一种洁净室智能调控系统的制作方法

本发明属于洁净手术室远程监控技术领域，尤其是涉及一种洁净室智能调控系统。

背景技术：

由于医院、生物制药、微电子等行业生产的特征，特别是制药厂、电子厂其生产的主要核心环节均需要在洁净室内完成，为达到一定的洁净度等级，不得不采用较大的换气次数，购置高精准的生产设备，即使这样，由于洁净室参数的波动性大也会造成生产的废品率提高，因此，高昂的生产成本必然造成药品、电子产品的居高不下。

即使在洁净室出风末端专门设置高效过滤送风单元，也会存在较大的空气流通阻力，同时会加大更换高效过滤送风单元的人工费用，更换的同时也会影响洁净室的正常使用。洁净室内的人员数量、设备、灯光负荷量差异很大，特别是实验室和手术室，平时都处于待机状态，室内人员少，耗电量低，尤其是能耗较大的高效过滤送风单元的循环风机无需开启，但是为了确保室内的净化参数循环风机24小时开启，能源的高度浪费显而易见。目前用于洁净室参数的控制设备包括净化空调机组、通风柜、臭氧消毒设备、高效过滤单元、转轮除湿机、除尘机组等，因为没有与之相配套的监控系统，使得出现故障的设备无法得到及时修理，严重影响洁净室的参数要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种洁净室智能调控系统，以提供以一种控制方便，智能灵活，空气净化能力强，能够降低运行成本，减少洁净室能源浪费，同时确保洁净室参数满足要求，提高产品生产成功率的洁净室智能调控系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种洁净室智能调控系统，包括操作站、通讯接口控制器、智能控制装置、洁净室运行设备和洁净室参数采集设备，所述洁净室参数采集设备包括独立安装在洁净室内用于采集信号的洁净室压差传感器、洁净室温湿度传感器和CO2浓度传感器，所述智能控制装置包括分别独立安装的机组采集控制器和洁净室采集控制器，所述洁净室采集控制器分别信号连接至所述洁净室压差传感器、所述洁净室温湿度传感器和所述CO2浓度传感器，所述洁净室运行设备信号连接至所述机组采集控制器，所述机组采集控制器和所述洁净室采集控制器均经过所述通讯接口控制器连接至所述操作站。

进一步的，所述智能控制装置为智能配电箱，其内部独立安装所述机组采集控制器、所述洁净室采集控制器、变压器、断路器组、接触器组、热继电器组、熔断器组和中间继电器，外部箱门上安装指示灯组和若干按钮，所述智能配电箱一侧安装散热网和风扇。

进一步的，所述断路器组包括若干分别独立安装的断路器，所述接触器组包括若干分别独立安装的接触器，所述热继电器组包括若干分别独立安装的热继电器，所述熔断器组包括若干分别独立安装的熔断器，所述指示灯组包括分别独立设置的电源指示灯、运行指示灯和故障指示灯，所述按钮包括分别独立安装的启动按钮和停止按钮。

进一步的，所述洁净室运行设备包括洁净室内独立安装的转轮除湿机、臭氧消毒设备、高效过滤送风单元、送风机、排风机、除尘机组、电加热、加湿器、初效过滤器、中效过滤器、新风阀、回风阀、预热盘管、表冷器和通风柜，所述洁净室参数采集设备包括独立安装在洁净室内用于采集信号的回风温湿度传感器、送风温湿度传感器和送风压差变送器，三相四线电源经一号断路器、九号断路器后连接至所述转轮除湿机，所述三相四线的任一项电经一号断路器分别经过十号断路器连接至所述臭氧消毒设备，经十一号断路器连接至所述高效过滤送风单元；所述三相四线的任一项电经二号断路器和所述停止按钮连接至一号熔断器的一端，所述一号熔断器的另一端分别经所述电源指示灯接N线，经并联的常开触点后串联所述故障指示灯接至N线，经所述风扇后接N线，经串联的所述启动按钮和所述运行指示灯后接至N线，其中所述运行指示灯并联一个所述中间继电器；所述三相四线电源经二号断路器后分别经过三号断路器、一号接触器和一号热继电器连接至所述送风机，经过四号断路器、二号接触器和二号热继电器后连接至所述排风机，经过五号断路器、三号接触器和三号热继电器后连接至所述除尘机组，经过六号断路器和四号接触器后连接至所述电加热，经过七号断路器和五号接触器后连接至所述加湿器，所述三相四线电源的任一项经二号断路器、八号断路器、变压器和二号熔断器后分别连接至所述通风柜、所述机组采集控制器和所述洁净室采集控制器，所述洁净室采集控制器信号连接至所述高效过滤送风单元，所述机组采集控制器信号连接至所述回风温湿度传感器、所述送风温湿度传感器、所述初效过滤器、所述中效过滤器、所述新风阀、所述回风阀、所述预热盘管、所述表冷器、所述电加热、所述转轮除湿机和所述加湿器。

