CN201104300Y - 中央空调教学实验实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种教学用中央空调教学实验实训装置，包括上位监控计算机、控制平台和控制对象，所述的上位监控计算机装有串行通讯适配器；所述的上位监控计算机和控制平台之间通过串行通讯适配器构成PC/PPI通讯链路，所述的控制平台上装有控制器、控制开关、显示仪表、信号接口、故障设置箱及系统流程图；所述的控制对象由制冷部分、冷却水部分、冷冻水部分、冷却塔、模拟风管、模拟锅炉和模拟房间构成。本实用新型可以作为各大、中专院校、职业学校、鉴定站/所等制冷类专业的教学、实验设备，广泛用于课堂演示、原理控制操作及实验实习考核。

Description

中央空调教学实验实训装置

技术领域

本实用新型涉及一种教学仪器，具体涉及一种用于实验实训教学的中空调教学实验实训装置。

背景技术

中央空调是现代建筑中普遍采用的一种空气处理设备，其中可编程控制器即PLC控制是中央空调典型控制方式之一，PLC控制器以其简单、稳定、可靠的特性在中央空调领域得到了广泛的应用。实际应用的中央空调由于点数多、分布广、不直观形象，不适宜直接作为教学实验装置。目前市场上中央空调教学实验装置虽然很多，但许多厂家生产的中央空调教学实验实训装置，仍然沿用了传统的手动控制方式，或者有些厂家虽然在中央空调控制系统中应用了专用控制器来提高系统性能，但是无上位监控或者在与上位机的通讯也只是采用传统的RS232通讯方式；另一方面，市场上已有的中央空调教学实验实训装置中，控制对象模型小，不能真实再现现场控制的各种状态，缺乏灵活变通，而且只能模拟单一系统运行状态，在对象系统的回风设计上一般是无回风设计。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种具有上位监控的，能够真实再现现场控制的各种状态，并且组合灵活的中央空调教学实验实训装置。

本实用新型为了实现上述的目的，采用的技术方案

一种中央空调教学实验实训装置，包括上位监控计算机、控制平台和控制对象，所述的上位监控计算机装有串行通讯适配器；所述的上位监控计算机和控制平台之间通过串行通讯适配器构成PC/PPI通讯链路，所述的控制平台与控制对象相连。

上述的控制平台上装有控制器、控制开关、显示仪表、信号接口、故障设置箱及系统流程图；所述的控制对象由制冷部分、冷却水部分、冷冻水部分、冷却塔、模拟风管、模拟锅炉和模拟房间构成，所述的控制对象的各部分之间通过铜管相互连接，上述的中央空调教学实训装置，所述的控制器采用PLC可编程逻辑控制器，所述的显示仪表采用工业智能调节仪，所述的故障设置箱可以设置1～16个故障，并可以通过上位监控计算机排除故障，所述的制冷部分由压缩机、冷凝器、供液电磁阀、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器用铜管按照一定的顺序相连接组成，所述的冷却水部分主要由冷却水泵一、喷淋式冷却塔、冷却水泵二及管道组成一个闭环系统，所述的冷冻水部分由送水水泵、回水水泵、电磁阀构成完整回路，主要由蒸发器中的冷冻水经过送水水泵将冷冻水送入表冷器和模拟房间的风机盘管中，被回水水泵又压回蒸发水箱中，电磁阀用于切换表冷器与风机盘管的管道，所述的模拟风管中安装有新风调节阀、温度传感器、轴流风机、电辅助加热及过滤器，新风调节阀将新风口打开，进过空气过滤后与表冷器进行热交换，然后被加热有轴流风机将空气送入模拟房间，所述的温度传感器由PT100和变送器组成，所述的冷却水部分、冷冻水部分可以由控制平台中的控制开关或控制器进行控制，所述的模拟锅炉负责对供暖系统的加热，所述的PLC控制器中装载的程序具有手动控制和自动控制两种工作方式。

