[发明专利]一种实现风管温湿度以及房间内温湿度精确控制方法

说明书

本发明公开了一种实现风管温湿度以及房间内温湿度精确控制方法；在被控对象，被控环境中，设置高精度的温湿度传感器，传感器避免信号传输干扰，采用4~20mA信号，使用屏蔽线缆传输信号，通过PLC控制器配置PLC模拟量输入输出模块，对被控对象环境温湿度监视，作为数据采集的硬件设施；另配置一台计算机做数据存储，数据分析单位，在计算机中安装上位机软件系统，通过上位机软件系统读取PLC内采集的数据，通过工业组态软件如西门子wincc,ifix等，将所需收集的数据存储在SQL数据库中；在负责存储数据和分析数据的计算机中，使用python脚本对存储在SQL中的数据进行分析。

技术领域

本发明涉及工厂洁净室环境高精度温湿度自动控制领域，具体来讲涉及的是一种利用人工智能神经网络学习算法实现风管温湿度以及房间内温湿度精确控制方法。

背景技术

目前高精尖设备的环境条件要求苛刻，对环境温湿度十分依赖，部分设备要求恒温恒湿，环境温度精度要求±0.1℃甚至0.05℃，湿度±1%，尤其是实验室设备。如果使用传统的工业厂务控制系统FMCS，通常采用PID（比例积分微分）控制，被控对象的稳定性对PID参数的设置十分依赖，PID参数对设置与执行器执行机构的特性密切相关，不能广泛试用于每一种环境，因此没有固定的能适应变化环境温度的控制参数。且由于外界环境波动带来的扰动，一旦破坏控制平衡，需要较长的时间来恢复稳定，因此控制的精度没有办法实现更高精度的控制。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种利用人工智能神经网络学习算法实现风管温湿度以及房间内温湿度精确控制方法；实用于工厂洁净室环境高精度温湿度自动控制系统。

本发明是这样实现的，构造一种实现风管温湿度以及房间内温湿度精确控制方法，其特征在于；在被控对象，被控环境中，设置高精度的温湿度传感器，传感器避免信号传输干扰，采用4~20mA信号，使用屏蔽线缆传输信号，通过PLC控制器配置PLC模拟量输入输出模块，对被控对象环境温湿度监视，作为数据采集的硬件设施；另配置一台计算机做数据存储，数据分析单位，在计算机中安装上位机软件系统，通过上位机软件系统读取PLC内采集的数据，通过工业组态软件如西门子wincc,ifix等，将所需收集的数据存储在SQL数据库中；在负责存储数据和分析数据的计算机中，使用python脚本对存储在SQL中的数据进行分析，通过机器学习得出的函数关系计算出执行器该输出的参数，将此参数存入SQL中，再使用工业组态软件将得出的结果返回至PLC中，使PLC执行该指令；具体操作如下：

（1）数据变送：通过4~20mA信号将各个传感器实时测量值，以及执行机构实时开度值传输至PLC模块；

（2）数据采集：首先需要确定需要收集的现场数据，考虑各个数据对整体系统回路的影响；目前考虑通过现场传感器采集的数据为，室外环境温湿度\含湿量、露点、焓值，空调机组送风段温湿度、含湿量、露点、焓值，空调各级盘管，加湿器后温湿度、含湿量、露点、焓值，已经被控房间内温湿度，露点、焓值、含湿量；

（3）数据存储：通过各个组态软件的存储接口，按照标准表格，将各个数据以矩阵的形式写入SQL数据库中，需存储的数据为此数据ID，数据名称，数据值，数据采集的时间；

（4）数据读取：通过python中的open函数读取SQL数据库，或者使用pandas资源库中的connect连接当前计算机数据库，使用read_sql函数读取数据库中的数据，并将数据库中数据整理为矩阵，矩阵的第一列为时间，其他列名称为第二步提及的数据按时间排布的值；

（5）数据分析；

（6）参数保存：通过python函数将数据分析中的结论存储至SQL数据库中；

（7）参数读取：通过组态软件实时调用数据库，将SQL保存的参数传输至工业组态软件通道内；

（8）参数反馈：通过组态软件与PLC的实时通讯，将组态软件读取的SQL参数值传输至PLC控制器中；

（9）参数执行：通过4~20mA控制信号将PLC中获取的参数信息下达至各个执行机构中，通过执行机构执行此命令。