一种变温湿度控制区间动态阈值调整方法与流程

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1.本发明涉及一种变温湿度控制区间动态阈值调整方法，属于卷烟厂温湿调控技术领域。

背景技术：

2.温湿度变化是影响卷烟质量和消耗的重要因素之一，与卷烟品质密切相关。随着科学技术和工艺要求的发展，烟草加工技术对生产车间内的温湿度控制水平也提出了更精细化的要求。在生产过程中，烟支原辅料及各生产工艺环节都对环境温湿度非常敏感，如何选择并保持适宜的车间温湿度，对于稳定烟丝含水率和卷烟单支重量、提高烟丝的抗造碎性能以及降低烟支空头率等都具有一定意义。目前，卷烟厂烟支生产、储存过程中恒温恒湿环境的保持基本依靠大型工艺空调进行自动化集中控制，通常采取全空气系统供给，从而为烟支加工仓储提供合适的温湿度环境。
3.以某卷烟厂一台工艺空调的温湿度自动控制策略为例，工艺空调运行共有制冷、制冷加湿、制冷除湿、加热、加热加湿、加热除湿、加湿、除湿八种工况，为保证烟支质量稳定，区域内温湿度一般采用中心值控制，通过多个传感器采集温湿度数值表征受控区域的平均温湿度，得到目前空间的湿热状态，并将计算得到的平均值作为pid控制算法的输入参数，通过数据比对，判断空调系统当前应进入哪种工况，进而根据设定的温湿度目标值自动调节温湿度，同时通过一系列控制理论方法，将温湿度波动稳定在工艺要求允许范围之内。这种策略下的温湿度控制以中心值为目标进行精准控制，容易产生系统超调等问题，造成大量能源浪费。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种变温湿度控制区间动态阈值调整方法，以解决现有技术温湿度控制以中心值为目标进行精准控制，容易产生系统超调等问题，造成大量能源浪费的缺陷。
5.为达到上述目的，本发明所采用的的技术方案是：
6.提供一种变温湿度控制区间动态阈值调整方法，所述方法包括：
7.建立受控区域内温湿度数值历史数据库，确定初始温湿度数值安全区间；
8.实时采集受控区域内温湿度数值数据，根据实时温湿度数值数据与当前安全区间阈值判断是否需要调整阈值；
9.当温湿度数值在安全区间内时，则系统保持原工况；
10.当温湿度数值偏出安全区间时，进行数据清洗后实时计算系统的控制精度，根据控制精度周期性地调整安全区间阈值。
11.进一步地，所述当温湿度数值偏出安全区间时，判断温湿度数值向下偏出安全区间时：对前一周期内采集到的数据是否满足下式：
12.tk(t)∈(t
min
，t
l
)，hk(t)∈(h
min
，h
l
)
13.其中，tk(t)，hk(t)分别表示某一时刻采集到的温湿度数据，若数据满足，则认为相应温湿度数据有效。
14.进一步地，所述当温湿度数值偏出安全区间时，判断温湿度数值向上偏出安全区间时：对过去时间段内采集到的数据进行统计，是否满足下式：
15.tj(t)∈(th，t
max
)，hj(t)∈(hh，h
max
)
16.其中，tj(t)，hj(t)分别表示某时间点采集到的温湿度数据，若数据满足，则认为相应温湿度数据有效。
17.进一步地，当温湿度偏出安全区间时，触发pid调节，计算周期内有效温湿度数据的波动值，作为当前工况下pid调节控制的精度：当温湿度数据出现向下偏出安全当区间时，温度设定值设置为安全区间下限，将采集到的有效数据进行计算，得到温湿度相对于t
min
，h
min
的偏差值，以此表征系统当前的控制精度：
[0018][0019][0020]
即当前周期内温度安全区间下限最低可设置为t
min
+σ
tl
，湿度安全区间下限最低可设置为h
min
+σ
hl
。
[0021]
进一步地，当温湿度偏出安全区间时，触发pid调节，计算周期内有效温湿度数据的波动值，作为当前工况下pid调节控制的精度：当温湿度数据出现向上偏出安全区间的情况时，温度设定值设置为安全区间上限，此时将采集到的有效数据进行计算，得到温湿度相对于t
max
，h
max
的偏差值，以此表征系统当前的控制精度：
[0022][0023][0024]
即当前周期内温度安全区间上限最高可设置为t
max-σ
th
，湿度安全区间上限最高可设置为h
max-σ
hh
。
[0025]
进一步地，在动态调整安全区间阈值时，引入安全系数k，将得到的阈值可调整范围由
