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工業(yè)電氣自動(dòng)化在凈化空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用方案

所屬欄目:自動(dòng)化論文 發(fā)布日期:2010-09-01 10:26 熱度:

  
  摘要:從凈化空調(diào)的特點(diǎn)入手,對(duì)凈化空調(diào)與一般空調(diào)系統(tǒng)的區(qū)別特征進(jìn)行了敘述,并以直接數(shù)字控制器為例,探討了這一工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)在凈化空調(diào)控制系統(tǒng)的應(yīng)用方案。
  關(guān)鍵詞:凈化空調(diào);一般空調(diào);控制;直接數(shù)字控制器;應(yīng)用方案
  工業(yè)電氣自動(dòng)化在一般空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)很成熟,但在制藥企業(yè)所使用的凈化空調(diào)系統(tǒng)自控方案的選擇上可謂是多樣化。一般空調(diào)系統(tǒng)與凈化空調(diào)系統(tǒng)的自控方案是有所區(qū)別的,除控制方案應(yīng)符合GMP要求外,還應(yīng)具有運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。若把一般空調(diào)系統(tǒng)自控方案直接用來(lái)控制凈化空調(diào)系統(tǒng),經(jīng)濟(jì)性能就會(huì)較差,某些方面還不符合GMP要求。因此,本文試就凈化空調(diào)系統(tǒng)自控方案選擇問(wèn)題作一說(shuō)明,以區(qū)別一般空調(diào)系統(tǒng)。
  1凈化空調(diào)的特點(diǎn)
  根據(jù)GMP的精神,藥品的質(zhì)量不是靠藥品檢測(cè)出來(lái)的,而是應(yīng)該貫穿于生產(chǎn)的全過(guò)程,其中,空氣潔凈技術(shù)是實(shí)施GMP的一個(gè)必要條件。空氣潔凈技術(shù)的主體——潔凈室具有三大特點(diǎn):
  (1)潔凈室是空氣的潔凈度達(dá)到一定級(jí)別的、可供人活動(dòng)的空間,其功能是控制微粒的污染,在我國(guó)制藥行業(yè)最低級(jí)別為3O萬(wàn)級(jí);
  (2)潔凈室是一個(gè)多功能綜合整體,多功能體現(xiàn)在多專(zhuān)業(yè)、多參數(shù)等方面。其中:1)多專(zhuān)業(yè)——包括建筑、空調(diào)、凈化、純水、潔凈氣體等;2)多參數(shù)——含空氣潔凈度、細(xì)菌濃度以及空氣量(風(fēng)量)、壓(壓力)、聲(噪聲)、光(照度)
  (3)對(duì)潔凈室質(zhì)量來(lái)說(shuō),必須符合GMP要求的溫度、濕度、壓差、微粒數(shù)、細(xì)菌濃度。
  2凈化空調(diào)與一般空調(diào)系統(tǒng)相比較的特征
  潔凈室用凈化空調(diào)系統(tǒng)與一般空調(diào)系統(tǒng)相比較有如下特征:
  (1)凈化空調(diào)系統(tǒng)所控制的參數(shù)除一般空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)溫、濕度之外,還要控制房間的潔凈度和壓力等參數(shù),并且溫、濕度的控制精度要求較高;
  (2)凈化空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理過(guò)程除熱、濕度外,必須對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)過(guò)濾、中間過(guò)濾、末端過(guò)濾;
  (3)在潔凈室的氣流分布、氣流組織方面,要盡量限制和減少塵粒的擴(kuò)散,使?jié)崈羰业臍饬鞑皇芪廴荆?br />   (4)為了確保潔凈室不受室外污染或鄰室的污染,潔凈室與室外或鄰室必須保持一定壓差(正壓或負(fù)壓),最小壓差在5Pa以上,這就要求有一定的正壓風(fēng)量。要達(dá)到潔凈室的要求,最重要的一點(diǎn)是對(duì)空氣的處理,凈化空調(diào)系統(tǒng)對(duì)風(fēng)的處理過(guò)程如圖1所示。
                                    tb.png
  3凈化空調(diào)系統(tǒng)的自控方案
  組合空調(diào)機(jī)組是凈化空調(diào)系統(tǒng)中的主要設(shè)備,它集過(guò)濾裝置、加熱器、表冷器、加濕器、風(fēng)機(jī)等于一體組成各功能段,用風(fēng)管將潔凈空氣送給潔凈室,空調(diào)機(jī)組流程如圖2所示。
                                         tb1.png
