一种热泵热水机集成控制系统教学仪的制作方法
专利名称：一种热泵热水机集成控制系统教学仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及教学仪器领域，更具体地说，涉及一种热泵热水机集成控制系统教学仪。
背景技术：
热泵热水机是利用热泵技术的空调设备，相比燃气、电热和太阳能热水器，具有热效率高、节能环保、运行成本低和安全可靠等诸多优点，已经被越来越多的推广使用。但是热泵热水机作为制冷新品种，还不为人们熟悉，在整体结构、运行流程原理、电气控制、工程施工、尤其是维修方面，缺乏系统的技术服务支持，使教学的难度在为增加，学生难以系统、 完整地掌握热泵热水机的电控系统工作过程。申请号为03232825. 7的中国实用新型专利公开了一种模拟电子技术训练模块， 属于教学用具和性能试验研究设备，它由布置在工作底板上的电子实验主板、电子实验模块、电压表V、电流表A、电源插座XS、电源开关K等组成；在电子实验模块的正面印有电路图，背面制作有印刷电路并对应安装组接有电子元件，各电子元件均与设于实验模块正面的锁紧式插座连接，可用于各种电子元件的极性、性能实验及组接电子线路，可满足电子技术的教学需要和和性能试验研究需要。但目前还没有一种教学仪器可以将热泵热水机的电控技术、排障维修技能综合训练以直观的方式用在教学和科研工作上去。
实用新型内容本实用新型针对现有技术的不足，提供一种用于热泵热水机集成控制原理教学及维修技能综合训练的教学仪和和性能试验研究设备，可实现直观式运行机理学习、装配操作、运行状态指示、实时演示、性能跟踪研究等系列训练和实验设计功能，以解决上述现有技术存在的问题。本实用新型采用的技术方案是一种热泵热水机集成控制系统教学仪，包括用于制备热水的主机，电控元件，传感器，集成电路板，由所述集成电路板驱动的执行机构，教学仪看板，所述教学仪看板包括电路原理看板和电控机理看板，在电路原理看板上印刷有主机的电路原理图，在电控机理看板的正面印刷有电控元件的接线图并对应安装有电控元器件及集成电路板，在电控机理看板的背面按电控元件的接线图连接导线以使得电控机理看板上的集成电路板与在主机上的传感器及执行机构电连接。上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，在电控机理看板的正面装有转换板，所述转换板与集成电路板的输出口电连接，所述转换板与执行机构电连接。上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，在电控机理看板和电路原理看板的正面上设有多个用于检测所在电路的电信号参数的检测点。上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，在电控机理看板上设有执行机构状态显示区，所述执行机构状态显示区内设置多个分别与不同的执行机构并联的显示灯。上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，还包括设障模块，所述设障模块由多个实验设障的电器元器件、接线看板、原理看板以及与所述实验设障的电控元件串联的设障开关，所述设障开关包括闭合、断开、置0、置1四种状态。 上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，所述设障模块包括弱电设障排插板和强电设障模块。 上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，所述设障模块设置在抽屉内。上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，在电控机理看板上还设有用于实时信号采集的示波器。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点1)本实用新型的热泵热水机集成控制系统教学仪以非常直观的方式展示了集成控制系统的电路原理图和电控部件的接线方式，并在看板上增加了电控系统部件的工作状态显示、实时信号采集与显示，PCB板弱电信号测量和电控系统部件强电信号测量，对热泵热水机集成控制系统的教学提供极大的帮助。2)该教学仪还在看板上设置了故障设置功能模块，可以人为地设置故障，更有利于故障检测和排除的实训练习。3)本教学仪结构简单、原理直观，特别适用于针对一般理工科学生而进行的实验教学和性能试验研究的需要。
