本文在研究了智能全自動(dòng)通風(fēng)系統在實(shí)驗室中的應用的基礎上，設計了某市質(zhì)檢所實(shí)驗室的智能通風(fēng)系統，完成了主機房和各實(shí)驗室的硬件和軟件設計工作，包括了系統的電氣構成、程序設計、界面設計以及控制方法。
　　【關(guān)鍵詞】 
　　變頻器；PLC；CC－Link網(wǎng)絡(luò ) 

　　原始通風(fēng)系統根據通風(fēng)要求風(fēng)管硬件設計完成，風(fēng)管主風(fēng)機為工頻運行，總通風(fēng)量與各個(gè)風(fēng)口風(fēng)量基本固定。系統正常運行過(guò)程中，能夠滿(mǎn)足使用要求，系統對于變化的情況就無(wú)法適應，系統的通風(fēng)基本參數會(huì )發(fā)生變化。由于主風(fēng)機一直處于工頻運行，當風(fēng)口使用數量減少時(shí)，其它風(fēng)口風(fēng)量和風(fēng)速都會(huì )增加，這樣對其它風(fēng)口的實(shí)驗數據造成影響。如果風(fēng)口在沒(méi)使用的情況下都全開(kāi)，主風(fēng)機一直在工頻狀態(tài)下運行，這樣會(huì )造成能源的浪費。當某些風(fēng)口需要在實(shí)驗過(guò)程中修改風(fēng)口風(fēng)量或風(fēng)速，系統也是不能處理的。舊通風(fēng)控制系統是基于傳統繼電控制系統。為了實(shí)現通風(fēng)系統的自化控制，必需依靠一點(diǎn)必要的自動(dòng)化產(chǎn)品來(lái)實(shí)現，其中包括變頻器，可編程控制器（PLC），觸摸屏等。
　　1 系統模塊 
　　變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現在使用的變頻器主要采用交―直―交方式，先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節、逆變和控制4個(gè)部分組成。本系統中使用的模塊除了包括PLC數字量轉摸擬量模塊，摸擬量轉數字量模塊外，還包括有三菱專(zhuān)用通信模塊CC－Link模塊。本系統中采用了PLC與變頻帶器RS-485全雙工通信功能。連接可編程序控制器（PLC）、變頻器、直流調速器、儀表等工業(yè)控制設備，利用顯示屏顯示，通過(guò)輸入單元（如觸摸屏、鍵盤(pán)、鼠標等）寫(xiě)入工作參數或輸入操作命令，實(shí)現人與機器信息交互的數字設備，由硬件和軟件兩部分組成。人機界面硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數據存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產(chǎn)品的性能高低，是HMI的核心單元。
　　2 系統硬件設計 
　　按照實(shí)驗室通風(fēng)管道智能改造要求，由于質(zhì)檢所檢測物品例如硫酸等一些有異味或者容易產(chǎn)生化學(xué)作用的物品時(shí)，還有一些材料要檢測噪聲方面的對于通風(fēng)效果要求甚高?，F由人機操作介面，變頻器，主站PLC及各區域從站PLC控制組成，主站及各區域PLC控制器將使用三菱工控型PLC及相配套的擴展模塊。整個(gè)系統采用CC-LINK開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)控制，詳情如圖1所示。
　　由于每個(gè)樓層之間布線(xiàn)的距離相對比較長(cháng)，而且線(xiàn)槽中強弱電均有分布，故不能采用RS-485的通信方式，所以采取通信速度快，抗干擾能力強的CC-Link來(lái)保持主機房與各實(shí)驗室間的通信的控制。選擇由三菱F740-18.5K-CHT作為驅動(dòng)風(fēng)機的主變頻器，另外增加一個(gè)帶機械互鎖的星三角啟動(dòng)備用，來(lái)保障當變頻出現故障時(shí)得以切換保障風(fēng)機的臨時(shí)運行?？刂撇糠植捎萌釬X2N-32MR-001的可編程控制器，來(lái)采集和處理所有實(shí)驗室的數據和給出相應的控制指令。擴展模塊包括有FX2N-485BD來(lái)進(jìn)行與變頻器的通信，其中包括啟動(dòng)變頻器的運行，檢測變頻器的輸出頻率，電流和電壓，以便在觸摸屏上顯示，使操作起來(lái)更加直觀(guān)明了。
　　各實(shí)驗室只是控制實(shí)驗室里的風(fēng)廚和風(fēng)閥，配置一臺三菱PLC和彩色人機界面。實(shí)驗室通過(guò)CC-Link從站模塊與主機房主站交換數據。根據控制要求通過(guò)改變單個(gè)風(fēng)口的風(fēng)速可以改變風(fēng)廚的風(fēng)閥和風(fēng)罩的電動(dòng)截止閥來(lái)調整風(fēng)速。
　　3 系統軟件設計 
　　主機房要處理主要任務(wù)控制主風(fēng)機頻率變化，同時(shí)將主風(fēng)機運行狀態(tài)（主風(fēng)機頻率、電流、電壓）傳送至實(shí)驗室內顯示屏顯示。為防止由于實(shí)驗室顯示屏故障同時(shí)將同一風(fēng)管所有簡(jiǎn)單啟?？刂乒δ苎由熘林鳈C房?jì)瓤刂??？刂飘?huà)面為控制整個(gè)風(fēng)管主風(fēng)機功能。參數設置用于設定系統定時(shí)運行以及自動(dòng)改變頻率功能。遠程控制是能夠通過(guò)主電房去控制室內實(shí)驗室設備動(dòng)作。系統監視用于監視系統主風(fēng)機當前運行狀態(tài)。實(shí)時(shí)報警指系統當前報警信息，通過(guò)報警信息可以對故障進(jìn)行快速定位，縮短排除故障的時(shí)間。驗證碼為實(shí)驗室內控制系統主風(fēng)機時(shí)使用的密碼。登錄與注銷(xiāo)是指操作本主風(fēng)機時(shí)需要密碼進(jìn)入且有足夠的權限才能對系統主風(fēng)機進(jìn)行操作。 
　　實(shí)驗室控制程序和界面主要是控制電動(dòng)截至閥和風(fēng)閥的開(kāi)度、風(fēng)機的啟動(dòng)和停止功能、外部控制設備啟停。啟動(dòng)時(shí)先打開(kāi)風(fēng)閥或電動(dòng)截至閥，然后啟動(dòng)風(fēng)機。這里的風(fēng)機是指室內的風(fēng)廚或風(fēng)罩上的小風(fēng)機。在控制畫(huà)面里可以設定風(fēng)閥或電動(dòng)截止閥的開(kāi)度。程序功能主要分為一下幾大部分：系統主控制功能、CC－Link通信功能、通信數據處理以及其它輔助功能。 
　　4 總結 
　　最后經(jīng)過(guò)系統調試，整個(gè)實(shí)驗室的通風(fēng)效果達到了預期的效果。第一：達到穩定的風(fēng)壓系統及靜音效果。第二：達到了節能的效果。第三：這個(gè)系統的設計包括了冗余系統，保證了系統的穩定性。由于整個(gè)智能通風(fēng)系統工期比較緊張，布線(xiàn)和人機界面畫(huà)面設計相對比較平淡，動(dòng)態(tài)顯示效果相對比較少。