[0001] 技術領域
[0002] 本實用新型涉及一種風機過濾器單元(即FFU，Fan Filter Unit) 的控制器，尤其涉及一種FFU交流多速群控控制器。
[0003] 背景技術
[0004] 目前FFU一般采用單相交流電機、三相交流電機和直流電機，其 控制方式主要分為多檔開關控制、無級調速控制、遙控控制和計算機 控制。所述控制方式分別存在以下幾點問題。
[0005] 1.多檔開關控制
[0006] 多檔開關，由于控制元件為FFU自帶，分布在潔凈室吊頂夾層內 的各個位置，當FFU需要進行風量調節的時候，工作人員必須進到安 裝FFU的夾層現場，通過撥擋開關來調節FFU，控制起來相當不方便。
[0007] 2.無級調速控制
[0008] 無級調速控制往往采用通用的可控硅調節器，而可控硅的采用， 會使FFU的馬達產生嘯叫，電機產生的額外發熱，犧牲電機效率，影 響FFU電機的使用壽命，還使裝有該種控制形式的FFU潔凈廠房內的 工作人員的工作效率受到影響。
[0009] 而且可控硅對電流波形的調制，使電流波形失真，造成電源污染， 當大批量FFU同時運行的時候，由于其對電源的污染，會導致潔凈廠 房內部或者工廠內部其他設備運行不穩定。
[0010] 另外，這種方式依舊存在風量調整不方便的問題。
[0011] 3.遙控控制方式
[0012] 遙控控制方式的控制信號一般以紅外信號或者射頻信號傳輸。前 者信號較弱，需要對準接收天線發送操作命令，對于多臺FFU群體控 制需要多次操作，使用不便。后者信號傳輸較好，但對于某些潔凈廠 房，廠房內部有很多設備能產生較強電磁信號的控制信號，接收控制 器會受到干擾，產生自動關機，自動換擋等錯誤操作。因此遙控控制 方式的應用范圍受到生產環境的限制。
[0013] 4.計算機控制
[0014] 計算機控制方式的FFU控制器，即群控控制器目前已經采用在工 程實例上的有：用于直流電機的控制器，用于交流電機的MOS管控制 器和變頻控制器等。
[0015] 直流電機控制：由于潔凈廠房不允許FFU電機帶有電刷，因此， FFU的電機均采用無刷直流電動機，換相問題則由電子換相器解決，而 電子換相器的壽命使得控制系統的使用壽命也大大降低。整套系統造 價昂貴。而且后期維護費用高。
[0016] MOS管控制器：該種控制器實際上是一種采用可控硅的芯片，斬波 方式對輸入電壓進行控制導致電流波形的失真，會導致電機嘯叫和發 熱。
[0017] 變頻控制器：該控制器主要應用于三相交流電源的FFU，可是目前 絕大部分FFU采用的是單相交流電源，三相交流電源的控制技術移植 到單相交流電源上，還是存在電機額外發熱的現象，導致控制系統不 穩定，影響電機的使用壽命。另外，由于采用GTR、GTO、PMOSFET作 為開關器件，因此，變頻控制方式整體造價也比較高。同時，中間直 流環節與電動機之間總存在無功功率的交換。鑒于逆變器中的電力電 子開關無法儲能，所以無功能量只能靠直流環節中的儲能元件(電容 器)來緩沖，電容器的壽命大大限制了變頻器的使用壽命。
[0018] 實用新型內容
[0019] 本實用新型旨在解決上述問題，因此本實用新型提供一種FFU交 流多速群控控制器，該控制器使用多個等電壓輸出檔位輪流切換的控 制器接駁多速度抽頭的風機來實現速度調節，可以由電腦來控制FFU 開、關、風量調整以及狀態監控。
[0020] 為了實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：一種FFU 交流多速群控控制器，其特征在于，包括以下單元：
[0021] 通訊電路，其與主控電路電連接；
[0022] 地址設定單元，其輸出端與主控電路電連接；
[0023] 輸出切換電路，其輸入端與主控電路電連接；
[0024] 輸出端口，其與輸出切換電路電連接；
[0025] 采樣電路，其輸入端與輸出端口的輸出端電連接；
[0026] 主控電路，分別與通訊電路、輸出切換電路、采樣電路及地址設 定單元電連接。
[0027] 作為優選采樣電路包括A/D轉換器。
[0028] 作為優選地址設定單元包括至少一個碼盤。
[0029] 作為優選輸出切換電路包括至少一個繼電器。
[0030] 作為優選還包括一手動控制電路，其輸出端與主控電路輸入端電 連接。
[0031] 作為優選還包括一存儲芯片，與主控電路電連接。
[0032] 作為優選還包括一狀態指示電路，其輸入端與主控電路輸出端電 連接。
[0033] 作為優選所述狀態指示電路包括至少一個狀態指示燈。
[0034] 作為優選所述通訊電路包括至少兩個通訊接口。
[0035] 作為優選所述通訊接口為R485接口。
[0036] 與現有技術相比，本實用新型的優點在于：
[0037] 1、使用方便：可以通過485通訊線由電腦來控制FFU，全面解決 FFU開、關、風量調整及狀態監控的問題，使用方便；
[0038] 2、提高可靠性：控制器對FFU速度的控制屬于間接控制，不改變 FFU的馬達運行所要求的電壓電流輸入特性，完全利用FFU本身的特性 運行，控制原理簡單，運行可靠；
[0039] 3、延長使用壽命：控制器對FFU速度的控制屬于間接控制，不改 變FFU的馬達運行所要求的電壓電流輸入特性，完全利用FFU本身的 特性運行，FFU不產生額外的噪音和電機發熱，從而延長使用壽命；
