在半導(dǎo)體、生物醫(yī)藥、精密加工類潔凈廠房內(nèi)，多臺AHU空氣處理機組承擔車間溫濕度、潔凈度、房間壓差的穩(wěn)定調(diào)節(jié)任務(wù)。大量存量潔凈車間原有自控系統(tǒng)多為單機組獨立控制，各臺AHU之間缺少協(xié)同調(diào)度邏輯，冷凍水閥、送風風機依靠固定PID參數(shù)調(diào)節(jié)。當車間生產(chǎn)負荷發(fā)生波動、室外溫濕度變化時，容易出現(xiàn)房間壓差漂移、溫濕度超差，為維持工藝環(huán)境穩(wěn)定，機組長期處于高負荷運行，造成冷水、風機電能浪費。不同機組控制器品牌、通訊協(xié)議不統(tǒng)一，運維人員需要單獨查看每臺機組的運行參數(shù)，無法實現(xiàn)集群統(tǒng)一調(diào)度，故障排查與參數(shù)調(diào)試工作量大。

本次潔凈廠房AHU群控改造，在不更換原有現(xiàn)場傳感器與執(zhí)行機構(gòu)的前提下，通過新增DDC控制器、工業(yè)邊緣網(wǎng)關(guān)，搭建集群控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)多臺AHU機組聯(lián)動協(xié)同，構(gòu)建基于車間負荷變化的自適應(yīng)控制邏輯，保障潔凈區(qū)壓差、溫濕度穩(wěn)定，降低空調(diào)系統(tǒng)綜合能耗。

一、系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計

整套自控系統(tǒng)分為三層架構(gòu)，現(xiàn)場控制層、邊緣匯聚層、監(jiān)控管理層，兼顧工藝安全、通訊可靠性與集群調(diào)度能力。

現(xiàn)場控制層：每臺AHU配置獨立DDC控制器，采集送風、回風溫濕度，過濾器壓差、房間靜壓差、風閥開度、水閥開度、風機運行狀態(tài)、電流等參數(shù)，執(zhí)行風機變頻、冷水閥、加濕閥、風閥的本地閉環(huán)控制。本地保留獨立控制邏輯，當上層網(wǎng)絡(luò)中斷，單臺AHU仍可持續(xù)獨立運行，保障潔凈車間生產(chǎn)環(huán)境不中斷。

邊緣匯聚層：工業(yè)邊緣網(wǎng)關(guān)接入所有DDC設(shè)備，兼容BACnet、Modbus等協(xié)議，對多機組數(shù)據(jù)做統(tǒng)一采集、清洗與本地運算。網(wǎng)關(guān)內(nèi)置AHU集群協(xié)同算法，匯總?cè)囬g多區(qū)域負荷數(shù)據(jù)，統(tǒng)一分配各機組出力，實現(xiàn)多臺AHU之間的負荷平衡，避免部分機組滿負荷、部分機組空載的失衡工況。

監(jiān)控管理層：上位監(jiān)控平臺集中展示全部AHU機組實時參數(shù)、趨勢曲線、告警信息，支持遠程參數(shù)設(shè)定、集群策略下發(fā)。平臺可按潔凈分區(qū)設(shè)置壓差、溫濕度保護閾值，異常狀態(tài)分級告警，便于運維人員集中監(jiān)控、快速定位故障點位。

二、AHU群控核心控制策略

1. 多機組負荷聯(lián)動分配

傳統(tǒng)單臺AHU獨立控制，只依據(jù)本區(qū)域溫濕度調(diào)節(jié)閥門，忽略車間整體負荷關(guān)聯(lián)性。群控方案實時匯總所有潔凈區(qū)域的環(huán)境參數(shù)，結(jié)合室外氣象參數(shù)，動態(tài)分配每臺AHU的送風設(shè)定值與風機出力。當局部區(qū)域負荷下降，自動下調(diào)對應(yīng)機組風量，同步調(diào)整冷凍水供水閥，實現(xiàn)按需供冷，避免過量送風帶來的能耗損失。

2. 潔凈區(qū)壓差聯(lián)鎖保護

潔凈車間對不同等級潔凈房間壓差梯度有嚴格要求。系統(tǒng)實時采集各房間靜壓差，當壓差偏離設(shè)定區(qū)間，自動聯(lián)動對應(yīng)AHU送、回、排風閥，調(diào)整風量平衡。設(shè)置壓差保護聯(lián)鎖，壓差超限觸發(fā)告警，防止?jié)崈魠^(qū)氣流倒灌，規(guī)避車間工藝污染風險。

3. 風水協(xié)同自適應(yīng)調(diào)節(jié)

送風回路與冷凍水回路聯(lián)動控制，改變風、水系統(tǒng)獨立調(diào)節(jié)的傳統(tǒng)模式。根據(jù)送風溫濕度偏差，同步調(diào)節(jié)風機頻率與冷水閥開度，避免閥門頻繁震蕩。系統(tǒng)支持分段PID自適應(yīng)參數(shù)，區(qū)分高濕、高溫、過渡季不同工況，自動優(yōu)化控制參數(shù)，減少溫濕度波動，提升工藝環(huán)境穩(wěn)定性。

4. 過濾器壓差預(yù)警管理

持續(xù)監(jiān)測初效、中效、高效過濾器前后壓差，建立壓差變化趨勢模型。當壓差緩慢上升達到預(yù)警閾值，提前推送維保提醒，安排過濾器更換，避免濾網(wǎng)堵塞造成風量不足，保障潔凈度達標，同時減少人工巡檢頻次。

三、項目實施關(guān)鍵要點

潔凈廠房改造的核心約束是不能中斷生產(chǎn)。項目前期先完成現(xiàn)場勘測，梳理全部AHU點位清單、現(xiàn)有控制器協(xié)議、潔凈分區(qū)壓差邏輯，制定分機組分批調(diào)試方案，單臺機組調(diào)試時其余機組保持原有運行模式，實現(xiàn)不停產(chǎn)改造。

硬件安裝階段，優(yōu)先利用原有傳感器點位，減少現(xiàn)場布線施工量，降低潔凈區(qū)粉塵污染風險。控制器程序分步編寫，先本地單臺機組調(diào)試，驗證單機組溫濕度、壓差閉環(huán)控制穩(wěn)定后，再接入邊緣網(wǎng)關(guān)，上線多機組群控協(xié)同邏輯。系統(tǒng)調(diào)試完成后，持續(xù)72小時工況試運行，驗證不同負荷、不同室外環(huán)境下，車間溫濕度、壓差穩(wěn)定性能，優(yōu)化控制算法參數(shù)。

項目交付階段，面向現(xiàn)場運維人員開展系統(tǒng)操作培訓(xùn)，講解群控策略邏輯、參數(shù)修改方法、告警處置流程，配套完整的點位表、控制原理圖、程序文檔，方便后期運維。

四、改造落地收益

改造完成后，多臺AHU實現(xiàn)集群協(xié)同調(diào)度，潔凈房間溫濕度、壓差波動范圍收窄，滿足精密生產(chǎn)工藝環(huán)境要求。系統(tǒng)動態(tài)按需調(diào)節(jié)風量與冷量，降低風機與冷水系統(tǒng)能耗。集中監(jiān)控平臺統(tǒng)一管理全部機組，故障告警自動推送，降低運維人員巡檢、調(diào)試工作量，減少人為操作失誤。整套方案適配生物醫(yī)藥、精密制造、電子車間等各類潔凈廠房存量智能化升級項目。