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1、THPZKS-1中央空调实训考核装置系统组成及各部分使用说明一、概述： “THPZKS-1型中央空调实训装置”是根据职业教育的教学实训要求研发的产品。适合高职院校、职业学校的制冷技术、制冷设备维修工（高级工）、中央空调系统操作员等课程的教学实训装置。培养掌握空调与制冷技术专业理论知识和专业实践技能，从事空调、制冷设备及系统的技术升级、改造设计、安装、调试、维护、维修、技术管理等方面的技能应用型人才。实训装置也适合普通院校、技工学校、职业培训学校、职教中心、鉴定站/所、制冷类专业等培训的理想设备。本装置是将中央空调微型化，同时保证整个中央空调系统的完整性和合理性，整套实训设备可演示夏季制冷工况、
2、冬季制热工况，在蒸发器、冷凝器、冷却塔、模拟锅炉配置了温度测量点，便于学生测量、了解各点参数的变化情况和系统的工作状况。并人为增加一些辅助配置，使设备能产生多种在实际运行中的常见故障，供学生动手排除，让学生全面地掌握中央空调技能知识。提高他们的动手能力!实现半实物化实训教学方针；中央控制处理器采用西门子S7-200可编程控制器，拥有成熟的专业技术和广阔的市场背影，产品紧贴实际应用和先进技术，实用性强；上位机软件实时显示系统运行状态及数据。实训装置直观展示了中央空调的系统结构、工作原理，可清楚的看到制冷循环系统结构及主要部件的实物，系统配置有交流电压表、温度表、真空压力表、信号指示灯的整个系统的
3、实时工作状态一目了然；便于教学演示讲解及学生对课本知识的理解掌握。此外，管路中设有视液镜可观察制冷剂状态；制冷系统中红色管路部分为高压管路，蓝色管路部分为低压管路。整套实训装置集制冷系统、电气控制系统、故障模拟系统于一体，满足对实训的要求。该实训装置由一套3匹制冷机组、2套冷却水（1套为常用、1套为备用） 系统、2套冷冻水（1套为常用、1套为备用）系统及1套PLC中央控制处理器等组成，终端为1套模拟房间和风机盘管等组成。由集水器、分水器进行能量分配和调节。同时具有供热功能，这里采用热水器来模拟市政热网（热源），再通过热交换器对媒水进行加热，起到制热的功能。控制系统由数据采集器、西门子PLC主机
4、、PC机、力控组态等组成，采用PLC作为中央控制处理器，由计算机通过专用通信线PC-PPI与PLC之间建立稳定的通讯，从而控制整套中央空调系统的运行与停止，也可通过网络实现远程控制。中央空调系统中的运行参数由传感器进行采集，并通过A/D模块转换后送入PLC中，再由PLC送到计算机中进行实时显示监控。系统制冷机组由压缩机、壳管式冷凝器、储液器、热力膨胀阀、壳管式蒸发器、冷却塔、水泵、膨胀水箱、电动阀等组成。压缩机启动之后，壳管式冷凝器中产生的热量被冷却水泵送入的水进行冷却后，压至喷淋式冷却塔散热。壳管式蒸发器产生的冷量，经冷冻水泵压至模拟房间的风机盘管和风道表冷器中，由电动阀来控制各自需不需要制
5、冷或制热。二、技术参数：1.电源：AC380V5（三相五线） 50Hz2.外形尺寸：300100210 cm33.制冷剂类型：R224.最大制冷量：7.5 KW5.最大输入总功率：4.5 kVA6.制冷额定功率：3.8 kVA 7.制热额定功率：3.0 kVA 8.循环风量：480 m3/h9.安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准三、实训系统组成及详细说明：实训装置由控制屏、实训对象、模拟房间、连接电缆等组成,整体效果图如下3-1所示:1THPZKS-1控制柜 2冷却塔 3模拟风管 4膨胀水箱 5模拟锅炉6 新风口 7 轴流风机 8电加热器 9表冷器 10过滤器11不锈钢架
