CN109682027B - 单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法 - Google Patents

单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法，所述系统包括：包括远程监控计算机、服务器、交换机、转换器以及单转轮除湿机采集控制器，通过传感器采集空气状态，控制器将数据上传至本地服务器，经过服务器对单转轮除湿机关键部位空气状态分析计算，所述方法包括：多功率耦合比较计算模块、变温度除湿控制模块、变风量除湿控制模块；通过多功率耦合比较计算模块选择最优控制策略，分别以变温度除湿控制模块、变风量除湿控制模块运行。本发明有效地动态调节露点温度使其处于设定范围内，既可自动动态的调节露点温度保证实际需求，又节约能耗。

Description

单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法
技术领域
本发明涉及除湿节能控制技术领域，具体涉及一种单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法。
背景技术
转轮除湿机属于空调领域的一个重要分支，是除湿设备的典型代表；转轮除湿机作为低湿环境的除湿设备，被广泛应用于对环境湿度有较高要求的场合；以某些生产为例，其对车间环境湿度的要求非常严格，在一些生产工艺环节，产品的环境相对湿度要求低于20％；目前，针对这种低湿度环境要求，现有技术一般采用单转轮除湿技术，包括如下步骤：(1)新风经过前表冷器进行冷却除湿；(2)冷却除湿后的空气再经过转轮除湿；(3)除湿后的空气经过后表冷器进行冷却处理后送至管控区域；同时取新风经加热器加热后对转轮进行再生，最终再排出室外；为了维持连续除湿工作，现有转轮除湿机在整个过程中消耗了大量能源，比如蒸汽、冷量、电量等。
由于转轮除湿机的复杂结构，在除湿控制过程中存在多变量耦合，现有的监测控制系统缺乏对转轮除湿机工作的全过程参数进行精确监测、计算和分析，缺乏智能化、精细化控制手段及算法，造成巨大浪费；另外，由于针对转轮除湿机缺乏动态自动化的控制方法，为保证实际需求，目前多采用人工调节的方式，留有余量过大，能源资源浪费严重。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统，采用空气状态的传感器，对转轮除湿机内重点部位的空气状态进行实时监测和分析，为精准控制提供参考，提高除湿效率，避免能源浪费。
本发明的另一目的在于，提供所述单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控方法，通过对单转轮除湿机关键部位空气状态变化的分析和焓湿计算，利用采集的多变量除湿过程数据建立控制模型，选择最优的控制策略；同时在保障控制对象温度湿度工艺要求的前提下，对系统新风量、再生风量、送风风量、再生温度，表冷器后温度等进行智能化动态调节，在提高除湿效率的同时最大程度地降低能源消耗。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统，包括远程监控计算机、本地服务器、交换机、转换器以及单转轮除湿机采集控制器，所述服务器通过交换机、转换器与单转轮除湿机采集控制器连接，所述单转轮除湿机采集控制器连接传感器模块和调节模块，所述传感器模块连接于单转轮除湿机采集控制器的AI接口，所述调节模块连接于单转轮除湿机采集控制器的AO接口；
所述远程监控计算机，用于可视化显示单转轮除湿机工作状态及多变量；
所述本地服务器，用于单转轮除湿机内空气状态、风量、换热功率及除湿量的计算并储存计算数据，以及各个控制策略的运行；
所述单转轮除湿机采集控制器，用于采集传感器模块采集的数据，根据优化控制策略对传感器模块采集的参数进行动态调节；所述单转轮除湿机采集控制器包括转轮，所述转轮分别设置有排风风管、前加热器、前表冷器和后表冷器；
所述传感器模块包括室内温度传感器、室内湿度传感器、前表冷后温湿度传感器、送风温度传感器、再生温度传感器、排风温湿度传感器、送风风速传感器、转轮处理后温度传感器、送风露点温度传感器、排风风速传感器以及室内外压差传感器；
所述室内温度传感器，用于测量室内温度，安装在室内；
所述室内湿度传感器，用于测量室内湿度，安装在室内；
所述前表冷后温湿度传感器，用于测量经过前表冷后空气的温度和湿度，安装在前表冷后与转轮之间；
所述送风温度传感器，用于测量送风空气温度，安装在送风管道上；
所述再生温度传感器，用于测量经过再生加热器后的空气温度，安装在再生加热器与转轮再生区之间；
所述排风温湿度传感器，用于测量排风空气温湿度，安装在排风风管处；
所述送风风速传感器，用于测量送风风速，安装在送风风管处；
所述转轮处理后温度传感器，用于测量经过转轮处理区后空气的温度，安装在靠近转轮处理区后的位置，
