畢業(yè)設(shè)計(論文)plc控制的地下停車場通排風系統(tǒng)

1、在這個城市現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展的時代， 城市交通中使用的各種型號的汽 車數(shù)量同樣在飛速增長 , 地下停車場已經(jīng)成為多數(shù)新高層建筑不可或缺的配套設(shè) 施之一，并與人們的生活息息相關(guān)。地下停車場具有面積大、節(jié)約用地、管理集 中等優(yōu)點。 而改善地下停車場內(nèi)的空氣質(zhì)量， 保證處于地下停車場人員的安全與 健康，是進行通排風系統(tǒng)設(shè)計的出發(fā)點。隨著地下停車場的興建， 如何解決好地下停車場的通排風設(shè)計問題和最大限 度的利用能源是地下停車場設(shè)計中的一個重要問題。 要求設(shè)計既能滿足平時通排 風要求， 排除汽車在停車場內(nèi)產(chǎn)生的有害氣體， 送入新鮮空氣， 使各有害物含量 符合國家相關(guān)規(guī)定的衛(wèi)生標準的要求； 又要滿足火災(zāi)

2、初期能夠順利排煙， 以保證 火災(zāi)發(fā)生初期快速撲滅火災(zāi)火源， 阻止蔓延， 同時控制煙霧的擴散， 強制排掉產(chǎn) 生的煙霧，以保證停車場內(nèi)的人員能夠盡快撤離現(xiàn)場， 減少損失， 保障火災(zāi)的撲 救。由于停車場的空間相對較大，其狀態(tài)又較封閉。因此，停車場必須同時考慮 排風系統(tǒng)以及排煙系統(tǒng)的設(shè)計， 而且處理好這兩者之間的關(guān)系， 對停車場的設(shè)計 有著較大的意義。本設(shè)計通過整理分析怡馨花地住宅小區(qū)項目 （ 32-36 棟）地下停車場的數(shù)據(jù)， 經(jīng)過計算得出了地下停車場的汽車尾氣排放量、 送風量以及排風量， 然后選擇風 機類型，從而設(shè)計出基于PLC控制的地下停車場排風系統(tǒng)。地下停車場供排風系 統(tǒng)可以降低工程造價， 提

3、高地下停車場的空氣質(zhì)量、 增強在地下停車場人員的舒 適感。本設(shè)計基于PLC和變頻技術(shù)的地下停車場通排風系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù) 和現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。 采用該系統(tǒng)進行排風可以提高通排風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可 靠性，同時系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性， 這在能源日益緊缺的今天尤為重要， 所以研 究設(shè)計該系統(tǒng)，對于提高效率以及降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實意義。1相關(guān)資料分析1.1地下停車場有害物質(zhì)的種類地下停車場內(nèi)汽車排放的主要有害物是一氧化碳（CO、碳氫化合物（HQ、 二氧化碳（CC?）、氮氧化物（NOX、鉛（Pb）和二氧化硫（SO）等。它們基本 都產(chǎn)生于汽車的排氣系統(tǒng)。燃油箱、化油器的主要污染物為碳氫化合物（

4、 HC, 即是由燃油氣形成的。假如控制不好，其污染物將達到總污染物的 15%20%。 有的汽油內(nèi)加有四乙基鉛作抗爆劑， 致使排出的尾氣中含有大量鉛成分， 其毒性 比有機鉛大100咅，對人體的健康和安全構(gòu)成很大的危害。汽車在地下停車場內(nèi)的啟動和加速過程均為怠速運轉(zhuǎn)。在怠速的狀態(tài)下，一氧化碳（CO、碳氫化合物（HC和氮氧化物（NOX三種主要有害物散發(fā)量的比 例大約為7: 1.5:0.2 。由此可見，一氧化碳（CO是地下停車場內(nèi)最主要的污 染氣體。根據(jù)TT36- 79工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準規(guī)定可知，以稀釋汽車排氣 中CO含量（0.01-0.1%、到容許濃度的新鮮空氣倍率（1001000）為最高，故通

5、風量能夠滿足CO的衛(wèi)生標準時，其它有害物成份均在衛(wèi)生標準可容許范圍內(nèi)。 停車庫中CO容許濃度規(guī)定為0.1以下。1.2地下停車場設(shè)計相關(guān)準則目前，國內(nèi)并沒有制定出正式的關(guān)于地下停車場通排風系統(tǒng)設(shè)計計算的統(tǒng)一 規(guī)定，各種資料和文獻中介紹的排風量的計算方法也各不相同。比如說在日本， 對于停車場面積大于500mi時，如果開口面積不到地板面積的1/10，就要應(yīng)用機 械通風，而且需要提供25 mVh以上的新風量。美國對于地下停車場的通風換氣 次數(shù)建議為46次/h或按每平方米面積4L/S確定通風量。芬蘭建筑相關(guān)法規(guī) 規(guī)定地下車庫的最小新風量為2.7L/S.吊。目前我國常用的有，用規(guī)定的停車場 換氣的次數(shù)來確