本实用新型的有以下优点

“中央空调自控系统综合实验实训装置”是各大、中专院校、职业学校、鉴定站/所等制冷类专业的教学、实验设备，广泛用于课堂演示、原理控制操作及实验实习考核，本装置的结构比较简单，条理清楚，便于教师讲解后学生的理解，实验效果明显，可以节约大量的实验时间，提高了教学效率。

本实用新型真实地再现了实际系统各环节的内容，由于在各部件中应用了模块化设计，易于组合成各类空调系统，丰富了实验内容，使学生可以自由发挥，开放地从事实验中的编程、组态、开发，为便于使用不同的控制器，设计中集中安排了信号端子连接，各校应用该系统可以构造成基于PC的控制系统，集散控制系统，各类仪表控制系统或各类现场总线控制系统。通过该系统的实验可以使学生对中央空调系统的基本原理和构造进一步熟悉和了解，掌握常规的暖通空调系统的能量管理和空气控制方法、控制器的编程、设计组态等，使学员更为全面的学习掌握中央空调自控系统。

本实用新型装置具有直观形象的特点，可以直接作为教学实验装置，通过上位监控计算机进行监控，并且上位监控计算机和控制平台之间通过串行通讯适配器构成PC/PPI通讯链路；本实用新型中央空调教学实验实训装置中，控制对象模型增大，能够真实再现现场控制的各种状态，可以灵活变通，而且可以模拟多个系统运行状态，在对象系统的回风设计成具有一次回风的教学模型，克服了现有中央空调教学实验实训装置无回风设计的缺点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的工作流程图。

图3是本实用新型的控制部分结构示意图。

图中1为控制平台，2为冷却塔，3为模拟风管，4为加水箱，5为模拟锅炉，6为新风调节阀，7为风机，8为电辅助加热装置，9为表冷器，10为过滤器，11为冷凝器、蒸发器，12为截止阀，13为模拟房间；14为风机盘管，15为电磁阀，16为上位监控计算机，17为水泵，18为压缩机，19为管道。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1、2，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明：

本中央空调教学实验实训装置，包括上位监控计算机、控制平台1和控制对象，上位监控计算机装有串行通讯适配器，采用STEP7编程软件、力控IO server和力控组态软件构成完整的软件体系；上位监控计算机和控制器之间通过基于PC/PPI协议的网络通信，控制平台由控制器、控制开关、显示仪表、信号接口、故障设置箱及系统流程图构成，其中控制器采用PLC即可编程逻辑控制器，显示仪表采用工业智能调节仪；控制对象由制冷部分、冷却水部分、冷冻水部分、冷却塔2、模拟风管3、模拟锅炉5和模拟房间13构成具有一次回风的教学模型，制冷机组有压缩机18、冷凝器11、供液电磁阀15、干燥过滤器10、膨胀阀、蒸发器11用铜管19按照一定的顺序相连接组成；

冷却水部分主要由冷却水泵17-1、喷淋式冷却塔、冷却水泵17-2及铜管组成一个闭环系统；

冷冻水部分主要由蒸发器中的冷冻水经过送水水泵将冷冻水送入表冷器9和模拟房间13的风机盘管14中，被回水水泵又压回蒸发水箱11中。电磁阀起到切换表冷器9与风机盘管14的管道作用，构成完整回路；

供暖系统主要由模拟锅炉5来负责加热，热水经单向阀至模拟房间13和表冷器9中，由电磁阀15来控制各自的需不需要加热，再回到水箱，经换热水泵17压至模拟锅炉5；

模拟风管中安装有新风调节阀、温度传感器、轴流风机、电辅助加热装置8及过滤器10。新风调节阀6将新风口打开，进过空气过滤后与表冷器9进行热交换，然后被加热有轴流风机将空气送入模拟房间5。

