潔凈室FFU控制系統(tǒng)設(shè)計方案

   摘 要：文中詳細(xì)介紹了潔凈室FFU操縱的幾類方法，并例舉了其優(yōu)點和缺點及選用交流電動機的智能化系統(tǒng)FFU控制系統(tǒng)的作用特性。
   1.前言

   伴隨著經(jīng)濟發(fā)展的發(fā)展趨勢和大家生活水平的提升，大家對產(chǎn)品品質(zhì)的規(guī)定也愈來愈高。而生產(chǎn)工藝和工作環(huán)境決策了產(chǎn)品品質(zhì)，這就驅(qū)使生產(chǎn)廠家追求完美更強的生產(chǎn)工藝和高些的工作環(huán)境。尤其是電子器件、制藥業(yè)、食品類、生物技術(shù)、診療、試驗室等行業(yè)對工作環(huán)境擁有 嚴(yán)苛的規(guī)定，它綜合性了加工工藝、工程建筑、裝飾設(shè)計、給水排水、空氣過濾、暖通工程、中央空調(diào)、自動控制系統(tǒng)等各個方面的技術(shù)性?？剂窟@種領(lǐng)域生產(chǎn)制造生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵性能指標(biāo)有溫度、環(huán)境濕度、潔凈度等級、排風(fēng)量、房間內(nèi)正壓力等。

   因而，對工作環(huán)境的每個性能指標(biāo)開展有效的操縱，以達(dá)到獨特生產(chǎn)工藝流程的規(guī)定，變成了如今凈化工程的科學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)熱點之一。FFU做為一種油煙凈化器，現(xiàn)階段在各種各樣凈化工程中獲得廣泛運用。FFU的全名叫Fan Filter Unit“離心風(fēng)機過慮模塊”，也就是離心風(fēng)機和過濾裝置聯(lián)接在一起，能自身給予驅(qū)動力的清潔機器設(shè)備，早在二十世紀(jì)六十年代，全世界第一個層.流潔凈室的創(chuàng)建就早已逐漸發(fā)生FFU的運用了。

   2.FFU操縱方法現(xiàn)況

   現(xiàn)階段FFU一般選用單相電滑環(huán)電機交流電動機、三相滑環(huán)電機交流電動機和直流無刷電機。電動機的供電系統(tǒng)工作電壓大概有110V、380V、270V、220V四種。其操縱方法關(guān)鍵分成下列幾類：1、兩檔電源開關(guān)操縱；2、持續(xù)速率調(diào)整操縱；3、計算機系統(tǒng)控制；4、遙控器操縱；
   下邊對之上四種操縱方法做一簡易剖析與較為：

   2.1兩檔電源開關(guān)操縱

   兩檔電源開關(guān)控制系統(tǒng)只包含F(xiàn)FU內(nèi)置的一個調(diào)速開關(guān)和一個電源總開關(guān)。因為液壓控制系統(tǒng)為FFU內(nèi)置，遍布在潔凈室裝修吊頂內(nèi)的每個部位，工作員務(wù)必在現(xiàn)場根據(jù)撥擋電源開關(guān)來調(diào)整FFU，操縱起來極不方便，并且FFU的風(fēng)力可調(diào)式范疇比較有限，僅限幾擋。我們曾經(jīng)做了一個新項目，為了更好地擺脫FFU操縱實際操作不方便的要素，歷經(jīng)電氣設(shè)備路線的設(shè)計方案，把全部FFU的兩檔電源開關(guān)集中化起來，放進(jìn)路面上一個木柜內(nèi)，完成集中化實際操作，但不論是從外型或是作用上面存有其局限。選用兩檔電源開關(guān)操縱方法優(yōu)勢是操縱簡易、低成本，但存有很多缺點：例如：耗能大、不可以光滑變速、沒有意見反饋數(shù)據(jù)信號、不可以完成靈便的群組操縱等。

   2.2持續(xù)速率調(diào)整操縱
   持續(xù)速率調(diào)整操縱與兩檔電源開關(guān)操縱方法對比，多了一個持續(xù)速率控制器，使FFU離心風(fēng)機轉(zhuǎn)速比持續(xù)可調(diào)式，但另外也放棄了電機效率，使其耗能比兩檔電源開關(guān)操縱方法也要高。