6、定系統(tǒng)送風量和排風量。民用建筑采暖通風設(shè)計技術(shù)措施 中第4.26條規(guī)定，如果沒有計算資料， 可依據(jù)換氣的次數(shù)來估算，一般排風量不得小于6次/h，送風量不小于5次/h。如果夜間或使用備用電源，可以降低到 3次/h。由清華大學編制地下車庫設(shè)計標準第 125條規(guī)定，通常情況下，停車場 與坡道換氣的次數(shù)到610次/h，即可滿足稀釋有害氣體的需要。涉及高層建筑地下停車場排風設(shè)計的國家標準有，（GB50067-97規(guī)范規(guī)定超過2000 m2的地下停車場應(yīng)當設(shè)置排煙系統(tǒng)。無自然排煙條件時，應(yīng)該設(shè)機械 排煙設(shè)施。汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范第條規(guī)定，地下停車場排煙時風 機排煙量可按照換氣次數(shù)大于或等于

7、6次/h來計算確定；停車場內(nèi)無自然補風 條件時，應(yīng)該設(shè)機械補風系統(tǒng)，且補風風量滿足汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計 防火規(guī)范中不小于排煙量的50%勺規(guī)定。停車場設(shè)置機械通風系統(tǒng)時，送風量 宜為排風量的80%85%送風口宜設(shè)在下部或汽車通道的上部。2怡馨花地住宅小區(qū)項目地下停車場的設(shè)計方案分析原始資料：怡馨花地住宅小區(qū)項目（32-36棟）地下停車場總面積4000吊， 車庫平均高度為3m則車庫空間總體積為12000用。由以上的地下停車場相關(guān)準則來看， 各種規(guī)范推薦的換氣次數(shù)相差很大，因 此，我們在選用時，應(yīng)該根據(jù)地下停車場的實際情況去仔細、分析、比較并慎重 選取。另外，由于各地下停車場平均每臺車占面積不

8、同，通常為2040 m。據(jù)網(wǎng)上查詢相關(guān)資料得知，有的停車場達到每臺車甚至占地50 m2。如此一來，假如只用換氣的次數(shù)來確定地下停車場的排風量， 對于有著不同面積有害氣體排量接 近的兩個停車場而言，其計算的排風量可能會出現(xiàn)較大的差別。也就說，如果盲 目用換氣的次數(shù)來計算地下停車場的排風量，就有可能出現(xiàn)風量過大的現(xiàn)象，造成通排風設(shè)備運行費用的浪費；也有可能出現(xiàn)風量太小，造成停車場內(nèi)有害物的 濃度超過相關(guān)標準的現(xiàn)象。所以，根據(jù)以上分析。本設(shè)計采用變頻技術(shù)的變風量系統(tǒng)，排（煙）風機采 用消防高溫防排煙風機，正常情況下作排風機使用，一旦火災(zāi)時，便作排煙風機 來排除煙霧，風機入口處設(shè)置一個 280 r常開

9、的排煙防火閥，當火災(zāi)溫度到達 280 r時排煙防火閥熔斷連鎖關(guān)閉排（煙）風機。而伴隨著各類汽車在停車場進 出頻率的不斷變化，停車場內(nèi)氣流中一氧化碳氣體濃度隨之變化著， 通過檢測停 車場內(nèi)氣流中的co氣體濃度，當該濃度大于設(shè)置的調(diào)節(jié)值，則把該信號傳送到 控制器?？刂破鞅惆l(fā)送信號給變頻器，進而調(diào)節(jié)送風機和排（煙）風機的轉(zhuǎn)速， 從而達到調(diào)節(jié)風量，保證地下停車場空氣正常流通的目的。 本設(shè)計保持使排風量大于送風量，以保持車庫內(nèi)有一定的負壓。2.1防煙分區(qū)地下停車場面積超過2000m2應(yīng)設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。機械排煙系統(tǒng)可以與人 防、衛(wèi)生等排氣、通風系統(tǒng)合用。因為怡馨花地住宅小區(qū)項目（32-36棟）地下停車場

10、建筑面積達4000平方米，所以應(yīng)該設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。防火分區(qū)采取防火分隔的措施而劃分出來的、能夠在一定的時間內(nèi)阻止火災(zāi)蔓延到同 一建筑物的其余部分的局部區(qū)域（或者空間單元）就是防火分區(qū)。在建筑物內(nèi)采 用劃分防火分區(qū)這一措施，可在建筑物如果火災(zāi)發(fā)生之時，將火勢控制到一定范 圍之內(nèi)，從而降低火災(zāi)的帶來的損失，也可以為疏散人員保證安全、 撲救火災(zāi)等 提供最有利條件。以防火的情況來看，將防火分區(qū)分的越小，越利于停車場的防火安全。但是 如果分區(qū)劃分過于小，則肯定會影響相關(guān)功能的使用。所以防火分區(qū)劃定的面積 要考慮建筑物火災(zāi)的危險性、消防撲救能力、重要性、建筑物高度、和火災(zāi)的蔓 延速度等因素。高層民用建筑

11、設(shè)計防火規(guī)范 規(guī)定地下停車場，一個防火分區(qū)劃分的最大 建筑面積不得超過4000吊。防煙分區(qū)所謂防煙分區(qū)是為了把火災(zāi)煙氣控制到允許范圍之內(nèi)， 利用防煙隔斷將一個 防火分區(qū)劃分為多個小區(qū)域。防煙分區(qū)就是對防火分區(qū)進行細分，防煙分區(qū)的作 用是控制火災(zāi)時產(chǎn)生煙氣的流動，但是它不能防止火災(zāi)火勢的蔓延。根據(jù)高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范 的規(guī)定，設(shè)置排煙設(shè)施的走道及凈高不 超過6米的房間，要求劃分防煙分區(qū)。它可以通過擋煙垂壁，隔墻或從頂棚下突 出不小于0.5M的梁來劃分。擋煙垂壁是用不燃材料制成，從頂棚下垂不小于 500MM勺固定或活動擋煙設(shè)施?；顒訐鯚煷贡谠诨馂?zāi)時因感溫，感煙或其他控制 設(shè)備的作用，能自動下垂

