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技術(shù)文章

高校實(shí)驗(yàn)室排放廢氣凈化系統(tǒng)

閱讀:218發(fā)布時(shí)間:2022-5-1

  隨著現(xiàn)代科技不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新進(jìn)步,對(duì)于高??蒲袑?shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)要求也不斷提高,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度、濕度、潔凈度,要求越來(lái)越高,特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)室的排放有害廢氣凈化處理更為重視,應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。許多的科學(xué)研究、空氣環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)好壞對(duì)現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展,生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步有著密切的關(guān)系,論文就某高??蒲袑?shí)驗(yàn)室系列排放有害廢氣凈化處理系統(tǒng)進(jìn)行探討。
 
  1 工程概況
 
  某高??蒲袠浅袚?dān)(教學(xué)科研的實(shí)驗(yàn))的場(chǎng)所。該建筑設(shè)計(jì)根據(jù)不同樓層和區(qū)域功能特點(diǎn)來(lái)配置相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室區(qū)域,本實(shí)驗(yàn)樓共13層,每層面積約3000m2,分兩大區(qū)域?qū)嶒?yàn)室,由兩套排放廢氣凈化處理系統(tǒng)擔(dān)任實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)廢氣凈化任務(wù),兩套排放系統(tǒng)安裝在本樓層的天面平臺(tái)。這次改造主要針對(duì)滯后缺陷控制系統(tǒng)線路,重新設(shè)計(jì)采用PLC模塊自動(dòng)控制系統(tǒng),提高系統(tǒng)運(yùn)行效能,確保安全運(yùn)行。
 
  2 實(shí)驗(yàn)室排放廢氣凈化系統(tǒng)改造工程設(shè)計(jì)
 
  設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示:
 
  3 控制系統(tǒng)的改造工程設(shè)計(jì)
 
  3.1 系統(tǒng)控制方框流程圖
 
  系統(tǒng)控制方框流程圖如圖2所示:
 
  3.2 控制系統(tǒng)的改造工程設(shè)計(jì)
 
  我們?cè)谥朴喐脑鞂?shí)驗(yàn)室排放廢氣凈化系統(tǒng)建設(shè)方案中,采取新思路和新的方法,既在原來(lái)的設(shè)備基礎(chǔ)組合上,以補(bǔ)配置、以排風(fēng)廢氣凈化系統(tǒng)為主,配以各單元實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)通風(fēng)柜輔助設(shè)備。
 
  為保證控制達(dá)到國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求,我們選擇采用PLC模塊與人機(jī)界面自動(dòng)控制系統(tǒng),結(jié)合網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),全天候全區(qū)域監(jiān)控、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決,針對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室各單元,使用排風(fēng)-通風(fēng)柜無(wú)規(guī)律和頻繁啟動(dòng)的特點(diǎn),自動(dòng)控制系統(tǒng)識(shí)別實(shí)驗(yàn)室單元使用通風(fēng)柜時(shí),排風(fēng)廢氣凈化系統(tǒng)才啟動(dòng)運(yùn)行,反之實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)結(jié)束系統(tǒng)也自動(dòng)結(jié)束,達(dá)到智能控制,從根本上解決系統(tǒng)故障率高、運(yùn)行成本高、不節(jié)能、操作使用繁瑣等問(wèn)題,克服了過(guò)去傳統(tǒng)的控制原理中存在系統(tǒng)設(shè)備安全無(wú)保護(hù)滯后的缺陷;
 
  3.3 控制原理
 
  采用PLC模塊與人機(jī)界面以及二次回路結(jié)合的控制系統(tǒng),編寫完善的運(yùn)行PLC程序,把PLC控制程序?qū)懭肽K。當(dāng)各單元實(shí)驗(yàn)室要啟動(dòng)排風(fēng)通風(fēng)柜時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別到各單元操作觸發(fā)啟動(dòng)信號(hào)后,根據(jù)單元啟動(dòng)系統(tǒng)順序要求,打開(kāi)單元排風(fēng)通風(fēng)柜電動(dòng)風(fēng)閥,系統(tǒng)確認(rèn)通風(fēng)電動(dòng)風(fēng)閥已經(jīng)打開(kāi)后,系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)單元通風(fēng)柜排風(fēng)電機(jī)、系統(tǒng)變頻器(主要控制輸出)主排風(fēng)電機(jī)、附塔自吸泵、排放廢氣紫外線燈管以及系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng),其他實(shí)驗(yàn)室單元若使用排風(fēng)通風(fēng)柜時(shí),主系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)保持運(yùn)行狀態(tài),直至最后單元使用結(jié)束,系統(tǒng)根據(jù)關(guān)閉順序才會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。
 
  保護(hù)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別各單元電動(dòng)風(fēng)閥是否有打開(kāi)或關(guān)閉、單元通風(fēng)柜排風(fēng)電機(jī)、主系統(tǒng)附塔的自吸泵、主變頻器-排風(fēng)主電機(jī)、紫外線燈管、配電系統(tǒng)、等電位系統(tǒng)以及其他設(shè)備的運(yùn)行情況是否正常,模塊系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到某一電氣設(shè)施正常或不正常時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施后,并在系統(tǒng)人機(jī)界面,顯示文字告知故障點(diǎn),有利于快速解決故障隱患,達(dá)到系統(tǒng)安全運(yùn)行。
 
