SB-LG9中央空調系統(tǒng)實訓裝置（DCS）
一 、概述
中央空調系統(tǒng)實訓裝置DCS 本設計為智能樓宇中的中央空調系統(tǒng)，該系統(tǒng)由新風，空氣過濾，空氣的冷、熱、濕處理，空氣的輸送和分配，冷熱源五大部分組成。本系統(tǒng)可以實現(xiàn)空調機組的工藝流程參數(shù)進行自動控制和實時監(jiān)測功能，并使空調系統(tǒng)設備處在最佳狀態(tài)下運行。除此之外，本系統(tǒng)的設計以中央空調DCS控制為背景，具備DCS系統(tǒng)分散控制，集中管理的特點，可以對中央空調的冷熱源系統(tǒng)，空氣處理系統(tǒng)和被測設備控制系統(tǒng)進行集中操作，并提供窗口友好的人機界面和強大通訊功能，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)故障。
二、DCS系統(tǒng)特點
1、網絡共分為四級，依次為過程層，控制層，管理層和決策層。其中決策層為大樓各個系統(tǒng)的主計算機，管理層為樓宇自動化系統(tǒng)中的中央操作站。決策層和管理層用一條TCP/IP通信總線連接組成建筑物的主干網。
2、管理層和控制層：
用LonTalk和RS485/控制總線連接，組成建筑物的控制網。RS485總線組要負責可編程控制器與中央站的通訊，總線主要負責小容量開發(fā)控制器與中央站的通訊。Lontalk總線和RS485總線用路由器連接，可兩條總線通信協(xié)議的轉換。
3、控制層：
直接對下面過程層的DDC所監(jiān)控的數(shù)據(jù)進行控制，若中央操作站發(fā)生故障不影響DDC獨立工作，這樣便提高了系統(tǒng)的可靠性，并大大減少了中央處理單元的負荷。
4、過程層單元：
直接收集空調系統(tǒng)的溫度，濕度，壓力等工藝參數(shù)，并根據(jù)控制層的指令對工藝控制設備進行控制。
三、參數(shù)組成
1、DCS管理控制系統(tǒng)：
DCS管理層系統(tǒng)由管理層電腦、管理軟件組成。整機系統(tǒng)用LonTalk/RS485/控制總線連接，組成建筑物的控制網。RS485總線組要負責可編程控制器與中央站的通訊，總線主要負責小容量開發(fā)控制器與中央站的通訊。Lontalk總線和RS485總線用路由器連接，可兩條總線通信協(xié)議的轉換。
小容量控制器由PLC可編程控制器、數(shù)據(jù)采集、力控組態(tài)軟件等組成。并且可通DCS管理層監(jiān)控系統(tǒng)運行工況，即系統(tǒng)制冷狀態(tài)、制熱狀態(tài)、溫度、設備運行狀態(tài)等情況。通過PLC模擬量模塊采集溫度等相關系統(tǒng)參數(shù)對整個系統(tǒng)進行自控。通過對PLC程序編輯，可改變系統(tǒng)的控制過程。計算機控制則采用組態(tài)技術建立計算機與PLC之間的穩(wěn)定通訊，從而控制整個中央空調，并實現(xiàn)對空調運行數(shù)據(jù)的顯示、分析等各種功能，同時也可通過網絡升級建立遠程計算機與現(xiàn)場計算機的通訊，實現(xiàn)對中央空調的遠程控
2、中央空調DCS控系統(tǒng)：
由控制層控制器，控制軟件、鐵質雙層亞光密紋噴塑控制柜組成。軟件可控制中央空調的整體運行
3、壓力、溫度儀表