12、。每個防煙分區(qū)一般情況下用單獨的排煙系統(tǒng)來進行排煙。假如防煙分區(qū)的面 積太小，排煙系統(tǒng)或者垂直煙道的數(shù)量就必然增加，建筑的造價也隨之增加；假如面積過大，則煙霧波及的范圍必然增大而火災(zāi)的面積增大，疏散與撲救會變得很不利。一個防煙分區(qū)建筑面積按照汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范的規(guī) 定，不宜大于2000 m2,且防煙分區(qū)不得劃分在防火分區(qū)之外。根據(jù)該建筑面積 劃分，怡馨花地住宅小區(qū)項目（32-36棟）地下停車場最少可分為2個防煙分區(qū)。 2.2地下停車場的通風裝置設(shè)計停車場的通風要求有全面均勻送風和全面均勻排風的機械通風裝置，且應(yīng)防止停車場內(nèi)局部的氣流滯留?？紤]到氣流在地下停車場內(nèi)可能出現(xiàn)的渦流，

13、 而導 致部分污染氣體長久無法排出，本設(shè)計安裝引導射流器誘導風機用于引導污染氣 體，順利排氣。在排煙設(shè)計方面，對于2000m以上的停車庫，應(yīng)考慮有效的機械排煙措施。2.2.1誘導通風系統(tǒng)的基本原理誘導通風系統(tǒng)即依據(jù)射流誘導的特性， 用送風機在風口處輸送新風，利用射 流器高速度噴出來的空氣射流，攪拌停車場內(nèi)的空氣，不光能稀釋停車場內(nèi)的有 害氣體，而且能夠誘導被攪拌的空氣沿著預先設(shè)置的方向流動，進而達到用送風機在風口處輸入新風，而將停車場內(nèi)的廢氣順利從排風口排除的目的。這樣，就能保障停車場內(nèi)較好的換氣效果。 隨著射流程距噴嘴距離的增加，射流的速度以 及誘導作用將隨射流程距噴嘴距離的增加而慢慢減小。

14、所以達至一定射程后，必 須有另一臺射流器來銜接，從而形成“氣流推拉作用”，使整個空間產(chǎn)生流動的 速度場。誘導通風系統(tǒng)包括送風風機、多臺誘導風機和排風風機，其中誘導風機由超 薄箱體、低噪音前向多翼離心風機、可任意調(diào)節(jié)方向的噴嘴三部分組成。送風機 提供新鮮空氣，誘導風機將室內(nèi)空氣與之充分混合后，沿一定方向到達排風口， 由排風機排出。采用誘導通風系統(tǒng)，應(yīng)該在每個防煙分區(qū)內(nèi)設(shè)置火災(zāi)報警系統(tǒng)， 火警時，誘 導系統(tǒng)停止運行，同時送風機及排煙風機、排煙口運作進行排煙。送風風機援鳳鳳機圖2.1誘導通風系統(tǒng)布置示意圖2.2.2誘導通風系統(tǒng)的特點（1）節(jié)省空間，減少土建投資：誘導風機機箱體一般只有250mn高，布

15、置在 梁間，直接吊掛在樓板下，能夠降低停車場設(shè)計的層高大約 400mm減少開挖費 用以及混凝土澆筑費用。（2）施工簡單，降低安裝的費用：誘導風機的體積相對較小，重量輕，無需 接管；安裝形式繁多；采用單相 220V的電源，配線便潔。（3）管理方便，節(jié)約運行費：誘導風機采取高效率而低噪音的風機以及符合 空氣動力學特性曲線的高速噴嘴，噪音較低，所用的高品質(zhì)無油式軸承電機不需 要定期添加潤滑油。（4）通風效果好：誘導系統(tǒng)可以有效地攪拌周圍的空氣，不容易產(chǎn)生死角。如果有有害氣體滯留時，能夠隨時調(diào)整風機噴嘴的方向，以適應(yīng)各種建筑形式。 使空氣均勻分布，有害氣體經(jīng)過充分的稀釋以后平均濃度也隨著將低。就算送風

16、風機與排風風機不運行的情況下，誘導風機也能夠單獨運行使空氣正常流動。2.2.3采用排風兼機械排煙系統(tǒng)根據(jù)怡馨花地住宅小區(qū)項目（32-36棟）地下停車場的資料得知該停車場可 只設(shè)置一個防火分區(qū)，若排風與排煙風機通用（即采用機械排風兼作機械排煙系 統(tǒng)，平時作排風用，火災(zāi)時作排煙用），這種設(shè)計可節(jié)約設(shè)備的初投資。排風系 統(tǒng)和排煙系統(tǒng)可以通用一部分的風管， 能降低管材用量與安裝的費用，也可以留 出空間給其他的專業(yè)管線布置。誘導風機通過高速度噴出的氣流來帶動一定范圍的空氣，使新風與室內(nèi)空氣充分混合稀釋以后，沿者預先設(shè)置的方向流動至排風口，由排風機將氣體排出。 當某一防煙分區(qū)有火災(zāi)發(fā)生時，誘導風機關(guān)閉，風

