洁净室压差控制系统的完整控制方法
洁净室压差控制系统的核心目标是维持洁净室与周围环境(如非洁净区、室外)或洁净室内不同区域之间的稳定压差，以防止污染物侵入或扩散。以下从技术原理、控制策略、设备联动及优化方法四个维度，系统梳理其控制方法：
一、基础控制方法
1. 机械式风量平衡控制
原理：通过调节送风、回风和排风量的比例，维持压差平衡。
公式：ΔP ∝ (Q_送 - Q_回 - Q_排)²
(ΔP为压差，Q为风量)
实现方式：
手动调节阀：在回风或排风支管上安装手动风阀，通过人工调节开度平衡风量。
余压阀：在洁净室围护结构上安装余压阀，当压差超过设定值时自动开启泄压。
局限性：
调节精度低，依赖人工经验；
无法实时响应动态变化(如门启闭、过滤器堵塞)。
2. 电动风阀自动控制
原理：通过电动执行器驱动风阀开度，结合传感器反馈实时调节风量。
实现方式：
定风量(CAV)控制：送风量恒定，通过调节回风或排风阀开度维持压差。
变风量(VAV)控制：根据压差反馈动态调节送风量，同时匹配回风/排风量。
优势：
响应速度快，精度高(可达±1Pa)；
适合动态负荷变化的洁净室(如制药车间、实验室)。
二、智能控制策略
1. PID闭环控制
原理：通过比例(P)、积分(I)、微分(D)算法，根据压差偏差自动调整风阀开度或风机频率。
实现步骤：
设定目标压差(如+10Pa)；
传感器实时测量实际压差；
PID控制器计算偏差并输出控制信号；
执行器调整风阀或风机，直至压差稳定。
优化方向：
引入自适应PID参数，应对不同工况；
结合前馈控制(如预测门启闭对压差的影响)。
2. 模型预测控制(MPC)
原理：建立洁净室空气流动模型，预测未来压差变化，提前优化控制策略。
应用场景：
多区域压差协同控制(如洁净走廊与缓冲间)；
复杂气流组织(如单向流与非单向流混合)。
优势：
减少超调，提高稳定性；
降低能耗(如优化风机频率)。
三、设备联动与冗余设计
1. 关键设备联动
风机-风阀联动：
送风机频率与送风阀开度同步调节，避免风量冲突；
排风机与排风阀联动，确保排风量稳定。
过滤器状态监测：
通过压差传感器监测过滤器阻力，当阻力超过阈值时自动报警并调整风量补偿。
2. 冗余控制策略
备用传感器：主传感器故障时自动切换至备用传感器；
手动-自动切换：控制系统故障时可手动调节风阀维持基本压差；
紧急泄压：情况下(如火灾)，通过快速泄压阀保护人员安全。
四、优化与维护方法
1. 动态校准与补偿
季节性补偿：根据室外温度、湿度调整送风量(如夏季湿度高时增加送风量)；
门启闭补偿：通过红外传感器检测门状态，提前调整风量抵消开门时的压差波动。
2. 定期维护与验证
风量平衡测试：每季度或半年重新测试并调整风阀开度；
传感器校准：每年校准压力传感器，确保精度；
系统模拟验证：通过CFD(计算流体动力学)模拟优化气流组织。
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