图1是本实用新型的热泵热水机集成控制系统教学仪的电控机理看板示意图；图2是本实用新型的热泵热水机集成控制系统教学仪的电路原理看板示意图；图3是本实用新型的热泵热水机集成控制系统教学仪的结构示意图；图4是本实用新型另一实施例的热泵热水机集成控制系统教学仪结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。本实用新型的热泵热水机的系统制热水的工作过程是这样的由压缩机压缩制冷剂气体流经四通阀到达板式换热器(在板式换热器内制冷剂与循环水进行热力交换)再流到毛细管，节流后经过单向阀再流到翅片换热器进行热力交换后再经过四通阀进入气液分离器回到压缩机。完成热泵热水机制冷系统工作。当制冷管路系统除霜时，压缩机压缩制冷剂气体流过四通阀，此时四通阀换向到除霜工作状态，高温高压的制冷剂气体直接进入带有霜层的翅片换热器，使换热器表面的霜层受热融化，然后制冷剂流过毛细管节流后经过电加热管回到压缩机，除霜工作完成。热泵热水机热水系统的走向如下在板式换热器与储水水箱间设置走水管路，分别有两路进水管路与板式换热器连接，一路来自冷水进水，一路来自储水水箱。当冷水经自动排气阀、进水压力保护器，再经过电磁阀SV2或者是电磁阀 SV3(当出水温度过高时，电磁阀SV3工作分流一部份水量使设定的温度达到合适的范围) 进入板式换热器与制冷剂进入热交换，冷水水温升高，从走水管路进入储水水箱。当储水水箱内水温没有达到规定的温度范围时，连接在水箱与板式换热器之间的水泵通电工作，管路上的阀打开，水箱内的温水流过走水单向阀进入水泵，再经水流开关电磁阀SV4流入板式换热器换热，在板式换热器内温水与制冷剂进行热交换，使温水的温度再次升高，从走水管路回到储水水箱中去。热泵热水机制冷系统各部件如压缩机、四通阀以及各个控制制冷剂流向的阀体的驱动控制均由主机的集成控制系统完成，而且，热泵热水机的热水系统的水泵及各阀体的驱动控制也是由主机的集成控制系统完成，对于热泵热水机的制冷系统及热水系统原理的教学可以通过绘制系统结构及管路走向的路线图，使学生直观认识制冷工作状态和除霜工作状态的走向，了解制冷工作状态和除霜工作状态管路运行方向，以及所经过的制冷元件。 但是，热泵热水机的的驱动控制方法、集成控制系统的电路原理、系统故障的排查与诊断的教学就需要设计专门的电控系统的教学仪来完成，从而让学生自行通过学习实践进行读取和判断，培养学生的动手能力，提升技能，熟悉了设备结构，对热泵热水器管道系统和热水管道系统的工作原理和电控原理进行深入的研究。如图1 3所示，本实用新型的热泵热水机集成控制系统教学仪对系统结构特点、 运行原理与流程、电气控制系统、电路板原理图进行仿真设计绘制，并分别印制在教学仪的电路原理看板20和电控机理看板10两个看板上。热泵热水机的集成控制系统教学仪包括用于制备热水的主机1，电控元件，传感器，集成电路板11，由所述集成电路板驱动的执行机构，和教学仪看板2 (包括电路原理看板20和电控机理看板10，为了让学生直观地学习电控系统，在电路原理看板上印刷有主机的电路原理图，在电控机理看板的正面印刷有电控元件的接线图并对应安装有电控元件及集成电路板，而板上各元件的电路连接以及板上各元件(包括集成电路板)与主机的压缩机、四通阀、控制制冷剂和热水系统流向的各阀体的连接均在看板的背面上进行，配合反映主机关键部件工作状态的显示灯以及反映热泵热水机的电量参数和实时信号采集的示波器，使学生更容易掌握热泵热水机集成控制系统的结构和工作原理，达到便于教学的目的。见图1至图3，在电控机理看板10的正面上印刷集成电路板和变压器、风机电容、 继电器、交流接触器等电控元件的连接接线图，包括与集成电路板输入口连接的温度检测电路的接线示意图、集成电路板与压缩机、风机连接接线图等；并在相应的位置上安装集成电路板11，在电控元件安装区12内相应安装对应的电控元件，在看板正面右侧上方装有示波器15，在示波器的下方是执行机构状态显示区14，在该区域内装有压缩机A、压缩机B、风机、水泵、温水阀、电加热器、多个电磁阀、四通阀等关键部件的工作状态显示灯，使各部件的实时运行状态一目了然。