17、機開始排煙。224排風與排煙系統(tǒng)對氣流組織要求不同的矛盾停車場的排風系統(tǒng)采用上部排出1/3，下部排出2/3的廢氣；但是對排煙系 統(tǒng)來說，由于煙氣是上升流動的，所以排煙口一般設(shè)在上部。如果火災(zāi)發(fā)生，為 阻止火災(zāi)區(qū)域的煙霧侵入非火災(zāi)的防煙分區(qū)內(nèi)， 此時非火災(zāi)發(fā)生的防煙區(qū)的排煙 口必須關(guān)閉。所以在排風兼作排煙的系統(tǒng)中，應(yīng)當采取適當?shù)拇胧?，來解決排風 與排煙系統(tǒng)對氣流組織要求不一致的矛盾。在排風兼排煙系統(tǒng)的風道布置時，要考慮防火分區(qū)和防煙分區(qū)問題。就是說， 可以布置一兩個復合系統(tǒng)在一個防火分區(qū)內(nèi)，按防煙分區(qū)來設(shè)置系統(tǒng)分支管。排風和排煙系統(tǒng)可以用不同的風道復。其中一條按照排風系統(tǒng)的要求設(shè)計 時，另外一條

18、按照排煙系統(tǒng)的要求來設(shè)計， 通過各閥門的開啟和關(guān)閉，來實現(xiàn)排 風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)的正常運行。正常情況下排煙口的閥關(guān)閉，而排風口的閥開啟， 風機運行，排出汽車廢氣。當火災(zāi)發(fā)生時，則排風口的閥關(guān)閉，并連鎖打開排煙 口的閥，調(diào)整風機風速，進行排煙。此復合系統(tǒng)具有獨立性強、平時排風與火災(zāi) 時排煙互不影響、可靠性高、排風與排煙共用一套風機系統(tǒng)節(jié)省投資等優(yōu)點。 其 缺點是風道布置相對復雜些。2.2.5補風系統(tǒng)防煙分區(qū)要有一個機械補風系統(tǒng)。補風風機平時關(guān)閉，火災(zāi)時運行。當送風 溫度超過70C時，風機入口處的防火閥自動關(guān)閉，同時風機停止運行。補風風 管上的防火閥的熔斷溫度定為 70C（北京市建筑設(shè)計研究院建筑設(shè)

19、備專業(yè)技 術(shù)措施第18.4.10條），是因為排煙和補風是火災(zāi)初期人在滅火或撤離時使用 的，補風系統(tǒng)在還沒產(chǎn)生大量高溫火焰， 只產(chǎn)生大量煙氣，補風風機送入低溫的 新風，防火閥不會很快熔斷，不影響排煙使用。排煙機設(shè)280E的防火閥，但是 是以補風機防火閥的熔斷溫度定為 70 E為前提。假如只有在排煙風機前的280C 防火閥熔斷后，補風系統(tǒng)才能聯(lián)鎖停機，防火閥的熔斷更加滯后于排煙系統(tǒng)， 尤 其是平時使用的機械通風的送風系統(tǒng)作為補風系統(tǒng)時，會因穿越各防煙分區(qū)的風 管不能及時關(guān)斷帶來不安全因素。本設(shè)計采用機械通風的送風系統(tǒng)同時作為排煙時的補風系統(tǒng)， 補風風量滿足 汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范中不小

20、于排煙量的 50%勺規(guī)定。故火 災(zāi)時可用變頻器調(diào)節(jié)送風機的送風量，從而達到補風量的數(shù)值。2.3系統(tǒng)框架原理圖圖2.2系統(tǒng)框架原理示意圖3電氣主電路的設(shè)計3.1風機地下停車場的排風量、送風量和排煙量的計算地下停車場風量的計算按照全面通風考慮，當停車場內(nèi)有害氣體濃度C處于 穩(wěn)定狀態(tài)時，所需的全面通風量為：L=G/ (C-CO), m 3/h (1)L-地下停車場排風量，nVh ；G-地下停車場有害氣體產(chǎn)生量，mg/h；C-地下停車場有害氣體允許濃度，mg/ m3 ；C-地下停車場地面上大氣中有害氣體濃度，mg/m3。因為地下停車場內(nèi)同時產(chǎn)生多種有害氣體， 所以排風量應(yīng)該根據(jù)公式(1)， 分別計算出

21、稀釋各有害氣體所需的風量， 然后取其中的最大值。然而根據(jù)相關(guān)資 料分析，停車場稀釋CO的排風量是最大值。因此，根據(jù)地下停車場CO允許濃度 計算排風量即可。根據(jù)國家標準規(guī)定，車間空氣中CO的最高允許濃度為30mg/m, 當工人工作時間一次不超過 30min時，CO允許濃度可放寬到IOOmg/用。故地下 停車場內(nèi)空氣中CO的允許濃度建議取100mg/m。停車場內(nèi)在大氣中的CO濃度, 查詢相關(guān)資料為2.713.23mg/m3，設(shè)計中可取3mg/m。貝U C-C= 97mg/m。而停車場內(nèi)的有害氣體產(chǎn)生量 G用CO專感器檢測得出相 關(guān)數(shù)據(jù)，這樣便能得出排風量的數(shù)值。因為考慮到停車場內(nèi)的有害氣體溢出的可

