隨著現代科技不斷發(fā)展，科學技術的不斷創(chuàng)新進步，對于高?？蒲袑嶒炇业母黜椧笠膊粩嗵岣?，實驗室內溫度、濕度、潔凈度，要求越來越高，特別是對實驗室的排放有害廢氣凈化處理更為重視，應用范圍也越來越廣。許多的科學研究、空氣環(huán)境的標準好壞對現代科學的發(fā)展，生產技術的進步有著密切的關系，論文就某高?？蒲袑嶒炇蚁盗信欧庞泻U氣凈化處理系統(tǒng)進行探討。
1 工程概況
某高?？蒲袠浅袚?教學科研的實驗)的場所。該建筑設計根據不同樓層和區(qū)域功能特點來配置相應實驗室區(qū)域，本實驗樓共13層，每層面積約3000m2，分兩大區(qū)域實驗室，由兩套排放廢氣凈化處理系統(tǒng)擔任實驗室排風廢氣凈化任務，兩套排放系統(tǒng)安裝在本樓層的天面平臺。這次改造主要針對滯后缺陷控制系統(tǒng)線路，重新設計采用PLC模塊自動控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運行效能，確保安全運行。
2 實驗室排放廢氣凈化系統(tǒng)改造工程設計
設計流程圖如圖1所示：
3 控制系統(tǒng)的改造工程設計
3.1 系統(tǒng)控制方框流程圖
系統(tǒng)控制方框流程圖如圖2所示：
3.2 控制系統(tǒng)的改造工程設計
我們在制訂改造實驗室排放廢氣凈化系統(tǒng)建設方案中，采取新思路和新的方法，既在原來的設備基礎組合上，以補配置、以排風廢氣凈化系統(tǒng)為主，配以各單元實驗室的排風通風柜輔助設備。
為保證控制達到國家環(huán)境標準的要求，我們選擇采用PLC模塊與人機界面自動控制系統(tǒng)，結合網絡遠程監(jiān)控系統(tǒng)，全天候全區(qū)域監(jiān)控、及時發(fā)現問題及時解決，針對高校實驗室各單元，使用排風-通風柜無規(guī)律和頻繁啟動的特點，自動控制系統(tǒng)識別實驗室單元使用通風柜時，排風廢氣凈化系統(tǒng)才啟動運行，反之實驗室實驗結束系統(tǒng)也自動結束，達到智能控制，從根本上解決系統(tǒng)故障率高、運行成本高、不節(jié)能、操作使用繁瑣等問題，克服了過去傳統(tǒng)的控制原理中存在系統(tǒng)設備安全無保護滯后的缺陷；
3.3 控制原理
采用PLC模塊與人機界面以及二次回路結合的控制系統(tǒng)，編寫完善的運行PLC程序，把PLC控制程序寫入模塊。當各單元實驗室要啟動排風通風柜時，系統(tǒng)會自動識別到各單元操作觸發(fā)啟動信號后，根據單元啟動系統(tǒng)順序要求，打開單元排風通風柜電動風閥，系統(tǒng)確認通風電動風閥已經打開后，系統(tǒng)自動啟動單元通風柜排風電機、系統(tǒng)變頻器(主要控制輸出)主排風電機、附塔自吸泵、排放廢氣紫外線燈管以及系統(tǒng)保護系統(tǒng)，其他實驗室單元若使用排風通風柜時，主系統(tǒng)會自動保持運行狀態(tài)，直至最后單元使用結束，系統(tǒng)根據關閉順序才會自動關閉。
保護系統(tǒng)會自動識別各單元電動風閥是否有打開或關閉、單元通風柜排風電機、主系統(tǒng)附塔的自吸泵、主變頻器-排風主電機、紫外線燈管、配電系統(tǒng)、等電位系統(tǒng)以及其他設備的運行情況是否正常，模塊系統(tǒng)會自動檢測到某一電氣設施正常或不正常時，系統(tǒng)會自動采取相應的保護措施后，并在系統(tǒng)人機界面，顯示文字告知故障點，有利于快速解決故障隱患，達到系統(tǒng)安全運行。
3.4 保護系統(tǒng)原理
