[發明專利]一種實現風管溫濕度以及房間內溫濕度精確控制方法

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• 申請號: 202210004513.4
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN114265458A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 劉藝
• 申請（專利權）人: 信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;G06F16/28;G06N3/04;G06N3/08;G06N20/00
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司 51126
• 代理人: 王崗

本發明公開了一種實現風管溫濕度以及房間內溫濕度精確控制方法；在被控對象，被控環境中，設置高精度的溫濕度傳感器，傳感器避免信號傳輸干擾，采用4~20mA信號，使用屏蔽線纜傳輸信號，通過PLC控制器配置PLC模擬量輸入輸出模塊，對被控對象環境溫濕度監視，作為數據采集的硬件設施；另配置一臺計算機做數據存儲，數據分析單位，在計算機中安裝上位機軟件系統，通過上位機軟件系統讀取PLC內采集的數據，通過工業組態軟件如西門子wincc,ifix等，將所需收集的數據存儲在SQL數據庫中；在負責存儲數據和分析數據的計算機中，使用python腳本對存儲在SQL中的數據進行分析。

技術領域

本發明涉及工廠潔凈室環境高精度溫濕度自動控制領域，具體來講涉及的是一種利用人工智能神經網絡學習算法實現風管溫濕度以及房間內溫濕度精確控制方法。

背景技術

目前高精尖設備的環境條件要求苛刻，對環境溫濕度十分依賴，部分設備要求恒溫恒濕，環境溫度精度要求±0.1℃甚至0.05℃，濕度±1%，尤其是實驗室設備。如果使用傳統的工業廠務控制系統FMCS，通常采用PID（比例積分微分）控制，被控對象的穩定性對PID參數的設置十分依賴，PID參數對設置與執行器執行機構的特性密切相關，不能廣泛試用于每一種環境，因此沒有固定的能適應變化環境溫度的控制參數。且由于外界環境波動帶來的擾動，一旦破壞控制平衡，需要較長的時間來恢復穩定，因此控制的精度沒有辦法實現更高精度的控制。

發明內容

因此，為了解決上述不足，本發明在此提供一種利用人工智能神經網絡學習算法實現風管溫濕度以及房間內溫濕度精確控制方法；實用于工廠潔凈室環境高精度溫濕度自動控制系統。

本發明是這樣實現的，構造一種實現風管溫濕度以及房間內溫濕度精確控制方法，其特征在于；在被控對象，被控環境中，設置高精度的溫濕度傳感器，傳感器避免信號傳輸干擾，采用4~20mA信號，使用屏蔽線纜傳輸信號，通過PLC控制器配置PLC模擬量輸入輸出模塊，對被控對象環境溫濕度監視，作為數據采集的硬件設施；另配置一臺計算機做數據存儲，數據分析單位，在計算機中安裝上位機軟件系統，通過上位機軟件系統讀取PLC內采集的數據，通過工業組態軟件如西門子wincc,ifix等，將所需收集的數據存儲在SQL數據庫中；在負責存儲數據和分析數據的計算機中，使用python腳本對存儲在SQL中的數據進行分析，通過機器學習得出的函數關系計算出執行器該輸出的參數，將此參數存入SQL中，再使用工業組態軟件將得出的結果返回至PLC中，使PLC執行該指令；具體操作如下：

（1）數據變送：通過4~20mA信號將各個傳感器實時測量值，以及執行機構實時開度值傳輸至PLC模塊；

（2）數據采集：首先需要確定需要收集的現場數據，考慮各個數據對整體系統回路的影響；目前考慮通過現場傳感器采集的數據為，室外環境溫濕度\含濕量、露點、焓值，空調機組送風段溫濕度、含濕量、露點、焓值，空調各級盤管，加濕器后溫濕度、含濕量、露點、焓值，已經被控房間內溫濕度，露點、焓值、含濕量；

（3）數據存儲：通過各個組態軟件的存儲接口，按照標準表格，將各個數據以矩陣的形式寫入SQL數據庫中，需存儲的數據為此數據ID，數據名稱，數據值，數據采集的時間；

（4）數據讀取：通過python中的open函數讀取SQL數據庫，或者使用pandas資源庫中的connect連接當前計算機數據庫，使用read_sql函數讀取數據庫中的數據，并將數據庫中數據整理為矩陣，矩陣的第一列為時間，其他列名稱為第二步提及的數據按時間排布的值；

（5）數據分析；

（6）參數保存：通過python函數將數據分析中的結論存儲至SQL數據庫中；

（7）參數讀取：通過組態軟件實時調用數據庫，將SQL保存的參數傳輸至工業組態軟件通道內；

（8）參數反饋：通過組態軟件與PLC的實時通訊，將組態軟件讀取的SQL參數值傳輸至PLC控制器中；

（9）參數執行：通過4~20mA控制信號將PLC中獲取的參數信息下達至各個執行機構中，通過執行機構執行此命令。