電動(dòng)通風(fēng)-排煙開窗機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

自然通風(fēng)包含熱壓，風(fēng)壓和熱壓風(fēng)壓的相互作用，由于室內(nèi)和室外通風(fēng)環(huán)境不確定，自然風(fēng)引入室內(nèi)會(huì)適得室內(nèi)溫度或是舒適度發(fā)生改變，長(zhǎng)期以來會(huì)阻礙自然通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。雖然自然通風(fēng)是質(zhì)量最好，但是現(xiàn)在高層建筑和房屋建筑中，如何利用建筑的自然通風(fēng)條件設(shè)計(jì)窗體驅(qū)動(dòng)控制還是沒有引起人們的關(guān)注。

1 建筑高層電動(dòng)通風(fēng)和排煙窗的要求及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 高層樓宇電動(dòng)通風(fēng)和排煙窗要求

由于高層建筑空氣稀薄，在通風(fēng)條件和排煙窗的控制上有一定的要求：對(duì)于氣候指數(shù)的檢測(cè)進(jìn)行通風(fēng)量的調(diào)節(jié)和控制，控制功能要具備集中控制和獨(dú)立分區(qū)域控制的功能。根據(jù)樓宇的具體情況可安置人體界面控制，在優(yōu)化消防紫銅的前提下，進(jìn)行BAS系統(tǒng)的兼容設(shè)置。由于氣候的影響要建立分區(qū)狀態(tài)檢測(cè)反饋裝置設(shè)備，能夠在線編程監(jiān)控和功能設(shè)定，具備遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。因?yàn)槭轻槍?duì)高層樓宇設(shè)置的電動(dòng)通風(fēng)和排煙窗，所以盡量做到程序上的簡(jiǎn)單化，避免復(fù)雜程序，導(dǎo)致使用混亂或不安全隱患。

1.2 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)開窗遠(yuǎn)程智能監(jiān)控，使得目前樓宇現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)與之兼容。需要采用Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)來組網(wǎng)，并通過傳輸控制協(xié)議或是網(wǎng)際協(xié)議接入互聯(lián)網(wǎng)。

2 單體電動(dòng)開窗和自然通風(fēng)的應(yīng)用

電動(dòng)開窗控制系統(tǒng)的要求是專門根據(jù)高層做建筑中無人值守的開窗要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。主要組成部件有電動(dòng)機(jī)、變速器、形成控制、外殼、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和直流。并且從2010年開始單體電動(dòng)開窗器已經(jīng)使用在火車站候車室、飛機(jī)場(chǎng)后車室、圖書館和大型賓館等地方。自然通風(fēng)是利用室外風(fēng)的壓力和室內(nèi)溫度差異產(chǎn)生的熱壓，促使空氣流動(dòng)的方式，但是這種方式阻礙了自然通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展。自然通風(fēng)是通過建筑外墻上的窗孔和室內(nèi)外空氣流過窗口形成的壓力差，并通過窗孔空氣的體積在靜壓劃分區(qū)域中設(shè)計(jì)排風(fēng)窗和進(jìn)風(fēng)窗。如下表所示的風(fēng)壓作用下的電動(dòng)開窗器選型：

3 自然通風(fēng)原理基礎(chǔ)上的電動(dòng)開窗智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電動(dòng)開窗智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際上一種計(jì)算運(yùn)算控制下的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過對(duì)高層樓宇氣候參數(shù)的檢測(cè)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制集中分散系統(tǒng)DCS的應(yīng)用。目前的這種系統(tǒng)包含了以下的基本單元控制設(shè)備：遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)絡(luò)接口；信號(hào)反饋指示接口；計(jì)算機(jī)控制中心（CPU）；開窗驅(qū)動(dòng)器接口；氣候參數(shù)檢測(cè)元件和處理電路；開關(guān)命令接口這些設(shè)備都是必要的基礎(chǔ)設(shè)備，在研究新的電動(dòng)開窗器的時(shí)候這些條件的必須具備的。

通常情況下，對(duì)于風(fēng)力只做定性考慮，如果按通風(fēng)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)就要率熱壓的作用，特別是智能型生態(tài)建筑和低能消耗建筑，是要營造自然通風(fēng)，這就需要考慮熱壓和風(fēng)壓的共同作用。以下是熱壓電動(dòng)開窗選型：

智能控制的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中采用了Lonnworks的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，基于其技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)的成本問題及電動(dòng)開窗器的特點(diǎn)和通訊條件的控制因素，經(jīng)過多方研究得出，以PLC可編程邏輯控制器為控制驅(qū)動(dòng)器的核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的智能通風(fēng)窗控制系統(tǒng)。這種課編程邏輯控制器一般在工業(yè)自動(dòng)化的運(yùn)用是最為廣泛的也是重要組成部分，其系統(tǒng)控制有以下特點(diǎn)：

1）可以借助WAGO750-650模塊，增加該系統(tǒng)的獨(dú)立控制和離線控制功能。能夠更方便的接入編程設(shè)置，觸屏人機(jī)界面控制，氣候傳感器等進(jìn)行在線控制功能設(shè)定。

2）通過系統(tǒng)底層數(shù)字量的輸入和輸出功能，利用DO直接驅(qū)動(dòng)接觸器帶動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)器開窗器的工作運(yùn)行。這種方式通過PLC編程能夠很容易的實(shí)現(xiàn)區(qū)分控制，所以采用PLC編程作為FCS系統(tǒng)的智能控制節(jié)點(diǎn)，并用分控制器來驅(qū)動(dòng)開窗器功能的正常運(yùn)行。

3）系統(tǒng)的中間層，在WAG750-819的作用下，借助上游PC機(jī)獲取掛在Lonnworks總線上的訊息，進(jìn)而可以通過傳輸控制協(xié)議和網(wǎng)際協(xié)議形成互聯(lián)網(wǎng)。也可以利用兼容Lonnworks標(biāo)準(zhǔn)與樓宇自控系統(tǒng)BAS進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，這兩種方式都能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)開窗運(yùn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)。

4）系統(tǒng)的中間層，經(jīng)過分析和對(duì)比，在系統(tǒng)的中間層要采用德國WAGO-750系列的模塊和Lonnworks總線掛接。同時(shí)考慮到FCS是以Lonnworks標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的，要使用PLC進(jìn)行底層智能節(jié)點(diǎn)定位，與外部的Lonnworks設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，這是比較難的一面。所以，也可以通過750-653模塊與PLC的485口進(jìn)行通訊。

在自然通風(fēng)作用下，要通過室內(nèi)的溫度值給電腦提供控制通風(fēng)窗開啟的合適角度。由于自然通風(fēng)與室內(nèi)設(shè)計(jì)存在一定的矛盾，大量的自然通風(fēng)會(huì)使得室內(nèi)的能耗量增加，所以通過電腦能夠檢測(cè)到合適的通風(fēng)量。要使得自然通風(fēng)更有效，還要注意氣候溫差，以及室內(nèi)溫度和室外風(fēng)力的檢測(cè)，通過WAGO750-819模塊控制相應(yīng)分區(qū)PLC的運(yùn)作，以此達(dá)到更好的自然通風(fēng)效果。

4 結(jié)論

通過上文分析基于現(xiàn)場(chǎng)總線Lonnworks技術(shù)設(shè)計(jì)的電動(dòng)開窗控制系統(tǒng)，能夠營造良好的自然通風(fēng)條件。建筑高層樓宇的電動(dòng)開窗通過自然通風(fēng)與單體電動(dòng)開窗器的設(shè)計(jì)與實(shí)施越來越受人們的重視。