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勝威科(SEVICON)潔凈室FFU控制系統(tǒng)

發(fā)布時(shí)間:2024-07-09 點(diǎn)擊量:587

       勝威科(SEVICON介紹了潔凈室FFU控制的幾種方式,并列舉了其優(yōu)缺點(diǎn)及采用交流電機(jī)的智能化FFU控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)。

勝威科(SEVICON)潔凈室FFU控制系統(tǒng)


       FFU的全稱叫FanFilterUnit“風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元",也就是風(fēng)機(jī)和過(guò)濾器連接在一起,能自己提供動(dòng)力的潔凈設(shè)備。FFU作為一種凈化設(shè)備,目前在各種潔凈工程中得到廣泛應(yīng)用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。而生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)環(huán)境決定了產(chǎn)品質(zhì)量,這就迫使廠家追求更好的生產(chǎn)技術(shù)和更高的生產(chǎn)環(huán)境。特別是電子、制藥、食品、生物工程、醫(yī)療、實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)環(huán)境有著苛刻的要求,它綜合了工藝、建筑、裝飾、給排水、空氣凈化、暖通、空調(diào)、自動(dòng)控制等多方面的技術(shù)。衡量這些行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)有溫度、濕度、潔凈度、風(fēng)量、室內(nèi)正壓等。因此,對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的各個(gè)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行合理的控制,以滿足特殊生產(chǎn)工藝的要求,成為了現(xiàn)在潔凈工程的研究熱點(diǎn)之一。


勝威科(SEVICON)潔凈室FFU控制系統(tǒng)

勝威科(SEVICON)潔凈室FFU控制系統(tǒng)

2. FFU控制方式現(xiàn)狀

目前FFU一般采用單相多速交流電機(jī)、三相多速交流電機(jī)和直流電機(jī)。電機(jī)的供電電壓大致有110V、220V、270V、380V四種。其控制方式主要分為以下幾種:
◆ 多檔開(kāi)關(guān)控制
◆ 連續(xù)速度調(diào)節(jié)控制
◆ 計(jì)算機(jī)控制
◆ 遙控控制
下面對(duì)以上四種控制方式做一簡(jiǎn)單分析與比較:

2.1多檔開(kāi)關(guān)控制

多檔開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)只包括FFU自帶的一個(gè)調(diào)速開(kāi)關(guān)和一個(gè)電源開(kāi)關(guān)。由于控制元件為FFU自帶,分布在潔凈室吊頂內(nèi)的各個(gè)位置,工作人員必須在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)撥擋開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)FFU,控制起來(lái)極不方便,而且FFU的風(fēng)速可調(diào)范圍有限。我們?cè)?jīng)做過(guò)一個(gè)項(xiàng)目,為了克服FFU控制操作不方便的因素,經(jīng)過(guò)電氣線路的設(shè)計(jì),把所有FFU的多檔開(kāi)關(guān)集中起來(lái),放到地面上一個(gè)柜子內(nèi),實(shí)現(xiàn)集中操作,但無(wú)論是從外觀還是功能上都存在其局限性。采用多檔開(kāi)關(guān)控制方式優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、成本低,但存在許多缺陷:比如:能耗大、不能平滑調(diào)速、沒(méi)有反饋信號(hào)、不能實(shí)現(xiàn)靈活的組群控制等。

2.2連續(xù)速度調(diào)節(jié)控制
連續(xù)速度調(diào)節(jié)控制與多檔開(kāi)關(guān)控制方式相比,多了一個(gè)連續(xù)速度調(diào)節(jié)器,使FFU風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào),但同時(shí)也犧牲了電機(jī)效率,使其能耗比多檔開(kāi)關(guān)控制方式還要高。

2.3計(jì)算機(jī)控制
計(jì)算機(jī)控制方式一般采用直流電機(jī),與前面兩種方式相比,計(jì)算機(jī)控制方式具有以下先進(jìn)的功能:
◆ 采用集散型控制方式,能夠很方便的實(shí)現(xiàn)FFU的集中監(jiān)測(cè)和控制。
◆ 可方便的實(shí)現(xiàn)FFU的單臺(tái)、多臺(tái)及分區(qū)控制。
◆ 智能化控制系統(tǒng)具有節(jié)能功能。
◆ 可采用可選的遙控方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。
◆ 控制系統(tǒng)預(yù)留通信接口,可與上位機(jī)或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊,從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信和管理功能。
控制直流電機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)在于:容易控制、調(diào)速范圍較寬。但該控制方式也有一些致命的缺陷:
◆由于潔凈廠房不允許FFU電機(jī)帶有電刷,因此,F(xiàn)FU的電機(jī)均采用無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),換相問(wèn)題則由電子換相器解決,而電子換相器的壽命短使整勝威科(SEVICON)潔凈室FFU控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的使用壽命也大大降低。
◆ 整套系統(tǒng)造價(jià)昂貴。
◆ 后期維護(hù)費(fèi)用高。

