電動通風(fēng)-排煙開窗機控制系統(tǒng)設(shè)計思路

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(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)計窗體驅(qū)動控制還是沒有引起人們的關(guān)注。

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

1.1 高層樓宇電動通風(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：對于氣候指數(shù)的檢測進行通風(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(shè)置。由于氣候的影響要建立分區(qū)狀態(tài)檢測反饋裝置設(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。因為是針對高層樓宇設(shè)置的電動通風(fēng)和排煙窗，所以盡量做到程序上的簡單化，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

為了實現(xiàn)電動開窗遠(yuǎn)程智能監(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(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 單體電動開窗和自然通風(fēng)的應(yīng)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(shè)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(gòu)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(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)計排風(fēng)窗和進風(fēng)窗。如下表所示的風(fēng)壓作用下的電動開窗器選型：

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

電動開窗智能控制系統(tǒng)設(shè)計實際上一種計算運算控制下的系統(tǒng)設(shè)計，通過對高層樓宇氣候參數(shù)的檢測控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測控制集中分散系統(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；信號反饋指示接口；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(guān)命令接口這些設(shè)備都是必要的基礎(chǔ)設(shè)備，在研究新的電動開窗器的時候這些條件的必須具備的。

通常情況下，對于風(fēng)力只做定性考慮，如果按通風(fēng)原理進行設(shè)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(fēng)，這就需要考慮熱壓和風(fēng)壓的共同作用。以下是熱壓電動開窗選型：

智能控制的設(shè)計結(jié)構(gòu)中采用了Lonnworks的現(xiàn)場技術(shù)進行組網(wǎng)，基于其技術(shù)構(gòu)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(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(shè)置，觸屏人機界面控制，氣候傳感器等進行在線控制功能設(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)。也可以利用兼容Lonnworks標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的，要使用PLC進行底層智能節(jié)點定位，與外部的Lonnworks設(shè)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(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)計存在一定的矛盾，大量的自然通風(fēng)會使得室內(nèi)的能耗量增加，所以通過電腦能夠檢測到合適的通風(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，通過WAGO750-819模塊控制相應(yīng)分區(qū)PLC的運作，以此達到更好的自然通風(fēng)效果。

4 結(jié)論

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