[0040] 4、成本較低：該控制器電路簡單，并且不需要加裝額外的變速器 如可控硅調速單元、變壓器等，從而降低成本。
[0041] 附圖說明
[0042] 圖1為本實用新型FFU交流多速群控控制器功能原理圖。
[0043] 圖2為本實用新型FFU交流多速群控控制系統實現圖。
[0044] 圖3為本實用新型FFU交流多速群控控制器的主控電路及手動控 制開關的電路圖。
[0045] 圖4為本實用新型FFU交流多速群控控制器的地址設定單元的電 路圖。
[0046] 圖5為本實用新型FFU交流多速群控控制器的通訊電路的電路圖。
[0047] 圖6為本實用新型FFU交流多速群控控制器的通訊狀態指示電路 的電路圖。
[0048] 圖7為本實用新型FFU交流多速群控控制器的輸出切換電路、輸 出端口及采樣電路的電路圖。
[0049] 圖8為本實用新型FFU交流多速群控控制器的狀態指示電路的電 路圖。
[0050] 圖9為本實用新型FFU交流多速群控控制器的電源輸入端電路的 電路圖。
[0051] 圖10為本實用新型FFU交流多速群控控制器的存儲芯片圖。
[0052] 標記說明
[0053] 1-手動控制電路
[0054] 2-狀態指示電路 ? ? ? ?21-狀態指示燈
[0055] 3-通訊電路 ? ? ? ? ? ?31-通訊接口
[0056] 4-主控電路
[0057] 5-地址設定單元 ? ? ? ?51-碼盤
[0058] 6-輸出切換電路 ? ? ? ?61-繼電器
[0059] 7-輸出端口
[0060] 8-采樣電路
[0061] 9-電源輸入端
[0062] 10-上位計算機
[0063] 11-FFU的馬達
[0064] 具體實施方式
[0065] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但 不作為對本實用新型的限定。
[0066] 如圖1和圖2所示，采取計算機控制FFU交流多速群控控制器的 方式。控制器的地址設定單元5如圖1、圖2和圖4所示，通過該地址 設定單元5上的碼盤51，預先設定好控制器的通訊地址，所述控制器 的通訊電路3如圖1、圖2和圖5所示，包括兩個R485通訊接口31， 可以實現控制器之間的串聯，將所述控制器與上位計算機10連通，然 后將輸出端口7如圖1、圖2和圖7所示與FFU的馬達11相連。
[0067] 電源接通后，通訊電路3會收到上位計算機10傳來的命令信號， 并將命令信號傳送給主控電路4如圖1、圖2和圖3所示，若收到的命 令的目標地址與本控制器設定的地址不一致，主控電路4不會對輸出 切換電路6如圖1、圖2和圖7所示發出命令。若收到的命令的目標地 址與本控制器設定的地址一致，當命令信號為“開”時，主控電路4 會根據命令中的檔位信息命令輸出切換電路6將相應的繼電器61接 通，通過輸出端口7驅動FFU的馬達11的相應檔位。當命令信號為“關” 時，主控電路4將命令輸出切換電路6將所有的繼電器61斷開，從而 使FFU的馬達11停止工作。
[0068] 采樣電路8如圖1、圖2和圖7所示與輸出端口7相連，對輸出端 口7的電流進行采樣，并將采樣到的電流信息經A/D轉換器轉換成數 字信號再傳送給主控電路4，主控電路4將收到的數字采樣信息進行編 譯通過通訊電路3傳送給上位計算機10，從而實現上位計算機10對 FFU的馬達11運行狀態的實時監控，同時主控電路4還會將編譯信息 傳送給工作狀態指示電路2如圖1、圖2和圖8所示，由狀態指示燈 21的不同狀態指示出目前FFU的馬達11的運行狀態。
[0069] 存儲芯片如圖10所示，用于存儲FFU交流多速群控控制器的地址、 工作模式等，這樣，即使發生斷電的情況，在電源恢復后也不需要對 FFU交流多速群控控制器進行重新配置，即可按照斷電前的工作模式繼 續進行工作。
[0070] 采取手動控制控制器的方式，通過該地址設定單元5預先設定好 控制器的通訊地址，需要手動操控時，首先將手動控制單元1如圖1、 圖2和圖3所示的開關打開，然后再根據實際的需要對控制器進行具 體開、關及檔位控制的操作。
[0071] 當手動控制開關打開時，手動控制電路1會將手動操控的信號傳 送給主控電路4，主控電路4會根據手動操控的信號命令輸出切換電路 6進行相應的動作，采樣電路8則將輸出端口7的電流信號轉換為數字 信號傳送給主控電路4，主控電路4將采樣信息進行編譯通過通訊電路 3傳送給上位計算機10，從而實現上位計算機10對FFU的馬達11運 行狀態的實時監控，同時主控電路4還會將編譯信息傳送給工作狀態 指示電路2，由狀態指示燈21的不同狀態指示出目前FFU的馬達11的 運行狀態。
[0072] 該實用新型可以由電腦來控制，因此FFU開、關、檔位調整和狀 態監控不再需要工人進入到FFU的安裝夾層，使用非常方便，并且不 需要加裝額外的變速器如可控硅單元、變壓器等，從而降低了成本， 由于該控制器對FFU速度的控制是通過對FFU的馬達不同檔位的控制 實現的，屬于間接控制，不改變FFU的馬達運行所要求的電流、電壓 輸入特性，不會使FFU產生額外的噪音和額外的電機發熱，控制原理 簡單，運行可靠，使FFU的使用壽命延長。
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