SB-LG9中央空調系統實訓裝置（DCS）
一 、概述
中央空調系統實訓裝置DCS 本設計為智能樓宇中的中央空調系統，該系統由新風，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。本系統可以實現空調機組的工藝流程參數進行自動控制和實時監測功能，并使空調系統設備處在最佳狀態下運行。除此之外，本系統的設計以中央空調DCS控制為背景，具備DCS系統分散控制，集中管理的特點，可以對中央空調的冷熱源系統，空氣處理系統和被測設備控制系統進行集中操作，并提供窗口友好的人機界面和強大通訊功能，提高了系統的可靠性，降低了系統故障。
二、DCS系統特點
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的主計算機，管理層為樓宇自動化系統中的中央操作站。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，可兩條總線通信協議的轉換。
3、控制層：
直接對下面過程層的DDC所監控的數據進行控制，若中央操作站發生故障不影響DDC獨立工作，這樣便提高了系統的可靠性，并大大減少了中央處理單元的負荷。
4、過程層單元：
直接收集空調系統的溫度，濕度，壓力等工藝參數，并根據控制層的指令對工藝控制設備進行控制。
三、參數組成
1、DCS管理控制系統：
DCS管理層系統由管理層電腦、管理軟件組成。整機系統用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，可兩條總線通信協議的轉換。
小容量控制器由PLC可編程控制器、數據采集、力控組態軟件等組成。并且可通DCS管理層監控系統運行工況，即系統制冷狀態、制熱狀態、溫度、設備運行狀態等情況。通過PLC模擬量模塊采集溫度等相關系統參數對整個系統進行自控。通過對PLC程序編輯，可改變系統的控制過程。計算機控制則采用組態技術建立計算機與PLC之間的穩定通訊，從而控制整個中央空調，并實現對空調運行數據的顯示、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場計算機的通訊，實現對中央空調的遠程控
2、中央空調DCS控系統：
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中，中央空調運行時的故障現象，
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
系統由1套不銹鋼分水器組成，分別為制冷過程中、制熱系統時房間提供穩定的冷熱水
7、不銹鋼集水器
系統由1套不銹鋼集水器組成，分別為制冷過程中、制熱系統時房間提供穩定的冷熱水
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、工作狀態指示燈、系統流程圖及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 |
數據采集模塊 |
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 |
數量 |
|
|
1 |
壓縮機 |
臺 |
1 |
3P |
|
2 |
蒸發器，干式3P |
只 |
1 |
304不銹鋼，內部采用19MM不銹鋼管作為蒸發器，克服了個別地區水的酸堿比重較高，容易損壞蒸發器（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
水系統是中央空調的神經末端系統，為終端用戶提供冷媒水和熱媒水，系統配置2臺冷/熱水泵，為系統提供動力（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：
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。組合式風柜系統由回風口，新空氣混合風口，送風機，中央空調蒸發器，管道，電磁閥組成。
末端系統置表
|
編號 |
名稱 |
單位 |
數量 |
|
|
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 |
|
3 |
風速調整開關 |
|
|
86型 |
|
4 |
中央空調專業冷排 |
個 |
1 |
20平方 |
|
5 |
空氣混合風口 |
套 |
1 |
帶有調節功能 |
|
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境，確定系統的工作穩定，可保護學生的實訓時的穩定和安全，關鍵時可切斷總電源。：
1)、智能模塊模塊可檢測、監控裝置系統的交流電源的電壓，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通訊上傳到監控主機或監控云平臺，監控主機或云平臺可以判斷被監控電源的運行狀態，如電壓，電流，電流和溫度。
3）、工作電源 額定電壓AC220V、功耗 正常監視狀態≤2W 報警狀態≤2.5W、
4）監控報警過壓（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，或者電腦通過軟件監控，
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、調節操作實訓；
4、對中央空調的運行工況及各運行參數進行檢測實訓
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的原理工作條件。
7、組態技術應用實訓：采用組態技術實現對中央空調運行進行動畫顯示，運行數據顯示、實時監控、組態等功能；
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系統封閉式中央空調系統冬季運行調試
18、DCS系統封閉式中央空調系統夏季運行調試
19、DCS系統直流式中央空調系統冬季運行調試
20、DCS中央空調系統的控制原理
21、DCS中央空調系統的控制原理
五、中央空調主要配置表
|
序號 |
名稱 |
參數 |
數量 |
單位 |
|
|
1 |
中央空調冷水主機 |
|
1 |
套 |
|
|
2 |
冷卻水系統 |
|
1 |
套 |
|
|
3 |
冷熱媒水 |
|
1 |
套 |
|
|
4 |
供熱系統 |
含加熱鍋爐 |
1 |
套 |
|
|
5 |
組合式風柜 |
含風管，送風系統 |
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 |
數據采集模塊 |
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 |
|