进一步的，所述高效过滤送风单元安装在洁净室出风末端，所述高效过滤送风单元与所述中效过滤器管路连接，且管路上安装所述送风温湿度传感器和所述送风压差变送器。

进一步的，所述通风柜上安装手操器和风阀执行器。

进一步的，所述回风温湿度传感器安装在所述回风阀上。

进一步的，所述操作站信号连接至打印机。

相对于现有技术，本发明所述的洁净室智能调控系统具有以下优势：

(1)本发明所述的洁净室智能调控系统，操作站能实时了解洁净室运行设备的工作状态、远程启停、调节洁净室参数，极大地改善和提高了系统管理水平，完成了洁净室运行设备由人工逐层启动、控制、管理、调节转换为自动化、信息化、网络化、智能化，具有远程自动控制、实时监测、节能降耗等各种人性化管理服务功能于一身。

(2)本发明所述的洁净室智能调控系统，在满足洁净室参数达到净化级别的前提下，减少了空气处理过程中的冷、热量消耗，大幅度降低运行成本；同时，系统可根据洁净室人员的变化和实际负荷进行综合性能优化，降低了洁净室控制的随意性和滞后性。

(3)本发明所述的洁净室智能调控系统，设置的智能控制装置和各种设备，使各种洁净室参数不超过安全值，保证洁净室运行设备在良好的状态下启停，当运行状态出现异常或事故时，能发出警报并给予事故处理，避免事故的发生和扩大。

(4)本发明所述的洁净室智能调控系统，统一由智能控制装置来管控，实现了设备管理的集成化和自动控制的模块化，净化空调机组的控制由机组采集控制器来控制，洁净室各房间的控制由洁净室采集控制器来控制，实现了软件硬件的配套化，控制程序嵌入到智能控制装置的机组采集控制器和洁净室采集控制器的内部，且操作站的上位机软件与智能控制装置通过通讯接口控制器实现在线对话，实时根据现场采集的信号对洁净室设备进行智能调控。

(5)本发明所述的洁净室智能调控系统，系统的各种曲线、报表、数据存储等功能在操作站中实现，各个设备的逻辑、关联保护功能在智能控制装置上实现，操作站或通讯接口控制器发生故障时，洁净室设备仍能正常工作，使智能控制装置完全实现了运行和安全保护的自治。

(6)本发明所述的洁净室智能调控系统，实现了“专业专控”，对洁净室微粒、有害空气、细菌等污杂物进行有效控制，使温度、湿度、洁净度、室内压差、气流速度各项指标均满足安全生产。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的洁净室智能调控系统的控制原理图；

图2为本发明实施例所述的洁净室智能调控系统的电路原理图；

图3为本发明实施例所述的智能控制装置的主视图；

图4为本发明实施例所述的智能控制装置的去门主视图；

图5为本发明实施例所述的智能控制装置的侧视图。

附图标记说明：

1-操作站；2-打印机；3-通讯接口控制器；4-智能控制装置；41-机组采集控制器；42-洁净室采集控制器；43-变压器；44-断路器组；441-一号断路器；442-二号断路器；443-三号断路器；444-四号断路器；445-五号断路器；446-六号断路器；447-七号断路器；448-八号断路器；449-九号断路器；4410-十号断路器；4411-十一号断路器；45-接触器组；451-一号接触器；452-二号接触器；453-三号接触器；454-四号接触器；455-五号接触器；46-热继电器组；461-一号热继电器；462-二号热继电器；463-三号热继电器；47-熔断器组；471-一号熔断器；472-二号熔断器；48-中间继电器；49-指示灯组；491-电源指示灯；492-运行指示灯；493-故障指示灯；410-按钮；4101-启动按钮；4102-停止按钮；411-散热网；412-风扇；5-洁净室运行设备；51-转轮除湿机；52-臭氧消毒设备；53-高效过滤送风单元；54-送风机；55-排风机；56-除尘机组；57-电加热；58-加湿器；59-初效过滤器；591-一号压差开关；592-露点模块；510-中效过滤器；5101-二号压差开关；511-新风阀；512-回风阀；513-预热盘管；514-表冷器；515-通风柜；5151-手操器；5152-风阀执行器；6-洁净室参数采集设备；61-回风温湿度传感器；62-送风温湿度传感器；63-送风压差变送器；64-洁净室压差传感器；65-洁净室温湿度传感器66-CO2浓度传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种洁净室智能调控系统，如图1至图5所示，包括操作站1、通讯接口控制器3、智能控制装置4、洁净室运行设备5和洁净室参数采集设备6，所述洁净室参数采集设备6包括独立安装在洁净室内用于采集信号的洁净室压差传感器64、洁净室温湿度传感器65和CO2浓度传感器66，所述智能控制装置4包括分别独立安装的机组采集控制器41和洁净室采集控制器42，所述洁净室采集控制器42分别信号连接至所述洁净室压差传感器64、所述洁净室温湿度传感器65和所述CO2浓度传感器66，所述洁净室运行设备5信号连接至所述机组采集控制器41，所述机组采集控制器41和所述洁净室采集控制器42均经过所述通讯接口控制器3连接至所述操作站1，操作站1的上位机软件能实时了解洁净室运行设备的工作状态、远程启停、调节洁净室参数，极大地改善和提高了系统管理水平，完成了洁净室运行设备由人工逐层启动、控制、管理、调节转换为自动化、信息化、网络化、智能化，具有远程自动控制、实时监测、节能降耗等各种人性化管理服务功能于一身。