1）制冷系統(tǒng)壓力檢測單元：提供2只真空壓力表和1只雙組壓力控制器，測量范圍分別為-0.1～1.5MPa、-0.1～3.5MPa,可顯示系統(tǒng)壓縮機低壓側和高壓側的壓力變化，對壓縮機起到保護作用。
2）壓力變送器2個、+DC24V，4-20MA
3）溫度傳感器，可測量冷卻水溫度、冷凍水溫度、制冷主機溫度、房間溫度鍋、爐溫度。
4、故障設定單元：
中央空調控制屏設定有多個故障，可實現(xiàn)制冷水泵、風機、冷卻水泵、冷凍水泵、PLC輸入、PLCL輸出等故障，這些故障能模擬真實系統(tǒng)中，中央空調運行時的故障現(xiàn)象，
5、冷熱媒水輸送管道：
采用新型號直插入方式，每一個接頭只要用手直接拔插就行，方便教學時，學生自己組裝，連接
6、不銹鋼分水器
系統(tǒng)由1套不銹鋼分水器組成，分別為制冷過程中、制熱系統(tǒng)時房間提供穩(wěn)定的冷熱水
7、不銹鋼集水器
系統(tǒng)由1套不銹鋼集水器組成，分別為制冷過程中、制熱系統(tǒng)時房間提供穩(wěn)定的冷熱水
8、電氣控制柜：
1）可觀察到中央PLC控制器、接觸器、等控制元件。面板上面有控制開關旋鈕、工作狀態(tài)指示燈、系統(tǒng)流程圖及PLC主機單元及測試點。
2）主要由三相四線制AC 380V電源供電，并設有漏電保護器控制控制屏、總電源、三相漏電斷路器、電源指示燈、旋鈕開關、、開關電源、微型繼電器等組成，進行相應的操作控制，如加熱器的電源、送風機電源、制冷/制熱的啟動等，并帶有相應的指示。
3）、該裝置可實現(xiàn)手動控制和計算機控制兩種控制方式、手動控制按鈕在控制柜的門上，這些控制按鈕接入到PLC各個相應的輸入變量上，可直接對整個中央空調進行控制
4）、控制屏配置表
|
編號 |
名稱 |
單位 |
數(shù)量 |
|
|
1 |
實訓桌 |
套 |
1 |
。 |
|
2 |
三相4P帶漏電開關 |
只 |
1 |
32A |
|
3 |
三相保險 |
臺 |
1 |
32A |
|
4 |
450V電流表，30A電流表 |
個 |
1 |
6L2 |
|
5 |
按鈕 |
套 |
8 |
|
|
6 |
開關電源: |
套 |
1 |
|
|
7 |
中間繼電器 |
套 |
8 |
24V |
|
8 |
數(shù)據(jù)采集模塊 |
只 |
1 |
|
|
10 |
壓力傳感器 |
只 |
2 |
|
|
10 |
PLC |
臺 |
1 |
|
9、水冷機組：
由一套3P制冷主機組成，為整機系統(tǒng)提供冷源，整個中央空調采用PLC作為主控機，由計算機通過通信線與PLC進行通信，從而控制整個空調的運行。
冷水機配置表
|
編號 |
名稱 |
單位 |
數(shù)量 |
|
|
1 |
壓縮機 |
臺 |
1 |
3P |
|
2 |
蒸發(fā)器，干式3P |
只 |
1 |
304不銹鋼，內部采用19MM不銹鋼管作為蒸發(fā)器，克服了個別地區(qū)水的酸堿比重較高，容易損壞蒸發(fā)器（銅一般3年就損壞） |
|
3 |
高低壓表 |
只 |
1 |
|
|
4 |
儲液器2P |
個 |
1 |
|
|
5 |
水冷凝器 |
套 |
1 |
|
|
6 |
3T冷卻水塔 |
套 |
1 |
|
|
7 |
冷卻風機 |
個 |
1 |
軸流FN吸風式－220/300MM |
|
8 |
熱力膨脹閥 |
只 |
1 |
丹佛斯進口 |
|
9 |
冷卻水泵 |
只 |
2 |
一主泵， 一副≥36L/min，揚程10米 |
|
10 |
手閥 |
只 |
4 |
