SB-LG9中央空调系统实训装置（DCS）
一 、概述
中央空调系统实训装置DCS 本设计为智能楼宇中的中央空调系统，该系统由新风，空气过滤，空气的冷、热、湿处理，空气的输送和分配，冷热源五大部分组成。本系统可以实现空调机组的工艺流程参数进行自动控制和实时监测功能，并使空调系统设备处在最佳状态下运行。除此之外，本系统的设计以中央空调DCS控制为背景，具备DCS系统分散控制，集中管理的特点，可以对中央空调的冷热源系统，空气处理系统和被测设备控制系统进行集中操作，并提供窗口友好的人机界面和强大通讯功能，提高了系统的可靠性，降低了系统故障。
二、DCS系统特点
1、网络共分为四级，依次为过程层，控制层，管理层和决策层。其中决策层为大楼各个系统的主计算机，管理层为楼宇自动化系统中的中央操作站。决策层和管理层用一条TCP/IP通信总线连接组成建筑物的主干网。
2、管理层和控制层：
用LonTalk和RS485/控制总线连接，组成建筑物的控制网。RS485总线组要负责可编程控制器与中央站的通讯，总线主要负责小容量开发控制器与中央站的通讯。Lontalk总线和RS485总线用路由器连接，可两条总线通信协议的转换。
3、控制层：
直接对下面过程层的DDC所监控的数据进行控制，若中央操作站发生故障不影响DDC独立工作，这样便提高了系统的可靠性，并大大减少了中央处理单元的负荷。
4、过程层单元：
直接收集空调系统的温度，湿度，压力等工艺参数，并根据控制层的指令对工艺控制设备进行控制。
三、参数组成
1、DCS管理控制系统：
DCS管理层系统由管理层电脑、管理软件组成。整机系统用LonTalk/RS485/控制总线连接，组成建筑物的控制网。RS485总线组要负责可编程控制器与中央站的通讯，总线主要负责小容量开发控制器与中央站的通讯。Lontalk总线和RS485总线用路由器连接，可两条总线通信协议的转换。
小容量控制器由PLC可编程控制器、数据采集、力控组态软件等组成。并且可通DCS管理层监控系统运行工况，即系统制冷状态、制热状态、温度、设备运行状态等情况。通过PLC模拟量模块采集温度等相关系统参数对整个系统进行自控。通过对PLC程序编辑，可改变系统的控制过程。计算机控制则采用组态技术建立计算机与PLC之间的稳定通讯，从而控制整个中央空调，并实现对空调运行数据的显示、分析等各种功能，同时也可通过网络升级建立远程计算机与现场计算机的通讯，实现对中央空调的远程控
2、中央空调DCS控系统：
由控制层控制器，控制软件、铁质双层亚光密纹喷塑控制柜组成。软件可控制中央空调的整体运行
3、压力、温度仪表
1）制冷系统压力检测单元：提供2只真空压力表和1只双组压力控制器，测量范围分别为-0.1～1.5MPa、-0.1～3.5MPa,可显示系统压缩机低压侧和高压侧的压力变化，对压缩机起到保护作用。
2）压力变送器2个、+DC24V，4-20MA
3）温度传感器，可测量冷却水温度、冷冻水温度、制冷主机温度、房间温度锅、炉温度。
4、故障设定单元：
中央空调控制屏设定有多个故障，可实现制冷水泵、风机、冷却水泵、冷冻水泵、PLC输入、PLCL输出等故障，这些故障能模拟真实系统中，中央空调运行时的故障现象，
5、冷热媒水输送管道：
采用新型号直插入方式，每一个接头只要用手直接拔插就行，方便教学时，学生自己组装，连接
6、不锈钢分水器
系统由1套不锈钢分水器组成，分别为制冷过程中、制热系统时房间提供稳定的冷热水
7、不锈钢集水器
系统由1套不锈钢集水器组成，分别为制冷过程中、制热系统时房间提供稳定的冷热水
8、电气控制柜：
1）可观察到中央PLC控制器、接触器、等控制元件。面板上面有控制开关旋钮、工作状态指示灯、系统流程图及PLC主机单元及测试点。
2）主要由三相四线制AC 380V电源供电，并设有漏电保护器控制控制屏、总电源、三相漏电断路器、电源指示灯、旋钮开关、、开关电源、微型继电器等组成，进行相应的操作控制，如加热器的电源、送风机电源、制冷/制热的启动等，并带有相应的指示。
3）、该装置可实现手动控制和计算机控制两种控制方式、手动控制按钮在控制柜的门上，这些控制按钮接入到PLC各个相应的输入变量上，可直接对整个中央空调进行控制
4）、控制屏配置表
|
编号 |
名称 |
单位 |
数量 |
|
|
1 |
实训桌 |
套 |
1 |
。 |
|
2 |
三相4P带漏电开关 |
只 |
1 |
32A |
|
3 |
三相保险 |
台 |
1 |
32A |
|
4 |
450V电流表，30A电流表 |
