(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&, lt;, 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)。
