医药洁净厂房空调自控系统设计
仉冠生
【摘 要】本文主要针对医药洁净厂房空调控制系统的特点，简要的介绍了医药洁净厂房中空调机组的组成，并结合实例介绍了采用直接数字控制器（DDC）技术，通过网络融入计算机控制的自动控制方案的设计，此方案提高了空调控制系统的可靠性。
【关键词】医药洁净厂房；空调控制系统；直接数字控制器
Pharmaceutical clean room controlled air-conditioning system design
Zhang Guan-sheng
(Fourth Nuclear Engineering Research and Design Co., Ltd Shijiazhuang Hebei 050031)
【Abstract】In this paper, the characteristics pharmaceutical clean room air conditioning control system, consisting of a brief introduction to the pharmaceutical clean room air conditioning units, and with examples of the use of direct digital controller (DDC) technology, automatic control program through the network integration of computer-controlled design, this program improves the reliability of air conditioning control system.
【Key words】Air conditioning control system;Pharmaceutical clean rooms;Direct Digital Controller
1. 引言
药品的生产是一个严格的过程，其中涉及到很多菌种以及原料药等材料，而这些材料的生产过程要严格控制周围的环境，有一个规定的参数，不受室外温度、湿度还有洁净度等因素的影响，也不能因为室内这些因素的改变而改变，当其改变时候，需要有一种技术能够自动的调节，使得室内的环境始终保持在设定的基数上面，这就是空调技术，而它和其他自控设备就组成了空调自控系统。为了保障车间生产的药品质量，要严格监测控制车间的温度、湿度、洁净度以及压力等参数，使得药厂的生产环境达到一定的洁净标准，并及时根据现场的情况进行自动调节，在这种情况下，空调自控系统的设计与应用就成了制药环节中至关重要的一部分。要保证制药车间的洁净度，就要利用空调自控系统调节车间的温湿度以及压力等环境参数，保证整个环境能够满足制药车间的生产标准和工艺要求。
2. 设计方案
2.1 某医药洁净厂房设有9台洁净空调机组，为保证空调系统正常运行以及GMP认证需要，根据相关专业要求，本车间设有空调控制系统和洁净室环境监测系统，分别用于空调机组的自动控制和洁净室内温湿度、压差的监测、记录。空调控制系统和洁净室环境监测系统在设计中均采用直接数字控制器（DDC）来实现，空调控制室设操作员站和工程师站以实现操作和记录等功能。其主要控制项目包括：
（1）定风量控制，送风机采用变频控制，风机转速随出口风速而变化，以维持流量的稳定。
（2）空调机组初效、中效过滤器压差监测、报警。
（3）温湿度控制，根据典型房间室内温湿度，自动调节蒸汽阀门或冷水阀门开度，保证送风温湿度要求。
（4）空调机组送、回、新风温度、湿度、风量检测。
（5）洁净区与非洁净区之间压差就地监测。
2.2 洁净室环境控制系统主要控制项目包括：重要房间内的温湿度、压差。并在各重要房间内设显示终端，用于参数显示。
2.3 空调通风控制系统部分主要参数检测控制参数：定风量控制，送风机采用变频控制，风机转速随出口风速而变化，以维持流量的稳定；空调机组初效、中效过滤器压差检测、报警；温、湿度控制。根据回风温、湿度，自动调节热水（蒸汽）阀门或冷水阀门开度，保证送风温、湿度要求；空调机组送风温、湿度指示；空调机组新风温、湿度指示；洁净空调系统典型房间空调回风、排风管道设置电动风量调节阀，自动调节阀门开度，控制送回风比，使房间维持设计正压值。洁净区典型房间温、湿度指示；洁净区与非洁净区之间压差监测控制。具体可见图1。
图1
图2 2.4 空调机组设：“机组正常运行”、“机组全部保压”和“机组停机”三个运行状态，输入计算机控制切换。
（1）正常运行状态：车间正常生产，空调系统正常运行状态。
（2）保压运行状态：各空调机组送风机低速运行，维持洁净区房间5Pa的正压值。空调系统送风量变频调节至正常送风量的25﹪（JK1-1系统保压状态时，只针对一层洁净区，一层一般区送、回风关闭）。