所述送风露点温度传感器，用于测量送风空气露点温度，安装在送风管道，并于采集控制器AI口连接；
所述排风风速传感器，用于测量排风风速，安装在排风风管；
所述室内外压差传感器，用于测量车间内外压差，安装在车间墙壁；
所述调节模块包括再生风机变频器、送风风机变频器、前表冷器电动调节阀、后表冷器电动调节阀、以及加热器电动调节阀；
所述再生风机变频器，用于控制再生风量，安装控制柜中；
所述送风风机变频器，用于控制送风风量，安装控制柜中；
所述前表冷器电动调节阀，用于控制前表冷器后温度，安装在前表冷器出水管上；
所述后表冷器电动调节阀，用于控制后表冷器后温度，安装在后表冷器出水管上；
所述加热器电动调节阀，用于控制后加热器后温度，安装在后加热器进气口上。
作为优选的技术方案，所述服务器包括数据采集储存模块、空气状态计算模块、换热功率计算模块、转轮吸湿量计算模块、多功率耦合比较计算模块及风量计算模块，其中数据采集储存模块储存转轮除湿机采集控制器传输的数据，并与空气状态计算模块、换热功率计算模块、转轮吸湿量计算模块、风量计算模块相连接。
作为优选的技术方案，在工作时，所述单转轮除湿机采集控制器过模拟量输入模块对各类传感器进行数据采集，通过状态参数发送模块发送至服务器，通过输出模块对送风量、表冷器后温度、再生风量、再生温度进行调节；所述远程监控计算机读取服务器储存的数据并以可视化界面的形式展示单转轮除湿机全过程多变量参数。
为了到达上述另一目的，本发明采用以下技术方案：
本发明还提供了一种单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统的在线检测方法，包括下述步骤：
(A1)单转轮除湿机采集控制器采集在单转轮除湿机新风口处、前表冷后、排风口处的空气温度T1、T2、T3，以及湿度H1、H2、H3，采集数据上传至本地服务器计算得到相应位置的含湿量d1、d2、d3；
单转轮除湿机采集控制器采集在单转轮除湿机转轮处理区后、送风口处、再生加热器后的空气温度T4、T5、T6；上传至本地服务器；
单转轮除湿机采集控制器采集送风口的空气露点温度Td1，结合相应位置的温度T5，并将数据上传至本地服务器计算得到相应位置含湿量d4；
单转轮除湿机采集控制器采集在送风通道、排风通道的空气风速V1、V2，数据上传至本地服务器计算单位时间风量L1、L2；
单转轮除湿机采集控制器采集在单转轮除湿机转轮处理区温度T4、送风口处含湿量d3，将数据上传至本地服务器计算单转轮除湿机转轮处理区后湿度H4；
单转轮除湿机采集控制器采集监测车间空气正压状态P1，上传至本地服务器；
(A2)依据Td1、T4、T5，本地服务器计算出转轮处理区后空气露点温度Td2和含湿量d5；
依据T2、H2、T4、Td1、L1，本地服务器计算转轮的吸湿量S1；
依据T1、H1、T2、H2、L1，本地服务器计算前表冷的实时功率W1；
依据T4、T5、Td1、H4、L1，本地服务器计算后表冷的实时功率W2；
依据T1、T6、L2，本地服务器计算再生加热器功率W3；
单转轮除湿机采集控制器采集单转轮除湿机的实时用电量W4；
(A3)将上述采集数据和计算结果上传至远程监控计算机进行实时显示和监测。
作为优选的技术方案，所述步骤(A1)中，通过本地服务器空气状态计算模块计算含湿量d1、d2、d3、d4；所述空气状态计算模块是通过空气温度、湿度或露点温度根据空气焓湿变换计算公式计算得到空气的含湿量；
所述步骤(A1)中，通过本地服务器风量计算模块计算单位时间风量L1、L2；风量计算模块是通过风速仪测得的风速和其安装位置的截面积计算得到单位时间风量；
所述步骤(A2)中，通过本地服务器转轮吸湿量计算模块计算吸湿量S1；所述转轮吸湿量计算模块是通过转轮前后空气的含湿量变化和流经转轮的风量，计算转轮的吸湿量；
所述步骤(A2)中，通过本地服务器通过换热功率计算模块计算实时功率W；所述换热功率计算模块是，先通过换热器前后的空气状态计算出空气前后的焓差，再结合流经加热器的风量计算出该换热器的换热功率，或根据流经换热器空气的风量、温差、密度和比热容计算出该换热器的换热功率。
本发明的一种单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统的在线智能化节能控制方法，包括下述步骤：
(B1)、单转轮除湿机开始运行，并初始化时间，t＝0；
(B2)、根据单转轮除湿机采集控制器采集全过程参数传输数据至服务器；
(B3)、通过本地服务器判断湿度是否在设定范围内，即：HS,min≤H≤HS,max，其中H为实际湿度，HS,min为湿度设定值下限，HS,max为湿度设定值上限，如果达到设定要求，结束调控，保持现有参数运行；如果湿度不在设定范围内，进入下一步骤；
(B4)、通过本地服务器功率计算模块，除湿量计算模块，计算除湿所需功率，所述功率计算由服务器多功率耦合计算比较模型计算得出，并记时间为，t＝t0；
