一種基于風速閉環控制的FFU控制器

技術領域

本發明涉及FFU控制的技術領域，尤其是涉及一種基于風速閉環控制的FFU控制器。

背景技術

FFU，即風機過濾單元，利用其內部的風機（電機+葉輪）將空氣吸入，所吸收的空氣經過FFU下面的HEPA（高效空氣過濾器）或者ULPA（超高效過濾器）濾網，將空氣中的大顆粒的塵埃微粒子過濾掉，最后把新空氣以0.45m/s±10%的風速均勻送到潔凈室。其中風機轉速的高低以及濾網的通量會影響潔凈室內的潔凈度。為了減少人員進出時帶入的含顆粒雜質的外部空氣，廠家一般會在保證潔凈度要求的前提下提高風機的轉速，使潔凈室內的氣壓始終高于外界氣壓，使人員進出時潔凈室內的氣體外溢從而阻止攜帶有粉塵的空氣進入室內，使空氣形成單向流通狀態，從而保持室內的潔凈。

FFU群控系統是用于控制多個FFU的系統，而目前的FFU群控系統還只是通過人工直接調節轉速的方式去控制經過過濾網之后的風速，其無法直接控制潔凈室要求的各個FFU單元的風速，而濾網的堵塞情況存在個體差異，因此容易導致潔凈室內部分FFU單元的風速調節產生滯后現象，使得部分區域的氣壓難以達到要求的氣壓，致使人員進出時外界攜帶有粉塵的空氣進入室內，使得室內的空氣潔凈度難以到達設定要求，從而降低了潔凈度。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于風速閉環控制的FFU控制器，能在實際風速低于預設最低要求風速時拉高濾網出風口的實際風速，以此提高潔凈室內的氣壓，使人員進出時潔凈室內的氣體外溢從而阻止空氣進入室內，從而保持室內的潔凈。

本發明的上述發明目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種基于風速閉環控制的FFU控制器，包括：

風速檢測器，設置于風機的濾網的出風口，用于測量濾網出風口的風速；

控制裝置，設置于風機內，與風速檢測器電連接，且與風機電連接以控制風機轉速，當濾網出風口的風速低于預設最低要求風速時控制裝置控制風機提高轉速。

通過采用上述技術方案，風速檢測器用于檢測濾網出風口的風速，以此得出經過濾網后的實際風速，以此減少濾網的堵塞情況對數據準確度的影響；當濾網出風口的風速低于預設最低要求風速時控制裝置控制風機提高轉速，以此增大風機未經濾網時的風速，以此拉高經過濾網后的實際風速，以此提高潔凈室內的氣壓，使人員進出時潔凈室內的氣體外溢從而阻止空氣進入室內，使空氣形成單向流通狀態，從而保持室內的潔凈；使室內保持最低潔凈度標準時的實際風速即為預設最低要求風速。

本發明進一步設置為：所述風速檢測器包括轉動設置于濾網出風口的風扇、與風扇同軸固定的轉軸、設置于風機上的編碼器以及處理器，當轉軸轉動一圈時編碼器輸出一次脈沖，所述處理器與編碼器電連接以讀取編碼器的脈沖次數，計算濾網出風口風速的公式為：風速=脈沖總數/測量周期。

通過采用上述技術方案，編碼器具有檢測角度或位移以輸出對應脈沖次數的功能，當轉軸轉動一圈時編碼器輸出一次脈沖，以此根據風速=脈沖總數/測量周期的公式計算出實際風速，以此實現處理器比對實際風速與預設最低要求風速的效果。

本發明進一步設置為：所述控制裝置上電連接有報警組件，當控制裝置的控制轉速值達到最大轉速限定值且實際轉速值低于預設最低要求風速時發出告警信號。

通過采用上述技術方案，FFU的濾網在實際使用過程中會持續過濾塵埃顆粒，而濾網的堵塞情況會逐漸加重，導致風機轉速相同的情況下經過過濾網的實際風速持續降低，此時潔凈室風壓持續降低；當風機的轉速已提高至最大轉速限定值，即風機的轉速已達到極限時，實際轉速仍低于預設最低要求風速，此時報警裝置發出告警，以此提醒操作人員更換堵塞嚴重的濾網，以此提高實際轉速。

