具备温湿度检测功能的节能风机控制系统及控制方法

291 编辑：中冶有色技术网来源：新风光电子科技股份有限公司

2024-04-08 13:28:42

权利要求书： 1.一种具备温湿度检测功能的节能风机控制系统的控制方法，节能风机控制系统包括变频控制模块（1）、温湿度采集模块（2）、显示模块（4）、旁路模块（5）以及多个风机（6），温湿度采集模块、显示模块均经通讯总线与变频控制模块相连接；变频控制模块经温湿度采集模块采集外界环境的温度和湿度信息，经显示模块显示环境温湿度以及进行环境温度上限和下限的设定；所述变频控制模块的电源输入端接于三相交流电源上，变频控制模块的电源输出端经旁路模块与风机相连接；所述变频控制模块由IGBT器件构成，变频控制模块通过控制IGBT器件的导通、关断来调节输出交流电的频率，以控制风机根据环境温度参数进行变频运行；

其特征在于，节能风机控制系统的控制方法通过以下步骤来实现：a).挡位设置，将风机运行频率设置为0挡、1挡、2挡和3挡共计4个挡位，每个挡位对应的频率范围为：0挡：0Hz～15Hz，1挡：16Hz～25Hz，2挡：26Hz～35Hz，3挡：36Hz～50Hz；

b).温度上、下限设置，根据工作环境的具体要求，设置环境的温度上限值和温度下限值，以通过对风机运行状态的控制，将环境温度控制在下限值与上限值之间；

c).0挡变频控制，变频控制模块开机后控制风机在0挡内运行，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温度下限值”且持续超过2min，则将所有风机的运行频率降低1Hz；

如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过30s，则将风机的运行状态由0挡升频至1挡；

d).1挡变频控制，风机在1挡内运行时，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过

5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温度下限值”且持续超过2min，则将所有风机的运行频率降低1Hz；

如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过30s，则将风机的运行状态由1挡升频至2挡；如果环境温度小于“温度上限值”且持续超过5min，则将风机的运行状态由1挡降频至0挡；

e).2挡变频控制，风机在2挡内运行时，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过

5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温度下限值”且持续超过2min，则将所有风机的运行频率降低1Hz；

如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过30s，则将风机的运行状态由2挡升频至3挡；如果环境温度小于“温度上限值”且持续超过5min，则将风机的运行状态由2挡降频至1挡；

f).3挡变频控制，风机在3挡内运行时，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过

5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温度上限值”且持续超过5min，则将风机的运行状态由3挡降频至2挡。

2.根据权利要求1所述的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统的控制方法，其特征在于：所述旁路模块（5）由断路器（7）、中间继电器（8）和热继电器（9）组成，断路器的上口接于变频控制模块（1）的电源输出端上，断路器的下口接于中间继电器的上口，中间继电器的下口接于热继电器的上口，热继电器的下口接于风机（6）的电源端口上；中间继电器的线圈与热继电器的常闭点串联后的两端分别接于变频控制模块输出端与电源地上。

3.根据权利要求1或2所述的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统的控制方法，其特征在于：包括GPRS通信模块（3），GPRS通信模块经通讯总线与变频控制模块（1）相连接，变频控制模块经GPRS通信模块与智能手机或PC机相通信，以通过智能手机或PC机实现对风机运行参数的设置。

4.根据权利要求3所述的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统的控制方法，其特征在于：所述温湿度采集模块（2）、GPRS通信模块（3）和显示模块（4）与变频控制模块（1）的通讯总线均为RS485总线。

5.根据权利要求1或2所述的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统的控制方法，其特征在于：所述变频控制模块（1）的输入端所接的电源为三相四线制380交流电源。

说明书：一种具备温湿度检测功能的节能风机控制系统及控制方法技术领域[0001] 本发明涉及一种风机控制系统及控制方法，更具体的说，尤其涉及一种具备温湿度检测功能的节能风机控制系统及控制方法。

背景技术[0002] 目前工业生产中，多数节能风机的制造是基于重新设计结构，增大机壳尺寸来实现的，节能效果有限，且风机本身环境适应性较差，风机一旦故障，只能依靠自然散热，对于

某些要求严格的现场，比如煤矿等，带来的经济损失不可估量。

[0003] 专利号为“201811263408.2”的发明专利中提到：该高效节能风机，通过驱动电机、主锥形齿轮、主驱动杆、副锥形齿轮、主驱动齿轮、副驱动齿轮、副从动杆、第一齿轮、主

从动齿轮、副从动齿轮、连杆和第二齿轮的配合使用，提高了风机的安全性和实用性。该发

明专利中问题切入点是调整机械结构，不能兼容所有风机，与常规风机相比体积明显变大，

本发明采用调节风机电源频率，改变风机转速的方案，可兼容所有常规风机，且多台风机并

联使用时，可共用一个变频控制模块，大大减小了安装空间。

[0004] 再如专利号为“201721370856.3”的实用新型专利中提到：本智能型高效节能风机的优点在于：通过设置加强筋结合加强筋本身的结构，其可以实现结构的加强，不仅能

