智能控制器在风机及水泵中的应用

1、智能控制器在风机及水泵中的应用凌晓杰1陆伟青2（1.浙江省超维建筑设计院 浙江杭州310011 ）（2.安科瑞电气股份有限公司上海嘉定201801）摘要：随着建筑行业快速发展，BA设备监控系统，通过联网，对分布于监控现场的区域智能分站（即 DDC）与各种特定的末端设备进行连接，对建筑内的各种用电设备（如送排风风机、给排水、电梯、 照明等）进行实时集中监视和管理的专业楼宇自动化控制。本文以风机、水泵为对象，结合建筑行业 应用标准，介绍了风机水泵的工作原理和控制要求，最后结合智能控制器给出专业化解决方案。关键词：BA设备监控系统消防风机水泵智能控制器一、引言风机、水泵是一种通用类机械，广泛应用于工

2、业、农业及生活等各个领域，同时各类设计规范对 于风机、水泵在建筑领域不同场合下的控制保护也有相应的具体要求。随着建筑行业快速发展，楼宇 自动监控系统（BAS，Build Automatic Monitor System）也普遍应用于楼宇和大型公共建筑建设项目 中。二、智能控制器智能控制器采用Freescale公司推出的32位ColdFire V1内核MCF51EM256的处理器作为控制核 心，4路16位SAR型ADC，3个SPI、3个SCI和1个I2C接口，3个定时模块硬件，独立的RTC 时钟和两个安全的FLASH内存，丰富的GPIO 口，丰富的CPU片山资源保证了模块的可靠性和先进 性。控制

3、器集测量、保护、控制、总线通讯为一体，取代了原有用分列元件配置的各种保护继电器、 电测仪表、转换开关、按钮及信号指示灯，集成了直接启动、星三角启动等多种控制方式。同时提供 操作次数、运行时间、跳闸事件等重要管理信息的记录，总线通信功能可以同管理系统进行数据交换 和远程控制，提高了楼宇智能化水平，简化了传统的控制柜设计。2.1控制器的结构控制器主要由显示控制主体、互感器组成。显示控制主体由控制面板、人机交互界面，信号处理 电路、4-20mA模拟量（水位）信号互感器信号采集，开关状态采集、蜂鸣器报警电路、继电器执行 输出机构组成。互感器采用三位一体组合式结构，5P10保护型互感器。2.2控制器的功

4、能特点1）电参量计量：电流、电压、功率、功率因素及电能等。2）丰富的保护功能：过压/欠压、相序、启动超时、过载、欠载（干转）、短路、接地/漏电、堵转/ 阻塞、外部故障等。3）丰富的诊断数据：早期报警信息（用于设备的早期维护）、带时间戳的故障记录、回检故障（如 发出启动控制命令后，主回路中没有电流）等。4）多种信号检测：浮球式液位传感器、干簧式液位传感器、4-20mA液位变送器、压力、温度等信号。5）手动/自动模式：压力、温度、水位手动自动交替互备运行，支持中水位一台水泵运行，高水位两 台水泵同时运行。6）集成RS485通讯接口，Modbus-RTU通讯协议，可以实现设备的组网运行、后台监控等功

5、能。7）集成2个独立的定时器，具有定时启泵功能。8）AC/DC电源供给。三、风机控制方案国家标准设计图集常用电机控制电路（10D303-2）收集了建筑中常用风机的控制电路，罗列 了排烟风机、两用单速风机、排风兼排烟两用双速风机等几种方案，方便电气设计人员进行设计，提 高了工作效率。但随着建筑节能要求和建筑设备监控系统技术规范的推出，采用原来图集分立元件方 式的控制方案巳无法满足设备升级的要求和监控系统对设备监控内容的需求。3.1普通风机控制原理标准对普通风机与电动风阀的联动要求为：“所有交流电动机均应装设相间短路、接地故障保护， 并根据具体情况分别装设过载、断相及低电压保护气风机启动时，风阀开

6、启：返回手动/自动模式至 DDC，自动模式下接收DDC控制信号，运行过程中出现短路、过负荷故障时进行保护，指示灯报警， 且将风机故障信号返回至控制中心。fi 5ntik 5n : r k-LjJ L.ZT5F M十1urntU2DU-邮HJQ11）w虹i*知巾号止加ihofcfl虬乂曙也呐由 1齐工触明就邪格潮皿州的件.uehieiLA-JM-D 如4AC-KZl-l IPjh2LXII-IHg&邛rff-ar a.,te q1 :MtdUJnJi *441EiwJA411PdW SahrjUHIMD：11ihtui aiao/ipi4，=FJ$111 lAfA LUnSiD图1普通风机控制电

7、路图3.2排风兼排烟两用风机控制原理民用建筑电气设计规范（JGJ/T 16-2008）7.6.4条:“对于突然断电比过负荷造成的损失更大的线路, 该线路的过负荷保护应作用于信号而不是应切断电路。”过负荷保护的对象有两个:一个是消防设备， 即电动机；另一个是为这些消防设备配电的线路。控制要求包括：1）当接收到（常闭）主令信号后， 允许通过控制面板、现场就地箱或DDC控制中心对风机启/停控制。2）三地控制权限由控制面板选 择决定。3）平时运行时，如果出现过载、断相等故障，则保护动作。4）当有消防应急信号或消防中 心信号后，风机必须启动，运行过程中出现故障时只报警不脱扣，且将报警信号返回至控制中心。

8、5）排烟280防火阀与排烟风机的联动控制，排烟防火阀常开，关闭时联锁排烟风机关闭，将排烟防火阀 关闭信号输出至监控中心。图2排风兼排烟两用风机控制电路图排风和消防合用系统中广泛采用双速电机。平时排风换气时，风机低速运行，当发生火灾时，风 机立即转为高速运行，作为排烟风机使用，控制原理类同于两用风机。双速风机是通风和消防系统的 重要设备，其运行和控制质量直接关系到相关系统运行的可靠性，一般在人防工程中均采用此类设计。旧况此K5CLJIBLWHWMU41id 0】tEn略 h： r.ou jtg co | .LI 1 Lji 3 i , iu|, uni if ipb-1 iiWl,M4f?-*叫

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12、用智能控制器实 现的电气接线图，有利于建筑设备监控系统的设计，为建筑电气设计提供参考依据。文章来源：智能建筑电气技术2015年6期。参考文献【1】中华人民共和国建设部.民用建筑电气设计规范(JGJ 16-2008 )【S】.北京：中国建筑工业出版 社，2009.【2】中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑设备监控系统工程技术规范(JGJ/T 334-2014)【S】.北 京：中国建筑工业出版社，2015.【3】中华人民共和国住房和城乡建设部.消防给水及消火栓系统技术规范(GB50974-2014)【S】.北 京：中国建筑工业出版社，2015.【4】中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)【S】.北京：