隨著社會(huì)的發(fā)展，中央空調(diào)從無到有，從以前的品到現(xiàn)在生活的常見品，在商場、超市等場所也扮演著重要的角色,目前已經(jīng)漸漸普及到了居民的家庭中。隨著空調(diào)的普遍使用，人們對空調(diào)的穩(wěn)定性、空氣清潔性和舒適性等感官感受也有了更高的要求，與之對應(yīng)的空氣調(diào)節(jié)和溫濕度控制就必須更加穩(wěn)定和準(zhǔn)確。這就要求中央空調(diào)操作和維修人員必須具備更為全面的專業(yè)技術(shù)，同時(shí)也對培養(yǎng)中央空調(diào)專業(yè)技術(shù)人員的技工院校提出了更高的要求。

目前技工院校中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)設(shè)備普遍存在結(jié)構(gòu)單一、實(shí)訓(xùn)不夠直觀，訓(xùn)練不夠全面等弊端，本文在保證中央空調(diào)完整性和真實(shí)性的前提下，從教學(xué)設(shè)備和教學(xué)模式入手，研究出更好的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，讓學(xué)生能更全面地學(xué)習(xí)。

一、中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

目前很多教學(xué)儀器廠家和技工院校都開發(fā)了相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，但大多是仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)或者是傳統(tǒng)的電器按鈕控制設(shè)備，該類設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，有模擬的鍋爐和房間，但是作為教學(xué)，學(xué)生只能基本了解中央空調(diào)的工作原理，觀看其簡單的工作過程，沒有實(shí)際意義上的綜合訓(xùn)練和對溫度的實(shí)際控制。隨著相關(guān)學(xué)科和技術(shù)的不斷發(fā)展，此設(shè)備在智能控制等技術(shù)層面逐漸凸顯了滯后性，目前也只能作為制冷專業(yè)演示教學(xué)，而不便于對中央空調(diào)各組成的性能進(jìn)行系統(tǒng)研究。

所以，仿真和模擬教學(xué)設(shè)備已經(jīng)不能*技工院校的教學(xué)需求，學(xué)校應(yīng)緊跟時(shí)代的發(fā)展，給學(xué)生傳授更多新技術(shù)，提高其綜合應(yīng)用能力。因此，開發(fā)新型的、具有良好教學(xué)效果的綜合實(shí)訓(xùn)設(shè)備是必然趨勢。

二、中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

基于以上問題，結(jié)合實(shí)際情況重新設(shè)計(jì)了中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中冷凍水的路徑有兩種控制方式，一種是冷凍水經(jīng)空氣調(diào)節(jié)箱后送冷風(fēng)到房間，一種是直接將冷凍水送往房間，在盤管風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)行溫度交換。之所以采取兩種控制方式，主要是想讓學(xué)生了解比較常見的兩種水循環(huán)和降溫方式，在實(shí)際操作訓(xùn)練時(shí)可以兩種方式同時(shí)運(yùn)行，增強(qiáng)制冷的效果，也可以采用兩臺(tái)冷凍泵手動(dòng)分別運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)不同的控制模式。

三、主控臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

主控臺(tái)是中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的主控單元，所有的控制操作和系統(tǒng)顯示都在臺(tái)上呈現(xiàn)。根據(jù)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的訓(xùn)練要求，主控臺(tái)必須要滿足四大功能。根據(jù)功能要求，設(shè)計(jì)了主控臺(tái)。

主控臺(tái)主體架構(gòu)由不銹鋼材料制作而成，臺(tái)上主要部件有：三菱系列FX2N-64MR PLC一臺(tái)、三菱GT11型號(hào)觸摸屏一臺(tái)、三菱FR-E740-3.7K-CH變頻器三臺(tái)（變頻器安裝在操作臺(tái)背面）、各種壓力表、開關(guān)按鈕、指示燈、壓力和溫度保護(hù)器等。主控臺(tái)控制變頻器的運(yùn)行主要依靠的是PLC程序。由四個(gè)PT100傳感器檢測的溫度差經(jīng)過模擬量轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行PLC和變頻器的通信，從而改變水泵的轉(zhuǎn)速來改變冷凍水和冷卻水的流量，實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)。主體部分的通信主要包括PLC、FX2N-4AD-PT 模塊、FX2N-4DA模塊、變頻器、傳感器模塊等相互之間的電路接線，數(shù)據(jù)傳輸，程序設(shè)計(jì)等。

四、實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)各實(shí)訓(xùn)方案的設(shè)計(jì)

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)能將自動(dòng)化、機(jī)電一體化、制冷技術(shù)等多個(gè)專業(yè)的主干課程進(jìn)行綜合應(yīng)用和展示，在專業(yè)教學(xué)時(shí)，根據(jù)不同的課題，可以分項(xiàng)目完成不同的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，達(dá)到培養(yǎng)復(fù)合型人才的教學(xué)目的。

表1 ：綜合實(shí)訓(xùn)方案

（一）綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)可分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種運(yùn)行模式。方案如表1 所示。