(B5)、比较不同控制策略实现控制目标所需能耗；所述控制策略主要包括：变温度除湿控制模块和变风量除湿控制模块，并记变温度控制模块能耗为QT和变风量控制模块能耗为QW；
(B6)、当QT大于QW采用变风量控制策略，当QW大于QT采用变温度控制策略；
(B7)、通过单转轮除湿机采集控制器采集全过程数据传输至服务器，通过服务器判断湿度是否在设定范围内，即：HS,min≤H≤HS,max，如果湿度不在设定区间内，则进入步骤(B4)；如果湿度满足要求，保持现有参数运行，直至下一个检测控制周期；
(B8)、是否关闭单转轮除湿机，如果不关闭，进入步骤(B2)，如果关闭进入下一步骤；
(B9)、结束基于单转轮除湿机复杂多变量参数在线控制。
作为优选的技术方案，其特征在于，所述变温除湿模块的具体流程为：
(B1-1)通过单转轮除湿机采集控制器采集转轮除湿机系统的全过程参数传输至服务器；
(B1-2)通过除湿量计算模块，计算后转轮当前状态湿度到目标湿度所需除湿量；根据当前再生风量，优化加热器加热温度T6；
(B1-3)本地服务器将前加热温度设定值T6传输至采集控制器，采集控制器将控制信号传输至采集控制器温度调节控制模块，并记时间t＝t+t1；
(B1-4)变温度除湿控制模块控制结束。
作为优选的技术方案，所述的变风量除湿控制模块的具体流程如下：
(B2-1)通过单转轮除湿机采集控制器采集转轮除湿机系统的全过程参数传输至服务器；
(B2-2)通过除湿量计算模块计算送风当前空气状态露点温度到目标湿度所需除湿量；根据再生温度，优化再生风量W；
(B2-3)通过本地服务器将再生风量优化值W传输至采集控制器，采集控制器传输控制信号至采集控制器风量调节控制模块，并记时间t＝t+t2；
(B2-4)通过单转轮除湿机采集控制器采集全过程数据传输至本地服务器；
(B2-5)判断压差是否在设定范围内，即：PS,min≤P≤PS,max，其中P为实际压差，PS,min为实际压差设定值下限，PS,max为实际压差设定值上限；如果压差不在设定范围内，进入下一步骤；如果实际压差在设定范围内，则变风量控制模块控制结束；
(B2-6)通过单转轮除湿机的在线监测方法中的风量计算模块，优化送风量K；
(B2-7)本地服务器将再生风量优化值K传输至采集控制器，采集控制器传输控制信号至采集控制器风量调节控制模块，并记时间t＝t+t3；
(B2-8)通过单转轮除湿机采集控制器采集转轮除湿机系统的过程参数传输至服务器；
(B2-9)判断压差是否在设定范围内，即：PS,min≤P≤PS,max，其中P为实际压差，PS,min为设定值下限，PS,max为设定值上限；如过压差不在设定范围内，进入步骤(B2-6)；如果在设定范围内，变风量控制模块控制结束。
作为优选的技术方案，采集控制器温度调节控制模块具体如下：
(B3-1)通过单转轮除湿机采集控制模块采集实际温度参数；
(B3-2)计算实际温度与设定温度的差值e1；
(B3-3)通过单转轮除湿机采集控制器根据差值e1输出控制信号u1；
(B3-4)电动调节阀根据控制信号u1调节阀门开度；
(B3-5)采集控制器控制模块采集实际温度参数，计算实际温度与设定温度的差值是否在设定范围内，如果不在，回到步骤(B3-2)，如果在，结束采集控制器温度调节控制模块。
作为优选的技术方案，所述的时间间隔t1，t2，t3具体如下：所述时间间隔由建立模型得出，模型建立方法可以为：物理模型、经验模型、半经验模型、黑箱模型；
该服务器是基于多功率耦合比较计算模块对数据进行处理，所述多功率耦合比较计算模块具体为：根据热换率计算模块、除湿量计算模块、风量计算模块、空气状态计算模块，建立多个功率之间的相互作用模型，计算不同耦合影响下最小能耗的除湿功率搭配比，并比较不同控制策略的除湿功率，最终输出最小能耗控制策略及其控制参数。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.本发明采用转轮除湿机采集控制器采集数据、本地服务器计算相关数据，实时监测到转轮除湿机实时工作状况及各位置空气状态参数变化情况，为系统的机理分析提供直观的数据支持。
2.本发明通过远程监控计算机实时监测系统内各部件消耗的实时热量、冷量功率，直观显示设备的能源消耗状态，避免了因为实际生产过程中无法加装冷量计、蒸汽计量表带来的问题。
3.本发明为除湿机工作全过程提供了可视化监控；为执行机构针对各自的需要进行精细化控制、简化复杂结构带来的多变量耦合过程、实现系统节约能源和提高控制精度提供了可靠依据。
4.本发明采用的单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法，能够自动的维持湿度在设定范围内，实现智能化，自动化控制。
5.本发明采用的单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法，以建立模型的方式，建立湿度设定值和实际值之差与能耗的关系，尽可能的保证能耗都用于降低湿度，减少能耗浪费。
