本发明涉及通风柜监测控制，尤其涉及基于分段反馈的实验室通风柜监测控制系统。
背景技术：
1、柜式排风罩俗称通风柜，与密闭罩相似，小零件喷漆柜、化学实验室通风柜是柜式排风罩的典型结构，大型室式通风柜，一侧面完全敞开，操作人员在柜内工作，主要用于大件喷漆、粉料装袋等，通风柜的工作口对柜内的气流分布影响很大，气流分布又直接影响柜式排风罩的工作效果；
2、验室通风是实验室设计中不可缺少的一个组成部分，为了使实验室工作人员不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化学物质和有机体、实验室中应有良好的通风，但是在现有技术中，在通风柜的使用过程中，无法对通风柜的运转效率和运行质量进行监管，进而影响通风柜的管理效果，同时无法及时了解通风柜运行合格率受损是否因内外干扰因素影响，进而无法及时进行管理，且无法根据通风柜的调控情况进行监管，以及无法根据排放情况进行排出成本合理管控；
3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供基于分段反馈的实验室通风柜监测控制系统，去解决上述提出的技术缺陷，本发明通过从通风柜的运转效率和调控精度两个角度进行分析，以保证通风柜的运行合格率和调控稳定性，并在通风柜运行效率不合格前提下，对运行干扰数据进行效率干扰监管反馈分析，以判断通风柜内外干扰因素是否影响通风柜运行合格率，以便及时的进行预警管理，以提高通风柜运行合格率，而在通风柜运行效率和调控稳定前提下，对调控需求数据进行运行设定调控匹配分析，以判断当前运行参数设定下排放成本是否过高，以便根据信息反馈情况进行运行参数调控，以便在不影响有害气体排放效率前提下降低通风柜的排放成本。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于分段反馈的实验室通风柜监测控制系统，包括监管管控平台、信息调取单元、反馈自检单元、运转合格评估单元、干扰分析单元、管调匹配单元以及管理执行单元；
3、当监管管控平台生成运管指令时，将运管指令发送至信息调取单元和反馈自检单元，信息调取单元在接收到运管指令后，立即调取通风柜的工作状态数据，工作状态数据包括运行失控值和运行偏离值，并将工作状态数据发送至运转合格评估单元，运转合格评估单元在接收到工作状态数据后，立即对工作状态数据进行运转合格率监管评估分析和深入式公式操作，将得到的合格信号发送至管调匹配单元，将得到的风险信号发送至管理执行单元和干扰分析单元；
4、干扰分析单元在接收到风险信号后，立即采集通风柜的运行干扰数据，运行干扰数据包括内运行干扰值和外干扰评估值，并对运行干扰数据进行效率干扰监管反馈分析，将得到的干扰信号经运转合格评估单元发送至管理执行单元；
5、反馈自检单元在接收到运管指令后，立即采集通风柜的调控风险数据，调控风险数据包括调控偏差值和调控安全系数，并对调控风险数据进行调控监管反馈评估操作，将得到的稳定信号发送至管调匹配单元，将得到的优化信号发送至管理执行单元；
6、管调匹配单元在接收到合格信号和稳定信号后，立即采集通风柜的调控需求数据，调控需求数据包括能耗可调值和管调需求值，并对调控需求数据进行运行设定调控匹配分析，将得到的一级降低信号、二级降低信号以及三级降低信号发送至管理执行单元。
7、优选的，所述运转合格评估单元的运转合格率监管评估分析过程如下：
8、将时间阈值划分为i个子时间段，i为大于零的自然数，获取到各个子时间段内通风柜的运行失控值和运行偏离值，运行失控值表示通风转速最大值与设定通风转速之间的差值超出预设阈值的部分与持续时长经数据归一化处理后得到的积值，再与转轴的单圈最大旋转周长超出预设阈值的部分经数据归一化处理后得到的积值，运行偏离值表示通风柜当前运行参数设定下实验室有害气体的单位时间减少量和有害气体含量降低速度均值经数据归一化处理后得到的积值，将运行失控值和运行偏离值分别标号为ybi和yhi。
9、优选的，所述运转合格评估单元的深入式公式操作过程如下：
10、根据公式得到各个子时间段的运转效率评估系数，其中，a1和a2分别为运行失控值ybi和运行偏离值yhi的预设比例因子系数，a1和a2均大于零，a3为预设修正因子系数，取值为2.118，ri为各个子时间段的运转效率评估系数，进而构建运转效率评估系数的集合a，进而获取到集合a的离散系数，并将集合a的离散系数设定为效率失衡评估系数，将效率失衡评估系数与其内部录入存储的预设效率失衡评估系数阈值进行比对分析：
