CN107830608A - 一种实验室通风管理控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及实验室通风控制设备技术领域，尤其涉及一种实验室通风管理控制系统，包括通风管理控制器、第一POWER电源、压差传感器、温度传感器、若干台通风柜、PC通信接口、送风系统启动装置、送风风阀控制/文丘里阀控制装置、辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置、开关量风阀、照明控制装置和触摸屏；本发明利用压差衡定：通过检测房间压差，与预设值进行比较，来调节阀门大小（文丘里阀调节风量），如当预设值大于实际值，在满足换气次数的情况下，增加辅助排风，或者减小送风；当预设值小于实际值，在满足换气次数的情况下，减小辅助排风，增加送风；实现了智能控制管理，操作简单，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及实验室通风控制设备技术领域，尤其涉及一种实验室通风管理控制系统。
背景技术
目前，实验室节能是管理者及使用者们最大的挑战之一 ，对有害化学气体的控制需要排放大量的空气，因此为补充排放的空气，实验室空调（冷暖）的供给是个举足轻重的耗费——同样面积的实验室比办公室要求消耗五倍的空调供给。
实验室的高成本运作，导致对实验室变风量控制系统的高要求。在保障通风柜面风速安全的前提下，有效地限制了空气的排放量。那么在实验室中对洁净有一定的要求特别是洁净厂房对洁净度要求更高。保证实验或者产品质量的重要环节是生产方法，其优劣是由生产技术和生产环境决定的。所以对一些关键的生产工艺操作间，在减少房间内污染的同时，保证其相对于外面或者相临房的压差，生产过程采用压力梯度的目的是阻止可能出现的不同环境之间的交互污染。有污染物的车间保持低压阻止污染物扩散，阻止污染物进入房间，即保持负压。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种利用了风量房间的压差平衡的方式进行控制排风的实验室通风管理控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种实验室通风管理控制系统，包括通风管理控制器、第一POWER电源、压差传感器、温度传感器、若干台通风柜、PC通信接口、送风系统启动装置、送风风阀控制/文丘里阀控制装置、辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置、开关量风阀、照明控制装置和触摸屏；所述第一POWER电源与通风管理控制器连接，所述压差传感器、温度传感器和若干台通风柜均与通风管理控制器连接，所述通风管理控制器分别与送风系统启动装置、送风风阀控制/文丘里阀控制装置、辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置、开关量风阀和照明控制装置连接，所述PC通信接口和触摸屏均与通风管理控制器相互连接。
优选地，所述通风管理控制器包括主控制器、第二POWER电源、运放算放大器电路、AD/DA电路、触摸屏、触摸芯片、PC通信接口、UART电平转换电路、LCD显示驱动电路、开关量隔离输出/输入电路和其它扩展备用接口；所述第二POWER电源与主控制器连接，所述触摸屏通过触摸芯片与主控制器连接，所述运放算放大器电路通过AD/DA电路与主控制器相互连接，所述PC通信接口通过UART电平转换电路与主控制器相互连接，所述主控制器与LCD显示驱动电路连接，所述主控制器分别与开关量隔离输出/输入电路和其它扩展备用接口相互连接。
优选地，所述第一POWER电源为交流220V，为整个系统供电。
优选地，所述通风柜的数量为一至十台。
优选地，所述压差传感器的压差为-50-正50PA，对应的电流为4-20MA。
优选地，所述主控制器采用ATMEGA128芯片。
优选地，所述触摸芯片采用XPD2046芯片。
优选地，所述LCD显示驱动电路采用RA8875芯片。
本发明具有以下有益效果：本发明所述的一种实验室通风管理控制系统，包括通风管理控制器、第一POWER电源、压差传感器、温度传感器、若干台通风柜、PC通信接口、送风系统启动装置、送风风阀控制/文丘里阀控制装置、辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置、开关量风阀、照明控制装置和触摸屏；本发明采用上述结构，当系统启动以后，会时实检测房间压差、温度、湿度、排风量、和送风风量，以及其它的开关量连动系统；利用压差衡定：通过检测房间压差，与预设值进行比较，来调节阀门大小（文丘里阀调节风量），如当预设值大于实际值，在满足换气次数的情况下，增加辅助排风，或者减小送风；当预设值小于实际值，在满足换气次数的情况下，减小辅助排风，增加送风；实现了智能控制管理，操作简单，使用方便。