（3）停机状态：空调系统各运行设备关闭，全部停止运行。空调系统的区域送风控制：本车间二、三层按生产使用情况，划分10个控制区域，对送风进行控制。（二层关键区域、二层一般区域、三层关键区域、三层一般区域、中试区域、小试区域、一层低湿区域、二层低湿区域（不含干混一室）、三层低湿粉碎区域、三层低湿制粒区域（含二层干混一室））。正常运行时，每个区域送回（排）风均可独立控制，局部保压时，该区域风量通过区域送、回风电动调节阀及排风除尘设备自动调节至该区域正常风量的25﹪，以适应区域局部保压后的风量变化。
2.5 计算机控制系统选用先进可靠的计算机控制系统，系统从功能上主要分成操作站、数字式DDC控制器和网络三部分。其主要组成如图2：
（1）操作站：实现控制调节、趋势显示、报警管理、报表打印和系统运行状态监视等功能，是重要的人——机交换界面，包括操作员站、工程师站、报表打印机、系统软件及控制组态软件。
（2）数字式DDC控制器：完成信号的采集、转换、回路控制和逻辑控制等功能。
（3）网络系统：将DDC控制器与操作员站连接在一起，实现各设备之间的数据和信息传递，并通过与其它管理网络连接，实现车间分散性综合信息的自动控制和管理。
（4）计算机控制系统的功能：采集各系统的参数、设备运行状态等信息。
2.6 通过操作员站CRT，显示各系统工艺动态流程图、局部工艺动态流程图，以及工艺参数、设备运行状态的各种图表。在操作站上，以不同的权限，通过人机对话方式，可以设定各个工艺参数、控制参数，以及在线控制组态。建立各种数据库，保存工艺参数、设备运行数据、控制数据、趋势数据、报警数据、故障数据，自动生成历史数据库，为生产管理、事故分析、工艺控制寻优等提供可靠的依据。打印各式运行报表、报警数据报表、事故报表，以及各种图形曲线。在线自诊断、自分析、自恢复功能；运行画面直观明了，操作简单可靠，并且无操作经验的人员也能很快学会操作，甚至能够实现无人值守。
3. 总结
工业洁净室是指:“空气的尘埃粒子数以及必要时其温度、湿度、压力等都可以被控制的房间”。净化厂房要求达到一定洁净度的同时，还要求对温度、湿度以及压力等参数规定在一个合理的范围内，目前洁净厂房已成为半导体工业和生物化学、医药、食品界等不可或缺的重要设施。要保证制药车间的洁净度，就要利用空调自控系统调节车间的温湿度以及压力等环境参数，满足制药车间的生产标准和工艺要求。
参考文献
［1］ 贾敬华，何衍庆等.自动化技术在现代医药工业上的应用［J］.自控技术应用.2012,33(3):43～47.
［2］ 医药工业洁净厂房设计规范.
［3］ 吴立新. 论智能大厦的集散型楼宇自控系统. 工业控制计算机，2003（7）：50～51.
［4］ 游红. 楼宇自控在空调中的应用. 制冷与空调，2005.
［文章编号］1619-2737（2014）05-15-776中小型水库的除险加固设计研究
【摘 要】本文主要针对医药洁净厂房空调控制系统的特点，简要的介绍了医药洁净厂房中空调机组的组成，并结合实例介绍了采用直接数字控制器（DDC）技术，通过网络融入计算机控制的自动控制方案的设计，此方案提高了空调控制系统的可靠性。
【关键词】医药洁净厂房；空调控制系统；直接数字控制器
Pharmaceutical clean room controlled air-conditioning system design
Zhang Guan-sheng
(Fourth Nuclear Engineering Research and Design Co., Ltd Shijiazhuang Hebei 050031)
【Abstract】In this paper, the characteristics pharmaceutical clean room air conditioning control system, consisting of a brief introduction to the pharmaceutical clean room air conditioning units, and with examples of the use of direct digital controller (DDC) technology, automatic control program through the network integration of computer-controlled design, this program improves the reliability of air conditioning control system.
【Key words】Air conditioning control system;Pharmaceutical clean rooms;Direct Digital Controller
1. 引言
药品的生产是一个严格的过程，其中涉及到很多菌种以及原料药等材料，而这些材料的生产过程要严格控制周围的环境，有一个规定的参数，不受室外温度、湿度还有洁净度等因素的影响，也不能因为室内这些因素的改变而改变，当其改变时候，需要有一种技术能够自动的调节，使得室内的环境始终保持在设定的基数上面，这就是空调技术，而它和其他自控设备就组成了空调自控系统。为了保障车间生产的药品质量，要严格监测控制车间的温度、湿度、洁净度以及压力等参数，使得药厂的生产环境达到一定的洁净标准，并及时根据现场的情况进行自动调节，在这种情况下，空调自控系统的设计与应用就成了制药环节中至关重要的一部分。要保证制药车间的洁净度，就要利用空调自控系统调节车间的温湿度以及压力等环境参数，保证整个环境能够满足制药车间的生产标准和工艺要求。