（1）自動(dòng)運(yùn)行工作過程

自動(dòng)模式的運(yùn)行過程：根據(jù)冷凍風(fēng)進(jìn)回風(fēng)和冷卻水進(jìn)回水溫度實(shí)時(shí)數(shù)值，進(jìn)行溫差計(jì)算，通過程序的調(diào)試和設(shè)計(jì)，來控制變頻器實(shí)際運(yùn)行的頻率，從而改變水流量，實(shí)現(xiàn)房間的智能溫度控制。

（2）手動(dòng)運(yùn)行工作過程

手動(dòng)運(yùn)行主要是對壓縮機(jī)、冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、空氣調(diào)節(jié)箱電機(jī)、盤管風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)啟動(dòng)和停止。中央空調(diào)主要部件都安裝有相應(yīng)的壓力、溫度檢測器件，對設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。當(dāng)壓縮機(jī)出現(xiàn)過壓、欠壓、過載，冷卻泵和冷凍泵變頻運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)都會(huì)通過指示燈或者蜂鳴報(bào)警器在控制臺(tái)進(jìn)行顯示，方便操作者及時(shí)進(jìn)行檢查和排故。綜合實(shí)訓(xùn)的手動(dòng)模式操作目的是讓學(xué)生掌握溫度、頻率等數(shù)據(jù)的測量方法以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和分析，學(xué)會(huì)進(jìn)行實(shí)際值和理論值的比較，找出解決問題的方法。

（二）獨(dú)立模塊任務(wù)設(shè)計(jì)

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)還可以設(shè)計(jì)以下獨(dú)立的實(shí)訓(xùn)任務(wù)：

（1）中央空調(diào)各組成部分的工作原理及認(rèn)知演示。對中央空調(diào)制冷系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、變頻系統(tǒng)部分的組成結(jié)構(gòu)和工作原理等能進(jìn)行認(rèn)知演示實(shí)訓(xùn)；

（2）制冷原理與熱交換技術(shù)。實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)能投入到實(shí)際運(yùn)行中，對于冷熱交換技術(shù)也可以進(jìn)行較好的學(xué)習(xí)；

（3）常用傳感器和儀表的識(shí)別與應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)安裝有壓力和溫度傳感器以及各儀表，在后續(xù)的課題升級(jí)中還可以增加流量及熱電偶傳感器，為傳感器和儀器儀表教學(xué)提供了較為真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境；

（4）PLC控制技術(shù)及其應(yīng)用。PLC和觸摸屏是實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的重要組成部分，在實(shí)訓(xùn)時(shí)能進(jìn)行綜合運(yùn)用；

（5）能進(jìn)行考證訓(xùn)練。實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)包含較多的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，對于制冷專業(yè)考取制冷維修工、機(jī)電專業(yè)考取維修電工等技能等級(jí)證有很大的幫助；

（6）中央空調(diào)運(yùn)行保護(hù)與日常維護(hù)操作。實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是小型化的中央空調(diào)，學(xué)生可以對實(shí)際中央空調(diào)的運(yùn)行、維護(hù)、檢修、控制方式等有較為全面的學(xué)習(xí)，也為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)；

（7）變頻器應(yīng)用。節(jié)能控制離不開變頻器，通過實(shí)際的水泵調(diào)速控制的學(xué)習(xí)，可以很好的掌握變頻器的應(yīng)用；

（8）計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與組態(tài)控制技術(shù)綜合應(yīng)用。在后續(xù)的課題升級(jí)中將加大對組態(tài)軟件，監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，使系統(tǒng)運(yùn)行更加的準(zhǔn)確和直觀。

（三）故障檢測和排故實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)

技工院校培養(yǎng)的學(xué)生是以技能突出為主，技能則體現(xiàn)在對故障問題的檢測以及排除故障的能力，實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的效果設(shè)計(jì)不同的故障點(diǎn)，完成故障檢測實(shí)訓(xùn)。

（1）壓縮機(jī)故障檢測實(shí)訓(xùn)。例如：不制冷、高壓報(bào)警、低壓報(bào)警等；

（2）冷卻水系統(tǒng)故障檢測實(shí)訓(xùn)。例如：冷卻塔風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)、冷卻泵不能啟動(dòng)、冷卻泵不能變頻、冷卻水進(jìn)回水沒有溫度顯示等；

（3）冷凍水系統(tǒng)故障檢測實(shí)訓(xùn)。例如：空氣調(diào)節(jié)箱風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)、盤管風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)、冷凍泵不能啟動(dòng)、冷凍泵不能變頻、冷凍水進(jìn)回水沒有溫度顯示等；

（4）電氣線路故障檢測實(shí)訓(xùn)。例如：各接觸器故障、傳感器線路故障、各風(fēng)機(jī)線路故障、變頻器線路故障等；

（5）PLC 編程實(shí)訓(xùn)。根據(jù)不同的故障現(xiàn)象及控制要求來設(shè)計(jì)不同的控制程序；

（6）變頻器及觸摸屏故障檢測實(shí)訓(xùn)。例如：設(shè)置變頻器常見的參數(shù)故障、觸摸屏畫面設(shè)計(jì)等。