在电路原理看板20正面上印刷热泵热水机的电路原理图，电路原理图与电控机理看板10正面上的接线图是一致的，在讲授热泵热水机的电控系统时，可同时结合电控机理看板10和电路原理看板20上所标示的电控元件外围接线以及内部电路原理来进行讲授知识，可大大提高了讲学的效果，使教学更加生动形象、直观易懂。而在电控机理看板10的背面和电路原理看板20的底面是电控系统的接线区域，完成看板上各元件的连接，而看板上元件与主机上的部件的连接导线可插入在教学仪看板2与主机1间的线槽内。同时，为了使教学仪看板上的集成电路板与主机上的压缩机等执行机构的驱动连接更方便，在电控机理看板10上装有转换板13，转换板分别与集成电路板的输出口、压缩机、风机、四通阀等执行机构连接。而在电控机理看板10的背面和电路原理看板20的印刷图示上还设置了多个检测点18，电路原理看板20上的检测点与电控机理看板10的电路导线连接，通过对检测点进行电压、电阻等参数的测量，可以检查、判断检测点所在电路的实时工作状态，有助于学习热泵热水机电控系统的工作机理。本实用新型还在教学仪看板上设置了故障设置的功能模块，设障模块放置在教学仪看板的抽屉30内，连接导线从抽屉的背部引出并与电控机理看板10的电路连接，设障模块由多个实验设障的电控元件以及与电控元件串联的设障开关所组成，设障开关在常态下是闭合的，在设障状态下人工打开，使连接该设障电控元件的电路断开，人为设置故障的现象。设障模块分为强电系统的设障和弱电系统的设障，强电部分实验设障如温水阀断路设障、四通阀线圈断路、线控器无电源输入、压缩机加热带断路、电磁阀断路、进水电压检测开关断路、压缩机控制继电器开关断路、风机电容短路等等。弱电部分实验设障如温度传感器断路设障、稳压器无输入、三相电源缺相、出水温度无信号输入、水泵无控制信号输出、低压保护无信号输入等等常见故障的设置。本实用新型根据仿真电气控制接线系统、仿真电路原理系统两个部分对热泵控制技术进行了控制机理展示，并且可以实时采集控制信号及演示其波形图。置入了关键弱电信号和典型强电电量测量点，对弱电和强电的典型常见故障设计集成故障设置装置。采用虚实结合设计，将整个电气控制系统所包含的电路板、电气元器件等实物在仿真电气控制接线系统图上进行真实接线连接，实现了电气控制系统真实运行和仿真机理演示的完美结合。实现了所有电气执行机构的模拟运行指示。参见图4，作为一种改进的实施方式，还可以将热泵热水机整个实体系统作为研究对象，分为制冷控制系统、直热循环水控制系统和电气控制系统三个部分，分别制作成两个教学仪看板，两看板与主机1连接。一个看板针对电气控制系统进行改造设计，将主机的电路原理图、电控元件的接线图分别印制在如上所述的电控系统教学仪训练台整体的立面和横面。再将主机制冷系统结构、直热循环水系统结构绘制成仿真图印刷在制冷管道系统看板3上，两看板之间通过控制线路连接。在制冷管道系统看板3上，设置了主机的多个关键部位运行热力参数采集显示和电量参数显示，仿真流程控制上置入了各类控制阀指示及信号测量点。温水阀可以逼真的显示开度。并设计了联机运行和仿真运行转换装置。对系统系统的控制部分设置了故障装置。使本实用新型的教学仪可以在看板上进行仿真操作、远程控制真实运行两种模式。并实现运行状态指示、信号测量、故障设置、信号采集并实时演示、性能指示等系统综合学习、 训练和实验设计功能。
权利要求1.一种热泵热水机集成控制系统教学仪，包括用于制备热水的主机(1)、电控元件、传感器、集成电路板(11)、由所述集成电路板(11)驱动的执行机构、教学仪看板0)，其特征在于所述教学仪看板包括电路原理看板OO)和电控机理看板(10)，在电路原理看板OO) 上印刷有主机的电路原理图，在电控机理看板(10)的正面印刷有电控元件的接线图并对应安装有电控元件及集成电路板(11)，在电控机理看板(10)的背面按电控元件的接线图连接导线以使得电控机理看板上的集成电路板与在主机上的传感器及执行机构电连接。
2.根据权利要求1所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于在电控机理看板(10)的正面装有转换板(13)，所述转换板(13)与集成电路板(11)的输出口电连接， 所述转换板(1 与执行机构电连接。
3.根据权利要求1所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于在电控机理看板(10)和电路原理看板00)的正面上设有多个用于检测所在电路的电信号参数的检测点(18)。
