医药工程空气净化智能调控系统控制方案

陈春燕 葛坤

山东大汉医用设备有限公司 山东泰安肥城市 271600

摘要：我国医药行业国际化发展脚步的加快，我国制药企业向着快速优化的方向发展已经成为必然趋势，而这也是为确保我国全民医保事业的早日实现，进一步推动我国医药工程发展，切实提高我国制药企业生产水平和管理质量，保证我国制药行业良性、健康可持续发展的基础和前提。当前我国医药工程管理还处于发展阶段，存在诸多不足，因此，本文结合我国医药工程管理问题，提出强化医药净化智能控制系统的建议和策略。提出的设计方案实现了系统优化运行、本地实时控制、远程系统协调监控，同时减少了空调设备的能量损耗，提高了能源使用效率，项目方案可移植于如纺织行业、电子行业、生物工程等各类净化工程项目中。 　　

关键词：医药工程;空气净化智能调控系统;控制方案 　　

引言

随着物联网技术的不断发展与创新，改变现有室内空气净化器的功能与结构，设计一款兼具室内空气感知与净化功能的仪器越来越重要。智能化的空气净化器不仅能过滤空气中对人体有害的物质，还可以对室内空气质量进行科学的评估。

1. 医药工程净化管理 　　第一，我国医药工程建设管理标准还有部分处于不完善状态，对此可由国家药品监督管理部门、我国中医医药协会、制药协会以及通过美国FDA资质的先进制药公司，医药净化工程安装公司、专业医药工程管理公司等等诸多相关机构部门都参与进来，进行专业、细化制定完善相应工程建设管理标准[1]。与此同时，制药企业也要加快吸收对相关专业人才的教育培养，平时也要定期开展各类医药工程管理和建设培训考核，大力引进优秀医药工程管理人才，加强内部交流沟通，不断提升其医药工程建设管理团队人才水准和能力。 　　第二，提升医药工程建设进度管理。可以根据医药工程特点来规划其建设进度，再三检查合同条款和施工计划的可行性，重点关注医药工程中不同种类、项目施工，确保相互制约的项目能够穿插施工，比如：净化厂房给排水、暖通工程就要交叉施工，尤其是工艺设备管道项目施工计划和管理，一旦处理不当就会影响其施工进度和施工质量。因此建设管理人员就必须要切实结合医药行业特点来周密制定计划，确保该工程保质保量定期完工。 　　第三，加强医药工程质量管理。医药工程通用专项项目常规质量管理以外，还要重点关注GMP要求的专业性、关键性的质量管理项目，这样才能够确保其工程满足GMP验收标准。同时要从净化装修材料质量到施工过程细节都要进行全面监控把关，对所有设备进场、物流废弃、通道设置等等都要确保其不会出现交叉污染，施工过程中各种功能管道更是要切实防漏，尤其是净化区更是要注意其空气质量和洁净度。 　　2.关键指标监控方案 　　2.1报警 　　检测初、中效过滤网压差，超限报警;当送风机缺风时进行报警;房间高效过滤网压差报警，检测房间送风支管过滤网压差，超限报警。 　　2.2风速与温湿度控制 　　（1）排风机连锁：排风机与送风机连锁，启动时先启动送风机延时启动排风机，关闭时相反（其中排风阀和排风机同开同关）（2）风量控制：以设在送风总管风量发出的信号来控制送风机变频器的频率（3）新风阀控制：通过监测走廊压差，来控制新风阀相应的开度（4）送风压力和回风压力监测：监测送风管和回风管压力（5）温湿度控制：由设置在回风管上温湿度传感器控制水阀和蒸汽段阀门开度以控制房间温湿度恒定。 　　2.3设备监控 　　控制器检测送风机状态（运行状态、故障状态、自动状态），控制启停和输出频率，监测新风温湿度、送风温湿度和房间温湿度，显示重要房间温湿度和风管温湿度数值[2]。 　　3.调控系统工作模式规划 　　3.1正常模式 　　送风量恒定控制：通过送风管上的风管风量传感器来调节变频器频率，使送风量值达到设计值。温湿度控制：通过送风总管温湿度调节表冷、蒸汽加热、加湿管路的阀门，通过回风总管温湿度及关键房间温湿度加权平均修正控制，实现系统恒温恒湿控制。 　　3.2消毒模式 　　消毒运行时，有消毒前准备、消毒熏蒸两个阶段。