包含：，1只加液閥，1個截止閥 |
10、冷/熱媒水系統(tǒng)
水系統(tǒng)是中央空調的神經末端系統(tǒng)，為終端用戶提供冷媒水和熱媒水，系統(tǒng)配置2臺冷/熱水泵，為系統(tǒng)提供動力（其中1臺備用）。整個中央空調采用PLC作為主控機，由計算機通過通信線與PLC進行通信，從而控制整個空調的運行。
|
編號 |
名稱 |
單位 |
數(shù)量 |
說明 |
|
1 |
冷/熱水泵 |
個 |
2 |
≥36L/min，揚程10米 |
|
2 |
閘閥 |
個 |
4 |
|
|
3 |
膨脹水箱 |
個 |
1 |
|
|
4 |
電磁閥 |
個 |
2 |
|
|
5 |
水管 |
套 |
1 |
新型連接方式 |
|
6 |
鍋爐 |
個 |
1 |
1500W |
11、集中與半集中送風系統(tǒng)：
由一個模擬房間，和一個組合式風柜組成。模擬房間采用30*30工業(yè)標準鋁型材和雙面烤漆木板結構，內部裝有和真實空調末端同樣的風機盤管，三級調速，由調整開關用戶自由調。組合式風柜系統(tǒng)由回風口，新空氣混合風口，送風機，中央空調蒸發(fā)器，管道，電磁閥組成。
末端系統(tǒng)置表
|
編號 |
名稱 |
單位 |
數(shù)量 |
|
|
1 |
模擬客房 |
套 |
1 |
2000*900*800，鋁木結構裝有四個輪子，方便移動，門使用有機玻璃，提高實用性 |
|
2 |
房間風機盤管 |
套 |
1 |
F34 功能：三檔風速度調節(jié) |
|
3 |
風速調整開關 |
|
|
86型 |
|
4 |
中央空調專業(yè)冷排 |
個 |
1 |
20平方 |
|
5 |
空氣混合風口 |
套 |
1 |
帶有調節(jié)功能 |
|
6 |
送風管道 |
套 |
1 |
PVC |
|
7 |
組合式風柜 |
套 |
|
采用PV板材制作，保溫效果好，不會結露， |
|
8 |
送風機 |
個 |
1 |
300MM,風量2800/S |
|
9 |
|
|
|
|
12、控制智能模塊
本模塊可控制整機工作環(huán)境，確定系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，可保護學生的實訓時的穩(wěn)定和安全，關鍵時可切斷總電源。：
1)、智能模塊模塊可檢測、監(jiān)控裝置系統(tǒng)的交流電源的電壓，在測量過壓時，設備過載保護、能夠采集被監(jiān)控設備交流電源的電流值，在測量過流值時，設備過載保護、能夠采集被監(jiān)控設備交流用功功率溫度、在測量過溫時，設備過載保護
2）、軟件平臺：
電流、電壓溫度、并通過CAN /GSM通訊上傳到監(jiān)控主機或監(jiān)控云平臺，監(jiān)控主機或云平臺可以判斷被監(jiān)控電源的運行狀態(tài)，如電壓，電流，電流和溫度。
3）、工作電源 額定電壓AC220V、功耗 正常監(jiān)視狀態(tài)≤2W 報警狀態(tài)≤2.5W、
4）監(jiān)控報警過壓（115%）、欠壓（80%）過流、電流（50~1000mA）。
5）、溫度：50-120度、漏電報警：50-1000MA連續(xù)可調、漏電報警通道：1路、溫度報警：4路。
6）電流檢測通道：1路、電壓檢測通道：3路。
7）報警方式：APP遠程報警觸點容量AC 220V/3A ，DC 30V/3A、
8）通訊接口 通訊/GPRS通訊(選配)有效通訊距離≤1km.