11、若效率失衡评估系数与预设效率失衡评估系数阈值之间的比值小于1，则生成合格信号；
12、若效率失衡评估系数与预设效率失衡评估系数阈值之间的比值大于等于1，则生成风险信号。
13、优选的，所述干扰分析单元的效率干扰监管反馈分析过程如下：
14、s1：获取到时间阈值内通风柜的内运行干扰值，内运行干扰值表示扰流设备的扰流风速均值与扰流设备的运行个数经数据归一化处理后得到的积值，扰流设备包括风扇、空调，将内运行干扰值与存储的预设内运行干扰值阈值进行比对分析，将内运行干扰值大于预设内运行干扰值阈值的部分设定为排放干扰值；
15、s2：获取到时间阈值内通风柜的外干扰评估值，外干扰评估值表示通风柜的通风管路的密封风险值与遮挡干扰值经数据归一化处理后得到的积值，密封风险值表示通风管路的受损面积超出预设受损面积阈值的部分，遮挡干扰值表示过滤器堵塞面积与过滤器实际流通面积之比；
16、s3：将排放干扰值和外干扰评估值与其内部录入存储的预设排放干扰值阈值和预设外干扰评估值阈值进行比对分析：
17、若排放干扰值小于预设排放干扰值阈值，且外干扰评估值小于预设外干扰评估值阈值，则不生成任何信号；
18、若排放干扰值大于等于预设排放干扰值阈值，或外干扰评估值大于等于预设外干扰评估值阈值，则生成干扰信号。
19、优选的，所述反馈自检单元的调控监管反馈评估操作过程如下：
20、t1：获取到时间阈值内通风柜的调控偏差值和调控安全系数，调控偏差值表示历史通风柜的调控总次数中调控参数偏离设定参数的次数的占比值，再与调控参数偏离设定参数的次数的间隔时长均值经数据归一化处理后得到的比值，调控参数包括运行转速、供电电压，调控安全系数表示通风柜调节门的设定调控开度与实际调控开度之间的差值超出预设阈值的部分；
21、t2：将调控偏差值和调控安全系数与其内部录入存储的预设调控偏差值阈值和预设调控安全系数阈值进行比对分析：
22、若调控偏差值小于预设调控偏差值阈值，且调控安全系数小于预设调控安全系数阈值，则生成稳定信号；
23、若调控偏差值大于等于预设调控偏差值阈值，且调控安全系数大于等于预设调控安全系数阈值，则生成优化信号。
24、优选的，所述管调匹配单元的运行设定调控匹配分析过程如下：
25、tt1：获取到实验室内有害气体的实时生成量，并根据有害气体的实时生成量以及对应排放预设时间获取到有害气体的预设降低率与通风柜的预设能耗总值，获取到时间阈值内通风柜当前运行参数设定下的实际能耗总值，获取到实际能耗总值减去预设能耗总值的部分，并将实际能耗总值减去预设能耗总值的部分设定为能耗可调值；
26、tt2：获取到时间阈值内通风柜当前运行参数设定下的有害气体浓度特征曲线，进而获取到有害气体浓度特征曲线位于预设有害气体浓度特征曲线上方线段与x轴所形成的锐角度数，并将其设定为实际降低率，获取到时间阈值内通风柜的预设降低率，将预设降低率减去实际降低率得到的值设定为管调需求值，将能耗可调值和管调需求值分别标号为nk和gq；
27、tt3：根据公式得到调控比例评估系数，其中，f1和f2分别为能耗可调值和管调需求值的预设权重因子系数，f3为预设补偿因子系数，f1、f2以及f3均大于零，k为调控比例评估系数，将调控比例评估系数k与内部录入存储预设调控比例评估系数区间进行比对分析：
28、若调控比例评估系数k大于预设调控比例评估系数区间中的最大值，则生成一级降低信号；
29、若调控比例评估系数k属于预设调控比例评估系数区间，则生成二级降低信号；
30、若调控比例评估系数k小于预设调控比例评估系数区间中的最小值，则生成三级降低信号。
31、本发明的有益效果如下：
32、(1)本发明通过从通风柜的运转效率和调控精度两个角度进行分析，以保证通风柜的运行合格率和调控稳定性，且根据不同的分段反馈情况对通风柜进行合理的管理，以提高通风柜整体的监管效果，而从运转效率角度对工作状态数据进行运转合格率监管评估分析，以保证通风柜的工作稳定性和排放效率，而在通风柜运行效率不合格前提下，对运行干扰数据进行效率干扰监管反馈分析，以判断通风柜内外干扰因素是否影响通风柜运行合格率，以便及时的进行预警管理，以提高通风柜运行合格率，而对调控风险数据进行调控监管反馈评估操作，以判断通风柜的调控精度是否合格，以便及时的信息反馈管理，以保证通风柜的调控精度和调控稳定性；
33、(2)本发明在通风柜运行效率和调控稳定前提下，对调控需求数据进行运行设定调控匹配分析，以判断当前运行参数设定下排放成本是否过高，以便根据信息反馈情况进行运行参数调控，以便在不影响有害气体排放效率前提下降低通风柜的排放成本。