西北農(nóng)林科自控系統(tǒng)方案說明

1、 西北農(nóng)林科技大學(xué) 測(cè)試中心實(shí)驗(yàn)室自控系統(tǒng)技術(shù)方案概述 該項(xiàng)目的自控系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：一是新風(fēng)組控制系統(tǒng)，二是通風(fēng)控制系統(tǒng)，三是監(jiān)控系統(tǒng)。其中，通風(fēng)控制系統(tǒng)包括排風(fēng)機(jī)的管道靜壓控制系統(tǒng)和室內(nèi)壓差（微負(fù)壓）控制系統(tǒng)。 室內(nèi)溫濕度由樓層新風(fēng)機(jī)組控制調(diào)節(jié)。 通風(fēng)控制部分采用室內(nèi)余風(fēng)量壓差控制。 監(jiān)控系統(tǒng)分主要實(shí)現(xiàn)機(jī)組和實(shí)驗(yàn)室區(qū)域的溫濕度、室內(nèi)壓差、通風(fēng)柜運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行集中監(jiān)視、控制、報(bào)警等功能。 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作管理方便，節(jié)能環(huán)保，控制精度高，可靠性好等特點(diǎn)，具有恒溫恒濕、缺風(fēng)保護(hù)、集中監(jiān)控與遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。1、 新風(fēng)機(jī)組控制 本項(xiàng)目共五層，每層各一臺(tái)新風(fēng)機(jī)組，給本層各房間補(bǔ)送新風(fēng)，調(diào)節(jié)室內(nèi)

2、溫濕度。1， 風(fēng)機(jī)控制：設(shè)本地啟停與遠(yuǎn)程控制兩種模式。開機(jī)先開新風(fēng)閥與送風(fēng)閥，后開風(fēng)機(jī)。關(guān)機(jī)相反。 風(fēng)機(jī)變頻控制運(yùn)行，采用定靜壓控制方法，在風(fēng)機(jī)送風(fēng)總管道上設(shè)置壓差傳感器，變頻器根據(jù)傳感器檢測(cè)信號(hào)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持管道靜壓，從而滿足實(shí)際需要風(fēng)量的目的。 缺風(fēng)壓差開關(guān)檢測(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，缺風(fēng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，關(guān)閉加濕器，與水閥（冬季時(shí)全開水閥），并在監(jiān)控上報(bào)警。2， 表冷水閥控制：對(duì)系統(tǒng)送風(fēng)溫濕度進(jìn)行處理冷水模式：根據(jù)送風(fēng)溫/濕度偏差（取大值）控制閥門的開度，實(shí)現(xiàn)恒溫恒濕；當(dāng)溫/濕度高于設(shè)定值時(shí)，加大閥門開啟度，加大冷量，增加設(shè)備的冷量，以滿足溫/濕度的要求；當(dāng)溫/濕度低于設(shè)定值時(shí)，減小閥門開啟度，甚至關(guān)

3、閉，以滿足溫/濕度的要求；熱水模式：根據(jù)送風(fēng)溫度偏差控制閥門的開度，實(shí)現(xiàn)恒溫；當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)，通過減小閥門開啟度，減少熱量，以滿足手術(shù)室內(nèi)溫度的要求。當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，通過增大閥門開啟度，增加熱量，以滿足手術(shù)室內(nèi)溫度的要求。防凍保護(hù)：表冷盤管后安裝防凍開關(guān)，檢測(cè)表冷后溫度低于5度時(shí)，在監(jiān)控上報(bào)警并全開熱水閥，同時(shí)關(guān)閉新風(fēng)閥與風(fēng)機(jī)。 正常狀態(tài)下，冬季關(guān)機(jī)時(shí)，熱水閥保持20%開度，保證盤管內(nèi)水流動(dòng)，防止凍管。3，加濕控制：對(duì)空氣進(jìn)行加濕處理；模擬量控制：根據(jù)送風(fēng)濕度調(diào)節(jié)加濕器加濕量，實(shí)現(xiàn)恒濕。4，初效過濾器堵塞報(bào)警：通過壓差開關(guān)檢測(cè)過濾器堵塞情況，并在監(jiān)控上報(bào)警。5，火災(zāi)報(bào)警：防火閥常閉接點(diǎn)

