近年來(lái)，各高職院校在"工學(xué)結(jié)合、校企合作"模式的下，培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面不斷地進(jìn)行探索。教育部2006年文件《教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》中明確："職業(yè)教育服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，以就業(yè)為導(dǎo)向，加快專業(yè)改革與建設(shè)；加大課程建設(shè)與改革的力度，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)能力；大力推行工學(xué)結(jié)合，突出實(shí)踐能力培養(yǎng)，改革人才培養(yǎng)模式等要求"。由此看出，高職教育不是本科教育的濃縮，也不是傳統(tǒng)大專的克隆，而是要把"工學(xué)結(jié)合"作為高職教育人才培養(yǎng)模式的切入點(diǎn)，引導(dǎo)課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革。"工學(xué)結(jié)合"培養(yǎng)模式是與生產(chǎn)勞動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐密切結(jié)合的學(xué)習(xí)模式，突出實(shí)踐技能教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生具備適應(yīng)工作崗位的專業(yè)技能、實(shí)踐能力及綜合職業(yè)素質(zhì)。中央空調(diào)部分的教學(xué)作為高職院校建筑設(shè)備專業(yè)的重要課程內(nèi)容，也同樣面臨著如何加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的探討。

結(jié)合我院實(shí)際情況，應(yīng)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)行中央空調(diào)模型實(shí)訓(xùn)臺(tái)改造及實(shí)踐教學(xué)改革方面的研究，逐步探索適合我院的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案。中央空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)由空調(diào)系統(tǒng)、冷水機(jī)組、供熱系統(tǒng)、冷卻水、冷凍水系統(tǒng)等組成。該實(shí)訓(xùn)臺(tái)以制冷、供熱系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)和空氣處理系統(tǒng)為控制對(duì)象，融合了傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)；可以演示中央空調(diào)的結(jié)構(gòu)和工作原理，可以將中央空調(diào)按功能不同分為空調(diào)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、冷凍水冷卻水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)等四個(gè)單元學(xué)習(xí)和理解，可以進(jìn)行：

(1)系統(tǒng)設(shè)備認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)；(2)監(jiān)控空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)、啟?？刂茖?shí)驗(yàn)；(3)新風(fēng)閥及回風(fēng)閥的比例調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)；(4)溫度設(shè)定、參數(shù)回顯實(shí)驗(yàn)；(5)環(huán)境溫度及濕度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)；(6)一次回風(fēng)系統(tǒng)啟?？刂茖?shí)驗(yàn)。通過(guò)這一系列的實(shí)訓(xùn)練習(xí)可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)中央空調(diào)及其控制的理解和掌握。

1、中央空調(diào)模型實(shí)訓(xùn)臺(tái)簡(jiǎn)介

中央空調(diào)模型實(shí)訓(xùn)臺(tái)由冷、熱源系統(tǒng)，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)及輔助部件組成。圖l所示為中央空調(diào)模型實(shí)訓(xùn)臺(tái)實(shí)樣圖。

1．1冷熱源系統(tǒng)

冷源是一臺(tái)壓縮機(jī)為l匹的制冷系統(tǒng)，為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量；熱源由一臺(tái)3KW的電熱水器模擬鍋爐，為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供模擬房間所需的熱量。

1．2空氣處理系統(tǒng)

空氣處理系統(tǒng)主要包括：新風(fēng)段、空氣混合段、空氣過(guò)濾段、冷卻段、加熱段、送風(fēng)段、回風(fēng)段和排風(fēng)段等。在新風(fēng)段、排風(fēng)段設(shè)有電動(dòng)風(fēng)閥，可控制閥門開(kāi)度，可模擬房間冬季省熱量，夏季省冷量，以達(dá)到節(jié)能要求。

圖1中央空調(diào)模型實(shí)訓(xùn)臺(tái)實(shí)樣

2、空調(diào)自控系統(tǒng)的特點(diǎn)

2．1依調(diào)節(jié)對(duì)象不同而控制方式不同的特性

空調(diào)自控的主要任務(wù)是維持空調(diào)房間一定的溫度、濕度?？刂菩Ч绾?，除與空調(diào)系統(tǒng)本身有關(guān)外，自控部分對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率也起著非常重要的作用。自控系統(tǒng)對(duì)空調(diào)設(shè)備的控制不單是簡(jiǎn)單*的控制，也要依據(jù)調(diào)節(jié)對(duì)象的不同而采用不同的控制方式，所以了解空調(diào)對(duì)象的特性，是很關(guān)鍵的一個(gè)方面。

2．2空調(diào)系統(tǒng)的整體控制性

空調(diào)自控系統(tǒng)是以空調(diào)房間的溫、濕度控制為中心，通過(guò)工況轉(zhuǎn)換與空氣進(jìn)行處理的過(guò)程，每個(gè)環(huán)節(jié)都是一個(gè)緊密在一起的整體控制系統(tǒng)，任意環(huán)節(jié)有問(wèn)題，都將影響空調(diào)調(diào)節(jié)效果，甚至使整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)法工作。