   2.3計算機系統(tǒng)控制
   計算機系統(tǒng)控制方法一般選用直流無刷電機，與前邊二種方法對比，計算機系統(tǒng)控制方法具備下列優(yōu)秀的作用：1、選用集散中心型操縱方法，可以很便捷的完成FFU的集中化檢測和操縱。2、可便捷的完成FFU的每臺、幾臺及系統(tǒng)分區(qū)操縱。3、智能化系統(tǒng)控制系統(tǒng)具備環(huán)保節(jié)能作用。4、可選用可選擇的遙控器方法開展檢測和操縱。5、控制系統(tǒng)預(yù)埋通信協(xié)議，可與上位機軟件或互聯(lián)網(wǎng)開展通信，進(jìn)而完成遠(yuǎn)程控制通訊和管理方法作用。
   操縱直流無刷電機的突顯優(yōu)勢取決于：非常容易操縱、變速范疇較寬。但該操縱方法也是有一些致命性的缺點：1、因為凈化車間不允許FFU電動機含有炭刷，因而，F(xiàn)FU的電動機均選用有刷電機直流電機，換相難題則由電子器件換相器處理，而電子器件換相器的周期短使整控制系統(tǒng)的使用期限也大幅度降低。2、全套系統(tǒng)軟件工程造價價格昂貴。3、中后期維護(hù)費高。

   2.4遙控器操縱方法
   遙控器操縱方法做為計算機系統(tǒng)控制方法的一種填補，可應(yīng)用控制器對每臺FFU開展操縱，與計算機系統(tǒng)控制方法緊密聯(lián)系。
   總的來說：前二種操縱方法耗能高、操縱不方便；后二種操縱方法周期短、成本增加。那是否有一種操縱方法既能保證耗能低、操縱便捷，又能確保使用期限、成本費不高呢？那便是選用交流電動機的計算機系統(tǒng)控制方法。

   交流電機同直流電機相較為，具備構(gòu)造簡易、體型小、生產(chǎn)制造便捷、運作靠譜、價格便宜謙等一系列的優(yōu)勢，因為其不會有換相難題，其使用期限遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出直流無刷電機。一直以來因為其變速特性很差，因而，變速方法一直被直流電變速方法所攻占。但伴隨著新式電力工程電子元器件與規(guī)模性集成電路芯片的發(fā)生和發(fā)展趨勢，及其新的控制理論持續(xù)的發(fā)生及運用，溝通交流操縱方法也慢慢發(fā)展趨勢起來，并將最后替代直流電變速系統(tǒng)軟件。

   在FFU溝通交流操縱方法中，又關(guān)鍵分成二種操縱方法：變壓操縱方法和變頻式操縱方法。說白了變壓操縱方法，便是根據(jù)立即更改電機電機定子工作電壓的尺寸來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速比。變壓方法的缺陷是：變速時的高效率較低，低速檔時，電動機發(fā)燙比較嚴(yán)重、變速范疇窄小等?？墒?，變壓方法針對FFU離心風(fēng)機負(fù)荷而言，其缺點并不是很顯著，而且在現(xiàn)階段的狀況下也有一些優(yōu)勢：1、變速計劃方案完善，變速系統(tǒng)軟件平穩(wěn)，可以確保長期沒有問題持續(xù)運作。2、實際操作簡單，自動控制系統(tǒng)工程造價低。3、因為FFU離心風(fēng)機負(fù)荷很輕，在低速檔時，電動機發(fā)燙并不是很嚴(yán)重。4、變壓方法尤其合適于離心風(fēng)機負(fù)荷，因為FFU離心風(fēng)機承擔(dān)曲線圖為與眾不同的減振曲線圖，因而，變速范疇能夠保證很寬。因而，在將來的一段階段內(nèi)，變壓方法還將是一種關(guān)鍵的變速方法。

   變頻式操縱方法便是根據(jù)更改開關(guān)電源頻率f的方法來電磁調(diào)速電機的轉(zhuǎn)速比，另外，按一定占比調(diào)節(jié)整電機的鍵入工作電壓。變頻式操縱方法具備出色的特性，變速范疇大，光滑性較高，變速高效率高。變頻式一般選用較優(yōu)秀的SPWM操縱方法，并選用單片機設(shè)計轉(zhuǎn)化成SPWM波型。SPWM變頻式方法同其他變頻式方法對比具備下列特性：1）構(gòu)造簡易，操縱便捷；2）鍵入功率因素高；3）系統(tǒng)軟件動態(tài)性回應(yīng)快；4）輸出諧波電流少。在現(xiàn)階段的狀況下，與變壓方法對比，變頻式方法也是有一些缺陷，這關(guān)鍵反映在下列2個層面：
   1、變頻式方法工程造價較為高。為了更好地使變頻調(diào)速器的輸出諧波電流盡量的降低，逆變電源的輸出功率電源開關(guān)元器件的電源開關(guān)頻率要盡量的高。因而，一般選用GTR、GTO、PMOSFET做為電源開關(guān)元器件。以上這種元器件自身工程造價較高。因而，變頻式操縱方法總體工程造價也較為高。
   2、使用期限比不上變壓方法長。因為異步電機歸屬于交流電流，功率因素不容易相當(dāng)于1.0，故在中間直流電階段與電機中間總存有無功負(fù)荷的互換。因為逆變電源中的電力工程開關(guān)元件沒法儲能技術(shù)，因此無功功率動能只能依靠直流電階段中的儲能技術(shù)元器件（電力電容器）來緩存。電力電容器的使用壽命大大的限定了變頻調(diào)速器的使用期限。即便是最優(yōu)秀的變頻調(diào)速器生產(chǎn)商，其變頻調(diào)速器使用壽命也受此限定。

   伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)的持續(xù)發(fā)展趨勢，能夠意料，一些簡易靠譜、特性出色、價格低的變頻式變速系統(tǒng)軟件將持續(xù)發(fā)生，異步電機的變頻式變速方式 的運用將日見普遍，并將最后替代直流電變速方法和變壓變速方法。

   3.FFU智能化系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)

   現(xiàn)階段，在FFU的主要用途內(nèi)，其自動控制系統(tǒng)的使用率或是較為低的，并且在國外市場上時興的FFU智能化系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)中，一般只對于配置有刷電機直流無刷電機的FFU。特別是在全世界電力能源越趨焦慮不安的今日，自動控制系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能經(jīng)濟效益愈來愈被別人所高度重視。每一個凈化室依據(jù)商品的生產(chǎn)工藝流程，決策相對應(yīng)的風(fēng)力，另外又迫不得已考慮到耗能難題。而一般的自動控制系統(tǒng)能夠調(diào)整的風(fēng)力范疇比較有限，不可以依據(jù)實際的規(guī)定給予精準(zhǔn)的風(fēng)力，特別是在8鐘頭以外的休息日，依然維持較高的風(fēng)力，這毫無疑問產(chǎn)生了電力能源上的極大消耗。對于這類現(xiàn)況，近期發(fā)布了可以智能化調(diào)整風(fēng)力的HH-F系列產(chǎn)品FFU智能化系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)軟件實際操作簡易，頁面友善，尤其是可依據(jù)凈化室的實際風(fēng)力規(guī)定（比如0.37m/s,0.28m/s），智能化設(shè)置。

   HH-F系列產(chǎn)品FFU自動控制系統(tǒng)是一套集散中心型自動控制系統(tǒng)，可以便捷的完成當(dāng)場分散控制和集中統(tǒng)一管理方法作用。可靈便操縱凈化室每強臺風(fēng)機的啟停和風(fēng)力，該自動控制系統(tǒng)運用中繼器技術(shù)性，解決了485驅(qū)動器能力有限的難題，可操縱無盡強臺風(fēng)機。本自動控制系統(tǒng)包含下列四一部分內(nèi)容：1、當(dāng)場控制器；2、有線電視集中控制系統(tǒng)方法；3、遙控器操縱方法；4、系統(tǒng)軟件綜合性作用。
   3.1當(dāng)場智能化模塊

   當(dāng)場智能化模塊以單片機設(shè)計為關(guān)鍵CPU來完成操縱作用。一臺智能化控制模塊操縱一臺FFU。當(dāng)場智能化模塊分成調(diào)壓模塊和變頻式控制模塊，二種智能化模塊可以完成下列操縱作用：
   1）智能化控制模塊具備較強的開放式，根據(jù)可選擇的手操器（可插下式）可完成當(dāng)場操縱：根據(jù)預(yù)埋的RS485插口可完成遠(yuǎn)程控制集中控制系統(tǒng)和故障檢測與設(shè)置：根據(jù)可選擇的遙控器部件（可插下式）可完成遙控器操縱。
   2）根據(jù)可插下的手操器可以完成FFU的起停和精確的無極變速，可以表明FFU出入口風(fēng)力值。
   3）該智能化控制模塊使FFU具備環(huán)保節(jié)能作用。
   4）具備負(fù)載和過流保護(hù)作用：負(fù)載時，提醒警報模塊警報；短路故障時，提醒警報模塊警報并全自動斷開FFU開關(guān)電源。

   3.2有線電視操縱方法

   有線電視操縱方法為可選操縱方法，它根據(jù)當(dāng)場智能化控制模塊預(yù)埋的RS485插口來完成。為了更好地達(dá)到不一樣客戶的要求大家選用操縱盤和觸摸顯示屏二種操縱方法，操縱盤實際操作簡單，但表明不太形象化，完成作用比較有限；觸摸顯示屏成本費實際操作便捷，表明界面豐富多彩，功能齊全。觸摸屏控制方法關(guān)鍵由下列三一部分構(gòu)成：1）中間控制單元；2）工業(yè)觸摸屏單元；3）警報控制單元。

