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2022年9月28日

中央空調(diào)系統(tǒng)實訓裝置（DCS管理控制系統(tǒng)）

SB-LG9中央空調(diào)系統(tǒng)實訓裝置（DCS）

一、概述

中央空調(diào)系統(tǒng)實訓裝置DCS 本設計為智能樓宇中的中央空調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(wǎng)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(wǎng)。

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(wǎng)。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(zhuǎn)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(diào)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(wǎng)。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(zhuǎn)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(guān)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(shù)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(diào)，并實現(xiàn)對空調(diào)運行數(shù)據(jù)的顯示、分析等各種功能，同時也可通過網(wǎng)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(diào)的遠程控

2、中央空調(diào)DCS控系統(tǒng)：

由控制層控制器，控制軟件、鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑控制柜組成。軟件可控制中央空調(diào)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(cè)和高壓側(cè)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(diào)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(diào)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(guān)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(guān)、、開關(guān)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(diào)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(guān)	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(guān)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(diào)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(diào)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(nèi)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(diào)的神經(jīng)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(diào)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(diào)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(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有和真實空調(diào)末端同樣的風機盤管，三級調(diào)速，由調(diào)整開關(guān)用戶自由調(diào)。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(diào)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	2000900800，鋁木結(jié)構(gòu)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(diào)節(jié)
3	風速調(diào)整開關(guān)			86型
4	中央空調(diào)專業(yè)冷排	個	1	20平方
5	空氣混合風口	套	1	帶有調(diào)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(jié)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(guān)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(diào)、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(chǎn)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(chǎn)250MA、低壓報警：30天、通信方式：GSM、接收靈敏度：-129dBm、無線標準

14）、內(nèi)置無線網(wǎng)絡信號發(fā)射，可連接4G網(wǎng)絡，不再需要另外增加通信成本、證實該產(chǎn)品的可靠、安全、先進性。

四、實驗項目

1、認識中央空調(diào)的結(jié)構(gòu)及設備的實訓

2、中央空調(diào)啟動和停止的實訓；

3、中央空調(diào)的運行、調(diào)節(jié)操作實訓；

4、對中央空調(diào)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(diào)試進行實訓

6、通過學習軟件了解中央空調(diào)各個系統(tǒng)的原理工作條件。

7、組態(tài)技術(shù)應用實訓：采用組態(tài)技術(shù)實現(xiàn)對中央空調(diào)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(wǎng)絡的安裝及設置實訓

9、網(wǎng)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(diào)各個部件的功能、原

17、DCS系統(tǒng)封閉式中央空調(diào)系統(tǒng)冬季運行調(diào)試

18、DCS系統(tǒng)封閉式中央空調(diào)系統(tǒng)夏季運行調(diào)試

19、DCS系統(tǒng)直流式中央空調(diào)系統(tǒng)冬季運行調(diào)試

20、DCS中央空調(diào)系統(tǒng)的控制原理

21、DCS中央空調(diào)系統(tǒng)的控制原理

五、中央空調(diào)主要配置表

序號	名稱	參數(shù)	數(shù)量	單位
1	中央空調(diào)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(diào)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