  凈化空調(diào)系統(tǒng)控制方案的設(shè)計(jì)成功與否尤為關(guān)鍵,控制方案應(yīng)設(shè)計(jì)為較完整的自動(dòng)監(jiān)控裝置,可設(shè)計(jì)成單個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量、控制系統(tǒng),也可設(shè)計(jì)成數(shù)字計(jì)算機(jī)控制管理系統(tǒng)。其中數(shù)字直接控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))在現(xiàn)代樓宇自控中應(yīng)用廣泛,且日趨成熟,怎樣把這一成熟控制技術(shù)應(yīng)用在凈化空調(diào)系統(tǒng)中也是人們所關(guān)注的。以牡丹江天裕醫(yī)藥有限公司采用江森公司開(kāi)發(fā)的DX一9100系列直接數(shù)字控制器為例,來(lái)闡述凈化空調(diào)系統(tǒng)空氣處理過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)解決的方案。在設(shè)計(jì)中DX-9100系統(tǒng)控制器作為現(xiàn)場(chǎng)控制核心,與溫度、濕度、電動(dòng)閥等構(gòu)成組合空調(diào)機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
  對(duì)空調(diào)自控而言,采用DDC能獲得良好效果。一般傳統(tǒng)控制方式所需要的多個(gè)控制器及繁雜接線,才能實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制、延遲控制、切換控制等多種控制。現(xiàn)在由一個(gè)DDC控制器就可以滿足要求,與傳統(tǒng)控制方式相比,在控制內(nèi)容及規(guī)模相同的前提下,直接數(shù)字控制器的總成本大大減少,其功能及靈活性更是傳統(tǒng)控制方式所望塵莫及的。現(xiàn)以直接數(shù)字控制器為主的自控系統(tǒng)方案作一探討。
  3.1DX一9100直接數(shù)字控制器
  DX-9100直接數(shù)字控制器是現(xiàn)場(chǎng)控制裝置,它安裝在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)。最常用DX-9100控制器是一個(gè)模塊化、可擴(kuò)展,在現(xiàn)場(chǎng)具有顯示及操作能力的控制器,它的基本配置8、8DI、2AO、6120共24點(diǎn),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要可增加各類(lèi)型點(diǎn)的擴(kuò)展模塊,最多可擴(kuò)展64個(gè)點(diǎn)。DX-9100的軟件功能十分齊全,可實(shí)現(xiàn)各種現(xiàn)場(chǎng)控制要求。其操作系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)功能、l2個(gè)可編程模塊及PLC邏輯運(yùn)算模塊。由于它是由一個(gè)功能模塊所構(gòu)成,其圖形化編程工具使得程序設(shè)計(jì)異常簡(jiǎn)單,用戶只要簡(jiǎn)單地調(diào)用圖塊,填加參數(shù),控制程序便可生成。(1)除了完成各種運(yùn)算及PID回路邏輯控制功能外,還具備多級(jí)控制及統(tǒng)計(jì)功能;(2)PLC邏輯運(yùn)算模塊,具備一般PLC控制功能;(3)實(shí)時(shí)功能可同時(shí)設(shè)置8個(gè)時(shí)間控制程序,每個(gè)時(shí)間控制程序可針對(duì)星期一至星期日及特定的一些公眾假期,分別設(shè)定不同的啟動(dòng)/關(guān)閉時(shí)間。如此強(qiáng)大的軟件功能,決定DDC具有獨(dú)立運(yùn)作能力。
  3.2現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及功能
  以直接數(shù)字控制器為主的自控系統(tǒng)方案中,現(xiàn)場(chǎng)配置設(shè)備將達(dá)到以下功能:
  (1)壓力變送器——監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)狀態(tài);
  (2)溫度、濕度傳感器和變送器—~監(jiān)測(cè)回風(fēng)溫、濕度;
  (3)加熱、加濕、冷水電動(dòng)二通閥和電動(dòng)三通閥——調(diào)節(jié)回風(fēng)溫、濕度;
  (4)新風(fēng)電動(dòng)風(fēng)閥——保證新風(fēng)閥開(kāi)度,并與風(fēng)機(jī)連鎖。
  3.3凈化空調(diào)機(jī)組自控系統(tǒng)工作原理
  3.3.1對(duì)溫度的控制
  凈化空調(diào)系統(tǒng)采用DDC控制。裝設(shè)在回風(fēng)管(回風(fēng)溫度近似于潔凈室溫度)的溫度傳感器所檢測(cè)的溫度送往DX-9100,與設(shè)定點(diǎn)相比較,用比例加積分加微分運(yùn)算進(jìn)行控制,輸出相應(yīng)電壓信號(hào),控制加熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或冷水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作,控制回風(fēng)溫度保持在18~26℃之間,使?jié)崈羰覝囟确螱MP要求。
  3.3.2對(duì)濕度的控制
  裝設(shè)在回風(fēng)管(回風(fēng)濕度近似于潔凈室濕度)內(nèi)的濕度傳感器所檢測(cè)的濕度,送往控制器與設(shè)定濕度相比較,用比例加積分運(yùn)算控制,輸出電壓信號(hào),控制蒸汽電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作,控制回風(fēng)濕度保持在45%~65%,使?jié)崈羰覞穸纫詽M足GMP要求。