2.4遙控控制方式

遙控控制方式作為計(jì)算機(jī)控制方式的一種補(bǔ)充,可使用遙控器對(duì)每臺(tái)FFU進(jìn)行控制,與計(jì)算機(jī)控制方式相輔相成。

綜上所述:前兩種控制方式能耗高、控制不方便;后兩種控制方式壽命短、成本高。那有沒(méi)有一種控制方式既能做到能耗低、控制方便,又能保證使用壽命、成本不高呢?有,那就是采用交流電機(jī)的計(jì)算機(jī)控制方式。

交流電動(dòng)機(jī)同直流電動(dòng)機(jī)相比較,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、制造方便、運(yùn)行可靠、價(jià)格低謙等一系列的優(yōu)點(diǎn),由于其不存在換相問(wèn)題,其使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)直流電機(jī)。長(zhǎng)期以來(lái)由于其調(diào)速性能很差,因此,調(diào)速方式一直被直流調(diào)速方式所占領(lǐng)。但隨著新型電力電子器件與大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和發(fā)展,以及新的控制理論不斷的出現(xiàn)及應(yīng)用,交流控制方式也逐漸發(fā)展起來(lái),并將濟(jì)終取代直流調(diào)速系統(tǒng)。

FFU交流控制方式中,又主要分為兩種控制方式:調(diào)壓控制方式和變頻控制方式。所謂調(diào)壓控制方式,就是通過(guò)直接改變電動(dòng)機(jī)定子電壓的大小來(lái)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)壓方式的缺點(diǎn)是:調(diào)速時(shí)的效率較低,低速時(shí),電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重、調(diào)速范圍較窄等。但是,調(diào)壓方式對(duì)于FFU風(fēng)機(jī)負(fù)載來(lái)說(shuō),其缺陷不是很明顯,并且在目前的情況下還有一些優(yōu)點(diǎn):
◆ 調(diào)速方案成熟,調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定,能夠保證長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有障礙連續(xù)運(yùn)行。
◆ 操作簡(jiǎn)便,控制系統(tǒng)造價(jià)低。
◆ 由于FFU風(fēng)機(jī)負(fù)載很輕,在低速時(shí),電機(jī)發(fā)熱不是很嚴(yán)重。
◆ 調(diào)壓方式特別適合于風(fēng)機(jī)負(fù)載,由于FFU風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)曲線為不同的阻尼曲線,因此,調(diào)速范圍可以做到很寬。

因此,在今后的一段時(shí)期內(nèi),調(diào)壓方式還將是一種主要的調(diào)速方式。

變頻控制方式就是通過(guò)改變電源頻率f的方式來(lái)調(diào)速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,同時(shí),按一定比例調(diào)整整電動(dòng)機(jī)的輸入電壓。變頻控制方式具有優(yōu)異的性能,調(diào)速范圍大,平滑性較高,調(diào)速效率高等。變頻一般采用較先進(jìn)的SPWM控制方式,并采用單片機(jī)生成SPWM波形。SPWM變頻方式同其它變頻方式相比具有以下特點(diǎn):

1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制方便;

2)輸入功率因數(shù)高;

3)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快;

4)輸出諧波少。

在目前的情況下,與調(diào)壓方式相比,變頻方式也有一些缺點(diǎn),這主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
◆變頻方式造價(jià)比較高。

◆使用壽命不如調(diào)壓方式長(zhǎng)。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,可以預(yù)料,一些簡(jiǎn)單可靠、性能優(yōu)異、價(jià)格便宜的變頻調(diào)速系統(tǒng)將不斷出現(xiàn),異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速方法的應(yīng)用將日見(jiàn)廣泛,并將濟(jì)終取代直流調(diào)速方式和調(diào)壓調(diào)速方式。

3.FFU智能化控制系統(tǒng)

