專利名稱：多臺并聯通風柜的控制方法
技術領域：
本發明涉及多臺并聯通風柜的控制方法，該方法使用多臺并聯設置的補風型通風柜、排風總管裝置、補風總管裝置；通過行程傳感器實時采集補風型通風柜的滑動窗式柜門開啟的高度數據，排風總管裝置中的PLC可編程控制器A依據高度數據計算出目標排風總量；PLC可編程控制器A發送控制信號控制抽風機的轉速將實際排風總量調整為目標排風總量；補風總管裝置中的PLC可編程控制器B依據目標排風總量的數據即時發送控制信號控制鼓風機的轉速調整實際補風總量。
背景技術：
中國專利03261011. 4公開了一種環保平衡補風型通風柜，它可以有效地避免通風柜操作臺內有毒有害氣體或異味氣體的外出，以及室內空氣的外流，保持室內環境的穩 定，補風出風口安置在通風柜操作臺底部，可以為底部的前部、后部和側部，并對操作窗口部實行氣流屏蔽，防止有毒有害氣體的外泄；排風出口設置在操作臺的上端，并在補風入風管和排風出風管處分別安裝了風量調節裝置，以控制和調整通風柜體內的出風量或壓差。該專利的說明書還進一步公開了具體結構，即通風柜的主體是由下底柜、通風柜體、通風柜臺面、活動推拉視窗、補風通道、補風出風口、排風導流板、排風出風管、排風通道等構成。但是，該補風型通風柜并不能實現多個通風柜同時進行排風和補風的目的，其排風量和補風量不能實現自動調節，導致該補風型通風柜出現能耗高，風速不均勻的問題。為此，需要提出一種多臺并聯通風柜的控制方法以解決上述問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種多臺并聯通風柜的控制方法，該方法使用多臺并聯設置的補風型通風柜、排風總管裝置、補風總管裝置；通過行程傳感器實時采集補風型通風柜的滑動窗式柜門開啟的高度數據，排風總管裝置中的PLC可編程控制器A依據高度數據計算出目標排風總量；PLC可編程控制器A發送控制信號控制抽風機的轉速將實際排風總量調整為目標排風總量；補風總管裝置中的PLC可編程控制器B依據目標排風總量的數據即時發送控制信號控制鼓風機的轉速調整實際補風總量。本發明可以同時對多個補風型通風柜自動調控排風量和補風量，保證各補風型通風柜的滑動窗式柜門處的面風速恒定。本發明的目的是由下述技術方案實現的多臺并聯通風柜的控制方法，使用多臺并聯設置的補風型通風柜、排風總管裝置、補風總管裝置；
A、啟動所述多臺并聯設置的補風型通風柜，排風支管道中的電動調節閥開啟，柜體控制電路中的操作面板實時的顯示補風型通風柜柜門實際面風速的值；
B、啟動柜門開度檢測電路，所述柜門開度檢測電路中的行程傳感器實時采集所述補風型通風柜的滑動窗式柜門開啟的高度數據，并將所述的高度數據實時的傳輸給排風總管裝置中的PLC可編程控制器A ;
C、所述PLC可編程控制器A根據所述的高度數據計算出所述每臺補風型通風柜柜門開啟后的進風面的面積值，再根據該進風面的面積值以及預置在所述PLC可編程控制器A中的目標面風速的值，通過排風量計算公式分別計算出所述每臺補風型通風柜的目標排風量，并將所述每臺補風型通風柜的目標排風量匯總算出目標排風總量；
D、所述PLC可編程控制器A依據所述目標排風總量的數據向排風總管裝置中的變頻調速器發送控制信號，通過變頻調速器調節抽風機的轉速，將實際排風總量調整為目標排風 總量；
E、補風總管裝置中的PLC可編程控制器B接收到所述PLC可編程控制器A發送的所述目標排風總量的數據后，即時向補風總管裝置中的變頻調速器發送控制信號，通過變頻調速器調節鼓風機的轉速；將實際補風總量調整至所述實際排風總量的90% ；
F、所述柜體控制電路依據所述每臺補風型通風柜的目標排風量的數據向所述電動調節閥發送控制信號，通過所述電動調節閥調節所述排風支管道中的氣體流量，將所述每臺補風型通風柜柜門實際面風速調整為所述預置在所述PLC可編程控制器A中的目標面風速；