  3.4直接數(shù)字控制器為主的自控系統(tǒng)其它特點(diǎn)
  (1)系統(tǒng)中所有檢測(cè)數(shù)據(jù),均可在DX一9100顯示屏上顯示出來(lái)。1)新風(fēng)、回風(fēng)、預(yù)加熱之溫度,回風(fēng)濕度;2)風(fēng)機(jī)開(kāi)停狀態(tài)。
  (2)通過(guò)DX一9100內(nèi)預(yù)先編寫(xiě)的邏輯程序,系統(tǒng)可執(zhí)行下列連鎖功能。1)裝設(shè)在新風(fēng)入口處的風(fēng)門(mén)與風(fēng)機(jī)連鎖。當(dāng)風(fēng)機(jī)停止后,新風(fēng)風(fēng)門(mén)全關(guān);2)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與風(fēng)機(jī)啟動(dòng)連鎖。當(dāng)風(fēng)機(jī)停止后,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥亦同時(shí)關(guān)閉;3)風(fēng)機(jī)啟/停狀態(tài)是用壓差開(kāi)關(guān)檢測(cè)的。當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后,風(fēng)機(jī)二側(cè)壓差超過(guò)其設(shè)定值時(shí),開(kāi)關(guān)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,信號(hào)送往DX-9100系統(tǒng),控制程序立即投入運(yùn)行。
  (3)輸出可以通過(guò)手動(dòng)超越控制,加熱電動(dòng)閥、加濕電動(dòng)閥、冷水電動(dòng)閥、新風(fēng)電動(dòng)風(fēng)閥均可手動(dòng)調(diào)節(jié)它們的開(kāi)度。
  3.5選擇控制方案應(yīng)注意點(diǎn)
  (1)凈化空調(diào)機(jī)組的中初效過(guò)濾、中效過(guò)濾不適合用壓差開(kāi)關(guān)作為堵塞報(bào)警。根據(jù)GMP規(guī)定,初效過(guò)濾、中效過(guò)濾要求檢測(cè)初阻值、終阻值,壓差開(kāi)關(guān)不能直觀反映這一數(shù)值變化情況,也不便做記錄。
  (2)不適合選用送風(fēng)、回風(fēng)電動(dòng)風(fēng)閥執(zhí)行器對(duì)風(fēng)閥自由調(diào)節(jié)。潔凈室是由送風(fēng)、回風(fēng)和排風(fēng)按一定比例量來(lái)保證室內(nèi)壓差,如果可調(diào)送風(fēng)和回風(fēng),就改變了風(fēng)量,也就改變了潔凈室的壓差,不符合GMP要求。因此,凈化空調(diào)送風(fēng)閥全開(kāi)、回風(fēng)閥全開(kāi),新風(fēng)閥固定開(kāi)度,這種方案滿足G要求,又便于操作。
  (3)選擇變頻器控制風(fēng)機(jī)。與普通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)送風(fēng)閥開(kāi)度來(lái)控制風(fēng)量相比節(jié)能,又可任意調(diào)節(jié)風(fēng)量。操作方便,運(yùn)行穩(wěn)定。
  (4)空調(diào)風(fēng)機(jī)與管道風(fēng)機(jī)、除塵機(jī)連鎖。風(fēng)機(jī)啟,管道風(fēng)機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)啟;風(fēng)機(jī)停,管道風(fēng)機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)停。
  4結(jié)語(yǔ)
  在直接數(shù)字控制器為主的凈潔空調(diào)自控系統(tǒng)方案中,由于安裝在機(jī)房?jī)?nèi)的直接數(shù)字控制器(該控制器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是一對(duì)一的安裝及控制方式),將按內(nèi)部預(yù)先編寫(xiě)的軟件程序來(lái)滿足凈化空調(diào)機(jī)組的自動(dòng)控制和操作順序,保證了GMP所要求的潔凈室的溫、濕度、壓差指標(biāo),又能減輕操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度。凈化空調(diào)系統(tǒng)是制藥企業(yè)通過(guò)GMP認(rèn)證中的一個(gè)很重要設(shè)備,它直接關(guān)系到藥品的生產(chǎn)質(zhì)量,關(guān)系到認(rèn)證的成敗。選擇最佳的控制方案,不但少花錢(qián),還能減少通過(guò)認(rèn)證時(shí)由于空調(diào)方面可能存在的缺陷,真正做到凈化空調(diào)系統(tǒng)最優(yōu)的控制方案,創(chuàng)造最佳的生產(chǎn)環(huán)境.
  

文章標(biāo)題:工業(yè)電氣自動(dòng)化在凈化空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用方案

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