附图说明
图1为本发明的方框图。
图2为本发明中主控制器的方框图。
图中：1通风管理控制器、2第一POWER电源、3压差传感器、4温度传感器、5若干台通风柜、6PC通信接口、7送风系统启动装置、8送风风阀控制/文丘里阀控制装置、9辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置、10开关量风阀、11照明控制装置、12触摸屏、13主控制器、14第二POWER电源、15运放算放大器电路、16AD/DA电路、17触摸芯片、18UART电平转换电路、19LCD显示驱动电路、20开关量隔离输出/输入电路、21其它扩展备用接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-图2，一种实验室通风管理控制系统，包括通风管理控制器1、第一POWER电源2、压差传感器3、温度传感器4、若干台通风柜5、PC通信接口6、送风系统启动装置7、送风风阀控制/文丘里阀控制装置8、辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置9、开关量风阀10、照明控制装置11和触摸屏12；所述第一POWER电源2与通风管理控制器1连接，所述压差传感器3、温度传感器4和若干台通风柜均5与通风管理控制器1连接，所述通风管理控制器1分别与送风系统启动装置7、送风风阀控制/文丘里阀控制装置8、辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置9、开关量风阀10和照明控制装置11连接，所述PC通信接口6和触摸屏12均与通风管理控制器1相互连接。
其中，所述通风管理控制器1包括主控制器13、第二POWER电源14、运放算放大器电路15、AD/DA电路16、触摸屏12、触摸芯片17、PC通信接口6、UART电平转换电路18、LCD显示驱动电路19、开关量隔离输出/输入电路20和其它扩展备用接口21；所述第二POWER电源14与主控制器1连接，所述触摸屏12通过触摸芯片17与主控制器13连接，所述运放算放大器电路15通过AD/DA电路16与主控制器13相互连接，所述PC通信接口6通过UART电平转换电路18与主控制器13相互连接，所述主控制器13与LCD显示驱动电路19连接，所述主控制器13分别与开关量隔离输出/输入电路20和其它扩展备用接口21相互连接。在本实施例中，所述主控制器13采用ATMEGA128芯片。
具体的，所述第一POWER电源2为交流220V，为整个系统供电，具体安装时通过品字形插头接入，且通风管理控制器1端带有电源开关，保险丝，有效提高其安全可靠性。
具体的，所述压差传感器3为采集房间与外界走道之间的压差，其压差通常为-50-正50PA，对应的电流为4-20MA。
具体的，温度传感器4为测量房间内温度，可以为数字温度传感器，或者模拟量温度传感器。
具体的，所述通风柜5的数量为一至十台，房间管理系统采集房每台通风柜的排风情况，主要是运行状态和排风量，最多可扩展十台通风柜；如果超过十台需增加一套扩展接口，处理多于几台风量。
具体的，PC通信接口6通讯用于上位读取数据或操作部分功能，上位机可用组态王，QT等编程开发。
具体的，送风系统启动装置7，当排风过大，房间密封较好时，房间内的负压会很大，这时需要维持房间压差平衡，就需要送风系统启动装置7启动运行（送风系统）。
具体的，送风风阀控制/文丘里阀控制装置8，用于控制送风量的大小， 送风阀有碟阀和文丘里阀之分，具体可跟据实际情况选择不同的系统区分。
具体的，辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置9，当房间里的所有排风设备运行时，房间负压还达不到标准，则会开启该辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置9，大小跟据排情况而定。
具体的，开关量风阀10，房间部分非通风柜系统无独立的排风控制系统，则需加装开关量风阀执行，可远程控制开启与闭，也可以增加模拟量控制执行器。
具体的，照明控制装置11，可控制房间灯泡，并可通过远程操作，方便远程采集照明数据和远程开关灯操作。
具体的，触摸屏12，用于人机操作，方便于实验室操作人员。
具体的，AD/DA电路16，用于与外界模拟量的数据交互如压差、温度、风量等、输出的有风阀控制信号。本系统AD利用处理器内部自带10bit，DA用的是TI公司的DAC7512，12BIT能满足本系统的需求。
具体的，所述触摸芯片17采用XPD2046芯片，该电路用外部触摸屏输入，芯片XPD2046，它是一款四线制电阻触摸屏控制芯片，通过采集X和Y坐标的12位值，就分别得到X坐标和Y坐标的值，根据液晶的分辩率，再通过等比公式，就可以通过采集得到12值的ADC值得出现在触摸到屏幕上的点位。