目前,在FFU的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi),其控制系統(tǒng)的應(yīng)用率還是比較低的,而且在國(guó)際市場(chǎng)上流行的FFU智能化控制系統(tǒng)中,一般只針對(duì)配備無(wú)刷直流電機(jī)的FFU。特別是在全球能源越趨緊張的今天,控制系統(tǒng)的節(jié)能效益越來(lái)越被人所重視。每個(gè)潔凈室根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,決定相應(yīng)的風(fēng)速,同時(shí)又不得不考慮能耗問(wèn)題。而一般的控制系統(tǒng)所能調(diào)節(jié)的風(fēng)速范圍有限,不能根據(jù)具體的要求提供**的風(fēng)速,特別是在8小時(shí)之外的休息時(shí)間,仍然保持較高的風(fēng)速,這無(wú)疑帶來(lái)了能源上的巨大浪費(fèi)。針對(duì)這種現(xiàn)狀,濟(jì)近推出了能夠數(shù)字化調(diào)節(jié)風(fēng)速的HH-F系列FFU智能化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單,界面友好,特別是可根據(jù)潔凈室的具體風(fēng)速要求(例如0.37m/s,0.28m/s),數(shù)字化設(shè)定。

HH-F系列FFU控制系統(tǒng)是一套集散型控制系統(tǒng),能夠方便的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)分散控制和集中統(tǒng)一管理功能??伸`活控制潔凈室每臺(tái)風(fēng)機(jī)的起停和風(fēng)速,該控制系統(tǒng)利用中繼器技術(shù),解決了485驅(qū)動(dòng)能力有限的問(wèn)題,可控制無(wú)限臺(tái)風(fēng)機(jī)。本控制系統(tǒng)包括以下四部分內(nèi)容:
◆ 現(xiàn)場(chǎng)智能控制器
◆ 有線集中控制方式
◆ 遙控控制方式
◆ 系統(tǒng)綜合功能
控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖:

勝威科(SEVICON)潔凈室FFU控制系統(tǒng)



3.1現(xiàn)場(chǎng)智能控制模塊

現(xiàn)場(chǎng)智能控制模塊以單片機(jī)為核心處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。一臺(tái)智能模塊控制一臺(tái)FFU?,F(xiàn)場(chǎng)智能控制模塊分為調(diào)壓模塊和變頻模塊,兩種智能控制模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下控制功能:
1)智能模塊具有很強(qiáng)的開(kāi)放性,通過(guò)可選的手操器(可插拔式)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制:通過(guò)預(yù)留的RS485接口可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制和故障診斷與設(shè)定:通過(guò)可選的遙控組件(可插拔式)可實(shí)現(xiàn)遙控控制。
2)通過(guò)可插拔的手操器能夠?qū)崿F(xiàn)FFU的啟停和準(zhǔn)確的無(wú)級(jí)調(diào)速,能夠顯示FFU出口風(fēng)速值。
3)該智能模塊使FFU具有節(jié)能功能。
4)具有過(guò)載和短路保護(hù)功能:過(guò)載時(shí),提示報(bào)警單元報(bào)警;短路時(shí),提示報(bào)警單元報(bào)警并自動(dòng)切斷FFU電源。

3.2有線控制方式

有線控制方式為可選控制方式,它通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)智能模塊預(yù)留的RS485接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了滿足不同用戶的需求我們采用控制盤(pán)和觸摸屏兩種控制方式,控制盤(pán)操作簡(jiǎn)便,但顯示不太直觀,實(shí)現(xiàn)功能有限;觸摸屏成本操作方便,顯示畫(huà)面豐富,功能強(qiáng)大。
觸摸屏控制方式主要由以下三部分組成:1)中央控制單元;2)人機(jī)界面單元;3)報(bào)警控制單元。

1)中央控制單元,采用PLC控制器。能夠?qū)崿F(xiàn)以下控制功能:
◆與現(xiàn)場(chǎng)智能控制模塊采用RS485總線制聯(lián)結(jié)方式,對(duì)采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理;實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制功能。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有FFU的集中監(jiān)測(cè)和控制。
◆ 與報(bào)警控制單元進(jìn)行通訊。
◆ 與人機(jī)界面單元進(jìn)行通訊。

