一、溫濕度控制中的常見(jiàn)問(wèn)題
在MAU的溫濕度處理過(guò)程中，為了解決除濕向題，通常采用濕度優(yōu)先的方法，冷水閥主要用來(lái)除濕，同時(shí)也造成溫度的下降，然后通過(guò)熱水閥的再熱，使溫濕度均能達(dá)到所要求的值。這樣的做法雖然可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但在相當(dāng)多的時(shí)候，冷熱水閥使能量相互抵消.造成了能源的浪費(fèi)。另外，如果進(jìn)人潔凈室的新風(fēng)溫度過(guò)高，將導(dǎo)致整個(gè)潔凈室的熱負(fù)荷加大，DCC開(kāi)度增大以抵消新風(fēng)帶來(lái)的熱負(fù)荷；如果進(jìn)人潔凈室的新風(fēng)的溫度過(guò)低，將使得在DCC開(kāi)度為零時(shí)都無(wú)法達(dá)到環(huán)境溫度的要求。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，空調(diào)系統(tǒng)的能耗占整個(gè)半導(dǎo)體廠(chǎng)的能耗的30%~35%，因此對(duì)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化控制，選擇合理溫濕度設(shè)定值，對(duì)提高整個(gè)潔凈室溫濕度控制的穩(wěn)定性及節(jié)能具有重要的意義。
二、溫濕度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
基本上，現(xiàn)在潔凈室溫濕度要求為22±0.5℃，45%±3%RH，當(dāng)然根據(jù)生產(chǎn)工藝的需求，對(duì)溫濕度的要求也不盡相同。
（一）新風(fēng)空調(diào)箱的溫濕度控制
（1）新風(fēng)空調(diào)箱基本結(jié)構(gòu)
新風(fēng)空調(diào)箱基本處理流程如下：空氣過(guò)濾一一包括初效 、中效、高效三部分；溫度處理——包括預(yù)熱盤(pán)管、一次表冷盤(pán)管、再熱盤(pán)管三部分；濕度處理——包括一次表冷盤(pán)管、二次表冷盤(pán)管、蒸汽加濕三部分。
（2）溫度處理過(guò)程
預(yù)熱盤(pán)管的作用是對(duì)外氣進(jìn)行預(yù)加熱。在外界氣溫較低，接近零度時(shí)，為了避免盤(pán)管在氣溫低于零度時(shí)被凍壞，需對(duì)外氣進(jìn)行加熱，通常是加熱到12℃。
控制送風(fēng)溫度時(shí)，將送風(fēng)溫度與其設(shè)定值進(jìn)行比較，通過(guò)PID控制算法，得出一個(gè)計(jì)算值，根據(jù)該計(jì)算值來(lái)確定一次表冷盤(pán)管與再熱盤(pán)管閥門(mén)開(kāi)度的大小。
在整個(gè)PID閉環(huán)控制環(huán)節(jié)中引入分程控制器模型，將PID控制算法得出的計(jì)算值分為兩部分，0~48%及52(%)~100%，它們分別對(duì)應(yīng)一次表冷盤(pán)管及再熱盤(pán)管，這樣就避免了冷熱水盤(pán)管同時(shí)打開(kāi)而導(dǎo)致能源浪費(fèi)。同時(shí)，在冷熱水切換的交界處48%~52%，設(shè)置了死區(qū)，即當(dāng)外氣的溫度與送風(fēng)溫度設(shè)定值相當(dāng)接近時(shí)，熱水閥和冷水閥都處于關(guān)閉(閥開(kāi)度都為0)的狀態(tài)，以避免冷熱水在臨界狀態(tài)時(shí)不停地切換，加速了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的損壞，同時(shí)又能減少能源的消耗。
（3）濕度處理過(guò)程
為了避免和溫度之間的耦合關(guān)系，新風(fēng)出口濕度的設(shè)定值通常不采用相對(duì)濕度作為控制值，而是通過(guò)和溫度設(shè)定值綜合計(jì)算后得出其絕對(duì)濕度，以露點(diǎn)溫度或含濕量來(lái)表示。以露點(diǎn)溫度為例。將計(jì)算所得的露點(diǎn)溫度設(shè)定值作為整個(gè)MAU出口濕度的設(shè)定值。根據(jù)送風(fēng)露點(diǎn)溫度并與露點(diǎn)溫度設(shè)定值進(jìn)行比較，通過(guò)PID控制算法，得出一個(gè)計(jì)算值，根據(jù)該計(jì)算值來(lái)確定表冷閥和加濕閥開(kāi)度的大小，其控制流程與溫度控制類(lèi)似，同時(shí)也引人了分程控制，避免臨界狀態(tài)下加濕與除濕之間不斷切換而導(dǎo)致的濕度控制的波動(dòng)。
