FFU集成控製係統一般有（yǒu）什麽特點

1. FFU的應用介紹
隨著經濟（jì）的發展和人們生活水平的提高，人們對產品（pǐn）質量的要求也越來越高。而生產技術和（hé）生產環境決定了產品質量，這就迫使廠（chǎng）家追求更好（hǎo）的生產技（jì）術和更高的生產（chǎn）環境。特別是電（diàn）子、製藥、食品、生物工程（chéng）、醫療、實驗室（shì）等領域對生（shēng）產環境有著苛刻的要求，它綜合了工藝、建築、裝飾、給排水、空氣淨化、暖通、空調、自動控製等多方麵的技術（shù）。衡量這些行業生產環境質量的主（zhǔ）要技術指標有溫度、濕度、潔淨（jìng）度、風量、室內正壓等。因此，對生產環境的各個技術（shù）指標進行合理的控製，以滿足特殊生產工藝的要求，成為了現在潔淨工程的研究熱點之一。FFU作為一種淨化設（shè）備，目前在各種潔（jié）淨工（gōng）程（chéng）中得到（dào）廣（guǎng）泛（fàn）應用。FFU的全稱叫“Fan Filter Unit 風機過濾單元”，也就是風機（jī）和過濾器連接在一起，能自己提供動力的潔淨設（shè）備，早在（zài）二十世紀六十年代，世界（jiè）上*個層流潔淨室的建立就（jiù）已經（jīng）開始出現FFU的應用了。
2. FFU控製方式現狀
目前（qián）FFU一般采（cǎi）用單相多（duō）速交流電機、三相多速交流電機和直流電機。電機的供電（diàn）電壓大致有110V、220V、270V、380V四種。其控製方式主要（yào）分（fèn）為以下幾種：
（1）多（duō）檔開關控製
（2）連續速度調（diào）節控製
（3）計算機控製
（4）遙控控製
下麵（miàn）對以上四種（zhǒng）控製方式做一簡單分（fèn）析與比較：
2.1 多檔開關控製
多檔開關控製係統隻包括（kuò）FFU自帶的一個調速開關和一個電源開關。由於控製元件為FFU自帶，分布在潔淨室吊頂內的各個位置，工作人員（yuán）必須在現場通過撥擋開關來調（diào）節FFU，控製起來極不方便，而（ér）且FFU的風速可調範圍有限，於幾檔。我們曾經做過一個項目（mù），為了（le）克服FFU控製操作不方便的因素，經過電（diàn）氣線路的設計，把所有FFU的多檔開關集中起來（lái），放到地麵上一個櫃子內，實現集中操作，但無論是從外觀還（hái）是功能上都（dōu）存在其局限性。采（cǎi）用多檔開關（guān）控製（zhì）方式優（yōu）點是（shì）控製簡單、成本（běn）低（dī），但存在許多缺陷：比（bǐ）如：能耗大、不能平滑調速、沒有（yǒu）反饋信號、不能實（shí）現靈活的組群控製等。
2.2 連續速（sù）度調節控製
連續速度調節控製與多檔開關控製方式相比，多了一個連續速度（dù）調節器，使FFU風機轉速連續可調（diào），但同時（shí）也犧牲了電機效率（lǜ），使其能耗比多檔開關控製方式還要高。
2.3 計算機控製
計算機控製方式一般采用直流電機，與前麵兩種（zhǒng）方式相比，計算機控製方式具有以下先（xiān）進的（de）功能：
（1）采用集散型控製方式，能夠很方便的實現FFU的集中監測和控製。
（2）可方便（biàn）的實現FFU的單台、多台及分區控製。
（3）智能化控製係統具有節（jiē）能功能。
（4）可采用可選的遙控方式進行監測和控製。
（5）控製係統預（yù）留通信接口，可與上（shàng）位機或網絡進行通（tōng）訊，從而實現遠程通信和（hé）管理功能。
