | ||
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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 | |
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单相C/W起始 |
C241至C245，5点 | |||
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双相 |
C246至C250，5点 | |||
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A/B相 |
C251至C255，5点 | |||
主站模块的配置为：
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。
CC-LINK的系统原理图如下：
（2）触摸屏模块
触摸屏模块采用三菱触摸屏GT1155，5.7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。
GT1155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。
FR-E740-0.75KW变频器
（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。
（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。
4、上位计算机（自备）
5、系统配置清单
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序号 |
项目（设备名称） |
数量 |
备注 | |||
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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 |
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