4、接入控制器，火災(zāi)發(fā)生時(shí)常閉點(diǎn)斷開，機(jī)組發(fā)出報(bào)警，同時(shí)關(guān)閉風(fēng)閥、風(fēng)機(jī)及水閥、加濕器等所有設(shè)備。6，制冷制熱模式：手動(dòng)時(shí)，在控制柜上可強(qiáng)制制冷或制熱運(yùn)行；自動(dòng)時(shí)，由供水管上的水溫開關(guān)檢測(cè)表冷水源溫度，自動(dòng)判別制冷或制熱模式。7，機(jī)組遠(yuǎn)程操作：監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485通訊方式與控制單元聯(lián)接，機(jī)組溫濕度設(shè)定，開關(guān)機(jī)等通過監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作。新風(fēng)機(jī)組控制原理圖2、 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)控制 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)控制部分采用室內(nèi)余風(fēng)量壓差控制。 實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)余風(fēng)量壓差控制系統(tǒng)可以分為通風(fēng)柜通風(fēng)控制系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室房間通風(fēng)控制系統(tǒng)兩部分。前者主要控制通風(fēng)柜的面風(fēng)速，后者主要用于控制實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)的環(huán)境，如通風(fēng)條件、氣壓、溫度等。（1）通

5、風(fēng)柜面風(fēng)速控制系統(tǒng)工作原理：u 根據(jù)區(qū)域傳感器確定平均面風(fēng)速（檢測(cè)區(qū)域無(wú)人時(shí)典型設(shè)定值為0.3米/秒，有人時(shí)為0.5米/秒）；u 根據(jù)門高傳感器和區(qū)域存在傳感器的測(cè)量值計(jì)算出需要的風(fēng)量，從而控制變風(fēng)量蝶閥的閥體開度來快速實(shí)現(xiàn)需要風(fēng)量的控制；u 根據(jù)微壓差傳感器測(cè)量出文丘理閥前后壓差，監(jiān)測(cè)壓差是否在文丘里閥工作范圍內(nèi)u 通風(fēng)柜門位過高時(shí)有聲音報(bào)警。u 由于故障面風(fēng)速過高或過低時(shí)有聲光報(bào)警。u 當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，開啟緊急排放模式控制系統(tǒng)將全部打開風(fēng)閥,排放系統(tǒng)以最大排風(fēng)量排風(fēng)，不受面風(fēng)速值的控制。u 所有參數(shù)均可就地設(shè)置，液晶顯示屏應(yīng)有調(diào)整相應(yīng)指示，且進(jìn)入界面應(yīng)設(shè)置密碼保護(hù)避免誤操作。u 具備緊急

6、排風(fēng)按鍵。緊急情況下，通過此按鍵實(shí)現(xiàn)最大排風(fēng)操作。u 通風(fēng)柜控制面板設(shè)有風(fēng)機(jī)及照明啟停鍵并將啟停狀態(tài)顯示在面板上，通風(fēng)柜停止使用時(shí)能單獨(dú)關(guān)閉通風(fēng)柜電源。u 可接入中央監(jiān)控通訊網(wǎng)絡(luò)。 （2） 實(shí)驗(yàn)室房間通風(fēng)控制系統(tǒng)工作原理： 實(shí)驗(yàn)室對(duì)室壓進(jìn)行控制的目標(biāo)，并非控制特定壓差，而最終目標(biāo)是證實(shí)驗(yàn)室的氣流始終是以某一速度保持恒定流向。即由周邊區(qū)域進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，而實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣體不會(huì)進(jìn)入周邊區(qū)域，避免導(dǎo)致交叉污染。實(shí)驗(yàn)室的壓力控制是一個(gè)非常重要的控制指標(biāo)。常常采用壓差傳感控制方式和余風(fēng)量補(bǔ)償控制方式。本項(xiàng)目采用的室內(nèi)余風(fēng)量壓差控制方式綜合上述兩種方式的優(yōu)點(diǎn),是目前功能最全,運(yùn)行最穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)控制方式。 室內(nèi)

7、余風(fēng)量壓差控制原理:u 房間壓差顯示面板開機(jī)，排風(fēng)總閥開啟，送風(fēng)機(jī)開機(jī)。u 根據(jù)通風(fēng)柜與房間排風(fēng)的反饋風(fēng)量，迅速調(diào)節(jié)送風(fēng)比例調(diào)節(jié)閥到一定位置，以保障房間壓差快速響應(yīng)。如通風(fēng)柜排風(fēng)量變小時(shí)，能夠在任何時(shí)刻，氣流總會(huì)通過實(shí)驗(yàn)室的門窗等縫隙進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，而不會(huì)從實(shí)驗(yàn)室流出室外。 u 根據(jù)室內(nèi)壓差傳感器檢測(cè)壓差值，微調(diào)送風(fēng)比例調(diào)節(jié)閥，保證室內(nèi)壓差穩(wěn)定。u 為避免頻繁開關(guān)門對(duì)于送風(fēng)控制的影響，安裝一個(gè)門感應(yīng)開關(guān)。在門開時(shí)，可自動(dòng)選擇設(shè)定不同控制模式，快速調(diào)節(jié)送風(fēng)量，以充分保障實(shí)驗(yàn)室內(nèi)操作者安全。u 室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)時(shí)，控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)組表冷盤上的制冷或加熱的閥門來保證室內(nèi)溫度。u 可接至中央監(jiān)控通訊網(wǎng)絡(luò)

