(一)設備概述
中央空調實驗設備,是真實樓宇中央空調系統合理微縮的教學設備，整套實驗設備可演示夏季制冷循環和冬季制熱循環。這套實驗系統，從結構上分為實驗臺和中央空調模型系統兩部分。
1、控制部分（實驗臺）
中央空調實驗設備的實驗臺，采用模塊化結構，即將電氣控制部分按功能原理分解為不同的模塊，模塊采用掛箱結構，安裝于實驗桌上方的實驗臺上面。
實驗臺上面，設計有AC380V電源輸出（護套端子），AC220V（護套端子和插座）電源輸出，DC24V（護套端子）電源輸出，安全保護裝置（空氣開關，過流保護等），工作電源儀表顯示等。
掛箱模塊分為：PLC模塊、變頻器模塊、觸摸屏模塊、繼電器模塊、按鈕及指示燈模塊、信號及儀表模塊等，下面分別加以介紹：
（1）PLC模塊 PLC模塊分為從站模塊和主站模塊。從站模塊用于實現對中央空調的過程進行實時控制，從站模塊的配置為：
FX2N-48MR：從站PLC主機，用于控制相應的繼電器和接觸器，實現對中央空調模型系統的壓縮機、冷卻水泵、冷凍水泵、風機等執行機構的邏輯控制。FX2N-48MR，屬于繼電器輸出（R）型的PLC，交流和直流負載用，關斷頻率低（ON←→OFF，約10ms），動作頻率最大10HZ/秒；允許通過電流為2A/點，有接點，機械絕緣，廣泛用于各種工業控制現場。
FX2N-4AD功能模塊：用于采集中央空調模型系統的溫度信號，最大可以實現4路溫度信號同時進行采集。
FX2N-32CCL功能模塊：作為CC-LINK的從站模塊，與主站模塊的PLC進行現場總線通訊。
關鍵配套件的名稱、數量、產地:
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序號 |
配件名稱 |
規格型號 |
說明 |
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1 |
PLC主機 |
FX2N-48MR-001 |
品牌:三菱；原產地:日本姬路。數量1臺 |
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2 |
AD模塊 |
FX2N-4AD |
品牌:三菱；原產地:日本姬路。數量1臺 |
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3 |
CC-LINK從站模塊 |
FX2N-32CCL |
品牌:三菱；原產地:日本姬路。數量1臺 |
PLC的主要技術參數：
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項 目 |
規 格 |
備 注 |
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運轉控制方式 |
通過儲存和程序周期運轉 |
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I/O控制方式 |
批次處理方法（當執行END指令時） |
I/O指令可以刷新 |
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運轉處量時間 |
基本指令：0.08μs/指令；應用指令：1.52至幾百μs/指令 |
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編程語言 |
邏輯梯形圖和指令清單 |
使用步進梯形圖能生成SFC類型程序 |
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程式容量 |
8000步內置 |
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指令數目 |
基本順序指令：27個；步進梯形指令：2個；應用指令：128個 |
最大可用298條應用指令 |
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I/O配置 |
最大硬體I/O配置點256，用戶的選擇（最大可設輸入256、輸出256） |
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輔助
繼電器
（M線圈） |
一般 |
500點 |
M0至M499 |
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鎖定 |
2572點 |
M50至M3071 |
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特殊 |
256點 |
M8000至M8255 |
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狀態
繼電器
（S線圈） |
一般 |
490點 |
S0至S499 |
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鎖定 |
400點 |
S500至S899 |
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初始 |
10點 |
