基于数据驱动的生产模式与值班模式切换方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于数据驱动的生产模式与值班模式切换方法及系统，用于多个洁净室组成的洁净空间，洁净空间设有空调系统，空调系统包括送风机和变频器，该方法主要包括：调试出多个空调系统的多个工况，并采集调试过程中的工况数据；基于该工况数据构建压力梯度稳态数据集，并基于该压力梯度稳态数据集构建每个洁净室对应的压力控制数据关系模型；在模式切换过程中，通过送风机频率和各洁净室送风量的步进输出，以及压力控制数据关系模型的输出，对各个洁净室回风量进行精准控制，本发明专利技术克服了现有切换方法会导致洁净室压力梯度紊乱造成污染风险的弊端，为洁净厂房非工作状态节能运行奠定了基础。运行奠定了基础。运行奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】
基于数据驱动的生产模式与值班模式切换方法及系统


[0001]本专利技术涉及洁净室的压力梯度控制
，具体涉及一种基于数据驱动的生产模式与值班模式切换方法及系统。

技术介绍

[0002]高等级洁净室是制药、芯片制造、手术室、生物安全等领域的关键基础设施。由于对洁净度的严苛要求，高等级洁净室必须保持很高的换气次数，且要求保持连续运行。若在非生产时段停机再次开启洁净空调系统，则需要重新进行验证，其代价远远高于连续运行的代价。因此，非生产时段洁净空调系统的运行会带来运行能耗的巨大浪费，增加了生产成本。
[0003]值班模式是指在非生产时段洁净空调系统大幅降低洁净室送风量，并保持洁净度的模式。在非生产时段将洁净空调系统由生产模式切换成值班模式可以大幅降低运行能耗。但是生产模式和值班模式的双向切换受制于切换过程中洁净室之间必须保持有序的压力梯度，若压力梯度被破环则会造成交叉污染的严重风险，严重影响生产安全，洁净室的压力梯度问题成为制约生产模式和值班模式双向切换的瓶颈问题。
[0004]相应的，本领域需要一种新的洁净室生产模式和值班模式的切换方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于数据驱动的生产模式与值班模式切换方法及系统，在实现生产模式与值班模式切换的同时保持洁净室之间的压力梯度稳定，为洁净室在非工作状态的节能运行奠定基础。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种基于数据驱动的生产模式与值班模式切换方法，用于多个洁净室组成的洁净空间，所述洁净空间设有空调系统，所述空调系统包括送风机和变频器，所述方法包括：
[0008]模型建立步骤：
[0009]调试出m组所述空调系统的工况并且记录调试过程中的工况数据，所述工况数据至少包括每个所述洁净室对应的送风量、回风量、压力值及时间参数；
[0010]将采集的工况数据按与m组工况间的对应关系划分成m个工况参数矩阵；
[0011]选出所述工况参数矩阵中的稳态数据以形成m个稳态工况参数矩阵，所述稳态数据为各个洁净室之间的满足压力梯度要求时间段内的工况数据；
[0012]将m个稳态工况参数矩阵中的压力值与预设压力波动范围进行比较，并剔除掉不属于所述压力波动范围内的压力值及该压力值对应的其余参数以形成压力梯度稳态数据集；
[0013]去除所述压力梯度稳态数据集中异常点，并计算每个工况对应的参数的均值，形成每个工况对应的工况均值参数组；
[0014]基于所有工况的工况均值参数组并采用线性回归，构建每个洁净室对应的压力控制数据关系模型；所述压力控制数据关系模型的输入包括送风量，输出包括回风量；
[0015]模式切换步骤：
[0016]设置在工作模式下的送风机频率f
工
，值班模式下的送风机频率f
值
，以及每个所述洁净室在工作模式下的送风量Q
工
，值班模式下的送风量Q
值
；
[0017]设置模式切换的调节步数n，步进间隔时间t0；
[0018]设置工作模式切换到值班模式过程中送风机频率的步进输出值为：f＝f
当前
‑
(f
工
‑
f
值
)/n，其中f
当前
为当前状态下送风机频率；
[0019]设置工作模式切换到值班模式过程中每个洁净室的送风量步进输出值为：每个洁净室的送风量输出值：Q
si
＝Q
当前i
‑
(Q
工i
‑
Q
值i
)/n；其中Q
si
为第i个洁净室的送风量输出值，Q
当前i
为第i个洁净室的当前状态下的送风量，Q
工i
为第i个洁净室的工作模式下的送风量，Q
值i
为第i个洁净室的值班模式下的送风量；
[0020]在工作模式切换到值班模式过程中以所述送风机频率的步进输出值作为变频器的工作频率并驱动所述送风机动作；
[0021]以各所述洁净室的送风量输出值作为对应洁净室的数据关系模型的输入，并以模型输出的回风量控制对应洁净室的回风。
[0022]在一实施例中，所述“模式切换步骤”还包括：
[0023]设置值班模式切换到工作模式过程中送风机频率的步进输出值为：f＝f
当前
+(f
工
‑
f
值
)/n；