控製直流電機的突出優點在於：容易控（kòng）製、調速範圍較寬。但該控製方式也有一（yī）些致命的缺陷：由於潔淨（jìng）廠（chǎng）房不允（yǔn）許FFU電機（jī）帶有（yǒu）電刷，因此，FFU的電機（jī）均采用無刷直流電動機，換相問題則由電（diàn）子換（huàn）相器解決，而電子換相器（qì）的壽命（mìng）短使整控製係統（tǒng）的使用壽命也大大降低；整（zhěng）套係統造價昂貴；後期維護費用高（gāo）。
2.4 遙控控（kòng）製方式（shì）
遙控控製方式作為計算（suàn）機控製方式的一種補充，可使用遙控器對每台FFU進（jìn）行（háng）控製（zhì），與計算機控製（zhì）方式相輔相成。
綜上所述：前兩種控製方式能耗高、控（kòng）製不方便；後（hòu）兩種控製方式壽命短、成本高（gāo）。那有沒有一種控製方式既能做到能耗低、控製（zhì）方便，又能保證使用壽命、成本不高呢？有，那就是采用交（jiāo）流電機（jī）的計算機控製（zhì）方式。
交流電動機同直流電動機相比較，具有結構簡單、體積小、製造方（fāng）便、運行可（kě）靠、價格（gé）低謙等一係列的優點，由於其不存在換相問題，其使用壽命遠遠超過直（zhí）流電機。長期以來由於其調速性能很差，因此，調速方式一直被直流調速方式所占領。但隨（suí）著新型電力電子（zǐ）器件與大規模集成電路的出現和發展，以及新的控製理論不斷的出現及應用，交（jiāo）流控製方式也逐漸發展起來，並將zui終取代直（zhí）流調速（sù）係統。
在FFU交流控製方式中（zhōng），又主要分（fèn）為兩種控製（zhì）方式：調壓控製方（fāng）式和變（biàn）頻控製方式。所謂調（diào）壓控製方（fāng）式，就是（shì）通過直接改變電動機定子電（diàn）壓的大（dà）小來調整電動機的轉速。調壓方式的缺點是：調速時的效率較低，低速時，電機發熱嚴（yán）重、調速範圍較窄等。但（dàn）是，調壓方式對於FFU風機負載來說，其缺陷不是很明顯（xiǎn），並且在目前的情況（kuàng）下還有一些優點：
（1）調速方案成熟，調速係統（tǒng）穩定，能夠保證長時間（jiān）*連續運行。
（2）操作簡便，控製係統（tǒng）造價低。
（3）由於FFU風機負載很輕，在低速時，電機發熱不是（shì）很嚴重。
（4）調壓方式特別適合於風機負（fù）載，由（yóu）於FFU風機負責（zé）曲線為*的阻尼曲線，因此，調速範圍可以做（zuò）到很寬。
因此，在今（jīn）後的一段時期內，調壓方式還將是一種主要的調速方（fāng）式。
變頻控製方式就是（shì）通過改變電源頻率f的方式來調速電動機的轉速，同時（shí），按一定比例調整整電動機的輸入電（diàn）壓。變頻控製方式具有優異的性能，調速範圍大，平滑性較高，調*率高等。變頻一般采（cǎi）用較先進的SPWM控製（zhì）方式（shì），並采用單片機生成SPWM波形。SPWM變頻方（fāng）式同其它（tā）變頻方式相比具（jù）有以下特點：（1）結構簡單，控製方便（biàn）；（2）輸入功率（lǜ）因數高；（3）係（xì）統動態響應快；（4）輸出（chū）諧波少。
在目前的情況下，與調壓方式相比（bǐ），變頻方式也有一些（xiē）缺點，這主要體現在以下（xià）兩個方麵：
（1）變頻方式造價比較高。為了使（shǐ）變頻器的輸出諧波盡可能的減少，逆變器的功（gōng）率開關器件的開關頻率要盡可（kě）能的高。因此，一般采用GTR、GTO、PMOSFET作為開關器（qì）件。上述這些器件本身造（zào）價較高。因此，變頻控（kòng）製方式整體造價（jià）也比較高。