6.本发明采用的单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法，在控制的过程中，根据服务器转轮除湿量计算模块、功率计算模块、风量计算模块，实时计算将不同空气状态处理至目标状态所需能耗，并优化相关参数，提高能耗利用率。
7.本发明采用的单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法，以建立模型的方式，建立控制滞后时间模型，确保控制系统对与湿度变化快速响应。
8.本发明采用的单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法，对比传统的调节方法，不仅能够自动调节送风机频率，还实现了再生风机的自动变频调节。
附图说明
图1是本发明单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统示意图；
图2是原有单转轮除湿机参数采集与控制系统示意图；
图3是本发明单转轮除湿机参数采集与控制系统示意图；
图4是本发明单转轮除湿机复杂多变量参数在线控制方法流程图；
图5是本发明变温度除湿控制模块流程图；
图6是本发明变风量除湿控制模块流程图；
图7是本发明采集控制器温度控制模块流程图；
图8是本发明采集控制器风量控制模块流程图。
附图标号说明：
1-前表冷后温湿度传感器，2-送风温度传感器，3-再生温度传感器，4-排风温湿度传感器，5-送风风速传感器，6-新风温湿度传感器，7-转轮处理区后温度传感器，8-送风露点温度传感器，9-排风风速传感器，A-前表冷器电动调节阀，B-送风风机变频器，C-后表冷器电动调节阀，D-加热器电动调节阀，E-再生风机变频器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，本发明的单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统，包括：包括远程监控计算机、本地服务器、交换机、转换器以及单转轮除湿机采集控制器，所述服务器通过交换机、转换器与单转轮除湿机采集控制器连接，所述单转轮除湿机采集控制器连接传感器模块和调节模块，所述传感器模块连接于单转轮除湿机采集控制器的AI接口，所述调节模块连接于单转轮除湿机采集控制器的AO接口；
所述远程监控计算机，用于可视化显示单转轮除湿机工作状态及多变量参数；
所述转轮除湿机采集控制器，用于采集各类传感器数据并连接本地传感器，根据优化控制策略对再生风量、送风量、再生温度，表冷器后温度等参数进行动态调节；
所述服务器，用于单转轮除湿机内空气状态、风量、换热功率及除湿量等计算并储存数据，以及各个控制策略的运行；
所述传感器模块包括室内温度传感器、室内湿度传感器、前表冷后温湿度传感器1、送风温度传感器2、再生温度传感器3、排风温湿度传感器4、送风风速传感器5、新风温湿度传感6、转轮处理区后温度传感器7、送风露点温度传感8、排风风速传感器9；
室内温度传感器，用于测量室内温度，安装在室内，并于采集控制器AI口连接；
室内湿度传感器，用于测量室内湿度，安装在室内，并于采集控制器AI口连接；
前表冷后温湿度传感器1，用于测量经过前表冷后空气的温度和湿度，安装在前表冷后与转轮之间，并于采集控制器AI口连接；
送风温度传感器2，用于测量送风空气温度，安装在送风管道，并于采集控制器AI口连接；
再生温度传感器3，用于测量经过再生加热器后的空气温度，安装在再生加热器与转轮再生区之间，并于采集控制器AI口连接；
排风温湿度传感器4，用于测量排风空气温湿度，安装在排风风管，并于采集控制器AI口连接；
送风风速传感器5，用于测量送风风速，安装在送风风管处，并于采集控制器AI口连接；
新风温湿度传感器6，用于测量新风温湿度，安装在送新风口，并于采集控制器AI口连接；
转轮处理后温度传感器7，用于测量经过转轮处理区后空气的温度，安装在靠近转轮处理区后的位置，并于采集控制器AI口连接；
送风露点温度传感器8，用于测量送风空气露点温度，安装在送风管道，并于采集控制器AI口连接；
排风风速传感器9，用于测量排风风速，安装在排风风管，并于采集控制器AI口连接；
室内外压差传感器，用于测量车间内外压差，安装在车间墙壁，并于采集控制器AI口连接；
所述调节模块包括再生风机变频器、送风风机变频器、前表冷器电动调节阀、后表冷器电动调节阀、以及加热器电动调节阀；
前表冷器电动调节阀A，用于控制前表冷器后温度，安装在前表冷器出水管上，并于采集控制器AO口连接；
送风风机变频器B，用于控制送风风量，安装控制柜中，并于采集控制器AO口连接；
后表冷器电动调节阀C，用于控制后表冷器后温度，安装在后表冷器出水管上，并于采集控制器AO口连接；
加热器电动调节阀D，用于控制后加热器后温度，安装在后加热器进气口上，并于采集控制器AO口连接；