8、。余風(fēng)量壓差控制原理示意圖管道排風(fēng)機(jī)靜壓控制u 持續(xù)監(jiān)測(cè)管道內(nèi)的壓力變化，通過調(diào)節(jié)變頻器從而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來恒定管道內(nèi)壓力;u 控制系統(tǒng)在連續(xù)探測(cè)到壓差變化并輸出控制信號(hào)，直接測(cè)量并數(shù)字顯示管道靜壓狀態(tài)管道排風(fēng)靜壓控制系統(tǒng)示意圖3、 監(jiān)控系統(tǒng) 通風(fēng)智能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)主要是建立在以太網(wǎng)基礎(chǔ)上的智能實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)解決方案。整個(gè)系統(tǒng)分為設(shè)備級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)、房間級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)、樓層級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)、中央監(jiān)控系統(tǒng)和HCS遠(yuǎn)程監(jiān)控及診斷系統(tǒng)等幾個(gè)部分。 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)測(cè)控設(shè)備大都采用RS232、RS485、RS422現(xiàn)場(chǎng)總線控制，本系統(tǒng)主要在網(wǎng)絡(luò)層完成以太網(wǎng) TCP/ IP 協(xié)議和測(cè)控設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)總線 RS-232、RS-485、R

9、S-422 等協(xié)議的轉(zhuǎn)換，完成以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)不同以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換。利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及HCS智能網(wǎng)絡(luò)通訊單元將實(shí)驗(yàn)室中各種串口子系統(tǒng)有機(jī)的集成為一體，實(shí)現(xiàn)該控制系統(tǒng)的集中管理，同時(shí)通過寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與HCS遠(yuǎn)程監(jiān)控及診斷中心互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷。 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)智能監(jiān)控與遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖中央監(jiān)控通訊網(wǎng)絡(luò)（上位機(jī)監(jiān)控）：所有樓層通訊系統(tǒng)通過以太網(wǎng)通訊方式，接到中控室內(nèi)的智能網(wǎng)絡(luò)通訊單元（CTX-12），由該單元對(duì)所有樓層通訊系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控功能。l HCS實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)智能監(jiān)控與遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)軟件是以動(dòng)態(tài)圖形為界面，面向用戶提

10、供監(jiān)控、報(bào)警、信息管理與遠(yuǎn)程診斷的集成化管理軟件。l 監(jiān)控主要主要包括：?jiǎn)蝹€(gè)閥門的設(shè)定流量和反饋流量、通風(fēng)柜的調(diào)節(jié)門位置、排風(fēng)量控制指令、排風(fēng)量反饋、通風(fēng)柜報(bào)警、使用者狀態(tài)、面風(fēng)速等的實(shí)時(shí)監(jiān)控；實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)壓差、通風(fēng)、溫度、濕度、燈光等的監(jiān)控。l 報(bào)警主要包括：機(jī)組缺風(fēng)報(bào)警、壓差高低限報(bào)警.l 信息管理主要包括：報(bào)警報(bào)告、詳細(xì)的趨勢(shì)報(bào)告、歷史數(shù)據(jù)的存檔和趨勢(shì)分析、按時(shí)報(bào)告的生成、設(shè)備負(fù)荷文件和需求報(bào)告及遠(yuǎn)程通知功能等。l 遠(yuǎn)程診斷主要包括：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄備份、遠(yuǎn)程控制、分析、遠(yuǎn)程故障報(bào)警、遠(yuǎn)程技術(shù)指導(dǎo)、遠(yuǎn)程故障預(yù)判斷等多項(xiàng)功能。一旦機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)故障，遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)會(huì)第一時(shí)間接收到報(bào)警信號(hào)

11、，專業(yè)的技術(shù)人員會(huì)立即調(diào)出相應(yīng)的記錄信息，分析問題，在遠(yuǎn)端通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)解決問題或者對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。同時(shí)專業(yè)的技術(shù)人員也會(huì)定期的通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，依據(jù)設(shè)備運(yùn)行慣性，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)即將要發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)判斷，并給出相應(yīng)的解決方案，從根本上保障實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定。其具體內(nèi)容以廣州藥檢項(xiàng)目為例: 平面顯示： 機(jī)組實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)： 通風(fēng)柜實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)： 實(shí)驗(yàn)室動(dòng)力回路控制： 用戶登入管理 登入后總貌 歷史數(shù)據(jù) 事件記錄附：產(chǎn)品配置技術(shù)參數(shù)v 變風(fēng)量蝶閥（VAVD-300） HCS變風(fēng)量蝶閥是采用孔板測(cè)量與靜壓差的原理測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)通過閥門的風(fēng)量與設(shè)定值進(jìn)行比較，從而反饋型號(hào)到執(zhí)行