22、 能性，所以停車場內(nèi)應(yīng)該維持一定的負壓。 另外，停車場的排風量必須大于送風 量。一般情況下，送風量可設(shè)排風量的80%85%,而其余的15%20%補風靠自然補充。已知停車場的通排風系統(tǒng)確定排風量是依據(jù)計算全面通風稀釋停車場內(nèi)有害氣體的濃度到允許值以下為原則。 而火災(zāi)時排煙系統(tǒng)確定的排煙量為，如果排 煙系統(tǒng)只負責單獨的防煙分區(qū)，就應(yīng)該按照排煙分區(qū)的面積每平方米大于 60nVh 去計算；負責多個防煙分區(qū)的時候，則應(yīng)該按照其中最大的那個防煙分區(qū)面積每 平方米大于120riVh來計算。同時規(guī)定排煙系統(tǒng)的風機其最小排風量不得小于 7200nVh。怡馨花地住宅小區(qū)項目(32-36棟)地下停車場總面積4000

23、吊，車庫平均高 度為3m則車庫空間總體積為12000帛。假如該地下停車場最高峰 CO排放量為 1840mg/s,該停車場最大排風量：L=G/ (C-Cc)=1840 X 3600 /97=72000 m 3/h。送風量為排風量的80%85%可約等于60000 m7h。3.1.2風機及適配電機的選型則可安裝丫4-73N0.8通風機用于送風；排風量72000 ni/h，可安裝GY系列消 防高溫排煙排風兩用軸流風機，選定機型為 GYF-I型5.5#。表3.1通風機參數(shù)型號風量(M/H)用途功率噪音Y4-7330993送風9.39KWX*X/股溝ARC-485 iuss-U)410VovAIMI-t

24、A1NVDINIDH2DI M3DM+34 VA1N2 AlhCb1rt.345fl78310HDIN 5 Dir A0UT2+ iDJT2圖3.1 MM430端口圖3.3保護電路低壓斷路器的選型低壓斷路器按結(jié)構(gòu)和用途分為塑料外殼式(裝置式)、框架式(萬能式)、限流式、漏電保護和快速斷路器等。電壓斷路器按用途可分為：配電用斷路器、電 動機保護用斷路器、照明用微型斷路器、剩余電流保護用斷路器等。其中，塑料 外殼式斷路器主要用于電動機的保護。選擇低壓斷路器時應(yīng)注意以下幾個方面：低壓斷路器的額定電流和額定電壓應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流；即：I 總29.4*2+6*17.7+2*3

25、8+6*26+12*17.7=609.4A ;I送風機29.4A;I排風機 17.7A;I 誘導風機 12*17.7=212.4A ;UN 380V低壓斷路器的極限分斷能力應(yīng)大于或等于電路最大短路電流：Ik I K.MA=Ep /Z min欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓：V 脫=VN=380V 定時限過電流脫扣器的整定值(In)。定時限過電流脫扣器主要用于保證 保護電器的動作的選擇性。 定時限過電流脫扣器的整定電流， 應(yīng)躲過短時間出現(xiàn) 的負荷尖峰電流。即I NKrel2 I stMI + I C ( n-1) TOC o 1-5 h z 式中Krel2 低壓斷路器定時限過電流脫扣器可

26、靠系數(shù)，取1.2 ；I stMI 線路中最大一臺電動機的起動電流，A；I C (n-1 )除起動電流最大的一臺電動機以外的線路計算負載電流，A。電機回路 I N 1 .2*205.8+0=246.96總線路 I N 1.2*205.8+(38+205.8)=607.32由于DZ20系列塑料外殼式斷路器的脫扣器整定電流殼架而定電流 100A級的 配電用宜采用10In,保護電機用12In； 200A級的配電用宜采用51 n、101 n,保護 電機用81 n、10I no額定極限短路分斷能力級別有 4種：丫 一般型，G最咼型，J 較高型，C經(jīng)濟型。變頻器自帶短路保護，所以變頻器回路不需要低壓斷路器。

27、因此，送風機線路和排風機線路選擇低壓斷路器的型號為：DZ20Y-100誘導風機線路選擇低壓斷路器的型號為：DZ20J-225；總線路低壓斷路器的型號為：DZ20-630。表3.6低壓斷路器型號參數(shù)型號殼架額定電流/A額定電壓/V脫扣器整定電流斷路器額定電流/ADZ20Y-10010038012I N62DZ20J-22522538012I N225DZ20-63063038010I N6303.3.2交流接觸器的選型正確地選擇接觸器就是要使得所選用的接觸器的技術(shù)數(shù)據(jù)，能滿足控制線路對它提出的要求，選擇接觸器可按下列步驟進行：依據(jù)接觸器的任務(wù)，確定接觸器的系列； 依據(jù)接觸器所控制電路的額定電壓確