4.根据权利要求2或3所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于在电控机理看板(10)上设有执行机构状态显示区(14)，所述执行机构状态显示区(14)内设置多个分别与不同的执行机构并联的显示灯。
5.根据权利要求4所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于还包括设障模块，所述设障模块由多个实验设障的电器元器件、接线看板、原理看板以及与所述实验设障的电控元件串联的设障开关，所述设障开关包括闭合、断开、置0、置1四种状态。
6.根据权利要求5所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于所述设障模块包括弱电设障排插板和强电设障模块。
7.根据权利要求5所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于所述设障模块设置在抽屉(30)内。
8.根据权利要求5所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于在电控机理看板上还设有用于实时信号采集的示波器(15)。
专利摘要本实用新型公开了一种热泵热水机集成控制系统教学仪，包括用于制备热水的主机，电控元件，传感器，集成电路板，由所述集成电路板驱动的执行机构，教学仪看板，所述教学仪看板包括电路原理看板和电控机理看板，在电路原理看板上印刷有主机的电路原理图，在电控机理看板的正面印刷有电控元件的接线图并对应安装有电控元件及集成电路板，在电控机理看板的背面按电控元件的接线图连接导线以使得电控机理看板上的集成电路板与在主机上的传感器及执行机构电连接。本实用新型的实验方法原理直观、内容丰富，特别适用于理、工、等专业的学生进行热泵热水机的实验教学。
文档编号G09B25/02GK202075909SQ201120173768
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者何钦波, 吴治将, 李东洺, 王启祥, 郑兆志 申请人:顺德职业技术学院
技术领域：
本实用新型涉及教学仪器领域，更具体地说，涉及一种热泵热水机集成控制系统教学仪。
背景技术：
热泵热水机是利用热泵技术的空调设备，相比燃气、电热和太阳能热水器，具有热效率高、节能环保、运行成本低和安全可靠等诸多优点，已经被越来越多的推广使用。但是热泵热水机作为制冷新品种，还不为人们熟悉，在整体结构、运行流程原理、电气控制、工程施工、尤其是维修方面，缺乏系统的技术服务支持，使教学的难度在为增加，学生难以系统、 完整地掌握热泵热水机的电控系统工作过程。申请号为03232825. 7的中国实用新型专利公开了一种模拟电子技术训练模块， 属于教学用具和性能试验研究设备，它由布置在工作底板上的电子实验主板、电子实验模块、电压表V、电流表A、电源插座XS、电源开关K等组成；在电子实验模块的正面印有电路图，背面制作有印刷电路并对应安装组接有电子元件，各电子元件均与设于实验模块正面的锁紧式插座连接，可用于各种电子元件的极性、性能实验及组接电子线路，可满足电子技术的教学需要和和性能试验研究需要。但目前还没有一种教学仪器可以将热泵热水机的电控技术、排障维修技能综合训练以直观的方式用在教学和科研工作上去。
实用新型内容本实用新型针对现有技术的不足，提供一种用于热泵热水机集成控制原理教学及维修技能综合训练的教学仪和和性能试验研究设备，可实现直观式运行机理学习、装配操作、运行状态指示、实时演示、性能跟踪研究等系列训练和实验设计功能，以解决上述现有技术存在的问题。本实用新型采用的技术方案是一种热泵热水机集成控制系统教学仪，包括用于制备热水的主机，电控元件，传感器，集成电路板，由所述集成电路板驱动的执行机构，教学仪看板，所述教学仪看板包括电路原理看板和电控机理看板，在电路原理看板上印刷有主机的电路原理图，在电控机理看板的正面印刷有电控元件的接线图并对应安装有电控元器件及集成电路板，在电控机理看板的背面按电控元件的接线图连接导线以使得电控机理看板上的集成电路板与在主机上的传感器及执行机构电连接。