S0至S9 |
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信號報警 |
100點 |
S900至S999&, lt;, SPAN style="FONT-FAMILY: '宋體'; COLOR: rgb(0,0,0); FONT-SIZE: 9pt"> |
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定時器
（C） |
100毫秒 |
范圍：0至3276.7秒200點 |
T0至T199 |
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10毫秒 |
范圍：0至327.67秒46點 |
T200至T245 |
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1毫秒保持 |
范圍：0至32.767秒4點 |
T246至T249 |
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100毫秒保持 |
范圍：0至3276.7秒6點 |
T250至T255 |
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計數器
（C） |
一般16位 |
范圍：0至32767數200點 |
C0至C199類型：16位上計數 |
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鎖定16位 |
100點(子系統) |
C100至C199，類型：16位上計數器 |
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一般32位 |
范圍：-2147483648至+2147483647
35點 |
C200至C219，類型：32位上/下計數器 |
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鎖定32位 |
15點 |
C220至C234類型：16位上/下計數器 |
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高速
計數器（C） |
單相 |
范圍：-2147483648至+2147483647一般規則：選擇組合計數頻率不大于20KHZ的計數器組合，注意所有的計數器鎖定 |
C235至C240，6點 |
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單相C/W起始 |
C241至C245，5點 |
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雙相 |
C246至C250，5點 |
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A/B相 |
C251至C255，5點 |
主站模塊的配置為：
FX2N-48MR：主站PLC主機，與上位計算機進行連接，將從站PLC及其控制和采集的中央空調運行參數顯示到上位計算機上面，上位計算機安裝有組態軟件。
FX2N-16CCL：作為CC-LINK的主站模塊，與從站模塊的PLC進行現場總線通訊。
（2）觸摸屏模塊
觸摸屏模塊采用三菱觸摸屏GT1155，5.7寸，256色。觸摸屏與PLC從站模塊連接，作為一個操作站，可以進行基本參數的修改和監控。
（3）變頻器模塊
變頻器采用三菱FR-E740-0.75KW，輸入電壓：AC380V，額定功率：0.75KW，具有頻率、速度、磁通、轉矩等控制功能，可多達15種速度的多段速預選控制。變頻調速器用于控制中央空調系統主風機的運行速度。
FR-E740-0.75KW變頻器
（4）繼電器模塊
繼電器模塊，安裝有中間繼電器（AC220V），交流接觸器（AC220V），熱繼電器，漏電保護開關，熔斷器，時間繼電器等元件，利用繼電器模塊，可以獨立實現對中央空調實驗設備進行過程控制。繼電器元件采用正泰品牌。
（5）儀表模塊
儀表模塊，分別安裝了數字溫控儀表、溫度儀表、電流表、電壓表等，用于監控壓縮機，風機，循環水泵等執行元件的工作電流和電壓，監控出風口、回風口、冷凝器等制冷元件的溫度。
a.三相帶漏電保護總開關;b.三相電源保險絲;c.壓縮機電壓指示;d.壓縮機電流指示;e.模擬鍋爐電流指示;f.冷水水泵壓力指示;g.熱水水泵運行指示; h.冷卻水水泵運行指示;i.空氣調節風機電流指示;j.壓縮機工作指示;k.模擬鍋爐工作指示;l.冷凍水水泵工作指示;m.冷卻塔工作指示;n.冷卻塔風機工作指示;o.空氣調節風機工作指示;p.數顯冷凍水水溫調節指示;q.數顯熱水水溫指示;r.數顯冷卻指示;s.制冷開關;t.數顯冷水水溫高調節指示;u.制熱開關;v.數顯熱水水溫調節指示。
（6）按鈕及信號模塊
按鈕及信號模塊，安裝有模式切換開關（自動、手動兩種模式）、按鈕、指示燈，用于操控中央空調的運行，如：壓縮機啟動停止，主風機啟動停止等。按鈕及信號模塊，既可與繼電器模塊連接實現繼電器回路控制，也可與PLC連接實現PLC回路控制。
2、中央空調模型系統