G、所述補風型通風柜發生氣體外溢時，操作柜體控制電路中的操作面板上的最大排風按鈕，使所述實際面風速的值達到I米/秒；實驗人員需要長時間離開前，手動降低所述滑動窗式柜門開啟的高度，使所述實際面風速的當前值降至預置在所述PLC可編程控制器A中的值班風量；
所述補風型通風柜包括柜體、滑動窗式柜門、柜體控制電路、柜門開度檢測電路、送風入口管接口、排風出口管接口 ；所述排風總管裝置包括抽風機、排風總管道、變頻調速器、PLC可編程控制器A ;所述補風總管裝置包括鼓風機、補風總管道、變頻調速器、PLC可編程控制器B;所述補風型通風柜上的送風入口管接口通過送風支管道并聯接入所述補風總管道，所述補風型通風柜上的排風出口管接口通過排風支管道并聯接入所述排風總管道，所述排風支管道中設置電動調節閥；所述電動調節閥的控制信號輸入端與所述柜體控制電路電連接，所述柜體控制電路的控制信號輸出端與所述PLC可編程控制器A電連接，所述柜門開度檢測電路的信號輸出端與所述PLC可編程控制器A電連接，所述PLC可編程控制器A與所述PLC可編程控制器B信號連接。本發明與現有技術相比具有如下優點
I、本發明依據柜門開度檢測電路中的行程傳感器實時采集的數據來控制鼓風機和抽風機的轉速從而實現自動調節排風量的目的，大大降低了鼓風機和抽風機的能耗。2、本發明通過各排風支管道中的電動調節閥對各排風支管道中的氣體流量進行調整，使多臺并聯設置的補風型通風柜柜門的實際面風速保持與目標面風速一致。3、本發明能在發生氣體外溢的情況下，通過操作柜體控制電路中的操作面板，使實際面風速的值在3秒內迅速達到I米/秒；實驗人員長時間離開時，依據預置在所述PLC可編程控制器A中的值班風量保證補風型通風柜內的值班風量不低于150m3/h。4、本發明通過在送風入口管接口和排風出口管接口設置溫度傳感器；PLC可編程控制器B依據溫度傳感器發送的信號控制鼓風機的轉速調整實際補風總量，保持實驗室內的操作環境溫度不變。
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。圖I是本發明的實施例一的流程框 圖2是本發明的多臺并聯通風柜的結構示意 圖3是本發明的補風型通風柜的結構示意 圖4是多臺并聯通風柜的電氣原理框 圖5是本發明的實施例二的流程框圖。
具體實施例方式實施例一
參見
圖1，本發明的多臺并聯通風柜的控制方法，使用多臺并聯設置的補風型通風柜、排風總管裝置、補風總管裝置；
A、啟動所述多臺并聯設置的補風型通風柜，排風支管道中的電動調節閥開啟，柜體控制電路中的操作面板實時的顯示補風型通風柜柜門實際面風速的值；
B、啟動柜門開度檢測電路，所述柜門開度檢測電路中的行程傳感器實時采集所述補風型通風柜的滑動窗式柜門開啟的高度數據，并將所述的高度數據實時的傳輸給排風總管裝置中的PLC可編程控制器A ;
C、所述PLC可編程控制器A根據所述的高度數據計算出所述每臺補風型通風柜柜門開啟后的進風面的面積值(補風型通風柜柜體確定后，該進風面的面積值的大小只與柜門開啟的高度值有關)，再根據該進風面的面積值以及預置在所述PLC可編程控制器A中的目標面風速的值，通過排風量計算公式分別計算出所述每臺補風型通風柜的目標排風量，并將所述每臺補風型通風柜的目標排風量匯總算出目標排風總量；
D、所述PLC可編程控制器A依據所述目標排風總量的數據向排風總管裝置中的變頻調速器發送控制信號，通過變頻調速器調節抽風機的轉速，將實際排風總量調整為目標排風總量；
E、補風總管裝置中的PLC可編程控制器B接收到所述PLC可編程控制器A發送的所述目標排風總量的數據后，即時向補風總管裝置中的變頻調速器發送控制信號，通過變頻調速器調節鼓風機的轉速；將實際補風總量調整至所述實際排風總量的90% ；