（2）使用壽命不如調壓方式長（zhǎng）。由於（yú）異步電動機屬於感（gǎn）性負載（zǎi），功率因數不會等（děng）於1.0，故在中間直流環節與（yǔ）電動機之間（jiān）總存在無功功（gōng）率的交換。由於逆變器中的電力電子開關無法儲能，所以無功能（néng）量隻能靠直流（liú）環節中的儲能元件（電容器）來緩衝。電容器（qì）的壽命大大限製了變頻器的使（shǐ）用（yòng）壽命。即使是先（xiān）進的變頻器廠商，其變頻器壽命（mìng）也受此限製。
隨著半導體技術的不斷發展，可以預料，一些（xiē）簡單可靠、性能優異、價格便宜的變頻調速係統將不斷出現，異步電動機的變頻調速方法的應用將日（rì）見廣泛，並（bìng）將zui終（zhōng）取代直流調速方式和（hé）調壓（yā）調速（sù）方式。
3. FFU智能化控製係統
目前，在FFU的應用領域內，其控製係統的應用率還是比較低的，而且在市場上流行的FFU智（zhì）能化控製係統中，一般隻針對配備無刷直流電機的FFU。特別是在能源越趨緊張的今天，控製（zhì）係統的節能效益越來越被（bèi）人所（suǒ）重視。每個潔淨室根（gēn）據產（chǎn）品的生產工藝，決定相（xiàng）應的風速，同時又（yòu）不得不（bú）考慮能耗問題。而一般的控製（zhì）係統所（suǒ）能調節的風速範圍有限，不能根據具體的要（yào）求提供的（de）風速，特別是在8小時之外的（de）休（xiū）息時間，仍然保持較高的風速，這無疑帶來（lái）了能源（yuán）上的巨大浪費。針對這種現狀，zui近推（tuī）出了能夠（gòu）數字（zì）化調節風（fēng）速的HH-F係列FFU智能（néng）化控製係統。該係統操作簡單，界麵友好，特別是可根據潔淨室的具體風速要求（例如0.37m/s,0.28m/s），數字化設定。
HH-F係（xì）列FFU控製係統是一套集散型控製係統，能夠方便（biàn）的實現現場分（fèn）散（sàn）控製和集中統一管理功能（néng）。可靈活控（kòng）製潔（jié）淨室每台風機的起停和風速，該控製係統利用中繼（jì）器技術，解決了485驅動能力有限的問題，可控製無限（xiàn）台風（fēng）機。
本控製係統包括以下四部（bù）分內容：
（1）現場智能控（kòng）製器
（2）有線集中控（kòng）製方式
（3）遙控控製方式
（4）係統綜合功能
3.1 現（xiàn）場智能控製模塊
現場智能控製模塊（kuài）以單片機為核心處理器來實現控製功能。一台智能模塊控製一台（tái）FFU。現場智能控製模塊分為調（diào）壓模塊（kuài）和變頻模塊（kuài），兩（liǎng）種智能控製模塊能（néng）夠實現以下控製（zhì）功能（1）智能模塊具有很強的開（kāi）放性，通過可選（xuǎn）的手操器（可（kě）插拔式）可實現現（xiàn）場控製：通過預留的RS485接口可實現遠（yuǎn）程集中（zhōng）控製和故障（zhàng）診斷與設定：
（1）通過可選的遙控組（zǔ）件（可插拔式）可實現遙控控製。
（2）通過可插（chā）拔的手操器能夠實現FFU的啟停和準確的無級調速，能夠顯示FFU出口風速值。
（3）該智能模塊使FFU具有節（jiē）能功能。
（4）具有過載和（hé）短路保護功能：過載時，提示報（bào）警單元報警；短路時（shí），提示報警單元報（bào）警並自動切斷FFU電源。
3.2 有線控製方式
有線控製方式為可選控製（zhì）方（fāng）式，它通過現場智能模（mó）塊預留的RS485接口來實現。為（wéi）了滿足不同用戶的需（xū）求（qiú）我們采用控製盤和觸摸屏兩種控製方式，控（kòng）製（zhì）盤操作簡便，但顯示不太（tài）直觀，實現（xiàn）功能有限；觸摸屏成本操作方便（biàn），顯示畫麵豐富，功能強大。