（二）潔凈室溫濕度控制
（1）潔凈室溫度控制
潔凈室內(nèi)的溫度采用的是基本的PID控制，由于潔凈室本身的大空間而造成的大慣性、大時(shí)滯性，在設(shè)置PID參數(shù)時(shí)通常將積分時(shí)間設(shè)置為零，以防止系統(tǒng)過(guò)調(diào)節(jié)而產(chǎn)生振蕩。
潔凈室溫度主要由DCC來(lái)調(diào)節(jié)，但同時(shí)受新風(fēng)送風(fēng)溫濕度的影響，如果給定太高的溫度，進(jìn)入潔凈室和循環(huán)風(fēng)混合后，DCC就需要更大量的冷量進(jìn)行冷卻，這就直接導(dǎo)致能源的浪費(fèi)；如果給定太低的溫度，進(jìn)人潔凈室和循環(huán)風(fēng)混合后，即使DCC的開(kāi)度為零，整個(gè)潔凈室的溫度卻仍然太低，這將使得整個(gè)潔凈室的溫度超標(biāo)。
（2）新風(fēng)空調(diào)箱溫濕度設(shè)定值控制
新風(fēng)空調(diào)箱送風(fēng)溫度設(shè)定值的選取是比較關(guān)鍵的，它必須能夠最佳適應(yīng)當(dāng)前潔凈室內(nèi)溫度的需求。如果給定太高的溫度，進(jìn)入潔凈室和循環(huán)風(fēng)混合后，DCC就篅要更大量的冷量進(jìn)行冷卻，這就直接導(dǎo)致能源的浪費(fèi)；如果給定太低的溫度進(jìn)人潔凈室和循環(huán)風(fēng)混合后，即使DCC的開(kāi)度為零，整個(gè)潔凈室的溫度卻仍然太低，這將使得整個(gè)潔凈室的溫度超標(biāo)。因此，對(duì)于MAU新風(fēng)送風(fēng)溫度設(shè)定值的選取是十分重要的，必須在確保系統(tǒng)在控制范圍內(nèi)并盡可能達(dá)到節(jié)能的目的。在此，我們引人模糊控制的思想，通過(guò)對(duì)潔凈室溫度偏差及偏差變化率的模糊規(guī)則變換，得出新風(fēng)空調(diào)箱送風(fēng)溫度設(shè)定值SP。
基本的模糊控制系統(tǒng)中的模糊控制器是兩輸入一輸出的，其輸入量是系統(tǒng)的偏差E和偏差變化率EC，而這兩個(gè)量具有確定的數(shù)值，是兩個(gè)清晰量。整個(gè)模糊控制器由四個(gè)部分組成：模糊化，模糊規(guī)則庫(kù)，模糊推理及去模糊化。模糊化的作用是將一個(gè)確定的點(diǎn)映射為輸人空間的一個(gè)模糊集合。通過(guò)模糊化處理，得到模糊的偏差量E以及模糊的偏差變化率EC。其中模糊的偏差量E語(yǔ)言值集合有七種取值，分別是NB(負(fù)大)、NM(負(fù)中)、NS(負(fù)小)、O(零)、 PS(正小)、PM(正中)、PB(正大)。模糊的偏差變化率EC的語(yǔ)言值集合也有七種取值，分別是NB (負(fù)大) 、NM (負(fù)中)、NS(負(fù)小)、0(零)、PS(正小)、PM(正中)、PB (正大)。
將輸人空間上的模糊集合映射到輸出空間上的模糊集合。根據(jù)這些規(guī)則進(jìn)行模糊推理得到一個(gè)模糊集，即模糊控制量U，再通過(guò)去模糊化環(huán)節(jié)，將其轉(zhuǎn)化為清晰的數(shù)字控制量，達(dá)到調(diào)節(jié)MAU溫度設(shè)定的目的。
（3）潔凈室相對(duì)濕度控制
潔凈室相對(duì)濕度的控制則由MAU出口新風(fēng)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，將潔凈室相對(duì)濕度測(cè)量值與相對(duì)濕度設(shè)定值進(jìn)行比較，由此計(jì)算出所需要MAU出口新風(fēng)相對(duì)濕度，其計(jì)算過(guò)程與溫度設(shè)定值的計(jì)算過(guò)程類(lèi)似，然后配合MAU出口新風(fēng)溫度設(shè)定值，計(jì)算出MAU的出口露點(diǎn)溫度設(shè)定值，由此來(lái)控制MAU出口的濕度。
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