上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，在电控机理看板的正面装有转换板，所述转换板与集成电路板的输出口电连接，所述转换板与执行机构电连接。上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，在电控机理看板和电路原理看板的正面上设有多个用于检测所在电路的电信号参数的检测点。上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，在电控机理看板上设有执行机构状态显示区，所述执行机构状态显示区内设置多个分别与不同的执行机构并联的显示灯。上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，还包括设障模块，所述设障模块由多个实验设障的电器元器件、接线看板、原理看板以及与所述实验设障的电控元件串联的设障开关，所述设障开关包括闭合、断开、置0、置1四种状态。 上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，所述设障模块包括弱电设障排插板和强电设障模块。 上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，所述设障模块设置在抽屉内。上述的热泵热水机集成控制系统教学仪，在电控机理看板上还设有用于实时信号采集的示波器。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点1)本实用新型的热泵热水机集成控制系统教学仪以非常直观的方式展示了集成控制系统的电路原理图和电控部件的接线方式，并在看板上增加了电控系统部件的工作状态显示、实时信号采集与显示，PCB板弱电信号测量和电控系统部件强电信号测量，对热泵热水机集成控制系统的教学提供极大的帮助。2)该教学仪还在看板上设置了故障设置功能模块，可以人为地设置故障，更有利于故障检测和排除的实训练习。3)本教学仪结构简单、原理直观，特别适用于针对一般理工科学生而进行的实验教学和性能试验研究的需要。
图1是本实用新型的热泵热水机集成控制系统教学仪的电控机理看板示意图；图2是本实用新型的热泵热水机集成控制系统教学仪的电路原理看板示意图；图3是本实用新型的热泵热水机集成控制系统教学仪的结构示意图；图4是本实用新型另一实施例的热泵热水机集成控制系统教学仪结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。本实用新型的热泵热水机的系统制热水的工作过程是这样的由压缩机压缩制冷剂气体流经四通阀到达板式换热器(在板式换热器内制冷剂与循环水进行热力交换)再流到毛细管，节流后经过单向阀再流到翅片换热器进行热力交换后再经过四通阀进入气液分离器回到压缩机。完成热泵热水机制冷系统工作。当制冷管路系统除霜时，压缩机压缩制冷剂气体流过四通阀，此时四通阀换向到除霜工作状态，高温高压的制冷剂气体直接进入带有霜层的翅片换热器，使换热器表面的霜层受热融化，然后制冷剂流过毛细管节流后经过电加热管回到压缩机，除霜工作完成。热泵热水机热水系统的走向如下在板式换热器与储水水箱间设置走水管路，分别有两路进水管路与板式换热器连接，一路来自冷水进水，一路来自储水水箱。当冷水经自动排气阀、进水压力保护器，再经过电磁阀SV2或者是电磁阀 SV3(当出水温度过高时，电磁阀SV3工作分流一部份水量使设定的温度达到合适的范围) 进入板式换热器与制冷剂进入热交换，冷水水温升高，从走水管路进入储水水箱。当储水水箱内水温没有达到规定的温度范围时，连接在水箱与板式换热器之间的水泵通电工作，管路上的阀打开，水箱内的温水流过走水单向阀进入水泵，再经水流开关电磁阀SV4流入板式换热器换热，在板式换热器内温水与制冷剂进行热交换，使温水的温度再次升高，从走水管路回到储水水箱中去。热泵热水机制冷系统各部件如压缩机、四通阀以及各个控制制冷剂流向的阀体的驱动控制均由主机的集成控制系统完成，而且，热泵热水机的热水系统的水泵及各阀体的驱动控制也是由主机的集成控制系统完成，对于热泵热水机的制冷系统及热水系统原理的教学可以通过绘制系统结构及管路走向的路线图，使学生直观认识制冷工作状态和除霜工作状态的走向，了解制冷工作状态和除霜工作状态管路运行方向，以及所经过的制冷元件。 