个 |
1 |
6L2 |
|
5 |
按钮 |
套 |
8 |
|
|
6 |
开关电源: |
套 |
1 |
|
|
7 |
中间继电器 |
套 |
8 |
24V |
|
8 |
数据采集模块 |
只 |
1 |
|
|
10 |
压力传感器 |
只 |
2 |
|
|
10 |
PLC |
台 |
1 |
|
9、水冷机组：
由一套3P制冷主机组成，为整机系统提供冷源，整个中央空调采用PLC作为主控机，由计算机通过通信线与PLC进行通信，从而控制整个空调的运行。
冷水机配置表
|
编号 |
名称 |
单位 |
数量 |
|
|
1 |
压缩机 |
台 |
1 |
3P |
|
2 |
蒸发器，干式3P |
只 |
1 |
304不锈钢，内部采用19MM不锈钢管作为蒸发器，克服了个别地区水的酸碱比重较高，容易损坏蒸发器（铜一般3年就损坏） |
|
3 |
高低压表 |
只 |
1 |
|
|
4 |
储液器2P |
个 |
1 |
|
|
5 |
水冷凝器 |
套 |
1 |
|
|
6 |
3T冷却水塔 |
套 |
1 |
|
|
7 |
冷却风机 |
个 |
1 |
轴流FN吸风式－220/300MM |
|
8 |
热力膨胀阀 |
只 |
1 |
丹佛斯进口 |
|
9 |
冷却水泵 |
只 |
2 |
一主泵， 一副≥36L/min，扬程10米 |
|
10 |
手阀 |
只 |
4 |
包含：，1只加液阀，1个截止阀 |
10、冷/热媒水系统
水系统是中央空调的神经末端系统，为终端用户提供冷媒水和热媒水，系统配置2台冷/热水泵，为系统提供动力（其中1台备用）。整个中央空调采用PLC作为主控机，由计算机通过通信线与PLC进行通信，从而控制整个空调的运行。
|
编号 |
名称 |
单位 |
数量 |
说明 |
|
1 |
冷/热水泵 |
个 |
2 |
≥36L/min，扬程10米 |
|
2 |
闸阀 |
个 |
4 |
|
|
3 |
膨胀水箱 |
个 |
1 |
|
|
4 |
电磁阀 |
个 |
2 |
|
|
5 |
水管 |
套 |
1 |
新型连接方式 |
|
6 |
锅炉 |
个 |
1 |
1500W |
11、集中与半集中送风系统：
由一个模拟房间，和一个组合式风柜组成。模拟房间采用30*30工业标准铝型材和双面烤漆木板结构，内部装有和真实空调末端同样的风机盘管，三级调速，由调整开关用户自由调。组合式风柜系统由回风口，新空气混合风口，送风机，中央空调蒸发器，管道，电磁阀组成。
末端系统置表
|
编号 |
名称 |
单位 |
数量 |
|
|
1 |
模拟客房 |
套 |
1 |
2000*900*800，铝木结构装有四个轮子，方便移动，门使用有机玻璃，提高实用性 |
|
2 |
房间风机盘管 |
套 |
1 |
F34 功能：三档风速度调节 |
|
3 |
风速调整开关 |
|
|
86型 |
|
4 |
中央空调专业冷排 |
个 |
1 |
20平方 |
|
5 |
空气混合风口 |
套 |
1 |
带有调节功能 |
|
6 |
送风管道 |
套 |
1 |
PVC |
|
7 |
组合式风柜 |
套 |
|
采用PV板材制作，保温效果好，不会结露， |
|
8 |
送风机 |
个 |
1 |
300MM,风量2800/S |
|
9 |
|
|
|
|
12、控制智能模块
本模块可控制整机工作环境，确定系统的工作稳定，可保护学生的实训时的稳定和安全，关键时可切断总电源。：
1)、智能模块模块可检测、监控装置系统的交流电源的电压，在测量过压时，设备过载保护、能够采集被监控设备交流电源的电流值，在测量过流值时，设备过载保护、能够采集被监控设备交流用功功率温度、在测量过温时，设备过载保护
2）、软件平台：
电流、电压温度、并通过CAN /GSM通讯上传到监控主机或监控云平台，监控主机或云平台可以判断被监控电源的运行状态，如电压，电流，电流和温度。
3）、工作电源 额定电压AC220V、功耗 正常监视状态≤2W 报警状态≤2.5W、
4）监控报警过压（115%）、欠压（80%）过流、电流（50~1000mA）。
5）、温度：50-120度、漏电报警：50-1000MA连续可调、漏电报警通道：1路、温度报警：4路。
6）电流检测通道：1路、电压检测通道：3路。
7）报警方式：APP远程报警触点容量AC 220V/3A ，DC 30V/3A、
8）通讯接口 通讯/GPRS通讯(选配)有效通讯距离≤1km.
