隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對產(chǎn)品質量的要求也越來越高。而生產(chǎn)技術和生產(chǎn)環(huán)境決定了產(chǎn)品質量，這就迫使廠家追求更好的生產(chǎn)技術和更高的生產(chǎn)環(huán)境。特別是電子、制藥、食品、生物工程、醫(yī)療、實驗室等領域對生產(chǎn)環(huán)境有著苛刻的要求，它綜合了工藝、建筑、裝飾、給排水、空氣凈化、暖通、空調、自動控制等多方面的技術。衡量這些行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境質量的主要技術指標有溫度、濕度、潔凈度、風量、室內正壓等。因此，對生產(chǎn)環(huán)境的各個技術指標進行合理的控制，以滿足特殊生產(chǎn)工藝的要求，成為了現(xiàn)在潔凈工程的研究熱點之一。FFU作為一種凈化設備，目前在各種潔凈工程中得到廣泛應用。FFU的全稱叫Fan Filter Unit“風機過濾單元”，也就是風機和過濾器連接在一起，能自己提供動力的潔凈設備，早在二十世紀六十年代，世界上第一個層流潔凈室的建立就已經(jīng)開始出現(xiàn)FFU的應用了。
目前FFU一般采用單相多速交流電機、三相多速交流電機和直流電機。電機的供電電壓大致有110V、220V、270V、380V四種。其控制方式主要分為以下幾種：
下面對以上四種控制方式做一簡單分析與比較：
多檔開關控制系統(tǒng)只包括FFU自帶的一個調速開關和一個電源開關。由于控制元件為FFU自帶，分布在潔凈室吊頂內的各個位置，工作人員必須在現(xiàn)場通過撥擋開關來調節(jié)FFU，控制起來極不方便，而且FFU的風速可調范圍有限，僅限于幾檔。我們曾經(jīng)做過一個項目，為了克服FFU控制操作不方便的因素，經(jīng)過電氣線路的設計，把所有FFU的多檔開關集中起來，放到地面上一個柜子內，實現(xiàn)集中操作，但無論是從外觀還是功能上都存在其局限性。采用多檔開關控制方式優(yōu)點是控制簡單、成本低，但存在許多缺陷：比如：能耗大、不能平滑調速、沒有反饋信號、不能實現(xiàn)靈活的組群控制等。
連續(xù)速度調節(jié)控制與多檔開關控制方式相比，多了一個連續(xù)速度調節(jié)器，使FFU風機轉速連續(xù)可調，但同時也犧牲了電機效率，使其能耗比多檔開關控制方式還要高。
計算機控制方式一般采用直流電機，與前面兩種方式相比，計算機控制方式具有以下先進的功能：
遙控控制方式作為計算機控制方式的一種補充，可使用遙控器對每臺FFU進行控制，與計算機控制方式相輔相成。
綜上所述：前兩種控制方式能耗高、控制不方便；后兩種控制方式壽命短、成本高。那有沒有一種控制方式既能做到能耗低、控制方便，又能保證使用壽命、成本不高呢？有，那就是采用交流電機的計算機控制方式。
交流電動機同直流電動機相比較，具有結構簡單、體積小、制造方便、運行可靠、價格低謙等一系列的優(yōu)點，由于其不存在換相問題，其使用壽命遠遠超過直流電機。長期以來由于其調速性能很差，因此，調速方式一直被直流調速方式所占領。但隨著新型電力電子器件與大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)和發(fā)展，以及新的控制理論不斷的出現(xiàn)及應用，交流控制方式也逐漸發(fā)展起來，并將最終取代直流調速系統(tǒng)。
在FFU交流控制方式中，又主要分為兩種控制方式：調壓控制方式和變頻控制方式。所謂調壓控制方式，就是通過直接改變電動機定子電壓的大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(fā)熱嚴重、調速范圍較窄等。但是，調壓方式對于FFU風機負載來說，其缺陷不是很明顯，并且在目前的情況下還有一些優(yōu)點：
變頻控制方式就是通過改變電源頻率f的方式來調速電動機的轉速，同時，按一定比例調整整電動機的輸入電壓。變頻控制方式具有優(yōu)異的性能，調速范圍大，平滑性較高，調速效率高等。變頻一般采用較先進的SPWM控制方式，并采用單片機生成SPWM波形。SPWM變頻方式同其它變頻方式相比具有以下特點：1）結構簡單，控制方便；2）輸入功率因數(shù)高；3）系統(tǒng)動態(tài)響應快；4）輸出諧波少。在目前的情況下，與調壓方式相比，變頻方式也有一些缺點，這主要體現(xiàn)在以下兩個方面：