F、所述柜體控制電路依據所述每臺補風型通風柜的目標排風量的數據向所述電動調節閥發送控制信號，通過所述電動調節閥調節所述排風支管道中的氣體流量，將所述每臺補風型通風柜柜門實際面風速調整為所述預置在所述PLC可編程控制器A中的目標面風速；
G、所述補風型通風柜發生氣體外溢時，操作柜體控制電路中的操作面板上的最大排風按鈕，使所述實際面風速的值達到I米/秒；實驗人員需要長時間離開前，手動降低所述滑動窗式柜門開啟的高度，使所述實際面風速的當前值降至預置在所述PLC可編程控制器A中的值班風量；
參見圖2、圖3、圖4,所述補風型通風柜I包括柜體105、滑動窗式柜門、柜體控制電路、柜門開度檢測電路、送風入口管接口 106、排風出口管接口 107;本實施例中的補風型通風柜可以簡稱為通風柜。該補風型通風柜設置在試驗室內，送風的出風口設置在補風型通風柜體的外面，位于滑動窗式柜門上邊；圖中的箭頭表示氣流方向。參見圖2，補風型通風柜的前部設置有上下推拉滑動窗式柜門4、柜體控制電路中的操作面板5。所述排風總管裝置包括抽風機6、排風總管道7、變頻調速器、PLC可編程控制器A，抽風機設置在實驗室9的墻夕卜。所述補風總管裝置包括鼓風機8、補風總管道10、變頻調速器、PLC可編程控制器B，鼓風機設置在室外。所述補風型通風柜上的送風入口管接口通過送風支管道11并聯接入所述補風總管道，所述補風型通風柜上的排風出口管接口通過排風支管道2并聯接入所述排風總管道，所述排風支管道中設置電動調節閥3 ;所述電動調節閥的控制信號輸入端與所述柜體控制電路電連接，所述柜體控制電路的控制信號輸出端與所述PLC可編程控制器A電連接，所述柜門開度檢測電路的信號輸出端與所述PLC可編程控制器A電連接，所述PLC可編程控制器A與所述PLC可編程控制器B信號連接。本實施例中，變頻調速器、PLC可編程控制器A、PLC可編程控制器B設置在通風柜柜體的下部；也可以單獨設置一個電氣柜安裝上述電氣裝置。本實施例中所述的滑動窗式柜門是上下推拉的滑動玻璃門。本實施例中所述的補風型通風柜裝置包括三個通風柜。還可以設置5-7個通風柜。本實施例中，所述柜門開度檢測電路中設置一個行程傳感器12，所述的行程傳感器設置在所述滑動窗式柜門的門框上。行程傳感器實時采集各補風型通風柜的滑動窗式柜門開啟的高度值，并將各高度值的數據信號傳輸給PLC可編程控制器A，PLC可編程控制器A根據該高度數據計算出每臺通風柜柜門開啟后的進風面的面積值，再根據該面積值以及預置的目標面風速值通過排風量計算公式分別計算出每臺通風柜的目標排風量值，并將各目標排風量值匯總算出目標排風總量值，目標排風總量值是將每臺通風柜的目標排風量值相加。依據該目標排風總量的數據向排風總管裝置中的變頻調速器發送控制信號，通過變頻調速器調節抽風機的轉速。所述排風量計算公式Q=mXvXs (Q表示目標排風量；m表示柜門開啟后的進風面的面積表示目標面風速；s表示時間)。本實施例中，預置在所述PLC可編程控制器A中的目標面風速的值的范圍是O. 5-1米/秒，實驗人員可以根據具體的實驗預先對目標面風速進行設置，目標面風速的設定值可以在O. 5-1米/秒之間進行選擇。預置在所述PLC可編程控制器A中的值班風量的值不低于150m3/h。本實施例中，排風總量發生變化時，補風總量隨之發生變化，補風總管裝置中的PLC可編程控制器B接收到PLC可編程控制器A發送的目標排風總量的數據后，即時向補風總管裝置中的變頻調速器發送控制信號，通過變頻調速器調節鼓風機的轉速。本實施例中，所述的行程傳感器是電感式行程傳感器、數字式行程傳感器、光電式行程傳感器中的一種。本實施例中所述的行程傳感器采用圖爾克公司生產的型號為UPROX+的電感式行程傳感器。