2. 设计方案
2.1 某医药洁净厂房设有9台洁净空调机组，为保证空调系统正常运行以及GMP认证需要，根据相关专业要求，本车间设有空调控制系统和洁净室环境监测系统，分别用于空调机组的自动控制和洁净室内温湿度、压差的监测、记录。空调控制系统和洁净室环境监测系统在设计中均采用直接数字控制器（DDC）来实现，空调控制室设操作员站和工程师站以实现操作和记录等功能。其主要控制项目包括：
（1）定风量控制，送风机采用变频控制，风机转速随出口风速而变化，以维持流量的稳定。
（2）空调机组初效、中效过滤器压差监测、报警。
（3）温湿度控制，根据典型房间室内温湿度，自动调节蒸汽阀门或冷水阀门开度，保证送风温湿度要求。
（4）空调机组送、回、新风温度、湿度、风量检测。
（5）洁净区与非洁净区之间压差就地监测。
2.2 洁净室环境控制系统主要控制项目包括：重要房间内的温湿度、压差。并在各重要房间内设显示终端，用于参数显示。
2.3 空调通风控制系统部分主要参数检测控制参数：定风量控制，送风机采用变频控制，风机转速随出口风速而变化，以维持流量的稳定；空调机组初效、中效过滤器压差检测、报警；温、湿度控制。根据回风温、湿度，自动调节热水（蒸汽）阀门或冷水阀门开度，保证送风温、湿度要求；空调机组送风温、湿度指示；空调机组新风温、湿度指示；洁净空调系统典型房间空调回风、排风管道设置电动风量调节阀，自动调节阀门开度，控制送回风比，使房间维持设计正压值。洁净区典型房间温、湿度指示；洁净区与非洁净区之间压差监测控制。具体可见图1。
图1
图2 2.4 空调机组设：“机组正常运行”、“机组全部保压”和“机组停机”三个运行状态，输入计算机控制切换。
（1）正常运行状态：车间正常生产，空调系统正常运行状态。
（2）保压运行状态：各空调机组送风机低速运行，维持洁净区房间5Pa的正压值。空调系统送风量变频调节至正常送风量的25﹪（JK1-1系统保压状态时，只针对一层洁净区，一层一般区送、回风关闭）。
（3）停机状态：空调系统各运行设备关闭，全部停止运行。空调系统的区域送风控制：本车间二、三层按生产使用情况，划分10个控制区域，对送风进行控制。（二层关键区域、二层一般区域、三层关键区域、三层一般区域、中试区域、小试区域、一层低湿区域、二层低湿区域（不含干混一室）、三层低湿粉碎区域、三层低湿制粒区域（含二层干混一室））。正常运行时，每个区域送回（排）风均可独立控制，局部保压时，该区域风量通过区域送、回风电动调节阀及排风除尘设备自动调节至该区域正常风量的25﹪，以适应区域局部保压后的风量变化。
2.5 计算机控制系统选用先进可靠的计算机控制系统，系统从功能上主要分成操作站、数字式DDC控制器和网络三部分。其主要组成如图2：
（1）操作站：实现控制调节、趋势显示、报警管理、报表打印和系统运行状态监视等功能，是重要的人——机交换界面，包括操作员站、工程师站、报表打印机、系统软件及控制组态软件。
（2）数字式DDC控制器：完成信号的采集、转换、回路控制和逻辑控制等功能。
（3）网络系统：将DDC控制器与操作员站连接在一起，实现各设备之间的数据和信息传递，并通过与其它管理网络连接，实现车间分散性综合信息的自动控制和管理。
（4）计算机控制系统的功能：采集各系统的参数、设备运行状态等信息。
2.6 通过操作员站CRT，显示各系统工艺动态流程图、局部工艺动态流程图，以及工艺参数、设备运行状态的各种图表。在操作站上，以不同的权限，通过人机对话方式，可以设定各个工艺参数、控制参数，以及在线控制组态。建立各种数据库，保存工艺参数、设备运行数据、控制数据、趋势数据、报警数据、故障数据，自动生成历史数据库，为生产管理、事故分析、工艺控制寻优等提供可靠的依据。打印各式运行报表、报警数据报表、事故报表，以及各种图形曲线。在线自诊断、自分析、自恢复功能；运行画面直观明了，操作简单可靠，并且无操作经验的人员也能很快学会操作，甚至能够实现无人值守。
3. 总结
工业洁净室是指:“空气的尘埃粒子数以及必要时其温度、湿度、压力等都可以被控制的房间”。净化厂房要求达到一定洁净度的同时，还要求对温度、湿度以及压力等参数规定在一个合理的范围内，目前洁净厂房已成为半导体工业和生物化学、医药、食品界等不可或缺的重要设施。要保证制药车间的洁净度，就要利用空调自控系统调节车间的温湿度以及压力等环境参数，满足制药车间的生产标准和工艺要求。
参考文献
［1］ 贾敬华，何衍庆等.自动化技术在现代医药工业上的应用［J］.自控技术应用.2012,33(3):43～47.
［2］ 医药工业洁净厂房设计规范.
［3］ 吴立新. 论智能大厦的集散型楼宇自控系统. 工业控制计算机，2003（7）：50～51.
［4］ 游红. 楼宇自控在空调中的应用. 制冷与空调，2005.
［文章编号］1619-2737（2014）05-15-776中小型水库的除险加固设计研究