具体的，UART电平转换电路18是串口，与外界通讯使，如读取通风柜风量，远程上位机等。内部电路用了两路，分别是232和485。
具体的，所述LCD显示驱动电路19用于高速扫描，LCD显示器芯片采用RA8875，它支持文字/绘图两种混合显示模式、内建DDRAM内存容量768KB、色采深度256/65K色、支持MCU接口8080/6800系列数据总线接口、内建几何图形加速绘图、提供可调整大小的文字写入光标功能等。
具体的，开关量隔离输出/输入电路20，是用于外部开关量连接口，外面接口有，风机启停、开关灯操作、照明连接等。
具体的，其它扩展备用接口21，用于第三方系统交互数据控制连接，如多路照明、风机等、则端口不够用时可扩展使用。
具体的，第二POWER电源14，把AC220V转换成系统所需DC24V，然后通过电路转换成12V、5V、3.3V供给各模块电路提供电源。
本实施例的工作原理：当系统启动以后，会时实检测房间压差、温度、湿度、排风量、和送风风量，以及其它的开关量连动系统。具体采用压差衡定：通过检测房间压差，与预设值进行比较，来调节阀门大小（文丘里阀调节风量），如当预设值大于实际值，在满足换气次数的情况下，增加辅助排风，或者减小送风。当预设值小于实际值，在满足换气次数的情况下，减小辅助排风，增加送风。
其中换气次数用如下式子表示：
N=Q/V
公式中N是空间的换气次数（单位：次/h）
Q是通风量（单位：m/h）
V房间容积（单位：m）
综上所述，该实验室通风管理控制系统，利用压差衡定：通过检测房间压差，与预设值进行比较，来调节阀门大小（文丘里阀调节风量），如当预设值大于实际值，在满足换气次数的情况下，增加辅助排风，或者减小送风；当预设值小于实际值，在满足换气次数的情况下，减小辅助排风，增加送风；实现了智能控制管理，操作简单，使用方便。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种实验室通风管理控制系统，其特征在于，包括通风管理控制器（1）、第一POWER电源（2）、压差传感器（3）、温度传感器（4）、若干台通风柜（5）、PC通信接口（6）、送风系统启动装置（7）、送风风阀控制/文丘里阀控制装置（8）、辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置（9）、开关量风阀（10）、照明控制装置（11）和触摸屏（12）；所述第一POWER电源（2）与通风管理控制器（1）连接，所述压差传感器（3）、温度传感器（4）和若干台通风柜均（5）与通风管理控制器（1）连接，所述通风管理控制器（1）分别与送风系统启动装置（7）、送风风阀控制/文丘里阀控制装置（8）、辅助排风风阀控制/文丘里阀控制装置（9）、开关量风阀（10）和照明控制装置（11）连接，所述PC通信接口（6）和触摸屏（12）均与通风管理控制器（1）相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种实验室通风管理控制系统，其特征在于，所述通风管理控制器（1）包括主控制器（13）、第二POWER电源（14）、运放算放大器电路（15）、AD/DA电路（16）、触摸屏（12）、触摸芯片（17）、PC通信接口（6）、UART电平转换电路（18）、LCD显示驱动电路（19）、开关量隔离输出/输入电路（20）和其它扩展备用接口（21）；所述第二POWER电源（14）与主控制器（1）连接，所述触摸屏（12）通过触摸芯片（17）与主控制器（13）连接，所述运放算放大器电路（15）通过AD/DA电路（16）与主控制器（13）相互连接，所述PC通信接口（6）通过UART电平转换电路（18）与主控制器（13）相互连接，所述主控制器（13）与LCD显示驱动电路（19）连接，所述主控制器（13）分别与开关量隔离输出/输入电路（20）和其它扩展备用接口（21）相互连接。
3.根据权利要求1所述的一种实验室通风管理控制系统，其特征在于，所述第一POWER电源（2）为交流220V，为整个系统供电。
4.根据权利要求1所述的一种实验室通风管理控制系统，其特征在于，所述通风柜（5）的数量为一至十台。
5.根据权利要求1所述的一种实验室通风管理控制系统，其特征在于，所述压差传感器（3）的压差为-50-正50PA，对应的电流为4-20MA。
6.根据权利要求2所述的一种实验室通风管理控制系统，其特征在于，所述主控制器（13）采用ATMEGA128芯片。
7.根据权利要求2所述的一种实验室通风管理控制系统，其特征在于，所述触摸芯片（17）采用XPD2046芯片。
8.根据权利要求2所述的一种实验室通风管理控制系统，其特征在于，所述LCD显示驱动电路（19）采用RA8875芯片。
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