3、中央空調(diào)自控系統(tǒng)的基本功能

中央空調(diào)系統(tǒng)在自控方面應(yīng)實(shí)現(xiàn)的基本功能有：

3．1中央空調(diào)系統(tǒng)各部件設(shè)備的啟?？刂?/p>

主要能控制壓縮機(jī)、冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔風(fēng)扇、送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)等。

3．2中央空調(diào)系統(tǒng)各參數(shù)監(jiān)控

主要可以進(jìn)行主要部件設(shè)備的啟停運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和進(jìn)行冷水機(jī)組回水端、供水端水溫、新風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度、室內(nèi)溫度等監(jiān)控、

3．3中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和各電動(dòng)閥控制

主要調(diào)節(jié)冷、熱水電動(dòng)閥，新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、排風(fēng)閥等電動(dòng)閥開(kāi)度和運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

3．4其它監(jiān)控：如過(guò)濾網(wǎng)堵塞報(bào)警等

4、中央空調(diào)模型實(shí)訓(xùn)臺(tái)自控系統(tǒng)的構(gòu)成

根據(jù)中央空調(diào)模型系統(tǒng)及其自控系統(tǒng)特點(diǎn)、技術(shù)要求，本系統(tǒng)采用DDC控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)如圖2所示。控制設(shè)備及傳感器有：溫度和濕度傳感器、壓差開(kāi)關(guān)、大氣壓力傳感器、電動(dòng)三通閥、DDC控制器等。整個(gè)中央空調(diào)模型實(shí)訓(xùn)臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要有自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件、冷水機(jī)組控制和空氣處理器控制三部分組成。

4．1自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件

中央空調(diào)模型實(shí)訓(xùn)臺(tái)整個(gè)系統(tǒng)的核心是自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件。管理用計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件采用Windows7操作系統(tǒng)，應(yīng)用軟件的人機(jī)界面由HMI／SCADA自動(dòng)化軟件平臺(tái)"組態(tài)王6．5"開(kāi)發(fā)。組態(tài)王具有數(shù)據(jù)采集與控制功能，可以通過(guò)硬件驅(qū)動(dòng)程序與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信，完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集和控制。組態(tài)王具有圖形化用戶接El，允許用圖形化的組態(tài)方式進(jìn)行系統(tǒng)配置，并可以定義圖形對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)有兩種控制狀態(tài)：自動(dòng)控制狀態(tài)和手動(dòng)控制狀態(tài)。當(dāng)選擇自動(dòng)控制模式時(shí)，通過(guò)傳感器檢測(cè)到的模擬房間溫度、風(fēng)系統(tǒng)溫度、水系統(tǒng)溫度以及壓差信號(hào)作為反饋，根據(jù)控制算法實(shí)時(shí)地控制電動(dòng)閥、壓差開(kāi)關(guān)、電動(dòng)風(fēng)閥，從而使模擬房間的溫度、新風(fēng)量達(dá)到目標(biāo)值。當(dāng)選擇手動(dòng)控制模式時(shí)，所有控制用電動(dòng)閥、壓差開(kāi)關(guān)、電動(dòng)風(fēng)閥的控制都由操作人員直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作的方式進(jìn)行控制。其中空氣處理系統(tǒng)自控軟件界面如圖3所示。

4．2空氣處理系統(tǒng)自控

空氣處理系統(tǒng)自控的要求有：1．監(jiān)測(cè)風(fēng)管道內(nèi)的溫度；2．監(jiān)測(cè)及控制新風(fēng)、排風(fēng)電動(dòng)風(fēng)閥開(kāi)肩度；3．監(jiān)測(cè)及控制表冷器冷水與加熱器熱水進(jìn)水閥開(kāi)度；4．監(jiān)測(cè)新風(fēng)過(guò)濾網(wǎng)兩側(cè)壓差，以了解過(guò)濾網(wǎng)是否堵塞；5．監(jiān)測(cè)送風(fēng)、回風(fēng)機(jī)的啟停狀態(tài)及啟?？刂?。空氣處理系統(tǒng)監(jiān)控原理圖如圖4。

