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淺談潔凈車間數字化監(jiān)管系統(tǒng)設計

四川華銳凈化 2019-03-05 20:22:52 閱讀

潔凈車間數字化監(jiān)控系統(tǒng)是針對制藥、電子等行業(yè)潔凈車間需求開發(fā)的管理系統(tǒng),利用傳感器技術、自動化控制技術、智能控制技術、信息化技術、數據分析與挖掘技術等綜合平臺,實現對潔凈車間的自動化、信息化、數字化管理,保證生產工藝環(huán)境要求大幅提高控制的穩(wěn)定性、節(jié)能降耗、節(jié)省人員、移動監(jiān)控等效果,提高企業(yè)綜合管理水平。 
  【關鍵詞】潔凈車間 凈化車間 AHU HAVC 自動控制 


  1 設計背景 
  空氣潔凈技術將空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等污染物排除,并能將室內溫度、潔凈力、氣流速度與分布、噪音振動及照明、靜電控制在要求范圍內,已在軍事、航天、微電子、精密制造、精細化工、醫(yī)療、生物制藥、食品等很多行業(yè)和領域得到廣泛的應用。隨著新GMP認證推進,國家食品藥品監(jiān)督管理局對藥廠、食品廠、醫(yī)院、醫(yī)療機械等行業(yè)的要求標準越來越高,潔凈工程技術將應用得越來越廣泛,要求也越來越嚴格。 
  目前對潔凈車間的管理還是勞動密集型,能耗高,管理方式粗放,自動控制水平不高,主要操作需人工調整。而潔凈室HVAC的多變量性、復雜性、時變性等因素造成過程要素之間存在嚴重非線性、大滯后以及強耦合關系,手動控制方法復雜,常出現人為延誤和誤操作,造成生產環(huán)境控制指標波動大,穩(wěn)定性差,需大量的人員進行維護、調整、抄表等,人力成本高。同時,傳統(tǒng)HVAC的技術能耗高,增加了企業(yè)運行成本。 
  2 系統(tǒng)設計方案 
  基于HTML5的監(jiān)控和管理高度集成的平臺,除了支持Windows、Mac、Linux等主流操作系統(tǒng)外,還支持麒麟等國產操作系統(tǒng),可很好的滿足今后國內操作系統(tǒng)變遷的需求。同時利用Web App技術,自動生成手機、平板等應用,實現移動監(jiān)控,任務調度、應急處理等。徹底解決傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)只測重實時監(jiān)控,控制與管理脫節(jié),實現管理功能和數據分析困難,幾乎不支持在手機、平板使用,成本高昂一系列等問題。 
  系統(tǒng)主要功能如下: 
  2.1 自動化控制、智能控制、集中監(jiān)控 
  (1)對主要參數進行集中控制和遠程監(jiān)控,解決傳統(tǒng)手工方法無法實時掌握數據,難于把控全局和及時進行精細化調整的問題,實現數據的實時化、遠程化、精確化管理。 
 ?。?)對空調的新風量、回風量、溫濕度、送風風量以及潔凈房間的送風量、壓差、溫濕度等進行自動化控制,由現有的空調機組的溫度、濕度控制單機控制,升級成為整個潔凈車間集中自動化控制。 
 ?。?)開發(fā)獨有模糊控制、聯動控制、平衡控制控制系統(tǒng),解決由于潔凈室HVAC的自動化傳統(tǒng)控制方法無法實現穩(wěn)定控制的難題,提高生產環(huán)境的穩(wěn)定性和可靠性,從而保證生產安全。 
  2.2 節(jié)能控制、平衡聯動控制 
  (1)系統(tǒng)根據環(huán)境溫度、濕度、工作時間和非工作時間段等參數,自動切換工作模式,提供不同參數下的風量和冷(熱)量供給,解決傳統(tǒng)人工控制反應不及時的問題,減少能源消耗。 
  (2)系統(tǒng)空氣處理部分采用新風定風量控制、二次回風控制、冷凍機群控等控制策略,可大幅度降低空氣處理所需的能源消耗。 
 ?。?)根據室外環(huán)境,自動切換工作模式。通過對潔凈車間運行時所消耗的能源(水、電、氣等)進行監(jiān)控和記錄,系統(tǒng)可以對歷史能耗數據進行分析,形成優(yōu)化的節(jié)能控制策略,節(jié)約能源,減少設備損耗。 
 ?。?)采用智能控制技術,系統(tǒng)可根據設定時間自動啟動、停機,使?jié)崈糗囬g在上班時間時提前到達所需潔凈度,溫、濕度,壓差等生產環(huán)境條件;在下班時間到達后,關閉空氣處理系統(tǒng),啟動值班風機等,維持潔凈環(huán)境最低要求。 
 ?。?)結合當地氣象條件,系統(tǒng)還可以實現通過冷卻水制冷的功能。即當地大氣溫度低于15℃,可以維持一定時間時,如果空氣處理系統(tǒng)還需制冷,系統(tǒng)可以根據設置條件,自動關停冷凍機組,啟用冷卻水進行制冷,大大降低能耗,節(jié)省運行成本。 
  2.3 數據與報表管理 
  采集傳感器數據,通過自動化抄表平臺,實現了自動抄表,自動記錄設備運行狀況,設備故障自動報警,設備保養(yǎng)維護自動提醒等功能。 
  2.4 智能報警平臺,設備供應商平臺 
 ?。?)獨創(chuàng)智能報警平臺,通過多種參數關聯比較、抽取歷史數據分析,使其發(fā)出模擬人工判斷的智能報警,及時發(fā)現和處理問題,解決了傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)只能顯示高高報、高報、低報、低低報的孤立且單一的報警模式。 
 ?。?)提供供應商協同平臺,通過手機APP、短信、自動語音電話等方式,設備廠家可實時把握異常信息和運行狀態(tài),進行故障分析,有利于快速發(fā)現問題,實時反饋處理情況給企業(yè)。同時設備供應商通過平臺對設備歷史運行數據分析,從而對設備的維護、保養(yǎng)、更換提出合理化建議。 
  2.5 數據分析與挖掘 
  (1)提供潔凈車間KPI(關鍵績效指標)管理,利用大數據分析和預測等技術,實現企業(yè)運行主要數據的分析、跟蹤、預測,實現提前預警、及時處理。 
 ?。?)通過對年度、季度、月的整體綜合能源數據統(tǒng)計與分析,及時將進行工藝優(yōu)化及設備改造的能耗對標有效的進行展示。 通過對能耗數據的監(jiān)控與分析,實現能源的成本核算,建立客觀的以數據為依據的能源消耗評價體系,如圖1。 
  3 結論 
  潔凈數字化監(jiān)管是一門跨行業(yè)、跨部門、跨學科的綜合性新興分支學科,隨著國家政策的不斷出臺,對潔凈環(huán)境要求也在不斷嚴格, 通過在實驗室測試,應用系統(tǒng)后,HAVC系統(tǒng)節(jié)能30%以上,節(jié)省人工70%左右,預計大概2-3年收回成本,因此項目易被客戶接受,前景廣闊。 

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