一种集净化与监控于一体的实验基地管理平台

摘要

一种集净化与监控于一体的实验基地管理平台,包括：监控中心、净化机组和气体监测装置，监控中心包括视频采集装置、显示设备和控制台；视频采集装置分布于实验基地的不同实验室内，用于实时采集实验室内的画面信息；净化机组和气体监测装置分别与控制台通讯连接，气体监测装置用于实时监测实验室内有害气体的含量及空气的温度、湿度和压差；控制台根据采集的各种数据信息自动分析处理并开启净化机组运行模式。由于是实时监控，所以视频中不仅可看到实验室内的实验设备的运行情况，还可直观的了解实验室内的环境情况，通过监控可直接控制净化机组运行状态，达到实验基地的监控与净化一体化管理的目的，确保实验设备完好，提高实验教学效率和效果。

说明书

技术领域

本发明涉及实验基地管理技术领域，具体涉及一种集净化与监控于一体的实验基地管理平台。

背景技术

工科类院校的实验基地，主要是以精密机床、精密工量器具、计算机机房、电工电子设备、工业机器人等为主。由于设备的特殊性，要求室内保持恒温、干燥、去除有害气体，以确保机器、工量器具的完好，从而达到精密加工、精密测量误差小。因为环境温度的变化会引起设备(金属材料)的热胀冷缩，湿度过大会引起机床、工量器具的锈蚀以及电子元件电阻值的变化。加工时产生的切削热会产生有害气体，而加切削液切削加工有害气体则更甚。目前，由于实验基地的监控系统与净化系统是独立工作的，由于监控与净化未能一体化管理，在监控中心不能实时了解实验室内空气情况，实验过程中往往会导致机床故障、精度不达标，测量工量器具不能正常使用、测量数据不准确等。不仅造成学校资源的损失，而且严重影响正常教学。

发明内容

针对实验基地的净化与监控独立工作，未能一体化管理的问题，本申请提供一种集净化与监控于一体的实验基地管理平台，包括：监控中心、用于净化实验室内空气的净化机组和用于监测实验室内空气的气体监测装置，监控中心包括视频采集装置、显示设备和控制台；

视频采集装置分布于实验基地的不同实验室内，用于实时采集实验室内的画面信息，并将画面信息传输至控制台，控制台将画面信息传输至显示设备；

净化机组和气体监测装置分别与控制台通讯连接，气体监测装置用于实时监测实验室内有害气体的含量及空气的温度、湿度和压差，并将监测值实时传输至控制台；

控制台将实验室内有害气体的含量及空气的温度、湿度和压差传输至显示设备，且控制台根据画面信息、实验室内有害气体的含量及空气的温度、湿度和压差控制净化机组的运行状态。

一种实施例中，气体监测装置包括第一温湿度压差监测仪、有害气体监测仪和第一PLC控制器；

第一温湿度压差监测仪和有害气体监测仪分别与第一PLC控制器连接，第一PLC控制器与控制台通讯连接；

第一温湿度压差监测仪用于实时监测实验室内空气的温度、湿度和压差，并将空气的温度、湿度和压差传输至第一PLC控制器；

有害气体监测仪用于实时监测实验室内有害气体的含量，并将有害气体的含量传输至第一PLC控制器。

一种实施例中，净化机组包括：进风通道和排风通道；

进风通道按新风进风方向依次设有新风进口、新风进口初效过滤器、热回收管、空调水管、进风机、加热控制柜、新风进口中效过滤器、加湿控制柜、新风出口和进风管；

排风通道按照排风方向依次设有排风管、排风进口、排风进口初效过滤器、热回收管、排风机和排风出口。

一种实施例中，净化机组还包括第二PLC控制器、用于控制进风机运行状态的进风机控制柜和用于控制排风机运行状态的排风机控制柜；

第二PLC控制器分别与第一PLC控制器和控制台通讯连接；

控制台控制第二PLC控制器开启或关闭进风机控制柜和排风机控制柜。

一种实施例中，净化机组还包括压差报警装置，压差报警装置分别安装于新风进口初效过滤器、新风进口中效过滤器和排风进口初效过滤器内，压差报警装置与第二PLC控制器连接。