  3.4 保護(hù)系統(tǒng)原理
 
  保護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)控信號(hào),采用電流變送器,安裝在配電單元輸出端,拾起系統(tǒng)設(shè)置的信號(hào)參數(shù),反饋給PLC模塊程序,由系統(tǒng)程序識(shí)別某個(gè)單元電氣設(shè)備是否執(zhí)行保護(hù),達(dá)到保護(hù)目的。
 
  3.5 系統(tǒng)的防雷、電網(wǎng)脈沖電壓、保護(hù)接零
 
  采用等電位接法與PLC程序配合進(jìn)行保護(hù),用電流變送器接入用電零線單元,拾取零線漏電信號(hào)反饋到系統(tǒng)程序,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的允許漏電電流大小,從而啟動(dòng)保護(hù)指令。
 
  系統(tǒng)采用等電位保護(hù)系統(tǒng)和防雷器的配合,可以根本上解決低壓配電網(wǎng)中的脈沖電壓干擾、漏電保護(hù)、過(guò)負(fù)載保護(hù)以及防直擊雷、閃電雷、感應(yīng)雷、電氣設(shè)備零線過(guò)載保護(hù)等,具有針對(duì)排放廢氣凈化系統(tǒng)安裝在樓層頂層的特點(diǎn),使系統(tǒng)設(shè)備和用電安全具有可靠防護(hù)措施和保護(hù)系統(tǒng)。
 
  等電位系統(tǒng)指電源端零線與接地線直接連接,電網(wǎng)端零線與接地線形成等電位,當(dāng)配電系統(tǒng)在零線和接地線上有任何的高脈沖電壓,等電位保護(hù)系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)我們?cè)O(shè)置的所需保護(hù)參數(shù),自動(dòng)切斷故障配電設(shè)備,并配合PLC程序-人機(jī)界面,顯示文字報(bào)警區(qū)域,可以快速自動(dòng)排查故障區(qū)域,不影響其他區(qū)域運(yùn)行,達(dá)到保護(hù)電氣設(shè)備。
 
  等電位保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理:系統(tǒng)采用PLC模塊,編寫自動(dòng)控制程序,在各支路配電支路網(wǎng)電源總零線、總接地線上,安裝低讀數(shù)-高靈敏度的電流變送器,拾取等電位電流和電位差的信號(hào),反饋給PLC控制系統(tǒng)程序,自動(dòng)參數(shù)比較后,進(jìn)行各自指令動(dòng)作保護(hù)。
 
  3.6 遺忘關(guān)閉/時(shí)間預(yù)設(shè)功能
 
  利用PLC系統(tǒng)程序的時(shí)間指令,把我們所需要的設(shè)置時(shí)間指令,編寫在各單元的控制回路中,配合運(yùn)行指令結(jié)合,形成預(yù)設(shè)置的遺忘功能指令,當(dāng)啟動(dòng)了單元通風(fēng)柜運(yùn)行時(shí),而忘記關(guān)閉單元通風(fēng)柜、系統(tǒng)預(yù)設(shè)最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間立即啟動(dòng)計(jì)時(shí),各單元實(shí)驗(yàn)室操作啟動(dòng)通風(fēng)柜運(yùn)行所需要時(shí)間功能。當(dāng)某個(gè)單元操作忘記關(guān)閉通風(fēng)柜時(shí),系統(tǒng)可事先設(shè)置最長(zhǎng)使用時(shí)間,當(dāng)時(shí)間到了,系統(tǒng)自動(dòng)會(huì)關(guān)閉,防止系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間不停運(yùn)行以及不安全隱患。
 
  預(yù)設(shè)功能:?jiǎn)卧僮骺梢灶A(yù)設(shè)所需要使用時(shí)間,這樣可以掌握做實(shí)驗(yàn)的控制時(shí)間,有利于實(shí)驗(yàn)的完整性、兼容性。把系統(tǒng)運(yùn)行提高到較*的智能控制操作,充分利用系統(tǒng)運(yùn)行效率,安全穩(wěn)定、節(jié)能。
 
  3.7 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
 
  利用網(wǎng)絡(luò)建立PLC控制系統(tǒng)-人機(jī)界面的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)全天候的監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控處理系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)解決故障,確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。
 
  3.8 系統(tǒng)變頻器
 
  主要控制排放廢氣凈化系統(tǒng)的主排風(fēng)機(jī)運(yùn)行的變頻,可以實(shí)現(xiàn)排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效能,變頻器的控制參數(shù),采用電流變送器拾取在各單元實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)柜排風(fēng)電機(jī)的運(yùn)行電流的信號(hào)參數(shù),由電流變送器拾取信號(hào)-反饋PLC系統(tǒng)程序,進(jìn)行比較后,指令變頻器所需要變頻參數(shù),達(dá)到控制變頻節(jié)能效果。
 
  4 結(jié)語(yǔ)
 
  該科技樓實(shí)驗(yàn)室排放廢氣凈化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)兩年多的實(shí)際運(yùn)行,從實(shí)際運(yùn)行效果上看,各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)通風(fēng)柜使用排放參數(shù)、智能控制以及主系統(tǒng)的排放標(biāo)準(zhǔn)、控制系統(tǒng),在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi),系統(tǒng)安全穩(wěn)定、節(jié)能、效果良好,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,為我國(guó)類似高校實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)提供參考和借鑒。

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