6、123匹压缩机 13冷凝器 14蒸发器 13模拟房间图31 整体效果示意图3.1实训装置控制柜部分：3.1-1 系统控制柜控制柜采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，结构坚固。前门采用透明玻璃，可清楚地观察到系统中央控制处理器、交流接触控制部分、控制按钮等控制元件、系统流程图等。如图3-2所示:3.1-2 控制面板说明：主控制面板主要分5个区域：总电源操作控制区、控制旋钮区、终端设备测试区、交流接触控制区、中央控制处理器单元、流程图及工作状态指示区。3.1-2-1总电源操作控制区介绍：电源操作区包含插座（右边双联插座）电源开关、电源总开关、线电压指示电压表、压缩机工作电流指示电流表、冷却水泵工作电流指
7、示电流表、媒水水泵工作电流指示电流表。图3.2 控制柜示意图3.1-2-2 控制旋钮区（手动控制形式下才用到这些旋钮）：第一行自左向右分别为：压缩机启动、停止按钮，置于“启动”压缩机工作，置于“停止”压缩机停止工作；冷却水泵“泵1”“泵2”开关，置于“泵1”主泵工作，置于“泵2”备用泵工作，置于“中位”冷却水泵主、备用泵都不工作；冷冻（媒水）水泵“泵1”“泵2”开关，置于“泵1”主泵工作，置于“泵2”备用泵工作，置于“中位”冷冻（媒水）水泵主、备用泵都不工作；冷却塔风扇开关，置于“开”冷却塔风扇工作，置于“关”冷却塔风扇不工作；手动自动转换旋钮开关，置于“手动”执行手动控制方式运行控制现场设备
8、，置于“停止”现场设备全部不工作（除PLC中控制器外），置于“自动”执行PLC自动控制方式运行控制现场设备。第二行自左向右分别为：电磁阀1开关，置于“开”电磁阀1打开，置于“关”电磁阀1关闭；电磁阀2开关，置于“开”电磁阀2打开，置于“关”电磁阀2关闭；新风阀门开关，置于“小”电动调节阀得电，新风口风门逐渐关小；置于“中位”电动调节阀失电，调节阀停止工作；置于“大”电动调节阀得电，新风口风门逐渐开大；风管风机开关，置于“开”风管风机工作，置于“关”风管风机停止工作；模拟锅炉开关，置于“开”模拟锅炉工作；置于“关”模拟锅炉停止工作；加热器开关，置于“低”加热器1工作（以300W功率加热），置于“
9、停”加热器1、2停止加热工作，置于“高”加热器1、2同时工作（以600W功率加热）。3.1-2-2 终端设备测试区：当系统在控制过程中，出现问题之后可通过这个区域的测试端子来测量是否有交流信号。3.1-2-3 交流接触控制区：主要有交流继电器、热保护器组成，交流继电器主要起到中间切换的作用，热保护器的作用是当系统中出现故障时，电流超过其设定值时，双金属片断开起到保护作用。3.1-2-4 中央控制处理器单元：中央控制处理器单元区介绍：在自动控制方式下，中央控制处理单元进行控制，来完成系统自动控制过程。如下图所示：3.1-2-5 流程图及工作状态指示区：流程图区含流程图及部件工作状态指示：（工作状
10、态指示包括：压缩机、冷却水泵、冷冻水泵、换热水泵、冷却塔风扇、模拟锅炉、电磁阀1、电磁阀2、风管风机、电加热丝。灯亮时表示工作；灯灭时表示停止工作。）图3-7 流程图及工作状态指示区示意图3.2 系统实训对象实训对象由制冷机组、冷却水系统、冷冻水系统、供暖处理系统等组成，基本配置如下：序号设备名称数量1电气控制屏1套2模拟房间1套3控制对象不锈钢台架1套4回风风道1套5水冷制冷机组1套6冷却水系统1套7冷冻水系统1套8供暖系统1套9循环处理系统1套3.2-1 制冷机组单元：包括压缩机、壳管式冷凝器、壳管式蒸发器、热力膨胀阀、储液罐、视液镜、干燥过滤器等组成，管路中还设有控制阀等实训所必需的部件