再生风机变频器E，用于控制再生风量，安装控制柜中，并于采集控制器AO口连接；
其中各传感器分别与转轮除湿机采集控制器相连接，所述服务器、远程监控计算机通过网络与采集控制器信号连接；
所述服务器通过交换机、转换器与转轮除湿机采集控制器相连接。
所述转换器为RS485/RJ45转换器。
所述服务器包括数据采集储存模块、空气状态计算模块、换热功率计算模块、转轮吸湿量计算模块、风量计算模块，其中数据采集储存模块储存转轮除湿机采集控制器传输的数据，并与空气状态计算模块、换热功率计算模块、转轮吸湿量计算模块、风量计算模块相连接；
工作时，所述转轮除湿机采集控制器通过模拟量输入模块对各类传感器进行数据采集，通过状态参数发送模块发送至服务器，通过输出模块对送风量、表冷器后温度、再生风量、再生温度进行调节；所述远程监控计算机读取服务器储存的数据并以可视化界面的形式展示单转轮除湿机全过程多变量参数。
作为优选技术方案，单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统及方法其特征如下：
再生风风机变频器，所述变频器器，用于控制再生风风量；
如图2所示，现有单转轮除湿机监控系统只是对少量位置的温度和湿度进行监控，无法对转轮除湿机工作的全过程进行精确监测、分析和控制，造成能源的巨大浪费。
如图3所示，通过转轮除湿机采集控制器采集到新风温度T1：23.3℃、新风湿度H1：47.5％、送风风速V1：9849m/s、前表冷后空气温度T2：8.8℃和湿度H2：99.9％、排风温度T3：43.3℃和湿度H3：39.4％、单转轮除湿机转轮处理区后温度T4：30.8℃、送风口处温度T5:18.2℃、送风口的空气露点温度Td1：-15.2℃Ddp、再生加热器后的空气温度T6:101.7℃、排风风速V2：5634m/s、车间压力P：8pa；
进一步的，在本地服务器根据上述空气监测数据通过空气状态计算模块计算出新风含湿量d1：8.4g/kg、前表冷后空气含湿量d2：7.01g/kg、排风含湿量d3：21.71g/kg、处理区后空气含湿量d5：1.13g/kg、处理区后空气湿度H4:-4.18％％；
进一步的，通过风量计算模块计算送风、排风的单位时间风量L1：9848CMH、L2：5634CMH；
进一步的，利用数据采集储存模块中前表冷后空气温度T2：8.8℃、湿度H2：99.9％和单转轮处理区后温度T4：30.8℃、湿度H4：4.18％℃，结合送风风量L1：9848CMH，通过转轮除湿计算模块计算出转轮的吸湿量S1：70kg/h；
进一步的，利用数据采集储存模块中新风温度T1：23.3℃、湿度H1：47.5％和前表冷后温度T2：8.8℃、湿度H2：99.9％，结合送风量L1：9848CMH，通过换热功率计算模块计算出前表冷的实时功率W1：60.09kW；
进一步的，利用数据采集储存模块中单转轮处理区后空气温度T4：30.8℃含湿量d5：1.13g/kg，和送风空气温度T7：18.2℃、露点温度Td1:-15.2℃dp，结合送风风量L1：9848CMH，通过换热功率计算模块计算出中表冷的实时功率W2：42.26kW；
进一步的，利用数据采集储存模块中再生加热器后的空气温温度T6：101.7℃，和新风温度T1：23.3℃，结合排风风量L2：5634CMH，通过换热功率计算模块计算出再生加热器的实时功率W3：149.79kW；
进一步的，在设备上安装电表，为主电路上增加电表，以监测设备的实时用电功率(主要是风机用电功率)W4：6.31kW。
如图4所示，本发明单转轮除湿机复杂多变量参数在线控制方法，包括具体步骤如下：
(B1)、单转轮除湿机开始运行，并初始化时间，t＝0；
(B2)、根据单转轮除湿机采集控制器采集全过程参数传输数据至服务器；
(B3)、通过本地服务器判断湿度是否在设定范围内，即：HS,min≤H≤HS,max，其中H为实际湿度，HS,min为湿度设定值下限，HS,max为湿度设定值上限，如果达到设定要求，结束调控，保持现有参数运行；如果湿度不在设定范围内，进入下一步骤；
(B4)、通过本地服务器功率计算模块，除湿量计算模块，计算除湿所需功率，所述功率计算由服务器多功率耦合计算比较模型计算得出，并记时间为，t＝t0；
(B5)、比较不同控制策略实现控制目标所需能耗；所述控制策略主要包括：变温度除湿控制模块和变风量除湿控制模块，并记变温度控制模块能耗为QT和变风量控制模块能耗为QW；
(B6)、当QT大于QW采用变风量控制策略，当QW大于QT采用变风量控制策略；
(B7)、通过单转轮除湿机采集控制器采集全过程数据传输至服务器，通过服务器判断湿度是否在设定范围内，即：HS,min≤H≤HS,max，如果湿度不在设定区间内，则进入步骤(B4)；如果湿度满足要求，保持现有参数运行，直至下一个检测控制周期；