28、定接觸器的額定電壓；根據(jù)被控制電路的額定電流及接觸器安裝的條件來確定接觸器的額定電流；一般情況下對于控制主電路為交流的應(yīng)采用交流的控制電路。電磁線圈 的額定電壓要與所接的電源電壓相符， 且要考慮安全和工作的可靠性。交流電磁 線圈的電壓等級有：36V、110 V、127 V、220 V和380V等；直流電磁線圈的電 壓等級有：24V、48 V、110 V、220 V 和 440V等。對于某些機械設(shè)備對接觸器的固有吸合時間、固有釋放時間及釋放電壓 所提出的要求也應(yīng)予以考慮。交流接觸器主觸頭額定電流可按下面經(jīng)驗公式計算：lec=Pe/KUe式中l(wèi)ec 主觸頭的額定電流(A) ； Pe 額定功率(KW

29、)Ue-額定電壓(V) ； K 系數(shù)，取11.4。所以各電機和變頻器都可采用 SC-E2交流接觸器。表3.7接觸器參數(shù)使用處型號主觸頭額定絕 緣電壓/V輔助觸 頭對數(shù)線圈 電壓/V線圈 電壓/V額定操作 頻率/(次/h)可控制器最 大功率/KW對數(shù)額定 電流220V380V電機處CJ20-402406602常開2常閉3802201200/6001122變頻器CJ20-402401122中間繼電器的選型中間繼電器用于繼電保護和自動控制系統(tǒng)， 使觸點數(shù)量和容量增加，在控制 電路中傳遞中間信號。中間繼電器的結(jié)構(gòu)原理和接觸器類似， 跟接觸器的主要區(qū) 別：接觸器的主觸頭能夠通過較大的電流， 而中間繼電器

30、的觸頭則只可以通過較 小的電流，運用在控制電路。一般無主觸點，因為其過載能力很小，所以用的全 部為輔助觸頭，且數(shù)量繁多。JZ, HZ系列靜態(tài)中間繼電器用于各種保護和自動控制線路中。此類繼電器 由電子元器件和精密小型繼電器等構(gòu)成。靜態(tài)中間繼電器有 JZJ（ HZJ）、JZY（HZY）、JZL（HZL）、JZB （HZB）、JZS（HZS） 等型號。其中，JZ和HZ表示靜態(tài)中間繼電器。第三位字母：J表示交流工作電 壓，丫表示直流工作電壓，L表示電流工作，B表示帶保持，S表示帶延時。靜態(tài)中間繼電器的特點如下：（1）靜態(tài)中間繼電器采用線圈電壓較低的多個優(yōu)質(zhì)密封小型繼電器組合而成，防潮、防塵、不斷線，可

31、靠性高。（2）功耗小，溫升低，不需外附大功率電阻，可任意安裝及接線方便。（3）繼電器觸點容量大，工作壽命長。（4）繼電器動作后有發(fā)光管指示，便于現(xiàn)場觀察。（5）延時只需用面板上的撥碼開關(guān)整定，延時精度高，延時范圍可在0.02-5.00S任意整定。根據(jù)設(shè)計內(nèi)容，本次選用中間繼電器的型號為JZJ-220。表3.7中間繼電器參數(shù)型號觸頭參數(shù)操作頻率線圈消耗功率線圈電壓N常開常閉電壓N電流/AJZJ-220222201012005W220V3.4主電路圖圖3.2主電路圖地下停車場通排風系統(tǒng)的電路圖如圖 3.2所示。M1 M2為兩臺送風風機的 電動機，考慮到系統(tǒng)節(jié)能的低頻運行，故各電機必須單獨接變頻器。

32、M3 M4 M5 M6 M7 M8為六臺排風兼作排煙風機的電動機，同樣考慮到系統(tǒng)節(jié)能的低頻運 行，各電機也必須單獨接變頻器。接觸器 KM1 KM3分別控制M1 M2變頻運行。 接觸器 KM5 KM7 KM9 KM11 KM3 KM15分別控制 M3 M4 M5 M6 M7 M8變頻運行。接觸器KM2 KM4接通控制M1 M2工頻運行，接觸器KM4 KM6 KM8 KM10 KM2、KM14接通控制 M3 M4 M5 M6 M7 M8工頻運行。而接觸 器KM17控制誘導風機攪拌空氣。M4 M24為驅(qū)動誘導風機的電機。QA1為主電源 電路總開關(guān)，QA2 QA3 QA4 QA5 QA6 QA7 QA

33、8 QA9 QA10分別各自線路 電動機短路保護用的低壓斷路器。在進行電動機工變頻切換時，必須注意以下問題，當電動機從變頻狀態(tài)切換 到工頻狀態(tài)時，必須先斷開 KM1使電機與變頻器脫開，然后再接通 KM1 KM2 將電動機接至工頻電源，以避免變頻器的輸出端與工頻電源相連接而短路。4控制電路4.1PLC簡介可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí) 行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字 或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。犒入電路中央處理單元系統(tǒng)程序存儲器電漁系統(tǒng)程序存儲器I圖 4.1 PLC控制系統(tǒng)示意圖4.1.1基本結(jié)構(gòu)可編

34、程邏輯控制器實質(zhì)為是一種用于工業(yè)控制的計算機，它的硬件結(jié)構(gòu)和微型計算機基本相同，構(gòu)成為：（1）中央處理單元（CPU）；（2）存儲器；（3）輸入和輸出的接口電路；（4）功能模塊；（5）信號模塊（SM ；（6）通信模塊。電源PLC中的電源一般有三類：+5V 15V、DC24VS流電源：供PLC中TTL芯片和集成運放使用；供輸出 接口使用的高壓大電流的功率電源；鋰電池及其充電電源。考慮到系統(tǒng)的可靠性和光電隔離器的使用，不同類型的電源其地線也不同。4.1.3工作原理當可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成三個階段稱作一個掃描周期。在整個