一种实施例中，净化机组还包括用于监测进风管内风的第二温湿度压差监测仪，及用于监测排风管内风的第三温湿度压差监测仪。

一种实施例中，第二温湿度压差监测仪和第三温湿度压差监测仪的输出端均连接于第二PLC控制器。

一种实施例中，第二温湿度压差监测仪安装于靠近新风出口端的进风管，第三温湿度压差监测仪安装于靠近排风进口端的排风管。

一种实施例中，净化机组还包括排风风量测定装置和进风风量测定装置，排风风量测定装置和进风风量测定装置的输出端均连接于第二PLC控制器。

一种实施例中，监控中心还包括报警装置，报警装置与控制台连接。

依据上述实施例的实验基地管理平台，由于监控中心的显示设备不仅显示各个实验室内的实时画面信息，同时，还显示各个实验室内空气的质量参数，如有害气体的含量、空气温度、湿度、压差等，使得，在监控画面中可直观的了解实验室内的环境情况，而且，通过监控的实时画面信息及实验室内的环境情况直接控制净化机组的运行状态，达到实验基地的监控与净化一体化管理的目的，确保设备的完好和正常的教学秩序。

附图说明

图1为集净化与监控于一体的实验基地管理平台原图；

图2为集净化与监控于一体的实验基地管理平台局部电路图；

图3为净化机组电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明实施例中，通过将实验基地的监控系统与净化系统一体化管理，达到降低实验过程中的风险。

为达到上述目的，本例提供一种集净化与监控于一体的实验基地管理平台，其原理图如图1所示，局部电路图如图2所示，包括监控中心1、用于净化实验室内空气的净化机组2和用于监测实验室内空气的气体监测装置3。

监控中心1包括视频采集装置11、显示设备12、控制台13和报警装置14，采集装置11可以是半球摄像机和带云台半球摄像机中的任何一种或者是二者的结合，采集装置11分布于实验基地的不同实验室内，用于实时采集实验室内的画面信息，并将该画面信息传输至控制台13，然后，控制台13再将该画面信息传输至显示设备12，显示设备12是液晶显示器，可以将不同实验室内的画面信息同时显示，以便于操作人员观看。

净化机组2和气体监测装置3均安装于实验室内，净化机组2和气体监测装置3分别与控制台13通讯连接，具体的，气体监测装置3包括第一温湿度压差监测仪31、有害气体监测仪和第一PLC控制器32，第一温湿度压差监测仪31和有害气体监测仪分别安装于实验室内，第一温湿度压差监测仪31用于实时监测实验室内空气的温度、湿度和压差，有害气体监测仪用于实时监测实验室内有害气体的含量，第一温湿度压差监测仪31和有害气体监测仪分别与第一PLC控制器32连接，将监测的实验室内有害气体的含量及空气的温度、湿度和压差实时传输至第一PLC控制器32，第一PLC控制器32通过WEB服务器将这些信息传输到控制台13，控制台13将实验室内有害气体的含量及空气的温度、湿度和压差传输至显示设备12，监控人员通过显示设备12不仅可以了解实验室内的画面信息，还可以实时了解实验室内的空气情况，当监控人员通过显示设备12了解到某一实验室内的有害气体含量超过人体所承受量时，或者，实验室内的温度超过实验试管所承受的温度时，监控人员可以通过控制台13直接控制该实验室内的净化机组2的运行状态，如，加大净化机组2的送排风风量，以稀释有害气体含量，或降低室内温度。

为了实现净化机组2的全自动控制，本例的净化机组2包括进风通道21和排风通道22，其电路图如图3所示；进风通道21按新风进风方向依次设有新风进口211、新风进口初效过滤器212、热回收管A213、空调水管214、进风机215、加热控制柜216、新风进口中效过滤器217、加湿控制柜218、新风出口219和进风管210；排风通道22按照排风方向依次设有排风管221、排风进口222、排风进口初效过滤器223、热回收管B224、排风机225和排风出口226；其中，热回收管A213与热回收管B224密封连通，进风管210的出口连通于实验室内，排风管221的入口连通于实验室内，达到净化机组2向实验室内输入新鲜空气的目的。