制冷系統主要組成：壓縮機、蒸發器、冷凝器、電磁閥、過濾器、膨脹閥、視液鏡、儲液器、噴淋式冷卻塔、冷卻水泵、制冷水泵。
制熱系統主要組成：電熱式模擬鍋爐、數顯溫度調節器、熱水水泵等。
（1）具有蒸汽壓縮式集中式和半集中式中央空調系統的功能，主要由冷源系統、熱源系統、空氣處理及配送系統及控制與顯示系統等組成。可滿足學校既能開出驗證性實驗，也可以開設故障設置性實驗滿足畢業設計、教師科研、創新實驗室所需，能實現一機多用。
（2）制冷系統由壓縮機、蒸發器、冷凝器、電磁閥、熱力膨脹閥、儲液罐、視液鏡、干燥過濾器和壓力表等部分組成。管路中串接有視液鏡，可觀察制冷劑物理狀態和流動方向。管路中串接的電磁閥，作為制冷系統通斷控制部件，高低壓力表顯示高壓壓力和低壓壓力。壓縮機采用泰康品牌。
冷卻水循環系統主要由冷卻水泵、噴淋式冷卻塔及循環管路等部分組成，用于吸收冷凝器中制冷劑散發的熱量。
（3）冷媒水循環系統主要由冷媒水泵及循環管路等部分組成，用于將蒸發器中制冷劑蒸發產生的冷量輸送給模擬用戶。
（4）具有熱源系統模塊。供熱系統由1臺模擬鍋爐、1臺熱水泵、1套板式換熱器等組成。
空氣處理與配送要求采用集中式和半集中式兩種調節方式。集中式空調系統主要由冷熱交換器、風柜、送風機、送風管道及回風管道等部分組成；通過冷熱交換器將冷源（冷凍水）或熱源（熱水）進行處理，把風柜內的空氣冷卻（或加熱），通過送風機和送風管道輸送到各用戶端（模擬房）而達到制冷（制熱）的目的。半集中式空調系統主要由風機盤管組成；工作時，盤管內根據需要流動的冷水（或熱水），風機把室內空氣吸進機組，經過濾后再經入盤管冷卻（或加熱）送回室內，如此循環，以達到調節室內溫度、濕度的目的。
3、故障設置與排除
中央空調實驗裝置，能夠設置故障供學生了解各種故障現象和排除故障（主要是在電控系統方面設置故障）。典型故障點總數為20個，其中制冷系統設置的故障點為8個，電控系統設置的故障點為12個，故障點的設置不損壞制冷和電控系統原理。。
軟件同時具有故障設置與恢復功能，老師可以隨意設置故障，學員可以通過軟件界面精確定位故障并且排除。
（1）高壓過高高壓保護；（2）膨脹閥堵塞；（3）壓縮機不工作；（4）組合風柜風機不轉；（5）冷凝水塔風機不轉；（6）模擬鍋爐不工作；（7）冷水水泵不工作；（8）熱水水泵不工作；（9）冷凝水水泵不工作；（10）制冷控制電腦傳感頭不工作；（11）模擬鍋爐電腦控制傳感頭不工作；（12）膨脹閥調節不正常；（13）壓縮機過載保護；
（14）壓縮機起動電容不工作；（15）系統終端風機不轉；（16）制冷冷水不循環；（17）制熱熱水不循環；（18）制冷壓縮機接觸器不正常；（19）制熱模擬鍋爐接觸器不工作；（20）冷凝水塔風機缺相。
4、上位計算機
設備配帶七喜欣怡V2200型臺式電腦，200G硬盤，1GDDI內存，17寸液晶顯示器，英特爾酷睿2雙核處理器 E1200；集成高性能3D顯卡顯卡；10M-100M網卡；USB 2.0接口；USB光電鼠標；功能鍵盤。
5、系統配置清單
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序號 |
項目（設備名稱） |
數量 |
備注 |
|
中央空調教具機組 |
|
1 |
中央空調教具機體 |
1 |
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|
2 |
透明新風空調機組 |
1 |
|
|
3 |
制冷和制熱機組 |
1 |
|
|
4 |
冷凍水回水和冷卻水增壓泵組 |
1 |
|
|
5 |
電熱鍋爐組 |
1 |
|
|
6 |
冷凍壓縮機組 |
1 |
|
|
7 |
冷熱交換器 |
1 |
|
|
8 |
冷凝器 |
1 |
|
|
9 |
膨漲水箱 |
1 |
|
|
10 |
冷卻塔 |
1 |
|
|
11 |
冷卻風機 |
1 |
|
|
12 |
冷卻水回水、增壓泵組 |
1 |
|
|
13 |
空調模擬房 |
1 |
|
|
14 |
透明風機盤管機組 |
1 |
|
|
15 |
制冷、制熱溫度探測器 |
1 |
|
|
16 |
風道管路 |
1 |
|
|
17 |
實驗桌 |
1 |
|
|
18 |
凳子 |
2 |
|
|
19 |
實驗電源臺 |
1 |
|
|
20 |
PLC掛箱（從站） |
1 |
|
|
21 |
PLC掛箱（主站） |
1 |
|
|
22 |
變頻器掛箱 |
1 |
|
|
23 |
觸摸屏掛箱 |
1 |
|
|
24 |
繼電器掛箱 |
1 |
|
|
25 |
按鈕信號掛箱 |
1 |
|
|
26 |
實驗導線 |
1 |
|
|
27 |
故障設置系統 |
1 |
|
|
28 |
使用說明書 |
1 |
|
|
29 |
計算機 |
1 |
|
|
30 |
常用電工工具 |
1 |
|
6、主要技術參數
（1）工作電源：AC380V（三相五線）50Hz；
（2）環境溫度：-10℃～40℃；
（3）相對濕度：≤85%；
（4）安全保護：漏電保護（動作電流≤30mA）,過流保護，熔斷器保護；
（5）壓縮機：AC380V,3P；
（6）PLC：FX2N-48MR-001；
（7）變頻器：FR-E740-0.75KW-CH；
（8）觸摸屏：GT1155(5.7寸，256色)。