(B8)、是否关闭单转轮除湿机，如果不关闭，进入步骤(B2)，如果关闭进入下一步骤；
(B9)、结束基于单转轮除湿机复杂多变量参数在线控制。
如图5所示，所述变温除湿模块的具体流程为：
(B1-1)通过单转轮除湿机采集控制器采集转轮除湿机系统的全过程参数传输至服务器；
(B1-2)通过除湿量计算模块，计算后转轮当前状态湿度到目标湿度所需除湿量；根据当前再生风量，优化加热器加热温度T6；
(B1-3)本地服务器将前加热温度设定值T6传输至采集控制器，采集控制器将控制信号传输至采集控制器温度调节控制模块，并记时间t＝t+t1；
(B1-4)变温度除湿控制模块控制结束。
如图6所示，所述的变风量除湿控制模块的具体流程如下：
(B2-1)通过单转轮除湿机采集控制器采集转轮除湿机系统的全过程参数传输至服务器；
(B2-2)通过除湿量计算模块计算送风当前空气状态露点温度到目标湿度所需除湿量；根据再生温度，优化再生风量W；
(B2-3)通过本地服务器将再生风量优化值W传输至采集控制器，采集控制器传输控制信号至采集控制器风量调节控制模块，并记时间t＝t+t2；
(B2-4)通过单转轮除湿机采集控制器采集全过程数据传输至本地服务器；
(B2-5)判断压差是否在设定范围内，即：PS,min≤P≤PS,max，其中P为实际压差，PS,min为实际压差设定值下限，PS,max为实际压差设定值上限；如果压差不在设定范围内，进入下一步骤；如果实际压差在设定范围内，则变风量控制模块控制结束；
(B2-6)通过单转轮除湿机的在线监测方法中的风量计算模块，优化送风量K；
(B2-7)本地服务器将再生风量优化值K传输至采集控制器，采集控制器传输控制信号至采集控制器风量调节控制模块，并记时间t＝t+t3；
(B2-8)通过单转轮除湿机采集控制器采集转轮除湿机系统的过程参数传输至服务器；
(B2-9)判断压差是否在设定范围内，即：PS,min≤P≤PS,max，其中P为实际压差，PS,min为设定值下限，PS,max为设定值上限；如过压差不在设定范围内，进入步骤(B2-6)；如果在设定范围内，变风量控制模块控制结束。
如图7所示，采集控制器温度调节控制模块具体如下：
(B3-1)通过单转轮除湿机采集控制模块采集实际温度参数；
(B3-2)计算实际温度与设定温度的差值e1；
(B3-3)通过单转轮除湿机采集控制器根据差值e1输出控制信号u1；
(B3-4)电动调节阀根据控制信号u1调节阀门开度；
(B3-5)采集控制器控制模块采集实际温度参数，计算实际温度与设定温度的差值是否在设定范围内，如果不在，回到步骤(B3-2)，如果在，结束采集控制器温度调节控制模块。
如图8所示，采集控制器风量控制模块的步骤为：
(B4-1)通过单转轮除湿机采集控制模块采集实际风量参数；
(B4-2)计算实际风量与设定风量的差值；
(B4-3)通过采集控制器根据差值输出控制信号；
(B4-4)电动调节阀根据控制信号调节阀门开度；
(B4-5)转轮除湿机采集控制模块采集实际风量参数，计算实际风量与设定风量的差值是否在设定范围内，如果不在，回到步骤(B4-2)，如果在，结束采集控制器温度调节控制模块。
作为优选技术方案，所述的时间间隔t1，…，t3具体如下：所述时间间隔由建立模型得出，模型建立方法可以为：物理模型、经验模型、半经验模型、黑箱模型。
作为优选技术方案，该服务器是基于多功率耦合比较计算模块对数据进行处理，所述多功率耦合比较计算模块具体为：根据热换率计算模块、除湿量计算模块、风量计算模块、空气状态计算模块，建立多个功率之间的相互作用模型，计算不同耦合影响下最小能耗的除湿功率搭配比，并比较不同控制策略的除湿功率，最终输出最小能耗控制策略及其控制参数。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统，其特征在于，包括远程监控计算机、本地服务器、交换机、转换器以及单转轮除湿机采集控制器，所述服务器通过交换机、转换器与单转轮除湿机采集控制器连接，所述单转轮除湿机采集控制器连接传感器模块和调节模块，所述传感器模块连接于单转轮除湿机采集控制器的AI接口，所述调节模块连接于单转轮除湿机采集控制器的AO接口；
所述远程监控计算机，用于可视化显示单转轮除湿机工作状态及多变量；
所述本地服务器，用于单转轮除湿机内空气状态、风量、换热功率及除湿量的计算并储存计算数据，以及各个控制策略的运行；
所述单转轮除湿机采集控制器，用于采集传感器模块采集的数据，根据优化控制策略对传感器模块采集的参数进行动态调节；所述单转轮除湿机采集控制器包括转轮，所述转轮分别设置有排风风管、前加热器、前表冷器和后表冷器；
所述传感器模块包括室内温度传感器、室内湿度传感器、前表冷后温湿度传感器、送风温度传感器、再生温度传感器、排风温湿度传感器、送风风速传感器、转轮处理后温度传感器、送风露点温度传感器、排风风速传感器以及室内外压差传感器；
所述室内温度传感器，用于测量室内温度，安装在室内；