9)、通过手机可下载APP软件控制系统，或者电脑通过软件监控，
10)、传感器:电流互感器及电流互感器：使用2000:1。如果实际使用互感器和产品配,置不同，多咯温度传感器使用的是100K特性的热敏电阻.
11）功能显示：可显示电压、电流、功率
12）、界软件面
13）、无线传感器:电压：3.6V。待机电流：20MA.报警电流产250MA、低压报警：30天、通信方式：GSM、接收灵敏度：-129dBm、无线标准
14）、内置无线网络信号发射，可连接4G网络，不再需要另外增加通信成本、证实该产品的可靠、安全、先进性。
四、实验项目
1、认识中央空调的结构及设备的实训
2、中央空调启动和停止的实训；
3、中央空调的运行、调节操作实训；
4、对中央空调的运行工况及各运行参数进行检测实训
5、对可编程控制器PLC进行高级编程及PLC的安装接线调试进行实训
6、通过学习软件了解中央空调各个系统的原理工作条件。
7、组态技术应用实训：采用组态技术实现对中央空调运行进行动画显示，运行数据显示、实时监控、组态等功能；
8、DCS网络的安装及设置实训
9、网络的安装及设置实训
10、触摸屏实训
11、触摸屏屏和PLC通信使用
12、冷却水泵故障实训
13、冷却风机故障实训
14、冷冻水泵故障实训
15、在模拟软件中完成冷却水泵、风机、冷冻水泵、制热水泵、系统阀门的开启演示实训
16、通过软件学习理解中央空调各个部件的功能、原
17、DCS系统封闭式中央空调系统冬季运行调试
18、DCS系统封闭式中央空调系统夏季运行调试
19、DCS系统直流式中央空调系统冬季运行调试
20、DCS中央空调系统的控制原理
21、DCS中央空调系统的控制原理
五、中央空调主要配置表
|
序号 |
名称 |
参数 |
数量 |
单位 |
|
|
1 |
中央空调冷水主机 |
|
1 |
套 |
|
|
2 |
冷却水系统 |
|
1 |
套 |
|
|
3 |
冷热媒水 |
|
1 |
套 |
|
|
4 |
供热系统 |
含加热锅炉 |
1 |
套 |
|
|
5 |
组合式风柜 |
含风管，送风系统 |
1 |
套 |
|
|
6 |
控制柜 |
|
1 |
套 |
|
|
7 |
模拟房间 |
含风机盘管 |
1 |
套 |
|
|
8 |
分水器 |
不锈钢 |
1 |
套 |
|
|
9 |
集中水器 |
不锈钢 |
1 |
套 |
|
|
10 |
DCS决策层工作站 |
含工作站软件、桌子 |
1 |
套 |
|
|
11 |
中央空调工作站 |
含软件 |
1 |
套 |
|
|
12 |
PLC控制模块 |
FX3U-32 |
1 |
套 |
|
|
13 |
数据采集模块 |
FX4AD-PT |
2 |
套 |
|
|
14 |
实验指导书 |
|
1 |
个 |
|
|
15 |
控制智能模块 |
|
1 |
套 |
|
|
16 |
DCS管理控制系统电脑 |
一台用于控制层、一台用于管理层 |
2 |
套 |
自备 |
|
17 |
学复审练习云平台软件 |
|
1 |
套 |
|