本發明進一步設置為：所述報警組件包括：

模數轉換器，與處理器電連接，當實際轉速值低于預設最低要求風速時輸出低風速信號；與控制裝置電連接，當控制裝置的控制轉速值達到最大轉速限定值時輸出最大轉速信號；

與門，其輸入端電連接于模數轉換器，當與門的輸入端同時接收低風速信號與最大轉速信號時輸出高電平信號；

開關件，與與門的輸出端電連接，當與門輸出高電平信號時開關件輸出告警信號。

通過采用上述技術方案，模數轉換器將處理器讀取的脈沖次數計算得出的轉速數字信號轉化為模擬信號，且當實際轉速值低于預設最低要求風速時輸出低風速信號，同理，當控制裝置的控制轉速值達到最大轉速限定值時輸出最大轉速信號，且低風速信號與最大轉速信號均為高電平信號，而與門具有輸入端全為高電平則輸出高電平的特性，以此實現當控制裝置的控制轉速值達到最大轉速限定值且實際轉速值低于預設最低要求風速時發出告警信號的效果。

本發明進一步設置為：所述開關件包括NPN型三極管以及告警燈，NPN型三極管的基極連接于與門的輸出端以接收高電平信號，其集電極連接于VCC端，告警燈連接于NPN型三極管的發射極與地之間。

通過采用上述技術方案，當低風速信號與最大轉速信號同時輸入至與門輸入端時，與門輸出高電平，NPN型三極管具有基極輸入高電平則自身導通的特性，以此使NPN型三極管導通，此時告警燈得電并發光，以此提醒操作人員更換過濾網，從而提升室內的氣壓，提高室內的潔凈度。

本發明進一步設置為：總控室內設置有控制面板，所述控制面板上設置有與每臺風機一一對應的告警燈，所述控制面板上位于告警燈的一側設置有對應告警燈的風機編號，所述風機單獨供電且所述控制面板上設置有控制風機的控制開關，所述控制開關與風機一一對應。

通過采用上述技術方案，當風機的報警組件發出告警信號時，對應該風機編號的告警燈亮起，此時操作人員只需將該風機對應的控制開關關斷，以此實現風機的單獨斷電，方便操作人員直接進現場對風機進行過濾網的更換，以此減少查找對應告警的風機并對告警風機進行單獨斷電的操作，從而提高維護效率。

本發明進一步設置為：所述濾網與風機之間設置有安裝組件，所述安裝組件包括設置于風機出風口邊沿上的固定條、設置于固定條一側的活動條以及設置于活動條靠固定條一側的安裝桿，且所述固定條靠風機內側的一側開設有供濾網放置的直角槽，所述固定條上開設有與安裝桿插接配合的安裝孔，當濾網插入直角槽內且安裝桿插入安裝孔內時活動條內壁與濾網邊沿抵接。

通過采用上述技術方案，當活動條沿遠離固定條一側移動時，安裝桿逐漸脫離安裝孔，此時活動條與固定條之間的開口寬度增大，以此方便將新的濾網放入兩者之間，使濾網與直角槽插接配合，之后再將安裝桿插入安裝孔內，以此鎖定濾網，以此方便濾網的拆裝，提高維護效率。

本發明進一步設置為：濾網呈圓形，所述固定條與活動條均呈圓弧狀且當兩者端部兩兩相接時呈圓環形，所述活動條凹陷側側壁上開設有與濾網插接配合的弧形槽。

通過采用上述技術方案，當固定條與活動條端部兩兩相接時呈圓環形，以此增大與濾網邊沿的接觸面積，提高濾網的穩定性，且濾網兩側邊沿分別與弧形槽與直角槽插接配合，從而減小濾網與風機出風口的氣隙，提升過濾效果。

