制冷考核柜是冷水機組系統(tǒng)、恒溫恒濕系統(tǒng)與風(fēng)冷冷庫系統(tǒng)的電氣故障考核設(shè)備。傳統(tǒng)的制冷考核柜是把冷水機組、恒溫恒濕、風(fēng)冷冷庫系統(tǒng)的電氣控制設(shè)備安裝在考核柜內(nèi)并按控制邏輯接好線,這三種系統(tǒng)之間的切換靠三個中繼器的通、斷組合來完成。學(xué)生訓(xùn)練或考評時,先選擇系統(tǒng),再根據(jù)對應(yīng)的電路圖用儀表在考核柜內(nèi)進行檢測、診斷故障,最后排除故障。三種系統(tǒng)的電氣設(shè)備例如壓縮機、水泵、風(fēng)機等都使用 380V 的三相電,考慮到使用安全和初期投資的問題,傳統(tǒng)的制冷考核柜沒有引入 380V 的三相電,也沒有使用壓縮機、水泵、風(fēng)機等大功率設(shè)備,這些大功率設(shè)備是否正常工作,只能根據(jù)配套的控制繼電器閉合或斷開來判斷,不夠真實化。故采用輔助電路、51 單片機 IO 板、wifi 模塊、智能手機及配套的仿真 APP 結(jié)合起來形成仿真系統(tǒng),并能在 APP 界面查看機組的壓縮機、水泵、風(fēng)機、加熱器等大功率設(shè)備的工作狀態(tài),加深學(xué)生對各設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、運行控制的理解,增強教學(xué)效果。本文詳細介紹了制冷考核柜電氣設(shè)備仿真系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、功能實現(xiàn)等。
1 硬件設(shè)計
1.1 仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
制冷考核柜電氣設(shè)備仿真系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的制冷考核柜上增加電氣設(shè)備仿真系統(tǒng)如圖 1 所示。制冷考核柜輔助電路是用來連接考核柜相應(yīng)的中繼器觸點、繼電器觸點、高溫保護器、低溫保護器、低壓保護器、高壓保護器、溫控器、冷卻水流開關(guān)、冷凍水流開關(guān)與航空插座端子,航空插座與航空插頭對接,航空插頭用線連接 51 單片機 IO 板, 用數(shù)據(jù)線把 51 單片機 IO 板與 wifi 模塊連接起來,wifi 模塊與智能手機通過無線網(wǎng)絡(luò)連接, 構(gòu)成仿真系統(tǒng)的硬件部分。
1.2 仿真系統(tǒng)的原理
制冷考核柜上相應(yīng)的中繼器觸點、繼電器觸點、高溫保護器、低溫保護器、低壓保護器、高壓保護器、溫控器、冷卻水流開關(guān)、冷凍水流開關(guān)通過輔助電路連接到航空插座,航空插座與航空插頭對接后,經(jīng)航空插頭連接到 51 單片機 IO 板,51 單片機采集這些元器件的數(shù)據(jù), 通過 wifi 模塊把數(shù)據(jù)傳輸給智能手機,智能手機配套的仿真 APP 根據(jù)這些數(shù)據(jù)在界面顯示出相應(yīng)設(shè)備的工作情況,界面用動畫展示來加強效果。
2 軟件設(shè)計
2.1 仿真 APP 功能
可實時監(jiān)控制冷考核柜的“冷水機組”、“恒溫恒濕”、“風(fēng)冷冷庫”等,能在軟件界面顯示出冷水機組、恒溫恒濕、風(fēng)冷冷庫系統(tǒng)的模型, 并根據(jù) 51 單片機采集的數(shù)據(jù)來仿真機組的壓縮機、水泵、風(fēng)機、加熱器等大功率設(shè)備的工作狀態(tài),可用于中央空調(diào)、小型冷庫的制冷機組的結(jié)構(gòu)原理教學(xué)。加深學(xué)生對各設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、運行控制的理解,增強教學(xué)效果。
2.2 仿真 APP 與 wifi 模塊連接
仿真 APP 作為客戶端,wifi 模塊作為服務(wù)端,連接頁面如圖 2 所示, 仿真 APP 與 WIFI 模塊之間是基于 TCP 的 Socket 通信,仿真 APP 作為客戶端的 Socket, 向 WIFI 模塊發(fā)送請求或控制指令,然后接收 WIFI 模塊返回的數(shù)據(jù)。