在研（yán）究（jiū）了智能全自動通風係（xì）統在（zài）實驗室中的（de）應用的基礎上，設計智能通風係（xì）統（tǒng），包括（kuò）主機房和各實驗室的硬件和軟件設計工作，還有係統的電氣構成、程序設計（jì）、界麵設計以及控製方法。

原（yuán）始通風係統根據通風（fēng）要求（qiú）風（fēng）管硬件設計完成，風管主風機為工頻運行，總通風量與各個風口風（fēng）量基本固定。係統正（zhèng）常運行過程中，能夠滿足使用要（yào）求，係統對於（yú）變化的情（qíng）況就無法適應，係統的通風基本參數（shù）會（huì）發生變化。由於（yú）主風機一直處於（yú）工（gōng）頻運行，當風口使用（yòng）數（shù）量減（jiǎn）少時（shí），其它風口風量和風速都會增加，這樣對其它風口的實驗數據造成影（yǐng）響。如果風口在沒使用的（de）情況下都全開，主（zhǔ）風機一直在工頻狀態下運行（háng），這樣會造成能源的浪費。當某（mǒu）些風口（kǒu）需要在實驗過程中修改風口風量或風速，係統也是不能處理（lǐ）的。舊通風控製係統是基於傳統（tǒng）繼電控製係統。為了實現通風係統的自化控製（zhì），必需依靠一（yī）點必要的自動化產品來實現，其中包括（kuò）變頻器，可編程控製器（PLC），觸摸屏等。
一、係統模塊
變頻器是利用電力半導體（tǐ）器件的（de）通斷作用將工頻電源變換為（wéi）另一頻率的電能控製裝置（zhì）。我們現在使（shǐ）用的變頻器（qì）主要采用（yòng）交―直―交方式，先把（bǎ）工頻交流電源通（tōng）過（guò）整流器（qì）轉換成直流電源（yuán），然後再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控製的交流（liú）電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流（liú）、中間直流環節、逆變和控製4個部分組成。係統中使用的模塊除了包括PLC數字量轉摸擬量模塊，摸（mō）擬量轉數字量模塊外，還包（bāo）括有專用通信模塊CC－Link模塊。本係統中采用（yòng）了PLC與變頻帶器RS-485全雙工通信功能。連接可編（biān）程序控製器（PLC）、變頻器、直流調速器、儀表等（děng）工業控製設備，利用顯示屏顯示，通過輸入單（dān）元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標等）寫入工（gōng）作參數或輸入操（cāo）作命令，實現（xiàn）人與機（jī）器信息交（jiāo）互的數字設備，由硬（yìng）件和軟件兩部分組成。人機界麵硬件部分包（bāo）括處理器、顯示單元、輸入單（dān）元、通（tōng）訊（xùn）接口、數據（jù）存貯單元等（děng），其中處理器的（de）性能決定了HMI產品的性能高低，是HMI的核心單元。
二、係統硬件設計
按照實驗室通風管道智能改造要求，由於檢測物品例如硫酸等一些（xiē）有異味或者容易產生化學作用的物品時，還有一些材料要檢測（cè）噪聲方麵的對於通風效果要求甚高。現由人機操作介麵，變頻器，主站PLC及（jí）各區域從站PLC控製組成（chéng），主站及各區（qū）域PLC控製器將使用工控型PLC及相配套的擴展模塊。整個係統采用CC-LINK開放式現場總線控製。
由於每個樓層之間（jiān）布線的距離（lí）相對比較長，而且線槽（cáo）中強弱電均有分布，故不能采（cǎi）用RS-485的通信方式，所以采取通信速度快，抗幹擾能力強的CC-Link來保持主機房與各實驗室間的通信的控製。選擇由F740-18.5K-CHT作為驅動風機的主變頻器，另外增加（jiā）一個帶（dài）機械互（hù）鎖的星（xīng）三角啟動備（bèi）用（yòng），來保障當（dāng）變頻出現故障時（shí）得以切換保障風機的臨時運行。控製部分采用FX2N-32MR-001的可（kě）編程控製器，來采集（jí）和處理所有實驗室（shì）的數據和給出相（xiàng）應的控製（zhì）指令。擴展模塊包（bāo）括有FX2N-485BD來進行與變頻器的通信，其中包括啟動變頻器（qì）的運行，檢測（cè）變頻器的輸出頻率，電流和電壓，以便在觸（chù）摸屏上顯示（shì），使操（cāo）作起來更加直觀明了（le）。
各實驗（yàn）室隻是控製實驗室裏的通風櫃和風（fēng）閥，配置一台PLC和彩色人機界麵。實驗室通過CC-Link從站模塊與（yǔ）主機房主站交換數據。根據控製要求通過改（gǎi）變單個風口（kǒu）的（de）風速可以改變風廚（chú）的風閥和風罩的（de）電動截止閥來調（diào）整風速。
三、係統軟件設計
主（zhǔ）機房要處理主要（yào）任（rèn）務控製主風機頻率變化，同時將主風機運行（háng）狀態（主風機（jī）頻率、電流（liú）、電壓）傳送（sòng）至實驗室內顯示屏顯示。為防止由於實驗室顯示屏故障（zhàng）同時將同一風管所有簡單啟停控（kòng）製功能延伸至（zhì）主機房內（nèi）控（kòng）製（zhì）。控製畫麵為控製（zhì）整個風管（guǎn）主風機功能。參數設置用於設定係統定時運行以及自動改變頻率（lǜ）功（gōng）能。遠（yuǎn）程控（kòng）製（zhì）是能夠通過主電房去控製室（shì）內（nèi）實驗（yàn）室設備動作。係統監視用於監視係統（tǒng）主風機（jī）當前運行狀態。實時報警指係統當前報警（jǐng）信息，通過報（bào）警信息可以對故障進（jìn）行快速定位（wèi），縮（suō）短排除故障的時間。驗證（zhèng）碼為實驗室內控製係統主風機時使用的密碼。登錄與注銷（xiāo）是指操作本主風機時（shí）需（xū）要密碼進入且有足夠（gòu）的權限才能對係統主風（fēng）機進行操作。
實驗室控製程序和界麵主要是控製電動截至閥和風閥的開度、風機的啟動和停止功能、外部控製設備啟停。啟動時先打開風閥或電動截至閥，然後啟（qǐ）動風機。這裏的風機是（shì）指室內的（de）風廚或風罩上的小風機。在控（kòng）製畫麵裏可以設定風閥（fá）或電動截止（zhǐ）閥的開度。程序功能主要分為一下幾大部分：係統主控製功能（néng）、CC－Link通信功能（néng）、通信數據處理（lǐ）以及其它輔助功能。
四、總（zǒng）結
經過係統調試，整個實驗室的通風效果達到了預期的效果。
第一（yī）：達到穩定的風壓係統及靜音效果。
第二（èr）：達到了節能的效果。
第三（sān）：這個係統的設計包括了（le）冗餘係統，保證了係統的穩（wěn）定性。