35、運 行期間，可編程邏輯控制器的 CPU以一定掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。第（n-於:hHS 田甘B 4第II個掃描罔期第仗+1片嘴歸堆閨甘B輸出刷新 30A (m2R (m)A (m2)R (m)A(m2)R (m)感煙探測器Sw 80hw 12806.7807.2808.0S 806 v hw 12806.71008.01209.9h w 6805.8807.21009.0設(shè)一個排煙分區(qū)為一個探測區(qū)域內(nèi)所需設(shè)置的探測器數(shù)量，應(yīng)由下式計算:式中:N個探測區(qū)域所需設(shè)置的探測器數(shù)量（只），N 1（取整數(shù)）;S個探測區(qū)域的面積（m2）;A個探測器的保護面積；K修正系數(shù)，重點保護建筑 K取0.70.

36、9，普通保護建筑K取1.0。 所以，在滿足規(guī)范對探測器設(shè)置位置要求的前提下，根據(jù)上述條件計算探測器的數(shù)量如下:S = 600 m根據(jù)建筑的重要性選擇K = 1根據(jù)公式:=600/ (1X 80) =8 只CO傳感器對常規(guī)的通排風系統(tǒng)，根據(jù)co傳感器的檢測會發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的記那時方式在各 區(qū)域的不用送風口以及不用排風口間一氧化碳的濃度的分布是不均勻的。一般從送風口至排風口的濃度逐步變大。使一氧化碳濃度曲線呈鋸齒狀，可能使人員行經(jīng)時經(jīng)過區(qū)域的co濃度值反而大于整體平均值。使用誘導風機通風系統(tǒng)時， 由于誘導風機噴射射流出口風速高，四周誘導的風量較大，車庫中空氣流動的速 度增加，使停車場的空氣攪拌均勻，故能

37、維持全區(qū)較穩(wěn)定的co濃度。所以在排(煙)風機進口前的風道內(nèi)安裝一氧化碳(co氣體傳感器，就能檢測出停車場 內(nèi)氣流中的co氣體濃度。本設(shè)計米用一氧化碳傳感器co-Tl一氧化碳(co傳感器TGS5042主要參數(shù):一氧化碳檢測范圍：0-200ppm輸出信號：420mA響應(yīng)時間表：60S ;工作溫度：050C；工作濕度：090%RH供電范圍：DC130V。4.3PLC 10 口地址分配表4.2IO 口輸入地址分配表序號地址對象功用1I0.0SB1循環(huán)啟動2I0.1SB2循環(huán)停止3AIWOWC1區(qū)域1煙霧傳感器4AIW2WC2區(qū)域2煙霧傳感器5AIW4WC3區(qū)域3煙霧傳感器6AIW6WC4區(qū)域4煙霧傳感

38、器7AIW8WC5區(qū)域5煙霧傳感器8AIW10WC6區(qū)域6煙霧傳感器9AIW12WC7排風機口 CO濃度傳感器表4.310 口輸出地址分配表序號地址對象功用1Q0.0KA0.0#1電機接變頻器2Q0.1KA0.1#1電機接工頻3Q0.2KA0.2#2電機接工頻4Q0.3KA0.3#2電機接變頻器5Q0.4KA0.4#3電機接變頻器6Q0.5KA0.5#3電機接工頻7Q0.6KA0.6#4電機接工頻8Q0.7KA0.7#4電機接變頻器9Q1.0KA1.0#5電機接工頻10Q1.1KA1.1#5電機接變頻器11Q2.0KA2.0#6電機接工頻12Q2.1KA2.1#6電機接變頻器13Q2.2KA2

39、.2#7電機接工頻14Q2.3KA2.3#7電機接變頻器15Q2.4KA2.4#8電機接工頻16Q2.5KA2.5#8電機接變頻器17Q2.6KA2.6開啟誘導風機18Q2.7KA2.7開啟排風口閥19Q3.0KA3.0關(guān)閉排風口閥20Q3.1KA3.1開啟排煙口閥21Q3.2KA3.2關(guān)閉排煙口閥4.4本系統(tǒng)中PLC及模塊的選取本方案中共需使用數(shù)字輸入觸點2個模擬輸入觸點7個數(shù)字輸出觸點21個。其中數(shù)字輸入部分按鈕開關(guān)2個；模擬輸入部分煙霧傳感器6個，CO專感器1個；數(shù)字輸出部分送風電機2個，排風（煙）電機6個，變頻器控制8個，誘導 風機一個，排風（煙）閥4個。根據(jù)設(shè)計需求配套使用如下模塊。

40、表 4.4S7-200 CPU224技術(shù)規(guī)范CPU 224集成的數(shù)字量輸入/輸出14入/10出最大可擴展的數(shù)字量輸入/輸出范圍168點最大可擴展的模擬量輸入/輸出范圍168點用戶程序區(qū)8 KB數(shù)據(jù)存儲區(qū)8 KB編程軟件Step 7-Micro/WIN布爾量運算執(zhí)行時間0.22標志寄存器/計數(shù)器/定時器256/256/256可連接的擴展模塊數(shù)量（最大）7個4.4.1電源模塊輸入電壓為交流220V,輸出為DC24V主要為CPU模塊和擴大的輸入/輸出 模塊提供DC24V的電源。4.4.2EM222 8 RELA Y數(shù)字量擴展模塊用來增加基本單元輸入輸出口數(shù)量，以滿足不同的控制需 要，節(jié)約投資費用。E

