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潔凈室壓差控制系統的完整控制方法
潔凈室壓差控制系統的核心目標是維持潔凈室與周圍環境(如非潔凈區、室外)或潔凈室內不同區域之間的穩定壓差，以防止污染物侵入或擴散。以下從技術原理、控制策略、設備聯動及優化方法四個維度，系統梳理其控制方法：
一、基礎控制方法
1. 機械式風量平衡控制
原理：通過調節送風、回風和排風量的比例，維持壓差平衡。
公式：ΔP ∝ (Q_送 - Q_回 - Q_排)²
(ΔP為壓差，Q為風量)
實現方式：
手動調節閥：在回風或排風支管上安裝手動風閥，通過人工調節開度平衡風量。
余壓閥：在潔凈室圍護結構上安裝余壓閥，當壓差超過設定值時自動開啟泄壓。
局限性：
調節精度低，依賴人工經驗；
無法實時響應動態變化(如門啟閉、過濾器堵塞)。
2. 電動風閥自動控制
原理：通過電動執行器驅動風閥開度，結合傳感器反饋實時調節風量。
實現方式：
定風量(CAV)控制：送風量恒定，通過調節回風或排風閥開度維持壓差。
變風量(VAV)控制：根據壓差反饋動態調節送風量，同時匹配回風/排風量。
優勢：
響應速度快，精度高(可達±1Pa)；
適合動態負荷變化的潔凈室(如制藥車間、實驗室)。
二、智能控制策略
1. PID閉環控制
原理：通過比例(P)、積分(I)、微分(D)算法，根據壓差偏差自動調整風閥開度或風機頻率。
實現步驟：
設定目標壓差(如+10Pa)；
傳感器實時測量實際壓差；
PID控制器計算偏差并輸出控制信號；
執行器調整風閥或風機，直至壓差穩定。
優化方向：
引入自適應PID參數，應對不同工況；
結合前饋控制(如預測門啟閉對壓差的影響)。
2. 模型預測控制(MPC)
原理：建立潔凈室空氣流動模型，預測未來壓差變化，提前優化控制策略。
應用場景：
多區域壓差協同控制(如潔凈走廊與緩沖間)；
復雜氣流組織(如單向流與非單向流混合)。
優勢：
減少超調，提高穩定性；
降低能耗(如優化風機頻率)。
三、設備聯動與冗余設計
1. 關鍵設備聯動
風機-風閥聯動：
送風機頻率與送風閥開度同步調節，避免風量沖突；
排風機與排風閥聯動，確保排風量穩定。
過濾器狀態監測：
通過壓差傳感器監測過濾器阻力，當阻力超過閾值時自動報警并調整風量補償。
2. 冗余控制策略
備用傳感器：主傳感器故障時自動切換至備用傳感器；
手動-自動切換：控制系統故障時可手動調節風閥維持基本壓差；
緊急泄壓：情況下(如火災)，通過快速泄壓閥保護人員安全。
四、優化與維護方法
1. 動態校準與補償
季節性補償：根據室外溫度、濕度調整送風量(如夏季濕度高時增加送風量)；
門啟閉補償：通過紅外傳感器檢測門狀態，提前調整風量抵消開門時的壓差波動。
2. 定期維護與驗證
風量平衡測試：每季度或半年重新測試并調整風閥開度；
傳感器校準：每年校準壓力傳感器，確保精度；
系統模擬驗證：通過CFD(計算流體動力學)模擬優化氣流組織。
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