工作的时候，本装置中央空调教学实验实训装置，通过温度传感器分别检测送风温度、房间温度、环境温度、模拟锅炉出水温度、蒸发器进水口温度、蒸发器进出口温度、冷凝器进水口温度、冷凝器出水口温度、压缩机吸气温度和压缩机排气温度，被检测的信号通过变送器转换成标准的0～5V电压信号送到PLC控制器和显示仪表的输入通道。

PLC控制器通过模拟量输入通道完成对现场检测变量的采集后，根据上位机下装的控制程序对采集变量进行数据处理、控制运算，根据手/自动开关状态对控制对象设备进行控制；

通过PC/PPI通讯，在上位监控计算机上，监控软件与控制器进行数据交换，组态工程中的监控画面显示工艺流程图、设备工作状态、实时曲线，并可根据控制状态对现场设备进行控制，完成对系统的监测、记录、控制。

在中央空调教学实验实训装置控制对象的设计方面，采用实物模型模拟现场环境，如模拟房间采用2米高的房间为模型，并安装空气处理设备风机盘管及辅助设备温度控制器和回风口；模拟房间中空气即可以封闭循环式方式流动，也可以回风+新风方式流动；水泵即可将锅炉中的热水通过管道输送到风机盘管中，也可将蒸发器中的冷水通过管道输送到风机盘管中，完成对模拟房间制冷或制热处理，整个处理过程可根据控制需要设定为手动控制或自动控制；控制对象中的冷却水系统和冷冻水系统配备了冷却塔实物，保证与现场一致。

最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1. 一种中央空调教学实验实训装置，包括上位监控计算机、控制平台和控制对象，其特征是：所述的上位监控计算机装有串行通讯适配器；所述的上位监控计算机和控制平台之间通过串行通讯适配器构成PC/PPI通讯链路，所述的控制平台与控制对象相连。

2. 根据权利要求1所述的中央空调教学实验实训装置，其特征是：所述的控制平台上装有控制器、控制开关、显示仪表、信号接口、故障设置箱及系统流程图；所述的控制对象由制冷部分、冷却水部分、冷冻水部分、冷却塔、模拟风管、模拟锅炉和模拟房间构成，所述的控制对象的各部分之间通过铜管相互连接。

3. 根据权利要求1所述的中央空调教学实训装置，其特征是：所述的控制器采用PLC可编程逻辑控制器，所述的显示仪表采用工业智能调节仪。

4. 根据权利要求1所述的中央空调教学实训装置，其特征是：所述的故障设置箱可以设置1～16个故障，并可以通过上位监控计算机排除故障。

5. 根据权利要求1所述的中央空调教学实训装置，其特征是：所述的制冷部分由压缩机、冷凝器、供液电磁阀、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器用铜管按照一定的顺序相连接组成。

6. 根据权利要求1所述的中央空调教学实训装置，其特征是：所述的冷却水部分主要由冷却水泵一、喷淋式冷却塔、冷却水泵二及管道组成一个闭环系统。

7. 根据权利要求1所述的中央空调教学实训装置，其特征是：所述的冷冻水部分由送水水泵、回水水泵、电磁阀构成完整回路，主要由蒸发器中的冷冻水经过送水水泵将冷冻水送入表冷器和模拟房间的风机盘管中，被回水水泵又压回蒸发水箱中，电磁阀用于切换表冷器与风机盘管的管道。

8. 根据权利要求1所述的中央空调教学实训装置，其特征是：所述的模拟风管中安装有新风调节阀、温度传感器、轴流风机、电辅助加热及过滤器，新风调节阀将新风口打开，进过空气过滤后与表冷器进行热交换，然后被加热有轴流风机将空气送入模拟房间。

9. 根据权利要求8所述的中央空调教学实验实训装置，其特征在于：所述的温度传感器由PT100和变送器组成。

10. 根据权利要求1所述的中央空调教学实训装置，其特征是：所述的模拟锅炉负责对供暖系统的加热。

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