[0024]设置值班模式切换到工作模式过程中每个洁净室的送风量步进输出值为：每个洁净室的送风量输出值：Q
si
＝Q
当前i
+(Q
工i
‑
Q
值i
)/n；
[0025]则在值班模式切换到工作模式过程中以所述送风机频率的步进输出值作为变频器的工作频率并驱动所述送风机动作；
[0026]以各所述洁净室的送风量输出值作为对应洁净室的数据关系模型的输入，并以其输出的回风量控制对应洁净室的回风。
[0027]在一实施例中，在所述“模型建立步骤”的步骤之后，所述方法还包括：
[0028]获取算每个压力控制数据关系模型的残差e
m
；
[0029]判断所述e
m
是否满足
‑
ε＜e
m
＜+ε；
[0030]若否，则基于所有工况的工况均值参数组进行非线性数据模型拟合，构建新的压力控制数据关系模型。
[0031]在一实施例中，“基于所有工况的工况均值参数组并采用线性回归，构建每个洁净室对应的压力控制数据关系模型”的步骤包括：
[0032]基于各所述洁净室对应的所有工况的工况均值参数组，并采用线性回归的方式建立各个洁净室对应的送风量和回风量之间的数据回归关系；
[0033]其中洁净室的数据回归关系为：y＝a0+a1x；式中，a0、a1为回归系数；x表示送风量，y表示回风量。
[0034]在一实施例中，所述工况数据还包括送风静压、回风静压；“基于所有工况的工况均值参数组并采用线性回归，构建每个洁净室对应的压力控制数据关系模型”的步骤包括：
[0035]基于各所述洁净室对应的所有工况的工况均值参数组，并采用线性回归的方式建
立各个洁净室对应的送风量、回风量和送风静压之间的数据回归关系；
[0036]其中洁净室的数据回归关系为：y＝a0+a1x1+a2x2；式中，a0、a1、a2为回归系数；x1表示送风量，x2表示送风静压，y表示回风量。
[0037]一种基于数据驱动的生产模式与值班模式切换系统，用于多个洁净室组成的洁净空间，所述洁净空间设有空调系统，所述空调系统包括送风机和变频器，所述空调系统通过送风管道和回风管道连通每个所述洁净室，每个所述洁净室的送风管道上设有送风阀，每个所述洁净室的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据驱动的生产模式与值班模式切换方法，用于多个洁净室组成的洁净空间，所述洁净空间设有空调系统，所述空调系统包括送风机和变频器，其特征在于，所述方法包括：模型建立步骤：调试出m组所述空调系统的工况并且记录调试过程中的工况数据，所述工况数据至少包括每个所述洁净室对应的送风量、回风量、压力值及时间参数；将采集的工况数据按与m组工况间的对应关系划分成m个工况参数矩阵；选出所述工况参数矩阵中的稳态数据以形成m个稳态工况参数矩阵，所述稳态数据为各个洁净室之间的满足压力梯度要求时间段内的工况数据；将m个稳态工况参数矩阵中的压力值与预设压力波动范围进行比较，并剔除掉不属于所述压力波动范围内的压力值及该压力值对应的其余参数以形成压力梯度稳态数据集；去除所述压力梯度稳态数据集中异常点，并计算每个工况对应的参数的均值，形成每个工况对应的工况均值参数组；基于所有工况的工况均值参数组并采用线性回归，构建每个洁净室对应的压力控制数据关系模型；所述压力控制数据关系模型的输入包括送风量，输出包括回风量；模式切换步骤：设置在工作模式下的送风机频率f
工
，值班模式下的送风机频率f
值
，以及每个所述洁净室在工作模式下的送风量Q
工
，值班模式下的送风量Q
值
；设置模式切换的调节步数n，步进间隔时间t0；设置工作模式切换到值班模式过程中送风机频率的步进输出值为：f＝f
当前
‑
(f
工
‑
f
值
)/n，其中f
当前
为当前状态下送风机频率；设置工作模式切换到值班模式过程中每个洁净室的送风量步进输出值为：每个洁净室的送风量输出值：Q
si
＝Q
当前i
‑
(Q
工i
‑
Q
值i
)/n；其中Q
si
为第i个洁净室的送风量输出值，Q
当前i
为第i个洁净室的当前状态下的送风量，Q
工i
为第i个洁净室的工作模式下的送风量，Q
值i
为第i个洁净室的值班模式下的送风量；在工作模式切换到值班模式过程中以所述送风机频率的步进输出值作为变频器的工作频率并驱动所述送风机动作；以各所述洁净室的送风量输出值作为对应洁净室的数据关系模型的输入，并以模型输出的回风量控制对应洁净室的回风。2.如权利要求1所述的基于数据驱动的生产模式与值班模式切换方法，所述“模式切换步骤”还包括：设置值班模式切换到工作模式过程中送风机频率的步进输出值为：f＝f
当前
+(f
工
‑
f
值
)/n；设置值班模式切换到工作模式过程中每个洁净室的送风量步进输出值为：每个洁净室的送风量输出值：Q
si
＝Q
当前i
+(Q
工i
‑
Q
值i
)/n；则在值班模式切换到工作模式过程中以所述送风机频率的步进输出值作为变频器的工作频率并驱动所述送风机动作；以各所述洁净室的送风量输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春旺，程煊锐，马晓钧，杨志成，
申请(专利权)人：北京联合大学，
类型：发明
国别省市：