實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜通風(fēng)櫥控制器文章由優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠家為您提供，歡迎咨詢有關(guān)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜通風(fēng)櫥控制器周邊問題，或?qū)嶒?yàn)設(shè)備的批發(fā)報(bào)價(jià)安裝設(shè)計(jì)成套咨詢。

通風(fēng)柜控制器是通風(fēng)柜上的微電腦控制器。微機(jī)用于進(jìn)行復(fù)雜的邏輯計(jì)算和控制，以管理通風(fēng)柜上各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行。用傳感器取出通風(fēng)柜的各種物理參數(shù)供操作者使用使用微機(jī)可以大大提高各種設(shè)備的運(yùn)行可靠性，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)雜性。本設(shè)計(jì)采用PID控制，將排風(fēng)風(fēng)速穩(wěn)定在用戶設(shè)定的地面風(fēng)速。采用液晶顯示器，操作簡(jiǎn)單直觀多種工作模式(待機(jī)、強(qiáng)制排氣、有人/無人排氣)使該裝置更加節(jié)能實(shí)用。采用先進(jìn)的風(fēng)速標(biāo)定方法，能夠更準(zhǔn)確地檢測(cè)實(shí)際風(fēng)速，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的排氣控制。

1工作原理實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的有毒有害氣體必須及時(shí)消除。測(cè)量實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜的標(biāo)準(zhǔn)是滿足以下要求:有害氣體不能溢出，機(jī)柜內(nèi)不能產(chǎn)生湍流。因此，表面風(fēng)速是通風(fēng)柜窗戶的平均風(fēng)速，是衡量通風(fēng)柜性能的主要技術(shù)參數(shù)。通風(fēng)櫥表面風(fēng)速國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為:0.4~0.6m/s排風(fēng)量(單位:m3/h)的計(jì)算公式為:L=3600次；SVβ；(1)其中:S為操作口的開口面積(單位:平方米)；v為地面風(fēng)速(單位:米/秒)；β；是安全系數(shù)(1.05~1.1)從方程(1)可以看出，對(duì)于無調(diào)節(jié)系統(tǒng)的通風(fēng)柜，當(dāng)操作門全開時(shí)，如果滿足0.3~0.5m/s的表面風(fēng)速，當(dāng)操作門半開或全關(guān)時(shí)，表面風(fēng)速將超過設(shè)計(jì)值，這將對(duì)排氣和實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大影響。因此，如何有效控制地面風(fēng)速是通風(fēng)櫥排氣的有效保證本設(shè)計(jì)采用柜門的行程和風(fēng)速控制方法，使得柜門可以處于不同的高度，通風(fēng)柜表面的風(fēng)速可以保持在設(shè)定值。通風(fēng)柜的實(shí)際通風(fēng)量可用以下公式表示:Q=SV=SWH(2)，其中:S為操作口的開口面積(單位:m2)；v為地面風(fēng)速(單位:米/秒)；w是通風(fēng)柜的開口寬度(單位:米)；h是通風(fēng)柜的開窗高度(單位:米)采用柜門上的傳感器將柜門的行程信號(hào)改變給控制器，控制器根據(jù)設(shè)定的表面風(fēng)速和公式(2)計(jì)算設(shè)定風(fēng)量信號(hào)，從而可以在當(dāng)前柜門高度下獲得設(shè)定風(fēng)速所需的閥門開度。根據(jù)風(fēng)速傳感器測(cè)量的實(shí)時(shí)風(fēng)量，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的閥門開度電信號(hào)在ARM中通過PID控制獲得輸出電壓來控制閥門開度，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)速控制。具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的通風(fēng)柜控制器電路的主要功能是響應(yīng)外部環(huán)境完成輸入，如無人狀態(tài)下的輸入、開窗、反饋輸入、手動(dòng)設(shè)置輸入等。通過判斷和計(jì)算，輸出一定的電壓來控制文丘里閥，形成閉環(huán)控制?？刂破魍ㄟ^RS485總線將排氣柜當(dāng)前的排氣量傳輸給補(bǔ)氣控制器，并通過ModBus協(xié)議與上位機(jī)通信，同時(shí)采用RS485總線形式。電平轉(zhuǎn)換選擇RSM485低功耗芯片。