电动通风-排烟开窗机控制系统设计思路

自然通风包含热压，风压和热压风压的相互作用，由于室内和室外通风环境不确定，自然风引入室内会适得室内温度或是舒适度发生改变，长期以来会阻碍自然通风技术的发展及应用。虽然自然通风是质量最好，但是现在高层建筑和房屋建筑中，如何利用建筑的自然通风条件设计窗体驱动控制还是没有引起人们的关注。

1 建筑高层电动通风和排烟窗的要求及结构设计

1.1 高层楼宇电动通风和排烟窗要求

由于高层建筑空气稀薄，在通风条件和排烟窗的控制上有一定的要求：对于气候指数的检测进行通风量的调节和控制，控制功能要具备集中控制和独立分区域控制的功能。根据楼宇的具体情况可安置人体界面控制，在优化消防紫铜的前提下，进行BAS系统的兼容设置。由于气候的影响要建立分区状态检测反馈装置设备，能够在线编程监控和功能设定，具备远程监控的功能。因为是针对高层楼宇设置的电动通风和排烟窗，所以尽量做到程序上的简单化，避免复杂程序，导致使用混乱或不安全隐患。

1.2 系统组成结构设计

为了实现电动开窗远程智能监控，使得目前楼宇现场控制系统与之兼容。需要采用Lonworks现场总线技术来组网，并通过传输控制协议或是网际协议接入互联网。

2 单体电动开窗和自然通风的应用

电动开窗控制系统的要求是专门根据高层做建筑中无人值守的开窗要求进行设计的。主要组成部件有电动机、变速器、形成控制、外壳、执行机构和直流。并且从2010年开始单体电动开窗器已经使用在火车站候车室、飞机场后车室、图书馆和大型宾馆等地方。自然通风是利用室外风的压力和室内温度差异产生的热压，促使空气流动的方式，但是这种方式阻碍了自然通风技术的发展。自然通风是通过建筑外墙上的窗孔和室内外空气流过窗口形成的压力差，并通过窗孔空气的体积在静压划分区域中设计排风窗和进风窗。如下表所示的风压作用下的电动开窗器选型：

3 自然通风原理基础上的电动开窗智能控制系统设计

电动开窗智能控制系统设计实际上一种计算运算控制下的系统设计，通过对高层楼宇气候参数的检测控制和远程监测控制集中分散系统DCS的应用。目前的这种系统包含了以下的基本单元控制设备：远程通讯网络接口；信号反馈指示接口；计算机控制中心（CPU）；开窗驱动器接口；气候参数检测元件和处理电路；开关命令接口这些设备都是必要的基础设备，在研究新的电动开窗器的时候这些条件的必须具备的。

通常情况下，对于风力只做定性考虑，如果按通风原理进行设计就要率热压的作用，特别是智能型生态建筑和低能消耗建筑，是要营造自然通风，这就需要考虑热压和风压的共同作用。以下是热压电动开窗选型：

智能控制的设计结构中采用了Lonnworks的现场技术进行组网，基于其技术构建系统的成本问题及电动开窗器的特点和通讯条件的控制因素，经过多方研究得出，以PLC可编程逻辑控制器为控制驱动器的核心技术标准的智能通风窗控制系统。这种课编程逻辑控制器一般在工业自动化的运用是最为广泛的也是重要组成部分，其系统控制有以下特点：

1）可以借助WAGO750-650模块，增加该系统的独立控制和离线控制功能。能够更方便的接入编程设置，触屏人机界面控制，气候传感器等进行在线控制功能设定。

2）通过系统底层数字量的输入和输出功能，利用DO直接驱动接触器带动现场电动器开窗器的工作运行。这种方式通过PLC编程能够很容易的实现区分控制，所以采用PLC编程作为FCS系统的智能控制节点，并用分控制器来驱动开窗器功能的正常运行。

3）系统的中间层，在WAG750-819的作用下，借助上游PC机获取挂在Lonnworks总线上的讯息，进而可以通过传输控制协议和网际协议形成互联网。也可以利用兼容Lonnworks标准与楼宇自控系统BAS进行联网，这两种方式都能实现电动开窗运程智能监控系统。

4）系统的中间层，经过分析和对比，在系统的中间层要采用德国WAGO-750系列的模块和Lonnworks总线挂接。同时考虑到FCS是以Lonnworks标准为基础的，要使用PLC进行底层智能节点定位，与外部的Lonnworks设备进行数据通讯，这是比较难的一面。所以，也可以通过750-653模块与PLC的485口进行通讯。

在自然通风作用下，要通过室内的温度值给电脑提供控制通风窗开启的合适角度。由于自然通风与室内设计存在一定的矛盾，大量的自然通风会使得室内的能耗量增加，所以通过电脑能够检测到合适的通风量。要使得自然通风更有效，还要注意气候温差，以及室内温度和室外风力的检测，通过WAGO750-819模块控制相应分区PLC的运作，以此达到更好的自然通风效果。

4 结论

通过上文分析基于现场总线Lonnworks技术设计的电动开窗控制系统，能够营造良好的自然通风条件。建筑高层楼宇的电动开窗通过自然通风与单体电动开窗器的设计与实施越来越受人们的重视。