41、M222 8 relay由兩組每組4個繼電器輸出口組成EM235模擬量模塊EM235是最常用的模擬量擴展模塊，它可以實現(xiàn)4路模擬量輸入和1路模擬 量輸出功能。表4.5EM235模塊的技術(shù)參數(shù)模擬量輸入的特性模擬量的輸入點數(shù)4輸入范圍電壓（單極性）010V 05V 01V 0500mV 0 100mV 0 50mV電壓（雙極性）土 10V 5V 2.5V 1V 500mV 250mV 100mV 50mV 25mV電流020mA數(shù)據(jù)字格式雙極性全量程范圍為-32000+32000單極性全量程范圍為032000分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸出的特性模擬量的輸出點數(shù)1信號范圍電壓輸出 土 10V

42、電流輸出020mA數(shù)據(jù)字格式電壓-32000 +32000電流032000分辨率電流電壓12位電流11位（1） EM235模塊AI對應(yīng)2線制、3線制、4線制的接線：對于2線制的，傳感器的+接到24V,傳感器的-接到A+上, A-和M連接上； 對于3線制的，傳感器的+接到A+,傳感器的-接到A-上。外供電源的-和A-相連；對于4線制的，傳感器的+接到A+，傳感器的-接到A-上。電源直接外供。（2）配置 EM235下表所示為如何用DIP開關(guān)設(shè)置EM235模塊。開關(guān)SW倒SW6可選擇模擬量 輸入范圍和分辨率。所有的輸入設(shè)置成相同的模擬量輸入范圍和格式。表2所示 為如何選擇單/雙極性（SW6、增益（開

43、關(guān)SW4和 SW5和衰減（開關(guān)SW1 SW2 和SW3。下列表中，ON為接通，OFF為斷開。單極性滿量程輸入分辨率SW1 SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0- 50 mV12.5 叮OFFONOFFONOFFON0 - 100 mV25叮ONOFFOFFOFFONON0 - 500 mV125叮OFFONOFFOFFONON0 -1 V250叮ONOFFOFFOFFOFFON0 - 5 V1.25 叮ONOFFOFFOFFOFFON0 -20 mA5OFFONOFFOFFOFFON0 -10 V2.5 mV雙極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6O

44、NOFFOFFONOFFOFF 25 mV12. 5 叮OFFONOFFONOFFOFF 50 mV25叮OFFOFFONONOFFOFF 100 mV50叮ONOFFOFFOFFONOFF 250 mV125叮OFFONOFFOFFONOFF 500 mV250叮OFFOFFONOFFONOFF 1 V500叮ONOFFOFFOFFOFFOFF 2.5 V1.25 mVOFFONOFFOFFOFFOFF 5 V2.5 mVOFFOFFONOFFOFFOFF 10 V5 mV4.5PLC外圍電路SB1為PLC的程序啟動按鈕，與 PLC的10.0 輸入口連接，按下 SB1, PLC 程序啟動，系

45、統(tǒng)自動運行。SB2為PLC的程序關(guān)閉按鈕，與PLC的I0.1輸入口 連接。在無傳感器信息輸入的時候，各變頻器的頻率穩(wěn)定在20HZ控制電機低頻運行。當CO濃度傳感器檢測到超標信息，WC卜WC通過模擬量輸入模塊EM235 把信息傳遞到PLG PLC控制變頻器調(diào)速，達到電機上限頻率50HZ時，切換到工 頻狀態(tài)下，以增加系統(tǒng)的送風量和排風量。同時啟動Q2.6輸出口連接的誘導風機，攪拌空氣。當煙霧傳感器檢測到有火災(zāi)信號時，WC7通過模擬量輸入模塊EM235把信息傳遞到PLG PLC控制變頻器調(diào)速達到電機上限頻率 50HZ時，切 換到工頻狀態(tài)下。同時控制 Q3.0連接的排風口閥關(guān)閉，Q3.1連接的排煙口閥

46、開 啟，開始強制排風。且必須強制關(guān)斷誘導風機，防止將煙霧誘導至其他防煙分區(qū)。5 軟件部分5.1 Step7 編程語言STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Window啲應(yīng)用軟件，由西門子公司專為 S7-200系列PLC設(shè)計開發(fā)，它功能強大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時也 可以實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 現(xiàn)在加上全中文化程序后， 可在中文的界面 下進行操作，用戶使用起來更加方便。軟件的功能的實現(xiàn)可在聯(lián)機的工作方式之下進行， 部分功能的實現(xiàn)也能在離 線工作方式下進行。S7-200PLC使用STEP7-Micro/WIN32編程軟件進行編程。可完成主程序，子程 序，中斷程序的編制與修改。5.2STEP7-Micro/WIN32 編程軟件的基本功能STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開發(fā)， 它主要實現(xiàn)的功能。（1）在脫機（離線）的方式之下創(chuàng)建一個用戶的程序，修改及編輯原有的程 序。當脫機方式，計算機和PLC斷開連接，這時能完成大多數(shù)的基本功能，比如 編