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FCGC-1型 中央空调实训系统实训装置

(一)设备概述
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。

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。           
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:

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
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:

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<, SPAN style="FONT-FAMILY: '宋体'; COLOR: rgb(0,0,0); FONT-SIZE: 9pt">
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:
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。
(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。
(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
设备配带七喜欣怡V2200型台式电脑,200G硬盘,1GDDI内存,17寸液晶显示器,英特尔酷睿2双核处理器 E1200;集成高性能3D显卡显卡;10M-100M网卡;USB 2.0接口;USB光电鼠标;功能键盘。
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:GT1155(5.7寸,256色)。
 
 

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