够提高结构的稳定性，而且还可以进一步提高节能性能，设计更合理；结构简单且易于制

造。该专利中没有体现“智能”二字，且过多使用加强筋，性价比不高。本发明的节能风机综

合控制系统具备温湿度采集功能、GPRS远控功能、自动旁路功能，可自动改变风机运行频

率，增强使用科技感，操作简单，性价比高。

发明内容[0005] 本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种具备温湿度检测功能的节能风机控制系统及控制方法。

[0006] 本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统，包括变频控制模块、温湿度采集模块、显示模块、旁路模块以及多个风机，温湿度采集模块、显示模块均经通讯总线与

变频控制模块相连接；其特征在于：变频控制模块经温湿度采集模块采集外界环境的温度

和湿度信息，经显示模块显示环境温湿度以及进行环境温度上限和下限的设定；所述变频

控制模块的电源输入端接于三相交流电源上，变频控制模块的电源输出端经旁路模块与风

机相连接；所述变频控制模块由IGBT器件构成，变频控制模块通过控制IGBT器件的导通、关

断来调节输出交流电的频率，以控制风机根据环境温度参数进行变频运行。

[0007] 本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统，所述旁路模块由断路器、中间继电器和热继电器组成，断路器的上口接于变频控制模块的电源输出端上，断路器的下

口接于中间继电器的上口，中间继电器的下口接于热继电器的上口，热继电器的下口接于

风机的电源端口上；中间继电器的线圈与热继电器的常闭点串联后的两端分别接于变频控

制模块输出端与电源地上。

[0008] 本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统，包括GPRS通信模块，GPRS通信模块经通讯总线与变频控制模块相连接，变频控制模块经GPRS通信模块与智能手机或PC

机相通信，以通过智能手机或PC机实现对风机运行参数的设置。

[0009] 本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统，所述温湿度采集模块、GPRS通信模块和显示模块与变频控制模块的通讯总线均为RS485总线。

[0010] 本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统，所述变频控制模块的输入端所接的电源为三相四线制380交流电源。

[0011] 本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统的控制方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

[0012] a).挡位设置，将风机运行频率设置为0挡、1挡、2挡和3挡共计4个挡位，每个挡位对应的频率范围为：0挡：0Hz～15Hz，1挡：16Hz～25Hz，2挡：26Hz～35Hz，3挡：36Hz～50Hz；

[0013] b).温度上、下限设置，根据工作环境的具体要求，设置环境的温度上限值和温度下限值，以通过对风机运行状态的控制，将环境温度控制在下限值与上限值之间；

[0014] c).0挡变频控制，变频控制模块开机后控制风机在0挡内运行，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温

度下限值”且持续超过2min，则将所有风机的运行频率降低1Hz；

[0015] 如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过30s，则将风机的运行状态由0挡升频至1挡；

[0016] d).1挡变频控制，风机在1挡内运行时，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温度下限值”且持续超过

2min，则将所有风机的运行频率降低1Hz；

[0017] 如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过30s，则将风机的运行状态由1挡升频至2挡；如果环境温度小于“温度上限值”且持续超过5min，则将风机的运行状态由1挡降频

至0挡；

[0018] e).2挡变频控制，风机在2挡内运行时，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温度下限值”且持续超过

2min，则将所有风机的运行频率降低1Hz；

[0019] 如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过30s，则将风机的运行状态由2挡升频至3挡；如果环境温度小于“温度上限值”且持续超过5min，则将风机的运行状态由2挡降频

至1挡；

[0020] f).3挡变频控制，风机在3挡内运行时，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温度上限值”且持续超过

5min，则将风机的运行状态由3挡降频至2挡。

[0021] 本发明的有益效果是：本发明的风机控制系统及方法，通过设置与变频控制模块相连接的温湿度采集模块、GPRS通信模块和显示模块，且变频控制模块经旁路模块对风机

进行供电，显示模块用于信息显示和温度上、下限的设定，工作过程中，变频控制模块根据

采集的环境温度信息以及所设定的温度上下限值来控制风机的运行，控制风机在挡内变频

或者升挡、降挡运行，实现对风机的变频运行控制，不仅实现了将外界环境温度控制在设定

范围内，而且还实现了节能目的；当一个风机出现故障时，变频控制模块经旁路模块将出现

故障的风机的供电切断，而不影响其他风机的正常运行。

附图说明[0022] 图1为本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统的电路原理图；[0023] 图2为本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统的二次接线图；[0024] 图3为本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统降挡或升挡控制原理图。