2)人機(jī)界面單元,采用觸摸屏實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對(duì)FFU的監(jiān)控和調(diào)節(jié)。能夠?qū)崿F(xiàn)以下控制功能:
◆ 能夠方便的實(shí)現(xiàn)FFU的單臺(tái)、多臺(tái)及分區(qū)控制。也就是說(shuō),能夠同時(shí)控制任意臺(tái)數(shù)的FFU。
◆能夠?qū)崿F(xiàn)任意臺(tái)數(shù)FFU的啟停和調(diào)速功能,調(diào)速功能能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化,即直接輸入預(yù)期的風(fēng)速值(如:0.25、0.31等),以達(dá)到調(diào)速的目的。
◆ 能夠?qū)θ我庖慌_(tái)FFU的風(fēng)速值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
◆ 當(dāng)有故障FFU報(bào)警時(shí),能實(shí)時(shí)的顯示故障FFU。

3)報(bào)警控制單元,采用聲光報(bào)警裝置,通過(guò)與中央處理單元的通訊,當(dāng)有任何一臺(tái)或多臺(tái)FFU發(fā)生故障時(shí),該控制單元實(shí)時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警,并與人機(jī)界面單元進(jìn)行配合,迅速確定故障FFU,確保監(jiān)控人員及時(shí)處理故障。

控制盤(pán)控制方式:根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要,中繼器有相應(yīng)數(shù)量的485通訊插座,每個(gè)插座對(duì)應(yīng)一組FFU控制器。通過(guò)控制盤(pán)可對(duì)每個(gè)控制器進(jìn)行控制??刂乒δ苋缦拢?/span>
1)對(duì)整個(gè)潔凈室某一組風(fēng)機(jī)起停進(jìn)行控制,可對(duì)某一組風(fēng)機(jī)的風(fēng)速進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置。
2)對(duì)整個(gè)潔凈室的某一臺(tái)風(fēng)機(jī)起停進(jìn)行控制,可對(duì)某一臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速進(jìn)行設(shè)置。
3)可對(duì)某一組風(fēng)機(jī)數(shù)量進(jìn)行設(shè)置。(系統(tǒng)規(guī)定每組風(fēng)機(jī)數(shù)量濟(jì)多位16臺(tái))。
4)對(duì)整個(gè)潔凈室的某一臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行查詢,如風(fēng)機(jī)的起停狀態(tài),風(fēng)機(jī)的運(yùn)行風(fēng)速。
5)短路保護(hù)功能:當(dāng)發(fā)生短路時(shí),能夠自動(dòng)切斷FFU的電源以保護(hù)設(shè)備。

3.3遙控控制方式

遙控控制方式為可選控制方式。它通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)智能模塊預(yù)留接口,通過(guò)可插拔的通訊模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控控制方式。具體功能由手操器實(shí)現(xiàn),采用一對(duì)多的控制方式進(jìn)行控制。手操器能實(shí)現(xiàn)以下控制功能:
1)能夠方便的實(shí)現(xiàn)每臺(tái)FFU的啟停和調(diào)速功能。調(diào)速功能能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化,即直接輸入預(yù)期的風(fēng)速值,以達(dá)到調(diào)速的目的。
2)能夠?qū)γ恳慌_(tái)FFU的風(fēng)速值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.4系統(tǒng)綜合功能

控制系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能:
1)交流調(diào)壓方式控制系統(tǒng)能夠保證正常使用條件下長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有障礙連續(xù)運(yùn)行,正常使用條件下能保證8萬(wàn)小時(shí)以上。
2)整套控制系統(tǒng)布局合理、接線簡(jiǎn)單。
3)在滿足潔凈要求的前提下,可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定風(fēng)速轉(zhuǎn)速,濟(jì)大限度降低風(fēng)機(jī)功耗,達(dá)到節(jié)能目的。
4)對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行時(shí)序控制,在非工作時(shí)間內(nèi),自動(dòng)降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持室內(nèi)潔凈要求,達(dá)到節(jié)能目的。

勝威科(SEVICON)潔凈室FFU控制系統(tǒng)

      勝威科(SEVICON)嚴(yán)格的產(chǎn)品檢測(cè),多道產(chǎn)品調(diào)試與安裝調(diào)控,全流程售前售后專業(yè)配套服務(wù),可以根據(jù)客戶的要求,設(shè)計(jì)出客戶需要的個(gè)性化產(chǎn)品,快速高效輸出更專業(yè)化的凈化設(shè)備解決方案。




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