導(dǎo)語(yǔ)：智能化大樓通風(fēng)分析論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文介紹了變頻調(diào)速應(yīng)用于醫(yī)學(xué)院智能化實(shí)驗(yàn)大樓通風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)系統(tǒng)的多地點(diǎn)多擋位不同風(fēng)量的調(diào)節(jié)，既滿足教學(xué)的需要，又節(jié)約能源。

關(guān)鍵詞：甲醛人體解剖通風(fēng)系統(tǒng)變頻調(diào)速PLC

1.引言

江西某醫(yī)學(xué)院新建六層智能化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大樓，建筑面積8900m2。其中二樓和三樓各有六間人體解剖實(shí)驗(yàn)室，每間實(shí)驗(yàn)室放置六床升降式解剖臺(tái)，供學(xué)生上人體解剖課。經(jīng)過(guò)福爾馬林浸泡過(guò)的尸體標(biāo)本放在解剖臺(tái)上，對(duì)人體的皮膚和眼睛有強(qiáng)烈的刺激作用，影響學(xué)習(xí)效果。眾所周知，福爾馬林，是化學(xué)物品甲醛（CH3OH）的醫(yī)學(xué)名稱，在醫(yī)院是用來(lái)浸泡尸體標(biāo)本的液體。在常溫常壓下，甲醇為無(wú)色、透明、易流動(dòng)、易揮發(fā)、可燃的液體，具有與乙醇相似的氣味。醫(yī)學(xué)專家認(rèn)為，甲醇是一種慢性中毒藥物，對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)影響最大，它經(jīng)消化道、呼吸道或皮膚攝入都會(huì)產(chǎn)生毒性反應(yīng)，甲醇蒸氣能損害人的呼吸道粘膜和視力。甲醇攝入量超過(guò)4克就會(huì)出現(xiàn)中毒反應(yīng)，誤服一小杯超過(guò)10克就能造成雙目失明，飲入量大造成死亡。我國(guó)有關(guān)部門(mén)規(guī)定，空氣中允許甲醇濃度為5mg/m3。

為此，新建的人體解剖實(shí)驗(yàn)室，需要安裝通風(fēng)設(shè)備。簡(jiǎn)單的做法，在實(shí)驗(yàn)室面向室外的墻上，安裝機(jī)械軸流風(fēng)機(jī)或排風(fēng)扇，投資少，但是通風(fēng)效果差。智能化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大樓，采用管道集中通風(fēng)系統(tǒng)。每間人體解剖實(shí)驗(yàn)室的每床解剖臺(tái)位置上方設(shè)置送風(fēng)口，送風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)管送進(jìn)新風(fēng)，壓制甲醇液體向上的揮發(fā)；每床解剖臺(tái)下方設(shè)置抽風(fēng)口，連接解剖臺(tái)，排風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)管排出甲醇液體揮發(fā)的氣體，形成完整的送風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)，循環(huán)通風(fēng)換氣，改善實(shí)驗(yàn)室教學(xué)環(huán)境。

2．工藝及系統(tǒng)簡(jiǎn)介

實(shí)驗(yàn)大樓坐北朝南，二樓、三樓各有朝南三間(21、23、25、31、33、35)和朝北三間(22、24、26、32、34、36)解剖實(shí)驗(yàn)室，依據(jù)解剖實(shí)驗(yàn)室的位置和通風(fēng)管道的走向,二、三樓南北方對(duì)應(yīng)的四間實(shí)驗(yàn)室(例如21、22、31、32)共用一組通風(fēng)系統(tǒng)，大樓共設(shè)三組，每組通風(fēng)系統(tǒng)由送風(fēng)和排風(fēng)兩個(gè)子系統(tǒng)組成，送風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)18.5kW，排風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)22kW，風(fēng)機(jī)和配電室設(shè)置在大樓屋面。教學(xué)要求每間解剖實(shí)驗(yàn)室都能單獨(dú)開(kāi)停送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)，排風(fēng)風(fēng)量可以調(diào)節(jié)大小；每床解剖臺(tái)都能單獨(dú)使用風(fēng)管的送風(fēng)和排風(fēng)。

為此，確定通風(fēng)系統(tǒng)控制的技術(shù)性能要求：

（1）1#、3#、5#送風(fēng)機(jī)采用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)，減少對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的沖擊，降低風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的噪音。

（2）2#、3#、6#排風(fēng)機(jī)采用變頻器調(diào)速。

（3）1#送風(fēng)機(jī)、2#排風(fēng)機(jī)供21、22、31、32解剖實(shí)驗(yàn)室使用；3#送風(fēng)機(jī)、4#排風(fēng)機(jī)供23、24、33、34解剖實(shí)驗(yàn)室使用；5#送風(fēng)機(jī)、6#排風(fēng)機(jī)供25、26、35、36解剖實(shí)驗(yàn)室使用。2#排風(fēng)機(jī)電氣原理圖見(jiàn)圖1。

（4）每間解剖實(shí)驗(yàn)室設(shè)有一個(gè)控制箱，均可以啟動(dòng)停止送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)。其邏輯關(guān)系，以1#送風(fēng)機(jī)、2#排風(fēng)機(jī)供21、22、31、32解剖實(shí)驗(yàn)室為例（以下相同）:

21、22、31、32中任意一個(gè)解剖實(shí)驗(yàn)室，都可以啟動(dòng)停止送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)。排風(fēng)機(jī)由變頻器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，設(shè)計(jì)0~8八檔速度，使用一個(gè)解剖實(shí)驗(yàn)室，則上二檔速度；使用二個(gè)解剖實(shí)驗(yàn)室，則上四檔速度，反之亦然；當(dāng)四個(gè)解剖實(shí)驗(yàn)室都上課時(shí)，變頻器則全速工作。如果速度不合適，各解剖實(shí)驗(yàn)室控制箱還有升速、降速按鈕，每按一次，升一檔速度或降一檔速度，只有四個(gè)解剖實(shí)驗(yàn)室全部不用時(shí)，送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)才會(huì)停止工作。

實(shí)驗(yàn)室控制箱控制原理圖如圖2所示。

（5）每間解剖實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)和排風(fēng)管道分別設(shè)有電磁總閥，每床解剖臺(tái)的送風(fēng)和排風(fēng)管道口分別設(shè)有電磁支閥。

（6）控制系統(tǒng)的操作設(shè)有就地和聯(lián)動(dòng)兩種。就地操作在大樓屋面配電室開(kāi)關(guān)柜上，僅供調(diào)試維修使用。聯(lián)動(dòng)是由各解剖實(shí)驗(yàn)室控制。

3．變頻器和PLC應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)以上控制系統(tǒng)的技術(shù)性能要求，需要應(yīng)用變頻器調(diào)速和可編程序控制器（PLC）技術(shù)。2#、3#、6#排風(fēng)機(jī)各采用一臺(tái)變頻器進(jìn)行調(diào)速，整個(gè)控制系統(tǒng)采用一套可編程序控制器。

3.1變頻器的選型

目前，市場(chǎng)上流行的通用變頻器主要的種類有富士電機(jī)公司的FRN-G9S/P9S系列、三菱電機(jī)公司的FR-A540/FR-F540系列、西門(mén)子公司的MMV/MDV系列、安川公司的VS-616G5系列、三肯公司的SAMCO-i/iP系列及臺(tái)達(dá)公司VFD-M系列等?？紤]到變頻器的性能價(jià)格比和供貨的方便性，選用了富士FREN1C-5000P11S型號(hào)的變頻器。其主要參數(shù)：

負(fù)載特性轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的平方遞減。

電機(jī)容量22kW。

變速范圍30～60Hz。

控制方式多步頻率速度控制

對(duì)于四個(gè)實(shí)驗(yàn)室所要求的八檔轉(zhuǎn)速，通過(guò)PLC控制變頻器輸入控制端X1、X2、X3的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.2PLC的配置

可編程序控制器選用富士電機(jī)公司的FLEX-PC型。整個(gè)控制系統(tǒng)需要PLC的輸入、輸出點(diǎn)分別是32點(diǎn)和48點(diǎn)，全部為開(kāi)關(guān)量。

CPU模塊：NJ-CPU-E4

電源模塊：NI-P1

輸入模塊：NJ-X8-5

輸出模塊：NJ-Y8-R

顯示單元：N-DSET2

部分系統(tǒng)I/O聯(lián)接圖如圖3所示。

這種PLC機(jī)型程序內(nèi)存容量RAM8K步，最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)256點(diǎn)，有RS-232C/485等通訊端口和人機(jī)接口，并配有便攜式編程器N-HLD011E，不僅可以用手持編程器對(duì)其編程，還可以通過(guò)PC機(jī)進(jìn)行編程，另外還能在人機(jī)界面上顯示PLC的有關(guān)信息。

3.3軟件的設(shè)計(jì)

21、22、31、32實(shí)驗(yàn)室開(kāi)啟、停止2#排風(fēng)機(jī)的按鈕信號(hào)并聯(lián)輸入PLC，通過(guò)移位寄存器指令組合，輸出控制BJ1、BJ2、BJ3的通斷，組成多步頻率信號(hào)，改變2#變頻器的頻率及2#排風(fēng)機(jī)的速度，并且對(duì)應(yīng)開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)室的電磁總閥。

21、22、31、32實(shí)驗(yàn)室提升、降低2#排風(fēng)機(jī)的按鈕信號(hào)并聯(lián)輸入PLC，通過(guò)移位寄存器指令組合，輸出控制BJ1、BJ2、BJ3的通斷，組成多步頻率信號(hào)，達(dá)到調(diào)節(jié)2#變頻器的頻率及2#排風(fēng)機(jī)的速度目的。

圖4為主要程序梯形圖。

結(jié)束語(yǔ)

江西某醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大樓通風(fēng)系統(tǒng)2001年9月投入使用以來(lái)，送風(fēng)、排風(fēng)效果好，人體解剖實(shí)驗(yàn)室環(huán)境大為改善，變頻調(diào)速控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，操作方便，排風(fēng)機(jī)節(jié)能效果顯著，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，獲得教師學(xué)生一致好評(píng)，并為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大樓邁向智能化建筑創(chuàng)造了條件。

原設(shè)計(jì)在每間人體解剖實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，安裝甲醇?xì)怏w檢測(cè)探頭，檢測(cè)空氣中甲醇?xì)怏w的含量，將檢測(cè)信號(hào)送入PLC處理后，控制變頻器的頻率及排風(fēng)機(jī)的速度，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大樓通風(fēng)系統(tǒng)智能化控制。但是，由于甲醇?xì)怏w檢測(cè)探頭價(jià)格昂貴，業(yè)主沒(méi)有采用，留待今后完善。

參考文獻(xiàn)

1．《變頻器應(yīng)用手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社1999.5