所述室内湿度传感器，用于测量室内湿度，安装在室内；
所述前表冷后温湿度传感器，用于测量经过前表冷后空气的温度和湿度，安装在前表冷后与转轮之间；
所述送风温度传感器，用于测量送风空气温度，安装在送风管道上；
所述再生温度传感器，用于测量经过再生加热器后的空气温度，安装在再生加热器与转轮再生区之间；
所述排风温湿度传感器，用于测量排风空气温湿度，安装在排风风管处；
所述送风风速传感器，用于测量送风风速，安装在送风风管处；
所述转轮处理后温度传感器，用于测量经过转轮处理区后空气的温度，安装在靠近转轮处理区后的位置，
所述送风露点温度传感器，用于测量送风空气露点温度，安装在送风管道，并于采集控制器AI口连接；
所述排风风速传感器，用于测量排风风速，安装在排风风管；
所述室内外压差传感器，用于测量车间内外压差，安装在车间墙壁；
所述调节模块包括再生风机变频器、送风风机变频器、前表冷器电动调节阀、后表冷器电动调节阀、以及加热器电动调节阀；
所述再生风机变频器，用于控制再生风量，安装控制柜中；
所述送风风机变频器，用于控制送风风量，安装控制柜中；
所述前表冷器电动调节阀，用于控制前表冷器后温度，安装在前表冷器出水管上；
所述后表冷器电动调节阀，用于控制后表冷器后温度，安装在后表冷器出水管上；
所述加热器电动调节阀，用于控制后加热器后温度，安装在后加热器进气口上。
2.根据权利要求1所述的单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统，其特征在于，所述服务器包括数据采集储存模块、空气状态计算模块、换热功率计算模块、转轮吸湿量计算模块、多功率耦合比较计算模块及风量计算模块，其中数据采集储存模块储存转轮除湿机采集控制器传输的数据，并与空气状态计算模块、换热功率计算模块、转轮吸湿量计算模块、风量计算模块相连接。
3.根据权利要求2所述的单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统，其特征在于，在工作时，所述单转轮除湿机采集控制器通过模拟量输入模块对各类传感器进行数据采集，通过状态参数发送模块发送至服务器，通过输出模块对送风量、表冷器后温度、再生风量、再生温度进行调节；所述远程监控计算机读取服务器储存的数据并以可视化界面的形式展示单转轮除湿机全过程多变量参数。
4.根据权利要求1-3中任一项所述单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统的在线检测方法，其特征在于，包括下述步骤：
(A1)单转轮除湿机采集控制器采集在单转轮除湿机新风口处、前表冷后、排风口处的空气温度T1、T2、T3，以及湿度H1、H2、H3，采集数据上传至本地服务器计算得到相应位置的含湿量d1、d2、d3；
单转轮除湿机采集控制器采集在单转轮除湿机转轮处理区后、送风口处、再生加热器后的空气温度T4、T5、T6；上传至本地服务器；
单转轮除湿机采集控制器采集送风口的空气露点温度Td1，结合相应位置的温度T5，并将数据上传至本地服务器计算得到相应位置含湿量d4；
单转轮除湿机采集控制器采集在送风通道、排风通道的空气风速V1、V2，数据上传至本地服务器计算单位时间风量L1、L2；
单转轮除湿机采集控制器采集在单转轮除湿机转轮处理区温度T4、送风口处含湿量d4，将数据上传至本地服务器计算单转轮除湿机转轮处理区后湿度H4；
单转轮除湿机采集控制器采集监测车间空气正压状态P1，上传至本地服务器；
(A2)依据Td1、T4、T5，本地服务器计算出转轮处理区后空气露点温度Td2和含湿量d5；
依据T2、H2、T4、Td1、L1，本地服务器计算转轮的吸湿量S1；
依据T1、H1、T2、H2、L1，本地服务器计算前表冷的实时功率W1；
依据T4、T5、Td1、H4、L1，本地服务器计算后表冷的实时功率W2；
依据T1、T6、L2，本地服务器计算再生加热器功率W3；
单转轮除湿机采集控制器采集单转轮除湿机的实时用电量W4；
(A3)将上述采集数据和计算结果上传至远程监控计算机进行实时显示和监测。
5.根据权利要求4所述的在线检测方法，其特征在于，所述步骤(A1)中，通过本地服务器空气状态计算模块计算含湿量d1、d2、d3、d4；所述空气状态计算模块是通过空气温度、湿度或露点温度根据空气焓湿变换计算公式计算得到空气的含湿量；
所述步骤(A1)中，通过本地服务器风量计算模块计算单位时间风量L1、L2；风量计算模块是通过风速仪测得的风速和其安装位置的截面积计算得到单位时间风量；
所述步骤(A2)中，通过本地服务器转轮吸湿量计算模块计算吸湿量S1；所述转轮吸湿量计算模块是通过转轮前后空气的含湿量变化和流经转轮的风量，计算转轮的吸湿量；
所述步骤(A2)中，通过本地服务器通过换热功率计算模块计算实时功率W1、W2、W3和W4；所述换热功率计算模块是，先通过换热器前后的空气状态计算出空气前后的焓差，再结合流经加热器的风量计算出该换热器的换热功率，或根据流经换热器空气的风量、温差、密度和比热容计算出该换热器的换热功率。