本發明進一步設置為：所述固定條與活動條之間設置有鎖緊件，所述鎖緊件包括與固定條鉸接的把手以及與把手中部鉸接的傳動桿，傳動桿的一端與活動條靠安裝桿處鉸接，當把手轉動時帶動安裝桿沿安裝孔滑動且當把手與傳動桿排成一線或繼續轉動至夾角朝向相反時固定條抵接于活動條。

通過采用上述技術方案，把手轉動前與傳動桿呈夾角，當把手轉動時帶動傳動桿傳動，以此拖動活動條靠近固定條，此時安裝桿逐漸插入安裝孔內，以此使活動條與固定條夾緊濾網，且當把手與傳動桿排成一線時形成死點連接，以此避免傳動桿松動而復位，當把手與傳動桿繼續轉動至夾角朝向相反時，把手復位時需要經過死點連接的位置，以此鎖定把手的位置，提高濾網與風機的連接強度。

本發明進一步設置為：所述鎖緊件還包括螺紋穿設于傳動桿上的螺栓，當安裝桿插入安裝孔內后螺栓轉動時與把手抵接。

通過采用上述技術方案，當把手帶動安裝桿插入安裝孔內且把手與傳動桿排成一線時，螺栓轉動并使其一端抵緊把手，以此增大傳動桿與把手之間的摩擦力；當把手與傳動桿繼續轉動至夾角朝向相反時，螺栓轉動并與把手形成卡接結構，以此避免把手松動，從而提高濾網與風機的連接強度。

綜上所述，本發明的有益技術效果為：

風速檢測器用于檢測濾網出風口的風速，以此得出經過濾網后的實際風速，當濾網出風口的風速低于預設最低要求風速時控制裝置控制風機提高轉速，以此拉高經過濾網后的實際風速，以此提高潔凈室內的氣壓，使人員進出時潔凈室內的氣體外溢從而阻止空氣進入室內，使空氣形成單向流通狀態，從而保持室內的潔凈；

編碼器具有檢測角度或位移以輸出對應脈沖次數的功能，當轉軸轉動一圈時編碼器輸出一次脈沖，以此根據風速=脈沖總數/測量周期的公式計算出實際風速，以此實現處理器比對實際風速與預設最低要求風速的效果；

模數轉換器將處理器讀取的脈沖次數計算得出的轉速數字信號轉化為模擬信號，且當實際轉速值低于預設最低要求風速時輸出低風速信號，同理，當控制裝置的控制轉速值達到最大轉速限定值時輸出最大轉速信號，且低風速信號與最大轉速信號均為高電平信號，而與門具有輸入端全為高電平則輸出高電平的特性，以此實現當控制裝置的控制轉速值達到最大轉速限定值且實際轉速值低于預設最低要求風速時發出告警信號的效果。

附圖說明

圖1是本實施例的整體結構示意圖；

圖2是圖1中A部分的局部放大示意圖；

圖3是本實施例的原理框圖；

圖4是本實施例的原理框圖，主要展示報警組件；

圖5是本實施例的電路原理圖；

圖6是圖1中B部分的局部放大示意圖。

附圖標記：1、風機；11、濾網；12、風速檢測器；121、風扇；122、轉軸；13、控制裝置；2、報警組件；21、開關件；3、安裝組件；31、固定條；311、直角槽；312、安裝孔；32、活動條；321、弧形槽；322、安裝桿；33、鎖緊件；331、把手；332、傳動桿；333、螺栓。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

參照圖1，為本發明公開的一種基于風速閉環控制的FFU控制器，包括：風速檢測器12以及控制裝置13。

參照圖1、圖2，風速檢測器12，設置于風機1的濾網11的出風口，用于測量濾網11出風口的風速。風速檢測器12包括轉動設置于濾網11出風口的風扇121、與風扇121同軸固定的轉軸122、設置于風機1上的編碼器以及處理器。風機1吹出的風經過濾網11后沖擊在風扇121上，以此帶動風扇121轉動，風扇121的轉速會隨風壓的增大而上漲，以此減少濾網11的堵塞情況對數據準確度的影響。