所述智能控制装置4为智能配电箱，其内部独立安装所述机组采集控制器41、所述洁净室采集控制器42、变压器43、断路器组44、接触器组45、热继电器组46、熔断器组47和中间继电器48，外部箱门上安装指示灯组49和若干按钮410，所述智能配电箱一侧安装散热网411和风扇412，便于智能控制装置4内部元器件的散热，延长元器件使用寿命。

所述断路器组44包括若干分别独立安装的断路器，所述接触器组45包括若干分别独立安装的接触器，所述热继电器组46包括若干分别独立安装的热继电器，所述熔断器组47包括若干分别独立安装的熔断器，所述指示灯组49包括分别独立设置的电源指示灯491、运行指示灯492和故障指示灯493，方便及时了解整个系统的工作状态。

所述洁净室运行设备5包括洁净室内独立安装的转轮除湿机51、臭氧消毒设备52、高效过滤送风单元53、送风机54、排风机55、除尘机组56、电加热57、加湿器58、初效过滤器59、中效过滤器510、新风阀511、回风阀512、预热盘管513、表冷器514和通风柜515，所述洁净室参数采集设备6包括独立安装在洁净室内用于采集信号的回风温湿度传感器61、送风温湿度传感器62和送风压差变送器63，三相四线电源经一号断路器441、九号断路器449后连接至所述转轮除湿机51的控制箱，所述三相四线的任一项电经一号断路器441分别经过十号断路器4410连接至所述臭氧消毒设备52，经十一号断路器4411连接至所述高效过滤送风单元53；

所述三相四线的任一项电经二号断路器442和所述停止按钮4102连接至一号熔断器471的一端，所述一号熔断器471的另一端分别经所述电源指示灯491接N线，经并联的常开触点后串联所述故障指示灯493接至N线，经所述风扇412后接N线，经串联的所述启动按钮4101和所述运行指示灯492后接至N线，其中所述运行指示灯492并联一个所述中间继电器48；所述按钮410包括分别独立安装的启动按钮4101和停止按钮4102，当操作站1或通讯接口控制器3发生故障时，智能控制装置4可以通过启动按钮4101和停止按钮4102对整个系统进行手动启停，通过断路器组44、接触器组45、热继电器组46的主回路实现对洁净室运行设备进行手动启停；

所述三相四线电源经二号断路器442后分别经过三号断路器443、一号接触器451和一号热继电器461连接至所述送风机54，经过四号断路器444、二号接触器452和二号热继电器462后连接至所述排风机55，经过五号断路器445、三号接触器453和三号热继电器463后连接至所述除尘机组56，经过六号断路器446和四号接触器454后连接至所述电加热57，经过七号断路器447和五号接触器455后连接至所述加湿器58的控制箱，所述三相四线电源的任一项经二号断路器442、八号断路器448、变压器43和二号熔断器472后分别连接至所述通风柜515、所述机组采集控制器41和所述洁净室采集控制器42，所述洁净室采集控制器42信号连接至所述高效过滤送风单元53，所述机组采集控制器41信号连接至所述回风温湿度传感器61、所述送风温湿度传感器62、所述初效过滤器59的一号压差开关591和露点模块592、所述中效过滤器510的二号压差开关5101、所述新风阀511、所述回风阀512、所述预热盘管513的预热阀、所述表冷器514的冷水阀、所述电加热57的三级电加热装置、所述转轮除湿机51的控制箱和所述加湿器58的控制箱。