[0025] 图中：1变频控制模块，2温湿度采集模块，3GPRS通信模块，4显示模块，5旁路模块，6风机，7断路器，8中间继电器，9热继电器。

具体实施方式[0026] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。[0027] 如图1所示，给出了本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统的电路原理图，其由变频控制模块1、温湿度采集模块2、GPRS通信模块3、显示模块4、旁路模块5以及

风机6组成，变频控制模块1均由数据采集和控制输出的作用，温湿度采集模块2、GPRS模块3

和显示模块4与变频控制模块1均经通讯总线相连接，通讯总线可采用RS485通讯总线，温湿

度采集模块2用于采集周围环境的温度和湿度信息，变频控制模块1经GPRS通信模块3可实

现与智能手机或PC机的通信，以便通过智能手机或PC机监控风机6的运行状态，以及进行风

机变频参数的设置。显示模块4用于显示环境温湿度等信息，同时还可对环境温度的上限值

和下限值进行设定。

[0028] 变频控制模块1的电源输入端接于交流电源上，交流电源为三相四线制的380交流电源，变频控制模块1的电源输出经旁路模块5对风机6进行供电，在实现对风机6进行变

频运行控制的同时，还可将出现故障的风机切断开来，实现故障风机旁路，而不会影响正常

风机的运行。变频控制模块1中设置有IGBT器件，通过控制IGBT器件的导通、断开状态来实

现对输入至风机的交流电的频率进行控制，以实现风机6的变频运行。

[0029] 所示的风机6、断路器7、中间继电器8和热继电器9的数量均为3个，断路器7实现对风机6的通断电控制，热继电器9实现对风机的过热保护，如图2所示，给出了本发明的具备

温湿度检测功能的节能风机控制系统的二次接线图，1#断路器、2#断路器和3#断路器的上

口均接于变频控制模块1的电源输出端，1#断路器、2#断路器和3#断路器的下口分别接于1#

中间继电器、2#中间继电器和3#中间继电器的上口，1#中间继电器、2#中间继电器和3#中间

继电器的下口分别接于1#热继电器、2#热继电器和3#热继电器的上口，1#热继电器、2#热继

电器和3#热继电器的下口分别接于1#风机、2#风机和3#风机的电源接线端。

[0030] 所示1#热继电器、2#热继电器和3#热继电器的线圈分别与1#中间继电器、2#中间继电器和3#中间继电器的常闭点串联后的两端，分别接于变频控制模块1的输出端和电源

地上，这样，当检测到某个风机6存在故障时，变频控制模块1通过输出低电平即可将出现故

障的风机断开；同时，如果风机运行过程中出现过流时热继电器9的常闭点断开，也会切断

对相应风机的供电，不仅了对故障风机的保护，而且还不影响其他正常风机的运行。

[0031] 如图3所示，给出了本发明的具备温湿度检测功能的节能风机控制系统降挡或升挡控制原理图，其通过以下步骤来实现：

[0032] a).挡位设置，将风机运行频率设置为0挡、1挡、2挡和3挡共计4个挡位，每个挡位对应的频率范围为：0挡：0Hz～15Hz，1挡：16Hz～25Hz，2挡：26Hz～35Hz，3挡：36Hz～50Hz；

[0033] b).温度上、下限设置，根据工作环境的具体要求，设置环境的温度上限值和温度下限值，以通过对风机运行状态的控制，将环境温度控制在下限值与上限值之间；

[0034] c).0挡变频控制，变频控制模块开机后控制风机在0挡内运行，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温

度下限值”且持续超过2min，则将所有风机的运行频率降低1Hz；

[0035] 如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过30s，则将风机的运行状态由0挡升频至1挡；

[0036] d).1挡变频控制，风机在1挡内运行时，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温度下限值”且持续超过

2min，则将所有风机的运行频率降低1Hz；

[0037] 如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过30s，则将风机的运行状态由1挡升频至2挡；如果环境温度小于“温度上限值”且持续超过5min，则将风机的运行状态由1挡降频

至0挡；

[0038] e).2挡变频控制，风机在2挡内运行时，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温度下限值”且持续超过

2min，则将所有风机的运行频率降低1Hz；

[0039] 如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过30s，则将风机的运行状态由2挡升频至3挡；如果环境温度小于“温度上限值”且持续超过5min，则将风机的运行状态由2挡降频

至1挡；

[0040] f).3挡变频控制，风机在3挡内运行时，如果环境温度大于“温度上限值”且持续超过5s，则将所有风机的运行频率提高1Hz；如果环境温度小于“温度上限值”且持续超过

5min，则将风机的运行状态由3挡降频至2挡。

[0041] 可见，本发明的具备温湿度检测功能的节能风机综合控制系统及控制方法，具有节省电能、结构简单、可远程控制、可自动旁路的特点，多个风机并联运行时，可共用一个

变频控制模块，大大节省了安装空间，进一步提高性价比。