編碼器采用RVP510增量式編碼器，當轉軸122轉動一圈時編碼器輸出一次脈沖，以此記錄在一定周期內風扇121轉動的次數，并通過脈沖次數表現。處理器與編碼器電連接以讀取編碼器的脈沖次數，計算濾網11出風口風速的公式為：風速=脈沖總數/測量周期。

參照圖1、圖3，控制裝置13，設置于風機1內，與風速檢測器12電連接，且與風機1電連接以控制風機1轉速。控制裝置13采用PID控制器，與處理器電連接，當濾網11出風口的風速低于預設最低要求風速時處理器輸出提高風機1轉速的電信號。PID控制器接收并響應處理器的電信號以控制風機1的轉速升高，以此增大風機1未經濾網11時的風速，以此拉高經過濾網11后的實際風速，以此提高潔凈室內的氣壓，使人員進出時潔凈室內的氣體外溢從而阻止空氣進入室內，使空氣形成單向流通狀態，從而保持室內的潔凈。其中，使室內保持最低潔凈度標準時的實際風速即為預設最低要求風速。

FFU的濾網11在實際使用過程中會持續過濾塵埃顆粒，而濾網11的堵塞情況會逐漸加重，導致風機1轉速相同的情況下經過過濾網11的實際風速持續降低，此時潔凈室風壓持續降低。因此在控制裝置13上電連接有報警組件2，當控制裝置13的控制轉速值達到最大轉速限定值，即風機1的轉速已提高至最大轉速限定值，風機1的轉速已達到極限，而實際轉速值仍低于預設最低要求風速時，報警組件2發出告警信號，表示濾網11的堵塞已嚴重影響到經過濾網11的風速，以此提醒操作人員更換堵塞嚴重的濾網11，以此提高實際轉速。

參照圖4、圖5，報警組件2包括模數轉換器、與門以及開關件21。

模數轉換器，與處理器電連接，當實際轉速值低于預設最低要求風速時輸出低風速信號。且模數轉換器與控制裝置13（見圖1）電連接，當控制裝置13的控制轉速值達到最大轉速限定值時輸出最大轉速信號。

與門，其輸入端電連接于模數轉換器，當與門的輸入端同時接收低風速信號與最大轉速信號時輸出高電平信號。

開關件21，與與門的輸出端電連接，當與門輸出高電平信號時開關件21輸出告警信號。開關件21包括NPN型三極管Q1以及告警燈，NPN型三極管Q1的基極連接于與門的輸出端以接收高電平信號，其集電極連接于VCC端，告警燈連接于NPN型三極管Q1的發射極與地之間。

模數轉換器將處理器讀取的脈沖次數計算得出的轉速數字信號轉化為模擬信號，模擬信號即電壓信號，且當實際轉速值低于預設最低要求風速時輸出低風速信號，同理，當控制裝置13的控制轉速值達到最大轉速限定值時輸出最大轉速信號，低風速信號與最大轉速信號均設置成高電平信號。而與門具有輸入端全為高電平則輸出高電平的特性，即當低風速信號與最大轉速信號同時輸入至與門輸入端時，與門輸出高電平信號。

而NPN型三極管Q1具有基極輸入高電平則自身導通的特性，與門輸出的高電平信號使NPN型三極管Q1導通，此時告警燈得電并發光，以此提醒操作人員更換過濾網11，從而提升室內的氣壓，提高室內的潔凈度。

參照圖1、圖5，總控室內設置有控制面板（圖中未示出），控制面板上設置有與每臺風機1一一對應的告警燈，且控制面板上位于告警燈的一側設置有對應告警燈的風機1編號，當風機1的報警組件2發出告警信號時，對應該風機1編號的告警燈亮起，以此減少操作人員現場檢查告警風機1的工作量，提升信息接收的及時性，減少故障排除的延遲。