實(shí)施監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置時(shí)，可以進(jìn)行批量操作，大大簡(jiǎn)化了操作量上位機(jī)軟件可以用LabVIEW或VB開發(fā)硬件電路包括鍵盤、液晶和蜂鳴器等人機(jī)交互電路。模擬/數(shù)字采樣電路，如無人模擬/數(shù)字電路、開窗模擬/數(shù)字電路、模擬/數(shù)字電路的反饋輸入；數(shù)模電路；風(fēng)速檢測(cè)電路和串口通信部分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1A/D采樣和數(shù)模輸出模數(shù)，數(shù)模電路主要實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換匹配和模擬信號(hào)濾波等模擬信號(hào)分別為窗高輸入Hx:控制柜的窗高通過拉線變阻器或超聲波測(cè)距實(shí)時(shí)采集，輸入信號(hào)字在0-10V范圍內(nèi)線性變化，獲得所需風(fēng)量；閥門反饋輸入f:閥門開度反饋，反映當(dāng)前實(shí)時(shí)空氣量0~10V的線性變化；有人/無人輸入z:通過人體傳感器檢測(cè)通風(fēng)柜前的扇形區(qū)域是否有人，并將有人/無人狀態(tài)轉(zhuǎn)換為+12V/0V電壓值輸出模擬信號(hào)是閥門驅(qū)動(dòng)信號(hào)，線性變化的電壓控制閥門的開啟。2.2人機(jī)界面包括鍵盤、發(fā)光二極管指示燈和液晶顯示器，實(shí)現(xiàn)信息輸入、數(shù)據(jù)顯示和報(bào)警功能。該電路僅由PCA9555單元完成。PCA9555是一個(gè)24針的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件，在I2C總線/SMBus應(yīng)用中提供16位通用并行輸入/輸出GPIO的擴(kuò)展。通信頻率始終可以達(dá)到400千赫按鍵采用低電平中斷觸發(fā)模式電源電路實(shí)現(xiàn)交流/直流24V同端口輸入，輸出DC+脈沖；12V、+5V和+3.3V輸入端采用半橋整流電路，實(shí)現(xiàn)交流或DC電源同時(shí)輸入到同一個(gè)端口，滿足不同環(huán)境的需要。整流后，通過TL 2575 HV 12 IKV單元電路，電壓穩(wěn)定在+12V。隨后，采用電壓轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生+5V和+3.3V電源2.3 Modbus串行鏈路協(xié)議是主從協(xié)議。在相同的波特率下，RTU模式比ASCII模式具有更高的數(shù)據(jù)吞吐量，因此采用RTU模式。RTU模式通過判斷時(shí)間間隔來區(qū)分字符和消息幀，消息幀通過持續(xù)時(shí)間至少為3.5個(gè)字符的空閑間隔來區(qū)分同時(shí)，整個(gè)消息必須以連續(xù)字符流的形式發(fā)送，幀中兩個(gè)字符之間的間隔少于1.5個(gè)字符。RTU消息幀如下:起始地址功能碼數(shù)據(jù)的循環(huán)冗余校驗(yàn)結(jié)束& ge3.5個(gè)字符8b8bN &次；8b16b & ge3.5字符ModBus協(xié)議規(guī)定了20多種功能代碼，其中只有少數(shù)用于本設(shè)計(jì)。上位機(jī)發(fā)送三個(gè)命令來讀取和保持寄存器(功能代碼03)，寫入一個(gè)寄存器(功能代碼06)和寫入多個(gè)寄存器(功能代碼16)來完成對(duì)ARM的讀寫功能下層計(jì)算機(jī)程序負(fù)責(zé)響應(yīng)上層計(jì)算機(jī)命令并將數(shù)據(jù)發(fā)送回主機(jī)3系統(tǒng)操作與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)信息采集、通信、參數(shù)設(shè)置和信息顯示。根據(jù)0.4~0.6m/s通風(fēng)柜風(fēng)速的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，控制器根據(jù)通風(fēng)柜窗口開度Hx、閥門反饋Fb和設(shè)定風(fēng)速Vf計(jì)算閥門控制電壓Vout(fx)，控制風(fēng)速保持在此范圍內(nèi)。并且實(shí)際空氣體積l和空氣速度v顯示在液晶面板上計(jì)算公式如下:vout(FX)= khxwvfn-ba(3)hx = hmax(zx-zmin)zmax-zmin+hmin(4)l = AFB-b(5)，其中:k = 0.06 ~ 0.42N=0.6~1.4，用于漏風(fēng)調(diào)節(jié)；Hmax和Hmin是窗口的較大高和較小低位置，Zmax和Zmin是它們對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)；Hx是窗戶開度的實(shí)際值；a和B是現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定的閥門開度和風(fēng)量之間的關(guān)系參數(shù)。Fb是閥門反饋電壓欲了解更多的通風(fēng)柜，請(qǐng)?jiān)L問公司主頁:http://www.jr1718.com

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