工控組態(tài)軟件在制冷原理課程中的應(yīng)用

雷 瑛

（西安交通工程學(xué)院，陜西 西安 710300）

工控組態(tài)軟件在制冷原理課程中的應(yīng)用

雷 瑛

（西安交通工程學(xué)院，陜西 西安 710300）

主要針對(duì)《制冷原理》課程教學(xué)中的需求，提出了利用工控組態(tài)軟件構(gòu)建基本的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)形象生動(dòng)演示工作過(guò)程，促進(jìn)、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

組態(tài)王；制冷原理

《制冷原理》是高職“通風(fēng)供熱專(zhuān)業(yè)”的主干專(zhuān)業(yè)課程之一，主要以蒸氣壓縮式制冷循環(huán)、溴化鋰吸收式制冷循環(huán)為主線，闡述了制冷的方法、制冷的原理、制冷的循環(huán)以及常用制冷劑的性質(zhì)。并運(yùn)用熱力學(xué)理論，對(duì)制冷循環(huán)進(jìn)行了內(nèi)在聯(lián)系、外在影響的理論分析和制冷循環(huán)中能量轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)換效率的分析，以及用于制冷系統(tǒng)機(jī)器、設(shè)備選型的熱力計(jì)算等。

課程教學(xué)過(guò)程中，需要幫助學(xué)生建立制冷循環(huán)過(guò)程的基本概念。對(duì)于課程的教學(xué)，借助一定的教學(xué)輔助手段，形象生動(dòng)的將制冷循環(huán)中每一單元的工作過(guò)程、作用展現(xiàn)在課堂上。對(duì)于學(xué)生的理解是非常有幫助的。

組態(tài)王（Kingview）軟件是應(yīng)用廣泛的組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過(guò)程控制等諸多領(lǐng)域。借助該軟件的動(dòng)態(tài)模擬功能，也可以將制冷循環(huán)過(guò)程逼真的展現(xiàn)出來(lái)。

蒸氣壓縮式制冷劑是目前應(yīng)用最廣泛的一種制冷機(jī)，有單級(jí)、多級(jí)、復(fù)疊式等循環(huán)系統(tǒng)，其中單級(jí)壓縮式制冷機(jī)是其他幾種制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是學(xué)習(xí)制冷循環(huán)的重點(diǎn)介紹內(nèi)容。蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)主要由四大部件組成，即壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流元件、蒸發(fā)器。用不同直徑的管道把他們串接起來(lái)就形成了一個(gè)能使制冷劑流動(dòng)的封閉循環(huán)系統(tǒng)。制冷壓縮機(jī)是制冷循環(huán)的動(dòng)力，用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)而工作，將制冷劑蒸氣由低溫低壓狀態(tài)壓縮至高溫高壓狀態(tài)。仿真圖中，利用繪圖功能繪制出氣缸，并且在上端分別繪制出排氣閥門(mén)和進(jìn)氣閥門(mén)，讓閥門(mén)在活塞運(yùn)動(dòng)的不同位置相應(yīng)的打開(kāi)、關(guān)閉，來(lái)模擬實(shí)際的進(jìn)排氣過(guò)程。冷凝器是一個(gè)熱交換設(shè)備，將來(lái)自制冷壓縮機(jī)的高溫高壓制冷劑蒸氣中的熱量帶走，使高溫高壓制冷劑蒸氣冷卻，冷凝成高壓常溫制冷劑液體。這個(gè)變化過(guò)程，在仿真界面中通過(guò)管道顏色的變化來(lái)體現(xiàn)，紅色代表高溫，藍(lán)色代表低溫。節(jié)流元件將高壓常溫的制冷劑液體通過(guò)降壓裝置，得到低溫低壓制冷劑，送入蒸發(fā)器中汽化。蒸發(fā)器主要完成制冷劑吸附被制冷空間的熱量，從而達(dá)到循環(huán)制冷的目的。圖1是完成的制冷系統(tǒng)的模擬監(jiān)控畫(huà)面。

圖1　模擬監(jiān)控圖

組態(tài)王軟件可以將仿真監(jiān)控界面的變化的部分，通過(guò)數(shù)據(jù)詞典中定義變量，將變量和需要運(yùn)動(dòng)變化的部分關(guān)聯(lián)起來(lái)，在命令程序完成類(lèi)似C語(yǔ)言程序的編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)仿真監(jiān)控畫(huà)面持續(xù)不斷的運(yùn)動(dòng)變化。

在組態(tài)王中對(duì)于實(shí)際過(guò)程中參數(shù)的變化，也可以通過(guò)報(bào)警的形式來(lái)進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到控制系統(tǒng)正常工作狀態(tài)的目的。

圖2　報(bào)警窗口

對(duì)于特定的監(jiān)控對(duì)象，在數(shù)據(jù)詞典中，找到該變量，變量屬性中，設(shè)置相應(yīng)的報(bào)警值，建立報(bào)警窗口，可將數(shù)據(jù)變化過(guò)程中實(shí)時(shí)出現(xiàn)的報(bào)警以及以往產(chǎn)生的報(bào)警顯示在報(bào)警窗口當(dāng)中。如圖2所示。

報(bào)警窗口中包含若干顯示項(xiàng)，可以根據(jù)需要來(lái)增加或者減少需要顯示的報(bào)警內(nèi)容。

通過(guò)界面中的選入和選出按鈕，來(lái)增加或者減少報(bào)警窗口中出現(xiàn)的顯示項(xiàng)。

除此之外，組態(tài)王還可以以趨勢(shì)曲線的形式來(lái)顯示被測(cè)量的變化。

組態(tài)王除了以上所述的幾個(gè)方面之外，還擁有數(shù)據(jù)報(bào)表輸出，網(wǎng)路數(shù)據(jù)通訊，也可以與外部實(shí)際存在的傳感器以及相應(yīng)的硬件完成數(shù)據(jù)的交流，將外部環(huán)境實(shí)際的數(shù)據(jù)變化實(shí)時(shí)的顯示在監(jiān)控畫(huà)面里?；诮M態(tài)王強(qiáng)大的功能，實(shí)現(xiàn)了制冷循環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演示。

[1] 穆亞輝.組態(tài)王軟件實(shí)用技術(shù)[M].鄭州:黃河水利出版社,2012.

[2] 李紅萍.工控組態(tài)技術(shù)及應(yīng)用——組態(tài)王[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2011.

[3] 王建,宋永昌.組態(tài)王軟件入門(mén)與典型應(yīng)用[M].北京:中國(guó)電力出版社,2013.

Application of kingview in the course of refrigeration principle

Mainly for refrigeration principle in the course teaching of demand, put forward to build the basic operation monitoring system by configuration software, realize the vivid demonstration of the work process, to promote, improve teaching quality.

Kingview; refrigeration principle

G71

A

1008-1151(2015)06-0167-01

2015-04-12

雷瑛，西安交通工程學(xué)院教師。