觸摸屏控製（zhì）方式主要由以（yǐ）下三部分組成：1）中央控製（zhì）單元；2）人機界麵單元；3）報警（jǐng）控製單元。
（1）中（zhōng）央控製單元，采用PLC控製器。能夠實現以下控製功能：與現（xiàn）場智（zhì）能控製模塊采用RS485總線製聯結方式，對采集到的現場數（shù）據進行分析、處理（lǐ）；實（shí）現對現場（chǎng）設備的控製功能。從而實現對現場所有FFU的集中監測和（hé）控（kòng）製；與報警控製單元進行通訊；與人機界麵單元進行通訊。
（2）人機界麵單元（yuán），采用觸摸屏實現遠距離對FFU的監控和調節。能夠實現以下控製功能：能夠方（fāng）便的實現FFU的單台、多台及分區控製。也（yě）就（jiù）是說，能夠同時控製任意台（tái）數的FFU；能夠實現任意台數FFU的（de）啟停和調速功能，調速功能能夠實現數字化，即直接輸入預期的風速值（zhí）（如：0.25、0.31等），以達到調速的目的；能（néng）夠對任意一台FFU的風速值進行監測；當有故障FFU報警時，能實時的顯示故障FFU。
（3）報警控製單元，采用聲光報警裝置，通過（guò）與中央處理單元的通訊，當有任何一台或多台FFU發生故障時，該控製（zhì）單元實時（shí）發出聲光報警，並與人（rén）機界麵單元進行配合，迅速確定故障FFU，確保監（jiān）控人（rén）員及時處理故障。
控（kòng）製盤（pán）控製方式：根據實際係統的需要，中（zhōng）繼器有相應數量的485通訊插座，每個插座對應一組FFU控製器。通過控製盤可（kě）對每個控製器進行控製。控製功能（néng）如（rú）下：對整個潔淨室某一組風機起停進行控製，可對某一組風機（jī）的風速進行統一設置；對整個潔淨室的某一台風機起（qǐ）停（tíng）進行控製，可對某一台風機的風速進行設置；可對某（mǒu）一組風機數量進行設置（zhì）。（係統規定（dìng）每組風機數量zui多位（wèi）16台）；對整個潔淨室的某一台風（fēng）機運行狀態進行查（chá）詢，如風機的起停狀態，風機的運行風速（sù）；短路（lù）保（bǎo）護功能：當發生短路時，能夠自動切斷FFU的電源以保護設備。
3.3 遙控控製（zhì）方式
遙控控製方式為可選控製方式。它通過現場智能模塊預留（liú）接口，通過可插拔的通訊模塊（kuài）來實現遙（yáo）控控製方式。具體功能由手操器實現，采用一對多的控製方式進行控製。手操器能（néng）實（shí）現以下控製功（gōng）能：
（1）能夠方便（biàn）的實現每台FFU的啟停和調速功能。調速功能能夠實現數字化，即直接輸入預期的風速值，以達到調（diào）速的目的。
（2）能夠對（duì）每一台FFU的風速值進行監測。
3.4 係統綜合功（gōng）能超淨工作台
控製係統（tǒng）還能夠實現（xiàn）如下（xià）功能：
（1）交（jiāo）流調壓方式控製係統能夠保證正常使用條件下長時間*連續運行，正常使用條件下能保證8萬小時以上。
（2）整套控製（zhì）係統布局合理、接線簡（jiǎn）單（dān）。
（3）在滿足潔淨要求的前提下，可根（gēn）據實際情況（kuàng）設定風速轉速，zui大限度降低風機功耗，達（dá）到節能目的（de）。
（4）對（duì）風機轉速進行時序控（kòng）製，在非工作時間（jiān）內，自（zì）動降低風機轉速維持室內潔淨要求，達到節能目的。