電動通風-排煙開窗機控制系統(tǒng)設計思路
電動通風-排煙開窗機控制系統(tǒng)設計思路
自然通風包含熱壓，風壓（wind pressure）和熱壓風壓的相互作用，由于室內(nèi)和室外通風環(huán)境不確定，自然風引入室內(nèi)會適得室內(nèi)溫度或是舒適度發(fā)生改變，長期以來會阻礙自然通風技術的發(fā)展及應用。電動開窗器具有先進傳動技術和驅(qū)動機構，結構緊湊，美觀大方，噪音小，剛度足，安裝方便等特點。它可根據(jù)使用要求附設遙控開啟、煙霧、溫度、風控、雨控傳感裝置。主要適用于各種立轉(zhuǎn)側窗（天窗）的電動啟閉。雖然自然通風是質(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條件設計窗體驅(qū)動控制還是沒有引起人們的關注。
1 建筑高層電動通風和排煙窗的要求及結構設計
1.1 高層樓宇電動通風和排煙窗要求
由于高層建筑空氣稀薄，在通風條件和排煙窗的控制上有一定的要求：對于氣候指數(shù)的檢測進行通風量的調(diào)節(jié)和控制，控制功能要具備集中控制和獨立分區(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，進行BAS系統(tǒng)的兼容設置。由于氣候的影響要建立分區(qū)狀態(tài)檢測反饋裝置設備，能夠在線編程監(jiān)控和功能設定，具備遠程監(jiān)控的功能。因為是針對高層樓宇設置的電動通風和排煙窗，所以盡量做到程序上的簡單化，避免復雜程序，導致使用混亂或不安全隱患。
1.2 系統(tǒng)組成結構設計
為了實現(xiàn)電動開窗遠程智能(intelligence)監(jiān)控，使得目前樓宇現(xiàn)場控制系統(tǒng)與之兼容。需要采用Lonworks現(xiàn)場總線技術來組網(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 單體電動開窗(windowing )和自然通風的應用
電動開窗控制系統(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行設計的。主要組成部件有電動機、變速器、形成控制、外殼、執(zhí)行機構和直流。并且從2010年開始單體電動開窗器已經(jīng)使用在火車站候車室、飛機場后車室、圖書館和大型賓館等地方。自然通風是利用室外風的壓力和室內(nèi)溫度差異產(chǎn)生的熱壓，促使空氣流動的方式，但是這種方式阻礙了自然通風技術的發(fā)展。自然通風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)域中設計排風窗和進風窗。如下表所示的風壓作用下的電動開窗器選型：
3 自然通風原理基礎上的電動開窗智能控制系統(tǒng)設計
電動開窗智能(intelligence)控制系統(tǒng)(system)設計實際上一種計算運算控制下的系統(tǒng)設計，通過(tōng guò)對高層樓宇氣候參數(shù)的檢測控制和遠程監(jiān)測控制集中分散系統(tǒng)DCS的應用。目前的這種系統(tǒng)包含了以下的基本單元控制設備：遠程通訊網(wǎng)絡接口；信號反饋（fǎn kuì）指示接口；計算機控制中心（CPU）；開窗驅(qū)動器接口；氣候參數(shù)檢測元件和處理電路；開關命令接口這些設備都是必要的基礎設備，在研究新的電動開窗器的時候這些條件的必須具備的。
通常情況下，對于風力只做定性考慮，如果按通風原理進行設計就要率熱壓的作用，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，這就需要考慮熱壓和風壓的共同作用。以下是熱壓電動開窗選型：
智能控制的設計結構中采用了Lonnworks的現(xiàn)場技術進行組網(wǎng)，基于其技術構建系統(tǒng)的成本問題及電動開窗器的特點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)動器的核心技術(Core Technology)標準的智能通風窗控制系統(tǒng)。這種課編程邏輯控制器一般在工業(yè)自動化的運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：
1）可以借助WAGO750-650模塊，增加該系統(tǒng)的獨立控制和離線控制功能。能夠更方便的接入編程設置，觸屏人機界面控制，氣候傳感器等進行在線控制功能設定。
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)動接觸器帶動現(xiàn)場電動器開窗器的工作運行。這種方式通過PLC編程能夠很容易的實現(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，并用分控制器來驅(qū)動開窗器功能的正常運行。
3）系統(tǒng)的中間層，在WAG750-819的作用下，借助上游PC機獲取掛在Lonnworks總線上的訊息，進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)。開窗機限位裝置采用螺桿內(nèi)壓式，結構緊湊。采用雙頭蝸桿傳動，啟閉速度快。撐腳采用鋁合金壓鑄工藝，造型精美。傳動管與輸出軸采用暗銷連接，是原有手搖開窗機不可比美的精品開窗機。本手搖開窗機專為工業(yè)廠房、倉庫、影劇院、禮堂和食堂等建筑物的中懸或上懸側窗的窗扇起閉之用。也可以利用兼容Lonnworks標準與樓宇自控系統(tǒng)BAS進行聯(lián)網(wǎng)，這兩種方式都能實現(xiàn)電動開窗運程智能監(jiān)控系統(tǒng)。
4）系統(tǒng)的中間層，經(jīng)過分析和對比，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。同時考慮到FCS是以Lonnworks標準為基礎的，要使用PLC進行底層智能節(jié)點定位，與外部的Lonnworks設備進行數(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口進行通訊。
在自然通風作用下，要通過室內(nèi)的溫度值給電腦提供控制通風窗開啟的合適角度。由于自然通風與室內(nèi)設計存在一定的矛盾（事物屬性的對立)，大量的自然通風會使得室內(nèi)的能耗量增加，所以通過電腦能夠檢測(檢查并測試)到合適的通風量。要使得自然通風更有效，還要注意氣候溫差，以及室內(nèi)溫度和室外風力的檢測，通過WAGO750-819模塊控制相應分區(qū)PLC的運作，以此達到更好的自然通風效果。
4 結論
通過上文分析基于現(xiàn)場總線Lonnworks技術設計的電動開窗控制系統(tǒng)，能夠營造良好的自然通風條件。開窗機廠家 適用于大型窗戶的上鎖/解鎖插銷。 推桿式(外裝)開窗器 推桿應為特殊工藝處理、具有較高剛度和強度的不銹鋼制作。推程：300～1000mm，推力：300～2000N，自鎖力不小于1500N。 根據(jù)不同型號可分別用于外開窗戶(可安裝于頂部、底部、側邊、中旋位置)，外開傾斜屋頂和大型墻面的重型窗戶、幕墻和玻璃屋頂(可安裝于頂部、底部、側邊位置)，以及高位置的屋頂窗。 建筑高層樓宇的電動開窗通過自然通風與單體電動開窗器的設計與實施越來越受人們的重視。
排煙開窗機