9)、通過手機可下載APP軟件控制系統(tǒng)，或者電腦通過軟件監(jiān)控，
10)、傳感器:電流互感器及電流互感器：使用2000:1。如果實際使用互感器和產品配,置不同，多咯溫度傳感器使用的是100K特性的熱敏電阻.
11）功能顯示：可顯示電壓、電流、功率
12）、界軟件面
13）、無線傳感器:電壓：3.6V。待機電流：20MA.報警電流產250MA、低壓報警：30天、通信方式：GSM、接收靈敏度：-129dBm、無線標準
14）、內置無線網絡信號發(fā)射，可連接4G網絡，不再需要另外增加通信成本、證實該產品的可靠、安全、先進性。
四、實驗項目
1、認識中央空調的結構及設備的實訓
2、中央空調啟動和停止的實訓；
3、中央空調的運行、調節(jié)操作實訓；
4、對中央空調的運行工況及各運行參數(shù)進行檢測實訓
5、對可編程控制器PLC進行高級編程及PLC的安裝接線調試進行實訓
6、通過學習軟件了解中央空調各個系統(tǒng)的原理工作條件。
7、組態(tài)技術應用實訓：采用組態(tài)技術實現(xiàn)對中央空調運行進行動畫顯示，運行數(shù)據(jù)顯示、實時監(jiān)控、組態(tài)等功能；
8、DCS網絡的安裝及設置實訓
9、網絡的安裝及設置實訓
10、觸摸屏實訓
11、觸摸屏屏和PLC通信使用
12、冷卻水泵故障實訓
13、冷卻風機故障實訓
14、冷凍水泵故障實訓
15、在模擬軟件中完成冷卻水泵、風機、冷凍水泵、制熱水泵、系統(tǒng)閥門的開啟演示實訓
16、通過軟件學習理解中央空調各個部件的功能、原
17、DCS系統(tǒng)封閉式中央空調系統(tǒng)冬季運行調試
18、DCS系統(tǒng)封閉式中央空調系統(tǒng)夏季運行調試
19、DCS系統(tǒng)直流式中央空調系統(tǒng)冬季運行調試
20、DCS中央空調系統(tǒng)的控制原理
21、DCS中央空調系統(tǒng)的控制原理
五、中央空調主要配置表
|
序號 |
名稱 |
參數(shù) |
數(shù)量 |
單位 |
|
|
1 |
中央空調冷水主機 |
|
1 |
套 |
|
|
2 |
冷卻水系統(tǒng) |
|
1 |
套 |
|
|
3 |
冷熱媒水 |
|
1 |
套 |
|
|
4 |
供熱系統(tǒng) |
含加熱鍋爐 |
1 |
套 |
|
|
5 |
組合式風柜 |
含風管，送風系統(tǒng) |
1 |
套 |
|
|
6 |
控制柜 |
|
1 |
套 |
|
|
7 |
模擬房間 |
含風機盤管 |
1 |
套 |
|
|
8 |
分水器 |
不銹鋼 |
1 |
套 |
|
|
9 |
集中水器 |
不銹鋼 |
1 |
套 |
|
|
10 |
DCS決策層工作站 |
含工作站軟件、桌子 |
1 |
套 |
|
|
11 |
中央空調工作站 |
含軟件 |
1 |
套 |
|
|
12 |
PLC控制模塊 |
FX3U-32 |
1 |
套 |
|
|
13 |
數(shù)據(jù)采集模塊 |
FX4AD-PT |
2 |
套 |
|
|
14 |
實驗指導書 |
|
1 |
個 |
|
|
15 |
控制智能模塊 |
|
1 |
套 |
|
|
16 |
DCS管理控制系統(tǒng)電腦 |
一臺用于控制層、一臺用于管理層 |
2 |
套 |
自備 |
|
17 |
學復審練習云平臺軟件 |
|
1 |
套 |
|
