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上海國家會展中心

2025年6月4-6日

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生物潔凈實驗室的“呼吸法寶” — 通風凈化自動控制系統(tǒng)

隨著我國生物、醫(yī)療、衛(wèi)生事業(yè)的快速發(fā)展,在微生物學研究、生物技術(shù)開發(fā)、遺傳基因工程、特殊醫(yī)療手術(shù)病房等多個方面,越來越多的生物安全潔凈實驗室相繼建立和投入使用。新風系統(tǒng)對于這類為了維持室內(nèi)整潔和溫度環(huán)境而不允許開窗換氣的場所來說,是不可或缺的一部分。

 

01 生物安全防護實驗室

 

生物安全防護實驗室是指實驗室的結(jié)構(gòu)和設(shè)施、安全操作規(guī)程、安全設(shè)備能夠確保工作人員在處理含有致病微生物及其毒素時,不受實驗對象侵染,周圍環(huán)境不受污染。

 

生物安全潔凈實驗室對通風空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計要求,在很多方面有別于普通的生物潔凈室,如系統(tǒng)劃分、設(shè)備備用、氣流流向、壓力控制、送風和排風處理、系統(tǒng)控制等方面。

 

02 生物安全防護實驗室自動控制系統(tǒng)

 

自動控制是生物安全潔凈實驗室各系統(tǒng)是否能正常工作的關(guān)鍵,為了保證系統(tǒng)安全運行,一套完整、可靠、快速可調(diào)的自控裝置是必不可少的,它應(yīng)包含空調(diào)系統(tǒng)開、關(guān)機及保護邏輯功能,風量和風壓監(jiān)測與報警功能。此外還有負壓控制系統(tǒng)開啟、關(guān)閉程序功能。

 

1.實驗室風量狀態(tài)

 

潔凈實驗室應(yīng)有兩種風量控制狀態(tài),即工作狀態(tài)和待命狀態(tài)。工作狀態(tài)要求實驗室滿足壓力和潔凈度,這時實驗室工作時送、排風量為設(shè)計值。待命狀態(tài)下由于實驗室沒人使用,送、排風量只要維持小負壓,滿足空氣流向要求,這兩種狀態(tài)均由計算機程序控制。

 

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2.溫濕度控制

 

控制系統(tǒng)根據(jù)潔凈實驗室內(nèi)設(shè)定溫濕度和實測量控制潔凈空調(diào)機組制冷、加熱、加濕和除濕等工況,保證潔凈實驗室環(huán)境。

 

夏季溫濕度控制工況分正常工況和除濕工況,通過計算新風含濕量和設(shè)定含濕量,確定是否需要除濕。不需要除濕時,通過調(diào)節(jié)冷水閥控制房間溫度,使房間溫度在控制范圍內(nèi);需要除濕時,通過調(diào)節(jié)冷水閥進行露點除濕,控制房間濕度,并調(diào)節(jié)熱水閥控制房間溫度。

 

冬季通過調(diào)節(jié)熱水閥控制房間溫度,并通過調(diào)節(jié)電加濕器,控制房間濕度。

 

03 生物潔凈實驗室中的自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

 

1.自動控制系統(tǒng)硬件設(shè)備組成

 

自動控制系統(tǒng)將實驗室所有系統(tǒng)完全整合,由上位計算機進行全面的監(jiān)控。包括空調(diào)設(shè)備監(jiān)控、室內(nèi)參數(shù)監(jiān)控、室內(nèi)設(shè)備、門禁系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息傳輸,每項控制內(nèi)容為獨立視窗界面,包括起停、設(shè)定、循檢、報警、歷史趨勢、報表、后臺管理、幫助信息等子項。

 

(1)可編程控制器

 

在p3自動控制系統(tǒng)中,下位機采用可編程控制器,使機電控制、過程控制與商務(wù)管理之間的無縫連接成為現(xiàn)實,通過web瀏覽器可以讓我們輕松地實現(xiàn)異地監(jiān)控。

 

(2)上位監(jiān)控計算機

 

上位計算機采用工業(yè)計算機實現(xiàn)實驗室的整體控制管理。

 

(3)閥門執(zhí)行器、傳感器

 

(4)變頻器

 

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2.空調(diào)設(shè)備監(jiān)控

 

空調(diào)設(shè)備監(jiān)控包括對冷熱源起停,故障狀態(tài)報警,故障切換,冷熱源的各參量的監(jiān)控;

 

水泵的起停,故障狀態(tài)報警,故障切換及水泵用電電壓等參量的監(jiān)控;新風送風子系統(tǒng)的監(jiān)控主要有送風閥的開關(guān),初中效過濾器的堵塞報警,送風機的起停、故障狀態(tài)報警、故障切換、變頻器的故障狀態(tài)報警,送風溫濕度、送風量等;排風子系統(tǒng)與送風子系統(tǒng)具有相同的控制功能??照{(diào)設(shè)備中的水泵、送風機、排風機等均采用一用一備,主備之間既可互換又互鎖,實現(xiàn)主備交替運行。

 

3.室內(nèi)參數(shù)監(jiān)控

 

室內(nèi)參數(shù)由環(huán)境溫度、濕度、壓力及送風量組成,溫度的監(jiān)控由溫度傳感器與空調(diào)機組的表冷段及其閥門經(jīng)過pid調(diào)節(jié)來完成設(shè)定;濕度監(jiān)控由自整定電極加濕器來完成,壓力梯度及送風量的監(jiān)控由壓力及風量傳器、送風閥、排風閥來完成。溫濕度、壓力報警由室聲光報警器和上位計算機報警提示來完成。

 

4.室內(nèi)設(shè)備監(jiān)控

 

室內(nèi)設(shè)備監(jiān)控主要是對生物安全柜的起停及故障狀態(tài)進行監(jiān)控。

 

5.門禁控制

 

門禁指紋識系統(tǒng)采用門禁主控制器及指紋識別器。實驗室門禁系統(tǒng)由指紋識別門禁系統(tǒng)及非接觸式紅外感應(yīng)門控開關(guān)組成。在男更衣室和女更衣室出入口處各一套指紋識別門禁系統(tǒng),通過指紋識別進出實驗室。實驗室內(nèi)各道門采用非接觸式紅外感應(yīng)門控開關(guān)控制各道門。各道門之間均設(shè)有互鎖功能;同時,在出現(xiàn)緊急情況時,可開啟狀態(tài)。

 

6.手動控制系統(tǒng)

 

為確保實驗室不間斷運行,防止某個設(shè)備故障使自動控制無法正常運行,增設(shè)了手動控制系統(tǒng),在自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時切換到手動控制系統(tǒng),以確保實驗室內(nèi)各參量維持不變。

 

??? 圖文來源:迅領(lǐng)實驗室

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