目前，在FFU的應用領域內，其控制系統(tǒng)的應用率還是比較低的，而且在國際市場上流行的FFU智能化控制系統(tǒng)中，一般只針對配備無刷直流電機的FFU。特別是在全球能源越趨緊張的今天，控制系統(tǒng)的節(jié)能效益越來越被人所重視。每個潔凈室根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，決定相應的風速，同時又不得不考慮能耗問題。而一般的控制系統(tǒng)所能調節(jié)的風速范圍有限，不能根據(jù)具體的要求提供精確的風速，特別是在8小時之外的休息時間，仍然保持較高的風速，這無疑帶來了能源上的巨大浪費。針對這種現(xiàn)狀，最近推出了能夠數(shù)字化調節(jié)風速的HH-F系列FFU智能化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)操作簡單，界面友好，特別是可根據(jù)潔凈室的具體風速要求（例如0.37m/s,0.28m/s），數(shù)字化設定。
HH-F系列FFU控制系統(tǒng)是一套集散型控制系統(tǒng)，能夠方便的實現(xiàn)現(xiàn)場分散控制和集中統(tǒng)一管理功能?？伸`活控制潔凈室每臺風機的起停和風速，該控制系統(tǒng)利用中繼器技術，解決了485驅動能力有限的問題，可控制無限臺風機。本控制系統(tǒng)包括以下四部分內容：
控制系統(tǒng)拓撲圖如下圖：
現(xiàn)場智能控制模塊以單片機為核心處理器來實現(xiàn)控制功能。一臺智能模塊控制一臺FFU。現(xiàn)場智能控制模塊分為調壓模塊和變頻模塊，兩種智能控制模塊能夠實現(xiàn)以下控制功能：
1）智能模塊具有很強的開放性，通過可選的手操器（可插拔式）可實現(xiàn)現(xiàn)場控制：通過預留的RS485接口可實現(xiàn)遠程集中控制和故障診斷與設定：通過可選的遙控組件（可插拔式）可實現(xiàn)遙控控制。
2）通過可插拔的手操器能夠實現(xiàn)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(jié)能功能。
4）具有過載和短路保護功能：過載時，提示報警單元報警；短路時，提示報警單元報警并自動切斷FFU電源。
有線控制方式為可選控制方式，它通過現(xiàn)場智能模塊預留的RS485接口來實現(xiàn)。為了滿足不同用戶的需求我們采用控制盤和觸摸屏兩種控制方式，控制盤操作簡便，但顯示不太直觀，實現(xiàn)功能有限；觸摸屏成本操作方便，顯示畫面豐富，功能強大。
觸摸屏控制方式主要由以下三部分組成：1）中央控制單元；2）人機界面單元；3）報警控制單元。
1）中央控制單元，采用PLC控制器。能夠實現(xiàn)以下控制功能：
2）人機界面單元，采用觸摸屏實現(xiàn)遠距離對FFU的監(jiān)控和調節(jié)。能夠實現(xiàn)以下控制功能：
3）報警控制單元，采用聲光報警裝置，通過與中央處理單元的通訊，當有任何一臺或多臺FFU發(fā)生故障時，該控制單元實時發(fā)出聲光報警，并與人機界面單元進行配合，迅速確定故障FFU，確保監(jiān)控人員及時處理故障。
控制盤控制方式：根據(jù)實際系統(tǒng)的需要，中繼器有相應數(shù)量的485通訊插座，每個插座對應一組FFU控制器。通過控制盤可對每個控制器進行控制?？刂乒δ苋缦拢?/p>
遙控控制方式為可選控制方式。它通過現(xiàn)場智能模塊預留接口，通過可插拔的通訊模塊來實現(xiàn)遙控控制方式。具體功能由手操器實現(xiàn)，采用一對多的控制方式進行控制。手操器能實現(xiàn)以下控制功能：
1）能夠方便的實現(xiàn)每臺FFU的啟停和調速功能。調速功能能夠實現(xiàn)數(shù)字化，即直接輸入預期的風速值，以達到調速的目的。
2）能夠對每一臺FFU的風速值進行監(jiān)測。
控制系統(tǒng)還能夠實現(xiàn)如下功能：
1）交流調壓方式控制系統(tǒng)能夠保證正常使用條件下長時間無故障連續(xù)運行，正常使用條件下能保證8萬小時以上。
2）整套控制系統(tǒng)布局合理、接線簡單。
3）在滿足潔凈要求的前提下，可根據(jù)實際情況設定風速轉速，最大限度降低風機功耗，達到節(jié)能目的。
4）對風機轉速進行時序控制，在非工作時間內，自動降低風機轉速維持室內潔凈要求，達到節(jié)能目的。
綜上所述，不難看出隨著高科技產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，大規(guī)模應用FFU的潔凈室也將越來越多。潔凈室中FFU的集中控制也將是設計人員和業(yè)主們必須關注的問題。
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