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浅谈建筑电气中风机及水泵控制模型的运用

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  【摘 要】建筑智能化正在迅速发展,建筑电气设计让人们对电机等设备的要求越来越高。本文分析了风机及水泵控制模型的特点、功能和节构,并让它和可编程控制器与传统系统进行对比,最终得出具体应用,讲述了控制模块在建筑电气中风机及水泵等在控制模型中的作用。
  【关键词】建筑电气;风机;水泵;智能建筑;控制模块;继电器控制系统;控制盒
  一、前言
  近年来,我国在建筑电气工程设计中对风机和水泵类设计的多年研究和设计,得出了很好的效果和设计方式。电气控制设计中的控制模块是创新理念的一次突破,经过工程的实践检验,得出了控制模块的先进性、实用性和可靠性。
  二、控制模块的简介
  集成电路和其他元件共同组成了控制模块,根据国家的规范和标准要求,按照风机和水泵的特点,通过多年的工程实践经验,把国内建筑管理和安装施工的实践情况进行参照,让其适用性和针对性更大。
  2.1 控制模块结构
  控制模块主要是端子板、面板、主板和塑料机壳组成。
  (1)主板。主板是由0K~3K继电器和1IC~6IC集成电路组成。其中0K是消防设备结果自保继电器,1K是起动继电器,2K是运行继电器,而3K则是故障继电器。1IC是HIC-4多媒体输入接口专用混合集成电路,3IC是HIC-5A的手动接口专用混合集成电路,而4IC则是HIC-13零损耗待机和抗干扰的专用混合集成电路,而5IC是HIC-8的故障识别专用混合集成电路,6IC是HIC-3声响报警专用的混合集成电路。
  (2)面板。HA为蜂鸣器,AX是消声轻触按钮,AS是声响报警试验轻触按钮,1SA是系统状态选择开关,1SB是手动起动轻触按钮,2SA是手动机旁、柜体选择开关,2SB是手动停止轻触按钮,K1~K3都是非消防和消防设备选择数码开关,端口5红LED是起动指示灯,端口5红闪是故障指示灯,端口5白LED是电源指示灯,端口绿LED是运行指示灯。
  (3)48位端子板。端口38~39是机旁反馈无源触点,端口23~26是FA反馈无源触点,端口17~20为DDC反馈无源触点,端口45~46是起停输出无源触点,端口3~10是多媒体输入接口,端口1~2是AC13V电源输入。
  2.2 模块的功能
  (1)一般功能。一般功能有系统故障反馈、运行、启动和状态,故障指示、运行和起动,控制起停等。
  (2)特殊功能。消防设备故障的时候报警不停机,非消防设备故障时候报警并且停机,都是由数码开关进行现场设置。具备结果自保功能,在集成电路运行时损坏,消防泵可以继续运行,让消防灭火不断开。双速风机根据高速排烟指定进行优先原则。
  2.3 模块的特点
  (1)使用自主研发的电磁抗干扰和电子抗干扰,并且具备超强抗干扰的功能,让软起动、高次谐波和变频器情况下的可靠运行得到保证。
  (2)不需要软件,只需要硬件。风机和水泵的各种起动运行程序可通过N种专用的混合集成电路合成。这种不同的组合可以构成四十多种控制模块。
  (3)多媒体输入接口。控制指令分别由持续电平或脉冲,三线或二线控制,有源和无源触点。输入指令有闭锁和优先的功能。
  (4)监测、运行和起动使用闭环控制,并且拥有欠载报警的保护。
  (5)设备由于类别的兼容性强,方便使用、安装、维修和订货。非消防设备和消防设备都使用同一电路结构,让操作人员在使用的时候通过数码开关进行设定。
  三、建筑电气中的风机和水泵控制方式和其他方式的对比
  建筑电气中的风机和水泵控制系统由计算机控制电路和继电器控制电路两种组成。计算机控制是应用在工业控制的使用可编程控制器。但是由于性价比和对环境需求过高,导致在建筑电气电机控制里并无法普遍运用。继电器是通过电磁机构触点元件组成,其组成的电气控制线路广泛应用于传统电气设计中。
  3.1 可编程控制器与其对比
  可编程控制器是通过软件和硬件共同组成。硬件是由输出和输入接口、存储器和微处理器等组成,而主要的控制单元则是由转换接口、时间脉冲电路、时序逻辑电路、组合逻辑电路和基本逻辑单元等组成。PLC控制器结构复杂,但是功能强,并且它是无触点控制电路。
