ultrafiltration_model

超滤系统 DQN 智能决策模块

系统简介

基于 DQN 强化学习模型，自动优化超滤膜的过滤时长和物理清洗时长，提升产水量、延长膜使用寿命。

核心流程：

1. 监控 TMP（跨膜压差）达到阈值（95%）
2. 采集多次数据计算平均 TMP0
3. DQN 模型决策最优 L_s（过滤时长）和 t_bw_s（物洗时长）
4. 生成 PLC 指令并下发执行
5. 发送决策结果到回调接口

快速开始

运行服务

python loop_main.py

程序会自动：

• 加载 config.json 配置
• 连接数据库和 API
• 持续监控并在 TMP 达到阈值时触发决策

配置文件 (config.json)

{
  "system": {
    "use_model": 1,              # 1=启用模型决策，0=仅记录数据
    "trigger_value": 95,         # TMP触发值（%）
    "num_values_to_collect": 10, # 采集次数
    "poll_interval": 2           # 轮询间隔（秒）
  },
  "api": {
    "base_url": "http://example.com",
    "jwt_token": "your_token"
  },
  "database": {
    "host": "localhost",
    "user": "root",
    "password": "password",
    "database": "scada_db"
  },
  "scada": {
    "secret": "your_secret_key",
    "project_id": 92
  }
}

动态开关：修改 use_model 后无需重启，下次循环自动生效

核心模块

1. DQN_decide.py

• run_uf_DQN_decide(uf_params, TMP0)：DQN 模型决策
• generate_plc_instructions(...)：生成 PLC 指令
• calc_uf_cycle_metrics(...)：计算周期指标

2. DQN_env.py

• UFSuperCycleEnv：强化学习环境
• UFParams：超滤参数配置
• 模拟超级周期运行

3. loop_main.py

• 主监控循环
• 数据采集和决策触发
• PLC 更新和回调推送

工作流程

监控 TMP → 达到阈值 → 采集数据 → 计算平均值 → DQN决策 
    ↓
生成指令 → 更新PLC → 回调推送 → 保存历史 → 继续监控

PLC 数据更新

系统自动通过 API 更新 PLC 参数：

接口: /api/v1/plc/set-var-values

签名: MD5(record + secret + timestamp).toUpperCase()

数据格式:

[{
  "project_id": 92,
  "item": "设备名称",
  "old_value": "旧值",
  "new_value": "新值",
  "command_type": 1
}]

日志记录

日志保存在 monitor_service.log，自动轮转（单文件5MB，保留3个备份）。

记录内容：

• 配置加载和变更
• 数据采集过程
• 模型决策结果
• PLC 更新状态
• API 回调响应

注意事项

1. 模型文件: 确保 dqn_model.zip 存在
2. 数据库连接: 检查数据库配置和网络连通性
3. API 认证: 确认 JWT Token 和密钥正确
4. TMP 阈值: 根据实际工况调整 trigger_value