但是，热泵热水机的的驱动控制方法、集成控制系统的电路原理、系统故障的排查与诊断的教学就需要设计专门的电控系统的教学仪来完成，从而让学生自行通过学习实践进行读取和判断，培养学生的动手能力，提升技能，熟悉了设备结构，对热泵热水器管道系统和热水管道系统的工作原理和电控原理进行深入的研究。如图1 3所示，本实用新型的热泵热水机集成控制系统教学仪对系统结构特点、 运行原理与流程、电气控制系统、电路板原理图进行仿真设计绘制，并分别印制在教学仪的电路原理看板20和电控机理看板10两个看板上。热泵热水机的集成控制系统教学仪包括用于制备热水的主机1，电控元件，传感器，集成电路板11，由所述集成电路板驱动的执行机构，和教学仪看板2 (包括电路原理看板20和电控机理看板10，为了让学生直观地学习电控系统，在电路原理看板上印刷有主机的电路原理图，在电控机理看板的正面印刷有电控元件的接线图并对应安装有电控元件及集成电路板，而板上各元件的电路连接以及板上各元件(包括集成电路板)与主机的压缩机、四通阀、控制制冷剂和热水系统流向的各阀体的连接均在看板的背面上进行，配合反映主机关键部件工作状态的显示灯以及反映热泵热水机的电量参数和实时信号采集的示波器，使学生更容易掌握热泵热水机集成控制系统的结构和工作原理，达到便于教学的目的。见图1至图3，在电控机理看板10的正面上印刷集成电路板和变压器、风机电容、 继电器、交流接触器等电控元件的连接接线图，包括与集成电路板输入口连接的温度检测电路的接线示意图、集成电路板与压缩机、风机连接接线图等；并在相应的位置上安装集成电路板11，在电控元件安装区12内相应安装对应的电控元件，在看板正面右侧上方装有示波器15，在示波器的下方是执行机构状态显示区14，在该区域内装有压缩机A、压缩机B、风机、水泵、温水阀、电加热器、多个电磁阀、四通阀等关键部件的工作状态显示灯，使各部件的实时运行状态一目了然。在电路原理看板20正面上印刷热泵热水机的电路原理图，电路原理图与电控机理看板10正面上的接线图是一致的，在讲授热泵热水机的电控系统时，可同时结合电控机理看板10和电路原理看板20上所标示的电控元件外围接线以及内部电路原理来进行讲授知识，可大大提高了讲学的效果，使教学更加生动形象、直观易懂。而在电控机理看板10的背面和电路原理看板20的底面是电控系统的接线区域，完成看板上各元件的连接，而看板上元件与主机上的部件的连接导线可插入在教学仪看板2与主机1间的线槽内。同时，为了使教学仪看板上的集成电路板与主机上的压缩机等执行机构的驱动连接更方便，在电控机理看板10上装有转换板13，转换板分别与集成电路板的输出口、压缩机、风机、四通阀等执行机构连接。而在电控机理看板10的背面和电路原理看板20的印刷图示上还设置了多个检测点18，电路原理看板20上的检测点与电控机理看板10的电路导线连接，通过对检测点进行电压、电阻等参数的测量，可以检查、判断检测点所在电路的实时工作状态，有助于学习热泵热水机电控系统的工作机理。本实用新型还在教学仪看板上设置了故障设置的功能模块，设障模块放置在教学仪看板的抽屉30内，连接导线从抽屉的背部引出并与电控机理看板10的电路连接，设障模块由多个实验设障的电控元件以及与电控元件串联的设障开关所组成，设障开关在常态下是闭合的，在设障状态下人工打开，使连接该设障电控元件的电路断开，人为设置故障的现象。设障模块分为强电系统的设障和弱电系统的设障，强电部分实验设障如温水阀断路设障、四通阀线圈断路、线控器无电源输入、压缩机加热带断路、电磁阀断路、进水电压检测开关断路、压缩机控制继电器开关断路、风机电容短路等等。弱电部分实验设障如温度传感器断路设障、稳压器无输入、三相电源缺相、出水温度无信号输入、水泵无控制信号输出、低压保护无信号输入等等常见故障的设置。本实用新型根据仿真电气控制接线系统、仿真电路原理系统两个部分对热泵控制技术进行了控制机理展示，并且可以实时采集控制信号及演示其波形图。置入了关键弱电信号和典型强电电量测量点，对弱电和强电的典型常见故障设计集成故障设置装置。采用虚实结合设计，将整个电气控制系统所包含的电路板、电气元器件等实物在仿真电气控制接线系统图上进行真实接线连接，实现了电气控制系统真实运行和仿真机理演示的完美结合。实现了所有电气执行机构的模拟运行指示。