12、器來調(diào)節(jié)閥門的開度。技術(shù)規(guī)格：閥體：PP材質(zhì)，一體成型；口徑：315流量：602800 m3/h執(zhí)行器：博力謀2.5S 閥門控制器I/O： 3 路模擬量信號(hào)輸入：接入電壓（010VDC） 1 路開關(guān)信號(hào)入。 2 路模擬量信號(hào)輸出：輸出電壓（010VDC）。 2 路開關(guān)信號(hào)出：（單刀雙擲，1A 24VAC/DC） 1 路RS-485通訊通風(fēng)柜控制器（CVAV200）CVAV200系列通風(fēng)柜監(jiān)控器廣泛應(yīng)用于變風(fēng)量/定風(fēng)量/雙態(tài)通風(fēng)柜控制。配合CS5105微壓差傳感器，F(xiàn)DH100門高傳感器以及區(qū)域存在傳感器等，用于測(cè)量及控制通風(fēng)柜面風(fēng)速或進(jìn)行控制和報(bào)警，其具有以下特性：1）液晶顯示：持續(xù)顯示面風(fēng)速

13、（m/s或FPM） 2）聲光報(bào)警：蜂鳴器報(bào)警，以及紅/黃/綠三色LED指示 3）8路模擬量/數(shù)字量混合輸入：可設(shè)定為-夜間模式/調(diào)節(jié)窗限位/高低風(fēng)速 4）3路繼電輸出：可設(shè)定為-任意3種輸出/任意報(bào)警狀態(tài) 5）3個(gè)按鍵設(shè)定：可設(shè)定為-風(fēng)機(jī)啟停/照明啟停/紫外燈啟停/插座控制等 6）Com端口：RS485 Modbus連接至PC，用于相關(guān)檢查或調(diào)試設(shè)定 7）通訊兼容：支持所有主流BMS系統(tǒng)，用于中央監(jiān)視及管理 8）易于維護(hù)：采用即插式設(shè)計(jì)，方便安裝及后期檢修維護(hù)v 通風(fēng)柜門高傳感器（FDH100）通風(fēng)柜門高傳感器用于檢測(cè)通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門位置。大多數(shù)通風(fēng)柜上都可配置此傳感器與調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)一起操作。通風(fēng)柜

14、門高傳感器與通風(fēng)柜控制器和文丘里型閥門一起對(duì)調(diào)節(jié)門打開位置變化調(diào)節(jié)，將通風(fēng)柜平均面風(fēng)速保持為常量。通風(fēng)柜門高傳感器有2種信號(hào)方式，一種為電阻信號(hào)，還可以電壓信號(hào)輸出。技術(shù)規(guī)格：FDH100（垂直調(diào)節(jié)門傳感器）： 直接卷軸的調(diào)節(jié)門傳感技術(shù)。 不銹鋼的鋼絲連到精確的十圈電位器上,最大縮進(jìn)長(zhǎng)度1000mm。 010,000 歐姆的電阻輸出，輸出值與調(diào)節(jié)門位置成正比。 1、2、3、4 或5 個(gè)垂直型傳感器用于并排結(jié)構(gòu)。 10,000 次的壽命測(cè)試。 出廠時(shí)引出的護(hù)套信號(hào)線（3 米長(zhǎng)）。 在通風(fēng)柜頂表面或支架安裝（不帶支架）。 尺寸：160mmH57mmW77mmL。 050的環(huán)境溫度。 材料：鋁合金。 顏色：淺灰。v 房間壓差控制器（CRDP200）CRDP200 系列房間壓差控制器設(shè)計(jì)與文丘里風(fēng)量控制閥門一起用來保證某一特定區(qū)域的正確壓力，使得房間的氣流方向保持正確流向。CRDP202自適應(yīng)型房間壓差控制器通過與CS5105微壓差傳感器連接可以調(diào)節(jié)房間壓差,可作為正壓或負(fù)壓房間使用。集成型主要功能包括： 將所有房間排風(fēng)迭加，計(jì)算房間總的排風(fēng)流量。 采用排風(fēng)體積流量跟蹤控制房間補(bǔ)風(fēng)風(fēng)閥（房間送風(fēng)排風(fēng)量余風(fēng)量）。 最小通風(fēng)量控制。自適應(yīng)