   1）中間控制單元，選用PLC控制器?？梢酝瓿上铝锌刂谱饔茫?、與當(dāng)場智能化控制控制模塊選用RS485系統(tǒng)總線制聯(lián)接方法，對收集到的當(dāng)場數(shù)據(jù)信息開展剖析、解決；完成對當(dāng)場機器設(shè)備的控制作用。進(jìn)而完成對當(dāng)場全部FFU的集中化檢測和控制。2、與警報控制單元開展通信。3、與工業(yè)觸摸屏單元開展通信。

   2）工業(yè)觸摸屏單元，選用觸摸顯示屏完成長距離對FFU的監(jiān)管和調(diào)整?？梢酝瓿上铝锌刂谱饔茫?、可以便捷的完成FFU的每臺、幾臺及系統(tǒng)分區(qū)控制。換句話說，可以另外控制隨意數(shù)量的FFU。2、可以完成隨意數(shù)量FFU的起停和變速作用，變速作用可以完成智能化，即立即鍵入預(yù)估的風(fēng)力值（如：0.25、0.31等），以做到變速的目地。3、可以對隨意一臺FFU的風(fēng)力值開展檢測。4、當(dāng)有常見故障FFU警報時，能即時的表明常見故障FFU。

   3）警報控制單元，選用聲光報警器設(shè)備，根據(jù)與中央處理單元的通信，當(dāng)有一切一臺或幾臺FFU產(chǎn)生常見故障時，該控制單元即時傳出聲光報警器，并與工業(yè)觸摸屏單元開展相互配合，快速明確常見故障FFU，保證監(jiān)管工作人員妥善處理常見故障。
   控制盤控制方法：依據(jù)具體系統(tǒng)軟件的必須，中繼器有相對應(yīng)總數(shù)的485通訊電源插座，每一個電源插座相匹配一組FFU控制器。根據(jù)控制盤可對每一個控制器開展控制。控制作用以下：1）對全部凈化室某一組離心風(fēng)機啟停開展控制，可對某一組離心風(fēng)機的風(fēng)力開展統(tǒng)一設(shè)定。2）對全部凈化室的某一臺離心風(fēng)機啟停開展控制，可對某一臺離心風(fēng)機的風(fēng)力開展設(shè)定。3）可對某一組離心風(fēng)機總數(shù)開展設(shè)定。（系統(tǒng)軟件要求每一組離心風(fēng)機總數(shù)最多名16臺）。4）對全部凈化室的某一臺離心風(fēng)機運作情況開展查看，如離心風(fēng)機的啟停情況，離心風(fēng)機的運作風(fēng)力。5）過流保護(hù)作用：當(dāng)產(chǎn)生短路故障時，可以全自動斷開FFU的開關(guān)電源以維護(hù)機器設(shè)備。

   3.3遙控器控制方法

   遙控器控制方法為可選控制方法。它根據(jù)當(dāng)場智能化控制模塊預(yù)埋插口，根據(jù)可插下的通信控制模塊來完成遙控器控制方法。實際作用由手操器完成，選用一對多的控制方法開展控制。手操器能完成下列控制作用：1）可以便捷的完成每臺FFU的起停和變速作用。變速作用可以完成智能化，即立即鍵入預(yù)估的風(fēng)力值，以做到變速的目地2）可以對每一臺FFU的風(fēng)力值開展檢測。

   3.4系統(tǒng)綜合性作用

   控制系統(tǒng)軟件還可以完成以下作用：1）溝通交流變壓方法控制系統(tǒng)軟件可以確保一切正常應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)下長期沒有問題持續(xù)運作，一切正常應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)下會確保八萬鐘頭之上。2）全套控制系統(tǒng)軟件合理布局、布線簡易。3）在達(dá)到清潔規(guī)定的前提條件下，可依據(jù)具體情況設(shè)置風(fēng)力轉(zhuǎn)速比，最大限度減少離心風(fēng)機功能損耗，做到環(huán)保節(jié)能目地。4）對離心風(fēng)機轉(zhuǎn)速比開展時鐘頻率控制，在非上班時間內(nèi)，全自動減少離心風(fēng)機轉(zhuǎn)速比保持房間內(nèi)清潔規(guī)定，做到環(huán)保節(jié)能目地。

   4.結(jié)果：總的來說，可以看出伴隨著新科技產(chǎn)業(yè)鏈的迅猛發(fā)展，規(guī)模性運用FFU的凈化室也將愈來愈多。凈化室中FFU的集中化控制也將是設(shè)計方案工作人員和小區(qū)業(yè)主們務(wù)必關(guān)心的難題。