隨著社會的發(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，與之對應的空氣調(diào)節(jié)和溫濕度控制就必須更加穩(wěn)定和準確。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)實訓設備普遍存在結(jié)構(gòu)單一、實訓不夠直觀，訓練不夠全面等弊端，本文在保證中央空調(diào)完整性和真實性的前提下，從教學設備和教學模式入手，研究出更好的實訓系統(tǒng)，讓學生能更全面地學習。

一、中央空調(diào)實訓設備應用現(xiàn)狀

目前很多教學儀器廠家和技工院校都開發(fā)了相應的實訓設備，但大多是仿真實訓系統(tǒng)或者是傳統(tǒng)的電器按鈕控制設備，該類設備的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，有模擬的鍋爐和房間，但是作為教學，學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，沒有實際意義上的綜合訓練和對溫度的實際控制。隨著相關(guān)學科和技術(shù)的不斷發(fā)展，此設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，而不便于對中央空調(diào)各組成的性能進行系統(tǒng)研究。

所以，仿真和模擬教學設備已經(jīng)不能*技工院校的教學需求，學校應緊跟時代的發(fā)展，給學生傳授更多新技術(shù)，提高其綜合應用能力。因此，開發(fā)新型的、具有良好教學效果的綜合實訓設備是必然趨勢。

二、中央空調(diào)實訓系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)的設計

基于以上問題，結(jié)合實際情況重新設計了中央空調(diào)實訓系統(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)箱后送冷風到房間，一種是直接將冷凍水送往房間，在盤管風機的作用下進行溫度交換。之所以采取兩種控制方式，主要是想讓學生了解比較常見的兩種水循環(huán)和降溫方式，在實際操作訓練時可以兩種方式同時運行，增強制冷的效果，也可以采用兩臺冷凍泵手動分別運行，實現(xiàn)不同的控制模式。

三、主控臺控制系統(tǒng)的設計

主控臺是中央空調(diào)實訓系統(tǒng)的主控單元，所有的控制操作和系統(tǒng)顯示都在臺上呈現(xiàn)。根據(jù)實訓系統(tǒng)的訓練要求，主控臺必須要滿足四大功能。根據(jù)功能要求，設計了主控臺。

主控臺主體架構(gòu)由不銹鋼材料制作而成，臺上主要部件有：三菱系列FX2N-64MR PLC一臺、三菱GT11型號觸摸屏一臺、三菱FR-E740-3.7K-CH變頻器三臺（變頻器安裝在操作臺背面）、各種壓力表、開關(guān)按鈕、指示燈、壓力和溫度保護器等。主控臺控制變頻器的運行主要依靠的是PLC程序。由四個PT100傳感器檢測的溫度差經(jīng)過模擬量轉(zhuǎn)換后，進行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，實現(xiàn)溫度自動調(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，程序設計等。

四、實訓系統(tǒng)各實訓方案的設計

實訓系統(tǒng)能將自動化、機電一體化、制冷技術(shù)等多個專業(yè)的主干課程進行綜合應用和展示，在專業(yè)教學時，根據(jù)不同的課題，可以分項目完成不同的實訓任務，達到培養(yǎng)復合型人才的教學目的。

表1 ：綜合實訓方案

（一）綜合實訓任務設計綜合實訓可分為自動和手動兩種運行模式。方案如表1 所示。

（1）自動運行工作過程

自動模式的運行過程：根據(jù)冷凍風進回風和冷卻水進回水溫度實時數(shù)值，進行溫差計算，通過程序的調(diào)試和設計，來控制變頻器實際運行的頻率，從而改變水流量，實現(xiàn)房間的智能溫度控制。

（2）手動運行工作過程

手動運行主要是對壓縮機、冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔風機、空氣調(diào)節(jié)箱電機、盤管風機等設備進行手動啟動和停止。中央空調(diào)主要部件都安裝有相應的壓力、溫度檢測器件，對設備的運行進行實時檢測。當壓縮機出現(xiàn)過壓、欠壓、過載，冷卻泵和冷凍泵變頻運行出現(xiàn)故障時都會通過指示燈或者蜂鳴報警器在控制臺進行顯示，方便操作者及時進行檢查和排故。綜合實訓的手動模式操作目的是讓學生掌握溫度、頻率等數(shù)據(jù)的測量方法以及實驗數(shù)據(jù)的整理和分析，學會進行實際值和理論值的比較，找出解決問題的方法。

（二）獨立模塊任務設計

實訓系統(tǒng)還可以設計以下獨立的實訓任務：

（1）中央空調(diào)各組成部分的工作原理及認知演示。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)和工作原理等能進行認知演示實訓；

（2）制冷原理與熱交換技術(shù)。實訓系統(tǒng)能投入到實際運行中，對于冷熱交換技術(shù)也可以進行較好的學習；

（3）常用傳感器和儀表的識別與應用。實訓系統(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提供了較為真實的學習環(huán)境；

（4）PLC控制技術(shù)及其應用。PLC和觸摸屏是實訓系統(tǒng)的重要組成部分，在實訓時能進行綜合運用；

（5）能進行考證訓練。實訓系統(tǒng)包含較多的專業(yè)知識點，對于制冷專業(yè)考取制冷維修工、機電專業(yè)考取維修電工等技能等級證有很大的幫助；

（6）中央空調(diào)運行保護與日常維護操作。實訓系統(tǒng)是小型化的中央空調(diào)，學生可以對實際中央空調(diào)的運行、維護、檢修、控制方式等有較為全面的學習，也為以后的工作打下良好的基礎；

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

（8）計算機數(shù)據(jù)采集與組態(tài)控制技術(shù)綜合應用。在后續(xù)的課題升級中將加大對組態(tài)軟件，監(jiān)控系統(tǒng)的應用，使系統(tǒng)運行更加的準確和直觀。

（三）故障檢測和排故實訓設計

技工院校培養(yǎng)的學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，實訓系統(tǒng)可以根據(jù)實際運行的效果設計不同的故障點，完成故障檢測實訓。

（1）壓縮機故障檢測實訓。例如：不制冷、高壓報警、低壓報警等；

（2）冷卻水系統(tǒng)故障檢測實訓。例如：冷卻塔風機不轉(zhuǎn)、冷卻泵不能啟動、冷卻泵不能變頻、冷卻水進回水沒有溫度顯示等；

（3）冷凍水系統(tǒng)故障檢測實訓。例如：空氣調(diào)節(jié)箱風機不轉(zhuǎn)、盤管風機不轉(zhuǎn)、冷凍泵不能啟動、冷凍泵不能變頻、冷凍水進回水沒有溫度顯示等；

（4）電氣線路故障檢測實訓。例如：各接觸器故障、傳感器線路故障、各風機線路故障、變頻器線路故障等；

（5）PLC 編程實訓。根據(jù)不同的故障現(xiàn)象及控制要求來設計不同的控制程序；

（6）變頻器及觸摸屏故障檢測實訓。例如：設置變頻器常見的參數(shù)故障、觸摸屏畫面設計等。