±
σ变为
±k·
σ。
[0026]
进一步地，在控制精度调整至安全区间阈值后，利用3sigma原则，进行控制精度评估，判断控制精度能否满足要求。
[0027]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
[0028]
(1)该系统具有各热湿负荷状态及工艺要求下的自适应功能；
[0029]
(2)增强了温湿度控制系统的实时性，经过对控制精度的实时判断识别，可实时扩大或者缩小阈值范围，提高了系统整体的动态响应性能；
[0030]
(3)变温湿度控制安全区间的动态调整，可以将区间极限扩大，在保证产品质量的
同时，最大化工艺空调系统的节能空间。
具体实施方式
[0031]
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0032]
实施例1
[0033]
一种面向卷烟厂的变温湿度控制区间的动态阈值调整方法，所述方法具体包括：
[0034]
步骤1、设立各受控区域内温湿度数值历史数据库(t，h)，工艺要求规定的温度区间为(t
min
，t
max
)，湿度区间为(h
min
，h
max
)，采集过去两年内的温湿度数据，并与工艺空调系统运行的不同工况关联，根据每种工况下的历史数据确定初始温度安全区间(t
l
，th)，湿度安全区间(h
l
，hh)。
[0035]
步骤2、在确定初始安全区间阈值后，以一个小时为阈值调整周期，实时采集温湿度数据，并将采集的数据与当前安全区间阈值进行比对；
[0036]
具体比对方法如下：
[0037]
步骤21、当温湿度数值在安全区间内时，系统保持原工况，不需要调整阈值；
[0038]
步骤22、当温湿度数值偏出安全区间上下限时，触发pid调节，通过实时计算系统的控制精度，判断应该如何调整安全区间阈值。
[0039]
当温湿度偏出安全区间时，首先进行数据清洗，具体方法如下：
[0040]
(1)当温湿度数据出现向下偏出安全区间的情况时，对过去一个周期内采集到的数据进行统计，对比是否满足下式：
[0041]
tk(t)∈(t
min
，t
l
)，hk(t)∈(h
min
，h
l
)
[0042]
其中，tk(t)，hk(t)分别表示某一时刻采集到的温湿度数据。若数据满足上式，则认为相应温湿度数据有效；反之，则认为该数据与当前情况不符，对后续计算统计没有参考价值，需要被剔除。
[0043]
(2)当温湿度数据出现向上偏出安全区间的情况时，对过去时间段内采集到的数据进行统计，是否满足下式：
[0044]
tj(t)∈(th，t
max
)，hj(t)∈(hh，h
max
)
[0045]
其中，tj(t)，hj(t)分别表示某时间点采集到的温湿度数据。若数据满足上式，则认为相应温湿度数据有效；反之，则认为该数据与当前情况不符，对后续计算统计没有参考价值，需要被剔除。
[0046]
一种面向卷烟厂的变温湿度控制区间的动态阈值调整方法，当温湿度偏出安全区间时，触发pid调节，计算周期内有效温湿度数据的波动值，作为当前工况下pid调节控制的精度：
[0047]
(1)当温湿度数据出现向下偏出安全当区间的情况时，温度设定值设置为安全区间下限，此时将采集到的有效数据进行计算，得到温湿度相对于t
min
，h
min
的偏差值，以此表征系统当前的控制精度：
[0048]
[0049][0050]
即当前周期内温度安全区间下限最低可设置为t
min
+σ
tl
，湿度安全区间下限最低可设置为h
min
+σ
hl
。
[0051]
(2)当温湿度数据出现向上偏出安全区间的情况时，温度设定值设置为安全区间上限，此时将采集到的有效数据进行计算，得到温湿度相对于t
max
，h
max
的偏差值，以此表征系统当前的控制精度：
[0052][0053][0054]
即当前周期内温度安全区间上限最高可设置为t
max-σ
th
，湿度安全区间上限最高可设置为h
max-σ
hh
。
[0055]
在动态调整安全区间阈值时，为保障工艺生产要求，防止调整后温湿度数值超过规定范围上下限，引入安全系数k，将得到的阈值可调整范围由
±
σ变为
±k·
σ。
[0056]
在变温湿度控制安全区间阈值调整完毕后，利用3sigma原则，进行控制精度评估，判断控制精度能否满足要求。