11、；此外，管路中设有的视液镜可观察制冷剂状态；制冷系统中红色管路部分为高压管路，蓝色管路部分为低压管路装有保温材料的为低压管路部分。3.2-2 冷却水系统单元：系统包括1套3吨冷却塔机组、2台冷却水泵(一个常用、一个备用) 壳管式冷凝器等组成。3.2-3 冷冻水系统单元：系统包括2台冷冻水泵(一个常用、一个备用)、集水器、分水器、膨胀水箱等组成。3.2-4 循环处理系统单元：系统包括过滤器、表冷器、电加热器、轴流风机、风道等组成。3.2-5 供暖处理系统：系统包括1台模拟锅炉、1台换热水泵、1套换热器等组成；3.3 模拟房间模拟房间系统包括房间温控器、风机盘管机组及风量调节系统等组成。3.3-1
12、 温控器：温控器安装于模拟房间内，具有设定温度、模式设定、风量调节等功能。3.3-2 风机盘管：其机构由贯流风机、翅片盘管式换热器两部分组成，风机在房间温控器的控制下，对翅片盘管式换热器进行冷却。3.4 测量仪表3.4-1 电源电压表：在电源操作区提供1只交流电压表，用于测量系统电网电压。3.4-2 制冷系统压力检测单元：提供2只真空压力表和1只双组压力控制器，压力表测量范围分别：低压表为-0.11.5MPa、高压表为-0.13.5MPa,可显示系统工作时低压侧和高压侧的压力变化；双组压力控制器对压缩机起到保护作用。四、系统控制说明：4.1 中央控制器:采用西门子S7-200可编程控制器作为中
13、央控制处理器,另配有一个数字量扩展模块、一个模拟量采集模块，结合开发软件进行自控的一种方式。4.2 中央空调启动过程及保护：系统具有手动与自动两种控制方式，可通过上位机软件监测系统的运行工况，即系统中制冷状态、制热状态、温度大小、设备运行状态等参数。控制系统中采用连锁控制、保护措施等一系列措施对系统进行保护控制。通过对PLC程序编辑，可改变系统的控制过程。由PC主机可直接与以太网相连，实现网络远程控制。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与调度，实现设备的联动控制。五、实训装置操作说明：5
14、.1 手动方式操作说明：5.1-1 首先将控制屏主面板电源操作控制区的所有的控制开关都打到“关”、“停止”与“中位”上；检查模拟故障设置箱，将4个开关置于下方（ 14处于“正常”的方向）；再将PLC主机下方控制方式按钮旋至到“手动”位置上及PLC主机电源开关也打到“关”的位置上；5.1-2 其次将系统电源插头线接入工业用电三相四线制电源AC 380V 10%（或三相五线），中线必须接为零线；通过切换电压测量转换波段开关，检查电网电压是否缺相，正常情况下，UUV、UVW、UWU三档电压指示均为380左右；如果电源有缺相将不正常，请检查电源、插座与保险丝前端之间电压及保险丝是否有熔断等情况。5.1
15、-3 将电源操作区的总电源开关置于“上方”，系统得电。便可见此时压缩机的“停止”按钮与信号显示区的两块智能温度控制器会亮。5.1-4 将冷却塔风机的转动方向调整为排风向上，具体的做法为：在以上操作的前提下，将冷却塔风机按钮旋转到“开”的位置上，将手放在冷却塔的顶端排气口处，感觉冷却塔风机排风的风向；若不是向上，对电网电源中任意两跟火线进行调换，冷却塔风机的排风就正常了。5.1-5 然后按照需求，对电源操作区中的控制开关进行调整。上位机组态软件在进入“系统手动控制与监控”界面，可监视设备的工作状态，具体步骤参照实训指导书中的内容。 5.2 自动方式操作说明：5.2-1 PLC及硬件设备5.2-1-1 PC/PPI电缆线图5-1 PC/PPI电缆线示意图PC/PPI电缆线连接PC机与S7200 主机，将一端插入计算机COM口，另一端插入S7200主机通讯端口。如图5-1所示。具体连接示意图如下：图5-2 PC/PPI电缆线与PC机连接示意图5.2-1-2 航空电缆线及航空插座、插头图5-3 航空电缆线图5-4 控制
