变频控制在智能化实验大楼通风系统中的应用.doc

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1、变频控制在智能化实验大楼通风系统中的应用摘要:本文介绍了变频调速应用于医学院智能化实验大楼通风系统,实现了通风系统的多地点多挡位不同风量的调节,既满足教学的需要,又节约能源。关键词:甲醛人体解剖通风系统变频调速PLC1.引言  江西某医学院新建六层智能化基础实验大楼,建筑面积8900m2。其中二楼和三楼各有六间人体解剖实验室,每间实验室放置六床升降式解剖台,供学生上人体解剖课。经过福尔马林浸泡过的尸体标本放在解剖台上,对人体的皮肤和眼睛有强烈的刺激作用,影响学习效果。众所周知,福尔马林,是化学物品甲醛(CH

2、3OH)的医学名称,在医院是用来浸泡尸体标本的液体。在常温常压下,甲醇为无色、透明、易流动、易挥发、可燃的液体,具有与乙醇相似的气味。医学专家认为,甲醇是一种慢性中毒药物,对人体的神经系统和血液系统影响最大,它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应,甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应,误服一小杯超过10克就能造成双目失明,饮入量大造成死亡。我国有关部门规定,空气中允许甲醇浓度为5mg/m3。  为此,新建的人体解剖实验室,需要安装通风设备。简单的做法,在实验室面向室外

3、的墙上,安装机械轴流风机或排风扇,投资少,但是通风效果差。智能化基础实验大楼,采用管道集中通风系统。每间人体解剖实验室的每床解剖台位置上方设置送风口,送风机通过风管送进新风,压制甲醇液体向上的挥发;每床解剖台下方设置抽风口,连接解剖台,排风机通过风管排出甲醇液体挥发的气体,形成完整的送风排风系统,循环通风换气,改善实验室教学环境。2.工艺及系统简介  实验大楼坐北朝南,二楼、三楼各有朝南三间(21、23、25、31、33、35)和朝北三间(22、24、26、32、34、36)解剖实验室,依据解剖实验室的位置

4、和通风管道的走向,二、三楼南北方对应的四间实验室(例如21、22、31、32)共用一组通风系统,大楼共设三组,每组通风系统由送风和排风两个子系统组成,送风机电动机18.5kW,排风机电动机22kW,风机和配电室设置在大楼屋面。教学要求每间解剖实验室都能单独开停送风机和排风机,排风风量可以调节大小;每床解剖台都能单独使用风管的送风和排风。为此,确定通风系统控制的技术性能要求:6(1)1#、3#、5#送风机采用软启动器启动,减少对电动机启动的冲击,降低风机启动的噪音。(2)2#、3#、6#排风机采用变频器调速。

5、(3)1#送风机、2#排风机供21、22、31、32解剖实验室使用;3#送风机、4#排风机供23、24、33、34解剖实验室使用;5#送风机、6#排风机供25、26、35、36解剖实验室使用。2#排风机电气原理图见图1。(4)每间解剖实验室设有一个控制箱,均可以启动停止送风机和排风机。其逻辑关系,以1#送风机、2#排风机供21、22、31、32解剖实验室为例(以下相同):  21、22、31、32中任意一个解剖实验室,都可以启动停止送风机和排风机。排风机由变频器控制电动机转速调节风量,设计0~8八档速度,使

6、用一个解剖实验室,则上二档速度;使用二个解剖实验室,则上四档速度,反之亦然;当四个解剖实验室都上课时,变频器则全速工作。如果速度不合适,各解剖实验室控制箱还有升速、降速按钮,每按一次,升一档速度或降一档速度,只有四个解剖实验室全部不用时,送风机和排风机才会停止工作。  实验室控制箱控制原理图如图2所示。(5)每间解剖实验室送风和排风管道分别设有电磁总阀,每床解剖台的送风和排风管道口分别设有电磁支阀。(6)控制系统的操作设有就地和联动两种。就地操作在大楼屋面配电室开关柜上,仅供调试维修使用。联动是由各解剖实验

7、室控制。3.变频器和PLC应用  为了实现以上控制系统的技术性能要求,需要应用变频器调速和可编程序控制器(PLC)技术。2#、3#、6#排风机各采用一台变频器进行调速,整个控制系统采用一套可编程序控制器。3.1变频器的选型  目前,市场上流行的通用变频器主要的种类有富士电机公司的FRN-G9S/P9S系列、三菱电机公司的FR-A540/FR-F540系列、西门子公司的MMV/MDV系列、安川公司的VS-616G5系列、三肯公司的SAMCO-i/iP系列及台达公司VFD-M系列等。考虑到变频器的性能价格比和供

8、货的方便性,选用了富士FREN1C-5000P11S型号的变频器。其主要参数:6负载特性转矩随转速的平方递减。电机容量22kW。变速范围30~60Hz。控制方式多步频率速度控制  对于四个实验室所要求的八档转速,通过PLC控制变频器输入控制端X1、X2、X3的状态来实现。X1X2X3频率设定OFFOFFOFF由FOO选择频率命令ONOFFOFF多步速度1OFFONOFF6多步速度2ONONOFF多步速度3OFFO

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