  PLC的操作是使用软件指令,执行过程中内部比较复杂,但程序的编制很简单。PLC的可靠性主要取决于硬件电路,也和软件的编制有一定关系。可靠性和硬件电路成反比,电路多,可靠性就不好。而为了达到控制的通用型,一般PLC都使用多借口的输出和输入。
  建筑电气中的风机和水泵的控制特点是干扰源很多,设备安装的环境也不好,控制的主元件功耗较大,控制信号也不多,设备分散很大,操作维护也需要简便。而现在的风机和水泵专用的PLC并没有生产。
  风机和水泵控制的专用模块和PLC比较,线路简单并且针对性强,它不需要编程、性价比高、抗干扰能力较强、可靠性和功能性高等特点。
  3.2 传统控制系统与其对比
  和传统控制系统进行比较,它拥有更多的优点,主要有:
  (1)兼容性大,接口的样式多,可以使用二、三线制联动的控制。起停指令是持续或脉冲电平。同时让不同指令闭锁功能,使用各子系统的接线端口,而继电器的电路都无法实现这些。
  (2)继电器是执行元件和电磁机构促成的。而电磁机构里会因为灰尘或是空气湿度导致锈蚀,最终让机械引起故障,耐冲击性和抗振动性能也受到影响。电力电子模块是通过集成电路组合而成的,没有机械部分,因此使用寿命和电子器件一样。所以,继电器故障可靠性不高,并且故障率非常高。
  (3)继电器电路是触点控制电路,并且触点之间都有电阻。这些电阻分别是收缩电阻和膜电阻。触点形式决定收缩电阻,而膜电阻则是因为硫化或是氧化随时间而变大。控制模块是无触点的控制电路,信息则是无触点的传输,并没有接触电阻。即便有输出接口使用部分继电器,它的结构也是密封型的小型继电器,并不会对系统造成影响。但继电器的线圈功率消耗大,当控制线路很长,就会让继电器无法在正常电压下进行工作,让它的可靠性受到影响。   (4)控制模块的兼容性好。继电器搭接的控制回路具有惟一性。控制模块的标准化让工程现场需要调整模式时,满足了工程需要的多变化需求。
  (5)模块的高度集成化。由于模块的故障、反馈、显示和集控制等功能集于一身,让维修、调试、安装和使用都非常方便。
  (6)模块使用安全低电压,让使用非常的安全,并且模块体积较小,因此使用时没有噪音,并且简洁、美观和重量小。
  (7)因为继电器控制电路无法形成组合型逻辑电路,所以建筑工程的发展要求无法达到满足,因此继电器控制系统无法满足现代工程技术的要求。
  (8)控制模型的抗干扰功能并没有继电器电路好,但使用了电子抗干扰措施,特别是特殊的电磁抗干扰可以和继电器电路抗干扰拥有同样的性能。
  四、风机及水泵控制模型在建筑电气中的应用分析
  (1)通过风机及水泵控制模型的,能够将系统的实际运行状态接近理想的调节和变速,避免系统中的无用功发生,有很强的节能作用,使得调节效果显著提高。
  (2)控制模型提供了丰富的输人输出信号端子,利用这些端子,可方便地实现电机的启停、调速,再加上速度检测回路,形成闭环控制,很容易实现自动化控制。变频器在调速范围、加减速性能、速度、精度等方面的优势和其增速特性,可使生产效率显著提高。
  (3)可容易地实现工频电网运行与变频器运行之间的切换,当变频器发生故障的时候,可以退出运行状态,并且改成工频电网直接运行的方式,不影响风机和泵的运行状态,使得风机和泵能够保持连续的连续的运行状态。
  (4)实现软停止和软启动的同步进行。
  (5)当需要对设备进行维护或者改造的时候,不会对电动机和泵造成任何影响,很容易的就能完成对设备的维护改造工作,并且停机改造的时间很短,对整个工程造成的影响也较小。
  (6)安装地点不受电动机转轴端和靠近处的限制,这就赋予了安装工作灵活性。发生故障的时候,处理起来也十分方便。
  五、结束语
  建筑电气设计中的控制设计中的控制模块是近年来一种新的控制方式,它具备了其他方式的特点,因此它是建筑内点击控制设备的重要控制元件。也让智能建筑中强弱电系统连接得到了较好的平台和解决方案。让控制模块在建筑电气电机系统中受到了更多的关注。
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