进一步，净化机组2还包括第二PLC控制器23、用于控制进风机运行状态的进风机控制柜24和用于控制排风机运行状态的排风机控制柜25；第二PLC控制器23分别与第一PLC控制器32和控制台13通讯连接，第一PLC控制32仅将实验室内空气的温度、湿度和压差传输至第二PLC控制器23，以便于，第二PLC控制器23根据第一PLC控制器32反馈的信息对净化机组2的进风的温度和湿度进行控制，同时，控制台13控制第二PLC控制器23开启或关闭进风机控制柜24和排风机控制柜25，所有的净化机组2在监控中心1处均是常开状态，以便于监控人员在监控中心1内能直接控制净化机组2的开启和关闭。

净化机组2还包括压差报警装置26，压差报警装置26分别安装于新风进口初效过滤器212、新风进口中效过滤器217和排风进口初效过滤器223内，压差报警装置26与PLC控制器23连接，由于新风进口初效过滤器212、新风进口中效过滤器217和排风进口初效过滤器223分别阻碍了气体流动，产生了阻力，该阻力就是压力差，简称压差，而且，新风进口初效过滤器212、新风进口中效过滤器217和排风进口初效过滤器223均设有各自正常运行的正常压差值，当压差报警装置26测得的压差大于正常压差值时，说明过滤器需要清洗或者更换，压差报警装置26向PLC控制器23发出报警信号，PLC控制23将该报警信号发送到控制台13，控制台13控制报警装置14报警。

净化机组2还包括用于监测进风管210内风的第二温湿度压差监测仪27，及用于监测排风管221内风的第三温湿度压差监测仪28，第二温湿度压差监测仪27和第三温湿度压差监测仪28的输出端均连接于第二PLC控制器23，第二温湿度压差监测仪27安装于靠近新风出口219端的进风管210，第三温湿度压差监测仪28安装于靠近排风进口222端的排风管221，第二温湿度压差监测仪27和第三温湿度压差监测仪28分别将监测的风的温湿度反馈于第二PLC控制器23，第二PLC控制器23根据第一PLC控制器32反馈的实验室内空气的温湿度控制空调水管214的供水量、控制加热控制柜216的运行状态、及控制加湿控制柜218的运行状态，如，启、停运行状态，以达到改善实验室内空气的温度、湿度和压差。

进一步，净化机组2还包括排风风量测定装置29和进风风量测定装置20，排风风量测定装置29和进风风量测定装置20的输出端均连接于第二PLC控制器23，第二PLC控制器23可以根据第一PLC控制器32反馈的信息及排风风量测定装置29和进风风量测定装置20测定风量的信息，控制送排风风量，以达到自动控制净化机组2排送风风量的目的。

本例的实验基地管理平台的工作原理是：净化机组2开启交换实验室内的气体，当实验人员在实验室内做实验时，采集装置11实时采集实验室内的画面信息，第一PLC控制器32实时将实验室内有害气体的含量及空气的温度、湿度和压差传输至控制台13，显示设备12实时显示画面信息、实验室内有害气体的含量及空气的温度、湿度和压差，当监控人员通过显示设备12显示的参数信息观察到某一实验室内的有害气体含量超过人体所承受量时，监控员可以通过控制台13向第二PLC控制器23发送一控制信息，第二PLC控制器23直接控制净化机组2的送排风风量，以稀释有害气体含量，在实验的过程中，第一PLC控制32仅将实验室内空气的温度、湿度和压差传输至第二PLC控制器23，第二PLC控制器23根据第一PLC控制器32反馈的实验室内的空气信息及第二温湿度压差监测仪27和第三温湿度压差监测仪28反馈的净化机组2内风的温湿度压差信息，第二PLC控制器23实时控制空调水管214的供水量、控制加热控制柜216的运行状态、及控制加湿控制柜218的运行状态，以达到改善实验室内空气的温度、湿度和压差。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。