圖4空氣處理系統(tǒng)監(jiān)控原理圖
圖4上方風(fēng)管為回風(fēng)管，下方風(fēng)管為送風(fēng)管，回風(fēng)管中裝有同風(fēng)機(jī)，送風(fēng)管中裝有過(guò)濾網(wǎng)、加熱器、表冷器、送風(fēng)機(jī)；T表示溫度傳感器，可以分別監(jiān)測(cè)回風(fēng)管、送風(fēng)鋝、模擬房間、新風(fēng)側(cè)溫度；H表示電動(dòng)閥，可以分別：|在測(cè)和控制新風(fēng)、排風(fēng)、混合段電動(dòng)風(fēng)閥及表冷器、加熱器電動(dòng)閥的開(kāi)度；△P表示壓差開(kāi)關(guān)，當(dāng)空氣過(guò)濾網(wǎng)上灰塵增多時(shí)，通過(guò)時(shí)空氣阻力增大，將影響空調(diào)的正常運(yùn)行，此時(shí)濾網(wǎng)兩端壓差增大，對(duì)其兩邊設(shè)置壓差監(jiān)測(cè)?？梢詫?duì)濾網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。圖中5個(gè)電動(dòng)閥連接至DDC的模擬輸出(AO)端口，5個(gè)溫度傳感器連接至DDC的模擬輸入(AI)端口，送風(fēng)機(jī)與同風(fēng)機(jī)由DDC的數(shù)字輸出(DO)端口控制，2臺(tái)風(fēng)機(jī)的丌啟狀態(tài)和濾網(wǎng)壓差由DDC的數(shù)字輸入(DI)端口監(jiān)控。
由以上連接可以通過(guò)同風(fēng)管、送風(fēng)管、模擬房間、新風(fēng)側(cè)的溫度傳感器經(jīng)模擬信號(hào)輸入端送至DDC控制器中，經(jīng)采樣、模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換將模擬溫度信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，與給定溫度值進(jìn)行比較得出偏差，經(jīng)DDC控制器運(yùn)算，從輸出端口輸出與偏差成一定關(guān)系的信號(hào)，夏天輸入的2～15℃的冷凍水流量，對(duì)空氣進(jìn)行等濕冷卻或除濕冷卻，冬季控制輸入的30℃以上的熱水流量，可以對(duì)空氣進(jìn)行加熱，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)送風(fēng)溫度、濕度的調(diào)節(jié)；過(guò)渡季節(jié)控制新風(fēng)閥、排風(fēng)閥與混合段風(fēng)閥的開(kāi)度，調(diào)節(jié)系統(tǒng)回風(fēng)與新風(fēng)混合比例，以適應(yīng)冷熱負(fù)荷的變化。在DDC控制器中，可以根據(jù)控制對(duì)象的不同特性，選用zui合適的控制算法編程，如新風(fēng)溫度補(bǔ)償控制、模糊控制等，以保證在滿足舒適性的同時(shí)，zui大程度地節(jié)能。

4．3空調(diào)水系統(tǒng)監(jiān)控

空調(diào)水系統(tǒng)有兩個(gè)循環(huán)回路。一是冷凍水系統(tǒng)，由冷凍水循環(huán)泵通過(guò)管道系統(tǒng)連接冷水機(jī)組蒸發(fā)器與空氣處理系統(tǒng)中表冷器。冷凍水在系統(tǒng)中起載冷作用，通過(guò)低溫水和外界的換熱，而達(dá)到空調(diào)所需要的效果，冷凍水系統(tǒng)可以極大地減少制冷系統(tǒng)的冷媒充注量；二是冷卻水系統(tǒng)，主要由冷卻塔、水泵和管道組成。冷水流過(guò)冷水機(jī)組的冷凝器后，溫度上升，使升溫冷水流過(guò)冷卻塔則水溫下降，用泵送回冷水機(jī)組后再次循環(huán)。

對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控制的主要要求有：1．保證冷水機(jī)組蒸發(fā)器側(cè)有足夠的水量使蒸發(fā)器正常工作：2．冷水機(jī)組可以向空調(diào)機(jī)組的表冷器提供足夠的冷水量以滿足使用要求；3．保證冷水機(jī)組冷凝器側(cè)有足夠的冷卻水通過(guò)；4．保證冷卻塔風(fēng)機(jī)和各水泵的安全運(yùn)行?？照{(diào)水系統(tǒng)監(jiān)控原理圖如圖5。

圖5空調(diào)水系統(tǒng)監(jiān)控原理圖
圖5空調(diào)水系統(tǒng)監(jiān)控原理圖中有兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，每個(gè)循環(huán)系統(tǒng)都連有進(jìn)出冷水機(jī)組側(cè)的溫度傳感器，水泵和電動(dòng)閥。冷水溫度的控制是根據(jù)室內(nèi)溫度傳感器的反饋信息來(lái)經(jīng)DDC計(jì)算控制水閥的開(kāi)度進(jìn)而控制冷水的溫度。

5、結(jié)語(yǔ)

中央空調(diào)模型實(shí)訓(xùn)臺(tái)為我院建筑設(shè)備工程技術(shù)專業(yè)熱工儀表與空調(diào)白控課程教學(xué)實(shí)訓(xùn)和學(xué)生工程實(shí)踐實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制軟件的操作，可以讓學(xué)生掌握中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理，掌握中央空調(diào)監(jiān)控與自動(dòng)控制的基本理論，可以通過(guò)對(duì)該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)更深入地研究開(kāi)發(fā)，能夠更進(jìn)一步了解和掌握組態(tài)軟件、LonWorks總線技術(shù)與應(yīng)用、控制理論等方面的知識(shí)。本實(shí)訓(xùn)臺(tái)的研究和探索是中央空調(diào)調(diào)試實(shí)訓(xùn)及自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)的新思路，具有較高的實(shí)用和推廣價(jià)值。