6.根据权利要求1-3中任一项所述单转轮除湿机复杂多变量参数在线监控系统的在线智能化节能控制方法，其特征在于，包括下述步骤：
(B1)、单转轮除湿机开始运行，并初始化时间，t＝0；
(B2)、根据单转轮除湿机采集控制器采集全过程参数传输数据至服务器；
(B3)、通过本地服务器判断湿度是否在设定范围内，即：HS,min≤H≤HS,max，其中H为实际湿度，HS,min为湿度设定值下限，HS,max为湿度设定值上限，如果达到设定要求，结束调控，保持现有参数运行；如果湿度不在设定范围内，进入下一步骤；
(B4)、通过本地服务器功率计算模块，除湿量计算模块，计算除湿所需功率，所述功率计算由服务器多功率耦合计算比较模型计算得出，并记时间为，t＝t0，t0表示时间间隔；
(B5)、比较不同控制策略实现控制目标所需能耗；所述控制策略主要包括：变温度除湿控制模块和变风量除湿控制模块，并记变温度控制模块能耗为QT和变风量控制模块能耗为QW；
(B6)、当QT大于QW采用变风量控制策略，当QW大于QT采用变温度控制策略；
(B7)、通过单转轮除湿机采集控制器采集全过程数据传输至服务器，通过服务器判断湿度是否在设定范围内，即：HS,min≤H≤HS,max，如果湿度不在设定区间内，则进入步骤(B4)；如果湿度满足要求，保持现有参数运行，直至下一个检测控制周期；
(B8)、是否关闭单转轮除湿机，如果不关闭，进入步骤(B2)，如果关闭进入下一步骤；
(B9)、结束基于单转轮除湿机复杂多变量参数在线控制。
7.根据权利要求6所述的在线智能化节能控制方法，其特征在于，所述变温度除湿控制模块的具体流程为：
(B1-1)通过单转轮除湿机采集控制器采集转轮除湿机系统的全过程参数传输至服务器；
(B1-2)通过除湿量计算模块，计算后转轮当前状态湿度到目标湿度所需除湿量；根据当前再生风量，优化加热器加热温度T6；
(B1-3)本地服务器将前加热温度设定值T6传输至采集控制器，采集控制器将控制信号传输至采集控制器温度调节控制模块，并记时间t＝t+t1，t1表示时间间隔；
(B1-4)变温度除湿控制模块控制结束。
8.根据权利要求6所述的在线智能化节能控制方法，其特征在于，所述的变风量除湿控制模块的具体流程如下：
(B2-1)通过单转轮除湿机采集控制器采集转轮除湿机系统的全过程参数传输至服务器；
(B2-2)通过除湿量计算模块计算送风当前空气状态露点温度到目标湿度所需除湿量；根据再生温度，优化再生风量W；
(B2-3)通过本地服务器将再生风量优化值W传输至采集控制器，采集控制器传输控制信号至采集控制器风量调节控制模块，并记时间t＝t+t2，t2表示时间间隔；
(B2-4)通过单转轮除湿机采集控制器采集全过程数据传输至本地服务器；
(B2-5)判断压差是否在设定范围内，即：PS,min≤P≤PS,max，其中P为实际压差，PS,min为实际压差设定值下限，PS,max为实际压差设定值上限；如果压差不在设定范围内，进入下一步骤；如果实际压差在设定范围内，则变风量控制模块控制结束；
(B2-6)通过单转轮除湿机的在线监测方法中的风量计算模块，优化送风量K；
(B2-7)本地服务器将优化后的送风量K传输至采集控制器，采集控制器传输控制信号至采集控制器风量调节控制模块，并记时间t＝t+t3，t3表示时间间隔；
(B2-8)通过单转轮除湿机采集控制器采集转轮除湿机系统的过程参数传输至服务器；
(B2-9)判断压差是否在设定范围内，即：PS,min≤P≤PS,max，其中P为实际压差，PS,min为设定值下限，PS,max为设定值上限；如过压差不在设定范围内，进入步骤(B2-6)；如果在设定范围内，变风量控制模块控制结束。
9.根据权利要求6所述的在线智能化节能控制方法，其特征在于，采集控制器温度调节控制模块具体如下：
(B3-1)通过单转轮除湿机采集控制模块采集实际温度参数；
(B3-2)计算实际温度与设定温度的差值e1；
(B3-3)通过单转轮除湿机采集控制器根据差值e1输出控制信号u1；
(B3-4)电动调节阀根据控制信号u1调节阀门开度；
(B3-5)采集控制器控制模块采集实际温度参数，计算实际温度与设定温度的差值是否在设定范围内，如果不在，回到步骤(B3-2)，如果在，结束采集控制器温度调节控制模块。
10.根据权利要求6所述的在线智能化节能控制方法，其特征在于，该服务器是基于多功率耦合比较计算模块对数据进行处理，所述多功率耦合比较计算模块具体为：根据热换率计算模块、除湿量计算模块、风量计算模块、空气状态计算模块，建立多个功率之间的相互作用模型，计算不同耦合影响下最小能耗的除湿功率搭配比，并比较不同控制策略的除湿功率，最终输出最小能耗控制策略及其控制参数。
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