[0057]
实施例2：
[0058]
基于实施例1所述的一种面向卷烟厂的变温湿度控制区间的动态阈值调整方法，本实施例提供一种变温湿度控制区间动态阈值调整系统，所述系统包括：
[0059]
确定模块，用于根据建立的受控区域内温湿度数值历史数据库，确定初始温湿度数值安全区间；
[0060]
判断模块，用于实时采集受控区域内温湿度数值数据，根据实时温湿度数值数据与当前安全区间阈值进行比对，判断是否需要调整阈值；
[0061]
当温湿度数值在安全区间内时，则系统保持原工况；当温湿度数值偏出安全区间时，则通过实时计算系统的温湿度控制精度，根据温湿度控制精度调整至安全区间阈值。
[0062]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种变温湿度控制区间动态阈值调整方法，其特征在于，所述方法包括：建立受控区域内温湿度数值历史数据库，确定初始温湿度数值安全区间；实时采集受控区域内温湿度数值数据，根据实时温湿度数值数据与当前安全区间阈值判断是否需要调整阈值；当温湿度数值在安全区间内时，则系统保持原工况；当温湿度数值偏出安全区间时，进行数据清洗后实时计算系统的控制精度，根据控制精度周期性地调整安全区间阈值。2.根据权利要求1所述的变温湿度控制区间动态阈值调整方法，其特征在于，所述当温湿度数值偏出安全区间时，判断温湿度数值向下偏出安全区间时：对前一周期内采集到的数据是否满足下式：t
k
(t)∈(t
min
，t
l
)，h
k
(t)∈(h
min
，h
l
)其中，t
k
(t)，h
k
(t)分别表示某一时刻采集到的温湿度数据，若数据满足，则认为相应温湿度数据有效。3.根据权利要求1所述的变温湿度控制区间动态阈值调整方法，其特征在于，所述当温湿度数值偏出安全区间时，判断温湿度数值向上偏出安全区间时：对过去时间段内采集到的数据进行统计，是否满足下式：t
j
(t)∈(t
h
，t
max
)，h
j
(t)∈(h
h
，h
max
)其中，t
j
(t)，h
j
(t)分别表示某时间点采集到的温湿度数据，若数据满足，则认为相应温湿度数据有效。4.根据权利要求1所述的变温湿度控制区间动态阈值调整方法，其特征在于，当温湿度偏出安全区间时，触发pid调节，计算周期内有效温湿度数据的波动值，作为当前工况下pid调节控制的精度：当温湿度数据出现向下偏出安全当区间时，温度设定值设置为安全区间下限，将采集到的有效数据进行计算，得到温湿度相对于t
min
，h
min
的偏差值，以此表征系统当前的控制精度：当前的控制精度：即当前周期内温度安全区间下限最低可设置为t
min
+σ
tl
，湿度安全区间下限最低可设置为h
min
+σ
hl
。5.根据权利要求1所述的变温湿度控制区间动态阈值调整方法，其特征在于，当温湿度偏出安全区间时，触发pid调节，计算周期内有效温湿度数据的波动值，作为当前工况下pid调节控制的精度：当温湿度数据出现向上偏出安全区间的情况时，温度设定值设置为安全区间上限，此时将采集到的有效数据进行计算，得到温湿度相对于t
max
，h
max
的偏差值，以此表征系统当前的控制精度：
即当前周期内温度安全区间上限最高可设置为t
max-σ
th
，湿度安全区间上限最高可设置为h
max-σ
hh
。6.根据权利要求1所述的变温湿度控制区间动态阈值调整方法，其特征在于，在动态调整安全区间阈值时，引入安全系数k，将得到的阈值可调整范围由
±
σ变为
±
k
·
σ。7.根据权利要求1所述的变温湿度控制区间动态阈值调整方法，其特征在于，在控制精度调整至安全区间阈值后，利用3sigma原则，进行控制精度评估，判断控制精度能否满足要求。

技术总结

本发明公开了一种变温湿度控制区间动态阈值调整方法，所述方法包括：建立受控区域内温湿度数值历史数据库，确定初始温湿度安全区间；实时采集受控区域内温湿度数据，根据实时温湿度数据与当前安全区间阈值进行比对，判断是否需要调整阈值；当温湿度数值在安全区间内时，则系统保持原工况；当温湿度数值偏出安全区间时，则通过实时计算系统的控制精度，根据控制精度调整至安全区间阈值，本发明增强了温湿度控制系统的实时性，经过对控制精度的实时判断识别，可实时扩大或者缩小阈值范围，提高了系统整体的动态响应性能。了系统整体的动态响应性能。