本實施例中，所述的PLC可編程控制器A和PLC可編程控制器B所采用的產品型號為 SIMATIC S7-400 PLC。本實施例中所述的變頻調速器采用臺達公司生產的型號為VFD-F的變頻器。本實施例中所述的通風柜柜門、電動調節閥、操作面板屬于現有技術范疇，本說明書不詳細描述。本實施例中，所述的三個補風型通風柜與排風總管裝置、補風總管裝置組成了一個完整的通風系統，該通風系統中的排風總量和補風總量不僅隨各通風柜的柜門開啟數量變化而變化，而且還隨各通風柜的柜門開啟面積的變化而變化；當通風柜柜門開啟的面積 增大時，實際排風量和實際補風量也隨之增大，反之減小，以保證通風柜柜門處的面風速恒定；該通風系統中任何一個通風柜的風量變化不會對其他通風柜的風量產生任何影響。因此，本發明可以根據需要調節排風總量和補風總量，有效地降低能耗，節約能源。為了調節風量的方便，所述排風支管道中設置手動調節閥，所述送風支管道中設置手動調節閥。所述的手動調節閥是以串聯方式設置在送風支管道中，或者是以串聯方式設置在排風支管道中。可方便手動微調排風量和補風量，以保證通風柜柜門處的面風速恒定。本實施例中所述的手動調節閥屬于現有技術范疇，本說明書不詳細描述。實施例二
本實施例是在實施例一基礎上的改進，實施例一中公開的技術內容不重復描述，實施例一公開的內容也屬于本實施例公開的內容。參見圖5，在本實施例中，所述補風型通風柜的送風入口管接口設置送風溫度傳感器，所述補風型通風柜的排風出口管接口設置排風溫度傳感器，所述送風溫度傳感器和所述排風溫度傳感器與所述PLC可編程控制器B信號連接；所述送風溫度傳感器和所述排風 溫度傳感器將采集的溫度數據發送給所述PLC可編程控制器B，所述PLC可編程控制器B通過預置的公式計算出溫度差值，所述PLC可編程控制器B根據所述溫度差值即時向所述補風總管裝置中的變頻調速器發送控制信號，通過變頻調速器調節鼓風機的轉速調整實際補風總量。本實施例中，預置的公式可以設置為溫度差值=送風溫度傳感器探測的溫度值-排風溫度傳感器探測的溫度值，保持實驗室內的環境溫度在一定范圍內趨于恒定。在夏季，實驗室內的溫度值低于實驗室外的溫度值，計算出的溫度差值大于O. 5°時，補風總管裝置增加補風量；在冬季，實驗室內的溫度值高于實驗室外的溫度值，計算出的溫度差值小于O. 5°時，補風總管裝置增加補風量。預置的公式也可以設置為溫度差值=排風溫度傳感器探測的溫度值-送風溫度傳感器探測的溫度值。
權利要求
1.多臺并聯通風柜的控制方法，使用多臺并聯設置的補風型通風柜、排風總管裝置、補風總管裝置；其特征在于 A、啟動所述多臺并聯設置的補風型通風柜，排風支管道中的電動調節閥開啟，柜體控制電路中的操作面板實時的顯示補風型通風柜柜門實際面風速的值； B、啟動柜門開度檢測電路，所述柜門開度檢測電路中的行程傳感器實時采集所述補風型通風柜的滑動窗式柜門開啟的高度數據，并將所述的高度數據實時的傳輸給排風總管裝置中的PLC可編程控制器A ; C、所述PLC可編程控制器A根據所述的高度數據計算出所述每臺補風型通風柜柜門開啟后的進風面的面積值，再根據該進風面的面積值以及預置在所述PLC可編程控制器A中的目標面風速的值，通過排風量計算公式分別計算出所述每臺補風型通風柜的目標排風量，并將所述每臺補風型通風柜的目標排風量匯總算出目標排風總量； D、所述PLC可編程控制器A依據所述目標排風總量的數據向排風總管裝置中的變頻調 