参见图4，作为一种改进的实施方式，还可以将热泵热水机整个实体系统作为研究对象，分为制冷控制系统、直热循环水控制系统和电气控制系统三个部分，分别制作成两个教学仪看板，两看板与主机1连接。一个看板针对电气控制系统进行改造设计，将主机的电路原理图、电控元件的接线图分别印制在如上所述的电控系统教学仪训练台整体的立面和横面。再将主机制冷系统结构、直热循环水系统结构绘制成仿真图印刷在制冷管道系统看板3上，两看板之间通过控制线路连接。在制冷管道系统看板3上，设置了主机的多个关键部位运行热力参数采集显示和电量参数显示，仿真流程控制上置入了各类控制阀指示及信号测量点。温水阀可以逼真的显示开度。并设计了联机运行和仿真运行转换装置。对系统系统的控制部分设置了故障装置。使本实用新型的教学仪可以在看板上进行仿真操作、远程控制真实运行两种模式。并实现运行状态指示、信号测量、故障设置、信号采集并实时演示、性能指示等系统综合学习、 训练和实验设计功能。
权利要求1.一种热泵热水机集成控制系统教学仪，包括用于制备热水的主机(1)、电控元件、传感器、集成电路板(11)、由所述集成电路板(11)驱动的执行机构、教学仪看板0)，其特征在于所述教学仪看板包括电路原理看板OO)和电控机理看板(10)，在电路原理看板OO) 上印刷有主机的电路原理图，在电控机理看板(10)的正面印刷有电控元件的接线图并对应安装有电控元件及集成电路板(11)，在电控机理看板(10)的背面按电控元件的接线图连接导线以使得电控机理看板上的集成电路板与在主机上的传感器及执行机构电连接。
2.根据权利要求1所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于在电控机理看板(10)的正面装有转换板(13)，所述转换板(13)与集成电路板(11)的输出口电连接， 所述转换板(1 与执行机构电连接。
3.根据权利要求1所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于在电控机理看板(10)和电路原理看板00)的正面上设有多个用于检测所在电路的电信号参数的检测点(18)。
4.根据权利要求2或3所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于在电控机理看板(10)上设有执行机构状态显示区(14)，所述执行机构状态显示区(14)内设置多个分别与不同的执行机构并联的显示灯。
5.根据权利要求4所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于还包括设障模块，所述设障模块由多个实验设障的电器元器件、接线看板、原理看板以及与所述实验设障的电控元件串联的设障开关，所述设障开关包括闭合、断开、置0、置1四种状态。
6.根据权利要求5所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于所述设障模块包括弱电设障排插板和强电设障模块。
7.根据权利要求5所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于所述设障模块设置在抽屉(30)内。
8.根据权利要求5所述的热泵热水机集成控制系统教学仪，其特征在于在电控机理看板上还设有用于实时信号采集的示波器(15)。
专利摘要本实用新型公开了一种热泵热水机集成控制系统教学仪，包括用于制备热水的主机，电控元件，传感器，集成电路板，由所述集成电路板驱动的执行机构，教学仪看板，所述教学仪看板包括电路原理看板和电控机理看板，在电路原理看板上印刷有主机的电路原理图，在电控机理看板的正面印刷有电控元件的接线图并对应安装有电控元件及集成电路板，在电控机理看板的背面按电控元件的接线图连接导线以使得电控机理看板上的集成电路板与在主机上的传感器及执行机构电连接。本实用新型的实验方法原理直观、内容丰富，特别适用于理、工、等专业的学生进行热泵热水机的实验教学。
文档编号G09B25/02GK202075909SQ201120173768
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者何钦波, 吴治将, 李东洺, 王启祥, 郑兆志 申请人:顺德职业技术学院
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