当处于消毒模式时，系统先将控制区域温湿度控制到最佳消毒温湿度，关闭新风阀、无需消毒的各房间送风电动阀以及消毒排风阀，停止排风机，调节送风机频率，当所有消毒区域的门关闭后，开始启动消毒设备进行熏蒸，熏蒸浓度达到并维持一定时间后（时间可手动设定）自动进入正常运行工况。 　　3.3值班模式 　　送风量恒定控制：通过送风管上的风管风量传感器来调节变频器频率，使送风量值达到适宜的设定值。温湿度控制：通过送风总管温湿度调节表冷、蒸汽加热、加湿管路的阀门，通过回风总管温湿度及关键房间温湿度加权平均修正控制，实现系统恒温恒湿控制。 　　3.4停机模式 　　关闭送、排风机、加热阀、加湿阀、新风阀。 　　除上述几种运行模式，还有一个特殊的运行过程，就是火灾事故排风过程，这个过程是由消防来完成，空调自控系统参与联动，出现紧急断电，或遇火警、防火阀动作联动停止空调机组。 　　4.不同环境恒温恒湿控制方案 　　4.1高温环境 　　由设置在回风管上温度传感器控制表冷段水阀开度。如设定温度，当温度高于设定值时水阀开度增大，反之当温度低于设定值时水阀开度关闭。夏季湿度较大，可使用表冷器进行除湿[3]。除湿过程中，导致温度降低则启动蒸汽加热阀门进行补温，实现恒温恒湿。 　　4.2低温环境 　　由设置在回风管上温湿度传感器控制以控制蒸汽加热阀和蒸汽加湿阀开度。如设定温度，当温度高于设定值时蒸汽加热阀关闭，反之当温度低于设定值时蒸汽加热法打开;如设定湿度，当湿度低于设定值时蒸汽加湿阀打开。 　　4.3控制层选型 　　结合系统的实时性与数据点数要求，系统选用西门子1200CPU1214CPLC，其高速输入输出可以很好的滿足控制要求，模拟量输入扩展模块选择SM1231AI，模拟量输出扩展模块选择SM1232AQ，同时由于系统的输入信号点数要求为16个点，而CPU1214CPLC图为14点输入，10点输出，因此又配置了输入扩展模块SM1221。 　　4.4监控系统选型 　　上位机界面包括两部分，单体中央空调上位机监控界面设计和系统上位机智能监控界面设计。 　　单体中央空调上位机监控界面是指自控柜上的触摸屏组态界面设计，如图2所示为主界面，自控柜上的触摸屏实现对中央空调局部单体进行监控，监控室内对的上位机则对整个系统进行监控与操作。触摸屏采用西门子SMARTIE700V3。 　　统上位机智能监控界面是指监控室内的上位机界面，如图3所示为主界面，监控室内上位机选择戴尔品牌的工作站，上位机软件可让工作人员对系统内任何位置的监控点进行状态观察和参数监测，能够远程发出控制指令;也可以在上位机上对相关控制器阀门、监控点温湿度、相关数据库进行编辑调整。 　　4.5系统测试 　　设计完成后，对空气净化器进行了功能测试，包括净化器控制软件工作是否正常、空气净化器的风机运转情况、空气质量传感器数据的采集、ZigBee无线数据的上传、手机APP数据的显示以及LED液晶的触摸控制与显示等。测试设定在30m2左右的实验室，室内环境为室温20℃和湿度21%[4]。实验时将空气净化器放置在实验室的中间位置，当空气净化器风机开启时可以使室内空气的拥有良好循环。在实验开始后对实验室进行24h的封闭，使实验室室内保持一个稳定的环境。 　　结语 　　医药工程空气智能调控系统可有效快速直观地对医药环境进行监控与处理，提高医药净化系统管理的规范性与实时性，为操作人员提供舒适的环境，减少和防止药品生产过程中对人员的不利影响。因此在工程设计中采取有效的措施来降低能耗，节约能源，已到了刻不容缓的地步。 　　参考文献： 　　[1]李春明，张会，陈丁楷。室内空气质量在线检测系统的研制[J].环境科学与技术，2017，40（5）：141-144，152. 　　[2]冯笑，张卫民。基于物联网的室内雾霾净化系统设计与实现[J].工业控制计算机，2017，30（9）：82-83.

　 [3]赵新宇.室内环境污染问题现状研究[J].环境科学与管理，2014（6）：23-24. 　　[4]李辉，孔庆媛，万毅，等.室内空气净化技术的研究与探讨[J].北京林业大学学报，2010（5）：45-47.