所述高效过滤送风单元53安装在洁净室出风末端，所述高效过滤送风单元53与所述中效过滤器510管路连接，且管路上安装所述送风温湿度传感器62和所述送风压差变送器63，为了确保洁净室的空气洁净度，同时空气得到有效利用，降低能耗。

所述通风柜515上安装手操器5151和风阀执行器5152。

所述回风温湿度传感器61安装在所述回风阀512上。

所述操作站1信号连接至打印机2。

一种洁净室智能调控系统的工作原理为：

智能控制装置4的机组采集控制器41通过一号压差开关591监测初效过滤器59两侧的压差，当初效过滤器59两侧的压差大于120Pa时，机组采集控制器41接收到一号压差开关591由0变成1的信号，机组采集控制器41发出报警信号，并通过通讯接口控制器3传输给操作站1的上位机软件，操作站1的上位机软件界面显示初效过滤器59堵塞报警，应及时更换初效过滤器59，以免使微粒随着空气进入洁净室。

智能控制装置4的机组采集控制器41通过二号压差开关5101监测中效过滤器510两侧的压差，当中效过滤器510两侧的压差大于200Pa时，机组采集控制器41接收到二号压差开关5101由0变成1的信号，机组采集控制器41发出报警信号，并通过通讯接口控制器3传输给操作站1的上位机软件，操作站1的上位机软件界面显示中效过滤器510堵塞报警，应及时更换中效过滤器510，以免使微粒随着空气进入洁净室。

回风温湿度传感器61根据表冷器514后的露点模块592自动判断出季节工况模式，并将实测的回风温度值传输给智能控制装置4，智能控制装置4的机组采集控制器41自动识别并判断，当温度过低时，机组采集控制器41关闭新风阀511，全开回风阀512，通过预热盘管513的预热阀实现洁净室运行设备的防冻控制；当回风温湿度传感器61将实测的回风温度值、湿度值传输给智能控制装置4时，智能控制装置4的机组采集控制器41根据季节工况模式，调节表冷器514冷水阀的开度，对三级电加热装置571进行一级、二级、三级不同级别的启停，以实现洁净室温度的调控，同时湿度值偏低时，智能控制装置4的机组采集控制器41驱动加湿器58的控制箱工作，以实现提高洁净室湿度的目的，湿度偏高时，智能控制装置4的机组采集控制器41驱动转轮除湿机51的控制箱工作，以实现降低洁净室湿度的目的。

为了确保洁净室温度、湿度值控制精准，洁净室智能调控系统采用串级控制模式，设置送风温湿度传感器62，根据送风温湿度传感器62的温度实测值、湿度实测值与机组采集控制器41的预设值进行比较，对送往洁净室的送风温度和湿度进行微调，最后通过洁净室采集控制器42采集到的房间温湿度值来进一步确保洁净室温湿度达到工艺要求；机组采集控制器41和机组采集控制器41将所有采集到的温度、湿度值通过通讯接口控制器3传输给操作站1的上位机软件，操作站1的上位机软件界面显示回风温湿度值、送风温湿度值和房间温湿度值。

当送风压差变送器63将实测的压差信号传输给智能控制装置4的机组采集控制器41时，机组采集控制器41根据预设值进行比较，通过电路驱动送风机54的启停和控制，再根据洁净室压差传感器64的实测压差信号通过机组采集控制器41进行房间风量的调节。CO2浓度传感器66将检测到的浓度值传输给智能控制装置4的机组采集控制器41，机组采集控制器41来控制除尘机组56的启停。

为了确保洁净室的空气洁净度，同时空气得到有效利用，降低能耗，在洁净室出风末端专门设置高效过滤送风单元53，根据洁净室房间温湿度值和压差值自动调节智能控制装置4内的高效过滤单元启停。

洁净室不需要使用时，需要定期对洁净室空气进行消毒，智能控制装置4接收到臭氧消毒设备52的启动信号后，开始洁净室的消毒模式控制；当臭氧消毒设备52断电后，停止洁净室的消毒模式控制。

洁净室的通风柜515上设有手操器，当通风柜515手操器开启通风柜515时，通风柜515风阀执行器带电打开，智能控制装置4驱动排风机55启动。

智能控制装置4设有手动启动按钮4101和停止按钮4102，当操作站1或通讯网络发生故障时，智能控制装置4可以通过启动按钮4101和停止按钮4102对整个系统进行手动启停，通过各断路器组44、接触器组45、热继电器组46的主回路实现对洁净室运行设备进行手动启停。智能控制装置4配置系统电源指示灯491、运行指示灯492，故障指示灯493，以及时了解整个系统的工作状态。智能控制装置4配置风扇412，便于智能控制装置4内部元器件的散热，延长元器件使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。