實驗室通風系統工程

通風系統設計

 一、系統模塊

原始通風系統根據通風要求風管硬件設計完成，風管主風機為工頻運行，總通風量與各個風口風量基本固定。系統正常運行過程中，能夠滿足使用要求，系統對于變化的情況就無法適應，系統的通風基本參數會發生變化。由于主風機一直處于工頻運行，當風口使用數量減少時，其它風口風量和風速都會增加，這樣對其它風口的實驗數據造成影響。如果風口在沒使用的情況下都全開，主風機一直在工頻狀態下運行，這樣會造成能源的浪費。當某些風口需要在實驗過程中修改風口風量或風速，系統也是不能處理的。舊通風控制系統是基于傳統繼電控制系統。為了實現通風系統的自化控制，必需依靠一點必要的自動化產品來實現，其中包括變頻器，可編程控制器（PLC），觸摸屏等。

  變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現在使用的變頻器主要采用交―直―交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控制4個部分組成。本系統中使用的模塊除了包括PLC數字量轉摸擬量模塊，摸擬量轉數字量模塊外，還包括有三菱通信模塊CC－Link模塊。本系統中采用了PLC與變頻帶器RS-485全雙工通信功能。連接可編程序控制器（PLC）、變頻器、直流調速器、儀表等工業控制設備，利用顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標等）寫入工作參數或輸入操作命令，實現人與機器信息交互的數字設備，由硬件和軟件兩部分組成。人機界面硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數據存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產品的性能高低，是HMI的核心單元。

  二、系統硬件設計
按照實驗室通風管道智能改造要求，由于質檢所檢測物品例如硫酸等一些有異味或者容易產生化學作用的物品時，還有一些材料要檢測噪聲方面的對于通風效果要求甚高。現由人機操作介面，變頻器，主站PLC及各區域從站PLC控制組成，主站及各區域PLC控制器將使用三菱工控型PLC及相配套的擴展模塊。整個系統采用CC-LINK開放式現場總線控制，詳情如圖1所示。
由于每個樓層之間布線的距離相對比較長，而且線槽中強弱電均有分布，故不能采用RS-485的通信方式，所以采取通信速度快，抗*力強的CC-Link來保持主機房與各實驗室間的通信的控制。選擇由三菱F740-18.5K-CHT作為驅動風機的主變頻器，另外增加一個帶機械互鎖的星三角啟動備用，來保障當變頻出現故障時得以切換保障風機的臨時運行。控制部分采用三菱FX2N-32MR-001的可編程控制器，來采集和處理所有實驗室的數據和給出相應的控制指令。擴展模塊包括有FX2N-485BD來進行與變頻器的通信，其中包括啟動變頻器的運行，檢測變頻器的輸出頻率，電流和電壓，以便在觸摸屏上顯示，使操作起來更加直觀明了。
各實驗室只是控制實驗室里的風廚和風閥，配置一臺三菱PLC和彩色人機界面。實驗室通過CC-Link從站模塊與主機房主站交換數據。根據控制要求通過改變單個風口的風速可以改變風廚的風閥和風罩的電動截止閥來調整風速。

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