保護系統(tǒng)的監(jiān)控信號，采用電流變送器，安裝在配電單元輸出端，拾起系統(tǒng)設置的信號參數，反饋給PLC模塊程序，由系統(tǒng)程序識別某個單元電氣設備是否執(zhí)行保護，達到保護目的。
3.5 系統(tǒng)的防雷、電網脈沖電壓、保護接零
采用等電位接法與PLC程序配合進行保護，用電流變送器接入用電零線單元，拾取零線漏電信號反饋到系統(tǒng)程序，根據系統(tǒng)設置的允許漏電電流大小，從而啟動保護指令。
系統(tǒng)采用等電位保護系統(tǒng)和防雷器的配合，可以根本上解決低壓配電網中的脈沖電壓干擾、漏電保護、過負載保護以及防直擊雷、閃電雷、感應雷、電氣設備零線過載保護等，具有針對排放廢氣凈化系統(tǒng)安裝在樓層頂層的特點，使系統(tǒng)設備和用電安全具有可靠防護措施和保護系統(tǒng)。
等電位系統(tǒng)指電源端零線與接地線直接連接，電網端零線與接地線形成等電位，當配電系統(tǒng)在零線和接地線上有任何的高脈沖電壓，等電位保護系統(tǒng)就會根據我們設置的所需保護參數，自動切斷故障配電設備，并配合PLC程序-人機界面，顯示文字報警區(qū)域，可以快速自動排查故障區(qū)域，不影響其他區(qū)域運行，達到保護電氣設備。
等電位保護系統(tǒng)設計原理：系統(tǒng)采用PLC模塊，編寫自動控制程序，在各支路配電支路網電源總零線、總接地線上，安裝低讀數-高靈敏度的電流變送器，拾取等電位電流和電位差的信號，反饋給PLC控制系統(tǒng)程序，自動參數比較后，進行各自指令動作保護。
3.6 遺忘關閉/時間預設功能
利用PLC系統(tǒng)程序的時間指令，把我們所需要的設置時間指令，編寫在各單元的控制回路中，配合運行指令結合，形成預設置的遺忘功能指令，當啟動了單元通風柜運行時，而忘記關閉單元通風柜、系統(tǒng)預設最長運行時間立即啟動計時，各單元實驗室操作啟動通風柜運行所需要時間功能。當某個單元操作忘記關閉通風柜時，系統(tǒng)可事先設置最長使用時間，當時間到了，系統(tǒng)自動會關閉，防止系統(tǒng)長時間不停運行以及不安全隱患。
預設功能：單元操作可以預設所需要使用時間，這樣可以掌握做實驗的控制時間，有利于實驗的完整性、兼容性。把系統(tǒng)運行提高到較*的智能控制操作，充分利用系統(tǒng)運行效率，安全穩(wěn)定、節(jié)能。
3.7 網絡遠程監(jiān)控系統(tǒng)
利用網絡建立PLC控制系統(tǒng)-人機界面的遠程網絡平臺，實現全網絡全天候的監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時遠程監(jiān)控處理系統(tǒng)運行狀態(tài)，及時解決故障，確保系統(tǒng)安全運行。
3.8 系統(tǒng)變頻器
主要控制排放廢氣凈化系統(tǒng)的主排風機運行的變頻，可以實現排風機的運行效能，變頻器的控制參數，采用電流變送器拾取在各單元實驗室的通風柜排風電機的運行電流的信號參數，由電流變送器拾取信號-反饋PLC系統(tǒng)程序，進行比較后，指令變頻器所需要變頻參數，達到控制變頻節(jié)能效果。
4 結語
該科技樓實驗室排放廢氣凈化系統(tǒng)經過兩年多的實際運行，從實際運行效果上看，各個實驗室的排風通風柜使用排放參數、智能控制以及主系統(tǒng)的排放標準、控制系統(tǒng)，在設計要求范圍內，系統(tǒng)安全穩(wěn)定、節(jié)能、效果良好，達到了設計要求，為我國類似高校實驗室的建設提供參考和借鑒。