速器發送控制信號，通過變頻調速器調節抽風機的轉速，將實際排風總量調整為目標排風總量； E、補風總管裝置中的PLC可編程控制器B接收到所述PLC可編程控制器A發送的所述目標排風總量的數據后，即時向補風總管裝置中的變頻調速器發送控制信號，通過變頻調速器調節鼓風機的轉速；將實際補風總量調整至所述實際排風總量的90% ； F、所述柜體控制電路依據所述每臺補風型通風柜的目標排風量的數據向所述電動調節閥發送控制信號，通過所述電動調節閥調節所述排風支管道中的氣體流量，將所述每臺補風型通風柜柜門實際面風速調整為所述預置在所述PLC可編程控制器A中的目標面風速； G、所述補風型通風柜發生氣體外溢時，操作柜體控制電路中的操作面板上的最大排風按鈕，使所述實際面風速的值達到I米/秒；實驗人員需要長時間離開前，手動降低所述滑動窗式柜門開啟的高度，使所述實際面風速的當前值降至預置在所述PLC可編程控制器A中的值班風量； 所述補風型通風柜包括柜體、滑動窗式柜門、柜體控制電路、柜門開度檢測電路、送風入口管接口、排風出口管接口 ；所述排風總管裝置包括抽風機、排風總管道、變頻調速器、PLC可編程控制器A ;所述補風總管裝置包括鼓風機、補風總管道、變頻調速器、PLC可編程控制器B ;所述補風型通風柜上的送風入口管接口通過送風支管道并聯接入所述補風總管道，所述補風型通風柜上的排風出口管接口通過排風支管道并聯接入所述排風總管道，所述排風支管道中設置電動調節閥；所述電動調節閥的控制信號輸入端與所述柜體控制電路電連接，所述柜體控制電路的控制信號輸出端與所述PLC可編程控制器A電連接，所述柜門開度檢測電路的信號輸出端與所述PLC可編程控制器A電連接，所述PLC可編程控制器A與所述PLC可編程控制器B信號連接。
2.根據權利要求I所述的多臺并聯通風柜的控制方法，其特征在于所述補風型通風柜的送風入口管接口設置送風溫度傳感器，所述補風型通風柜的排風出口管接口設置排風溫度傳感器，所述送風溫度傳感器和所述排風溫度傳感器與所述PLC可編程控制器B信號連接；所述送風溫度傳感器和所述排風溫度傳感器將采集的溫度數據發送給所述PLC可編程控制器B，所述PLC可編程控制器B通過預置的公式計算出溫度差值，所述PLC可編程控制器B根據所述溫度差值即時向所述補風總管裝置中的變頻調速器發送控制信號，通過變頻調速器調節鼓風機的轉速調整實際補風總量。
3.根據權利要求2所述的多臺并聯通風柜的控制方法，其特征在于所述排風支管道中設置手動調節閥，所述送風支管道中設置手動調節閥。
4.根據權利要求3所述的多臺并聯通風柜的控制方法，其特征在于所述的行程傳感器設置在所述滑動窗式柜門的門框上。
5.根據權利要求4所述的多臺并聯通風柜的控制方法，其特征在于所述的行程傳感器是電感式行程傳感器、數字式行程傳感器、光電式行程傳感器中的一種。
6.根據權利要求5所述的多臺并聯通風柜的控制方法，其特征在于所述預置在所述PLC可編程控制器A中的目標面風速的值的范圍是O. 5-1米/秒；所述預置在所述PLC可編程控制器A中的值班風量的值不低于150m3/h。
全文摘要
本發明涉及一種多臺并聯通風柜的控制方法，使用多臺并聯設置的通風柜、排風總管裝置、補風總管裝置；通風柜包括柜體、滑動窗式柜門、柜體控制電路、柜門開度檢測電路、送風入口管接口、排風出口管接口；排風總管裝置包括抽風機、排風總管道、變頻調速器、PLC可編程控制器A；補風總管裝置包括鼓風機、補風總管道、變頻調速器、PLC可編程控制器B；柜門開度檢測電路中的行程傳感器實時采集柜門開啟的高度數據，排風總管裝置依據采集的高度數據控制通風柜的排風總量，補風總管裝置依據排風總量的數據控制通風柜的補風總量；柜體控制電路控制電動調節閥調整通風柜柜門的實際面風速，使實際面風速與預置的目標面風速一致。
文檔編號B08B15/04GK102652948SQ20111005219
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者劉冬青, 胡秀文 申請人:北京鳴遠偉業實驗室設備有限公司