同時，風機1單獨供電且控制面板上設置有控制風機1的控制開關，控制開關采用常規的撥動開關，當操作人員撥動撥動開關時控制風機1斷電，控制開關與風機1一一對應。當風機1的報警組件2發出告警信號時，對應該風機1編號的告警燈亮起，此時操作人員只需將該風機1對應的控制開關關斷，以此實現風機1的單獨斷電，方便操作人員直接進現場對風機1進行過濾網11的更換，以此減少查找對應告警的風機1并對告警風機1進行單獨斷電的工作量，從而提高維護效率。

參照圖1、圖6，濾網11呈圓形，濾網11與風機1之間設置有安裝組件3，安裝組件3包括設置于風機1出風口邊沿上的固定條31、設置于固定條31一側的活動條32以及設置于活動條32靠固定條31一側的安裝桿322，安裝桿322有兩個且分別位于活動條32的兩端。固定條31與活動條32均呈圓弧狀且當兩者端部兩兩相接時呈圓環形，且固定條31靠風機1內側的一側開設有供濾網11放置的直角槽311，對應的，活動條32凹陷側側壁上開設有與濾網11插接配合的弧形槽321，直角槽311與弧形槽321均呈半圓形。

固定條31上開設有與安裝桿322插接配合的圓形的安裝孔312，當安裝桿322插入安裝孔312內時濾網11的一側邊沿插入直角槽311內且濾網11另一側邊沿插入弧形槽321內，此時活動條32內壁、固定條31內壁均與濾網11邊沿抵接，以此夾緊濾網11，以此增大活動條32、固定條31與濾網11邊沿的接觸面積，提高濾網11的穩定性。且濾網11兩側邊沿分別與弧形槽321與直角槽311插接配合，從而減小濾網11與風機1出風口的氣隙，提升過濾效果。

固定條31靠直角槽311的一側邊沿與風機1外殼焊接固定，活動條32與風機1外殼滑移連接，固定條31與活動條32形成的圓形開口與風機1的出風口正對。固定條31與活動條32之間設置有鎖緊件33，鎖緊件33包括與固定條31鉸接的把手331、與把手331中部鉸接的傳動桿332以及螺紋穿設于傳動桿332上的螺栓333。

傳動桿332遠離把手331的一端與活動條32靠安裝桿322處鉸接，當把手331轉動時帶動安裝桿322沿安裝孔312滑動且當把手331與傳動桿332排成一線或繼續轉動至夾角朝向相反時固定條31抵接于活動條32，此時安裝桿322完全插入安裝孔312內。且當安裝桿322插入安裝孔312內后螺栓333轉動時與把手331抵接，以此鎖定把手331與傳動桿332。

本實施例的實施原理為：更換濾網11時，操作人員只需滑動活動條32，以使安裝桿322逐漸安裝孔312，此時活動條32與固定條31之間的開口寬度增大。之后將舊的濾網11取出進行清理，并將清理后的濾網11或新的濾網11放入活動條32與固定條31之間，使濾網11與直角槽311插接配合，之后再將安裝桿322插入安裝孔312內。

之后操作人員再轉動把手331，把手331帶動傳動桿332傳動，以此帶動安裝桿322移動使之插入安裝孔312內。當把手331與傳動桿332排成一線時形成死點連接，以此避免傳動桿332松動而復位，之后再轉動螺栓333使其一端抵緊把手331，以此增大傳動桿332與把手331之間的摩擦力。或將把手331與傳動桿332繼續轉動至夾角朝向相反后，再將螺栓333轉動至與把手331形成卡接結構狀態，以此避免把手331松動，從而提高濾網11與風機1的連接強度。

本具體實施方式的實施例均為本發明的較佳實施例，并非依此限制本發明的保護范圍，故：凡依本發明的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋于本發明的保護范圍之內。