《药厂空调设计》word版参考模板.docx
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一、概述.........................................2
二、方案的提出与分析..............................2
三、楼宇自控各子系统具体要求.....................3
四、楼宇自控系统设计..............................6
五、设备选型.....................................10
六.绘制系统图....................................12
七.绘制接线图....................................12
八.总结...........................................16
九.参考文献........................................16
药厂工艺性空调自控设计
一、概述
随着科学技术的发展，医疗水平和人民生活水平质量的提高，人们对药品生产坏境的要求越来越高，所以在设计洁净厂房的空调系统时，我们应该严格遵守国家统一的标准、规范，以防止在生产过程中因不洁微粒和微生物而引起药品感染、交叉感染。
目前已有的相关规范，除了已在世界各国制药企业中得到广泛推广的《药品生产质量管理规范》，还有我国的GB59973－2001《洁净厂房设计规范》和国家医药管理局1997年1月颁布实施的《医药工业洁净厂房设计规范》。
空气净化一方面是送入洁净空气对室内污染空气进行稀释，另一方面是迅速排出室内浓度高的污染空气。
而为保证生产环境或其他用途的洁净室所要求的空气洁净度，需要采取控制污染源，减少污染发生量，阻止室内的污染物侵入室内等多方面的综合措施才能达到目标。
合格的洁净生产环境是药品生产的基本条件，空调净化系统通过循环风、杀菌、除菌、消毒等方式，能够有效地控制洁净室内悬浮粒子及细菌对生产的污染，使室内生产环境的空气洁净度符合工艺要求。
空气调节不仅应能有效地控制洁净室内的温度、湿度、气流速度以及空气洁净度，而且应能迅速排除药物、消毒剂等散发的刺激性气味或臭味等；并应在提高室内空气品质的同时，保护好室外小环境，防止细菌扩散，减少交叉污染。
二、方案的提出与分析
合格的洁净生产环境是药品生产的基本条件，空调净化系统通过循环风、杀菌、除菌、消毒等方式，能够有效地控制洁净室内悬浮粒子及细菌对生产的污染，使室内生产环境的空气洁净度符合工艺要求。
空气调节不仅应能有效地控制洁净室内的温度、湿度、气流速度以及空气洁净度，而且应能迅速排除药物、消毒剂等散发的刺激性气味或臭味等；并应在提高室内空气品质的同时，保护好室外小环境，防止细菌扩散，减少交叉污染。
节约能源,空调系统及相关设备能源消耗占运行成本的很大一部分。
要求选用先进的控制系统达到最佳节能效果,给业主一个良好的投资回报。
提供防范性保养,对可能发生的设备故障做出事先维护性提示,累计设备运行时间,延长设备的使用寿命,降低运行成本。
通过分层式网络监控系统,达到集中管理、分散控制的效果、提高对空调系统的整体管理效率,提高能源分配使用和故障维修能力、并减少工作人员和机电设备维护费用。
三、楼宇自控各子系统具体功能要求
药厂空调系统包括动力车间和四个综合制药车间（空调分区）。
动力车间为综合制药车间提供冷源和热源。
1）冷冻站系统的监控要求
监控设备:
冷水机组2台、冷冻泵5台、冷却泵5台、集水器2台、分水器2台和冷却塔4台。
监控内容:
（1）完成冷却水系统、冷冻水系统、冷冻机组的启/停的顺序控制;
（2）各冷冻机组控制回路中辅助触点信号作为冷冻机组的运行状态信号;
（3）测量冷冻水总供回水温度及回水流量;
（4）由冷冻水总供水流量和供回水温差,计算实际负荷,确定冷冻机组的运行台数;
（5）测量冷却水供回水温度,以冷却水回水温度来控制冷却塔风机的启停,使冷冻机能在更高效率下运行;
（6）测量冷冻水总供回水压力差,调节旁通阀门开度,保证冷水机组恒水量工作;
（7）监测各水泵、冷水机组和冷却塔风机的运行状态,故障状态,并启/停控制;
（8）中央站彩色动态图形显示、记录各种参数、状态、报警,记录启停时间、累计运行时间及其他的历史数据及趋势图等。
2）换热器的监控要求
监控设备:
换热器2台、热水泵3台。
监测各热交换器二次水回水温度,依据回水温度按PID调节一次蒸汽调节阀,保证回水温度稳定在设定值范围内。
监控内容:
（1）测量各热交换器的二次侧循环热水回水温度,以此调节一次蒸汽调节阀开度;
（2）检测各热水循环泵的运行状态及故障测量;
（3）中央站彩色动态图形显示、打印、记录各种参数、状态及其他历史数据等。
3）空调系统的监控要求
监控设备:
空调机组21台。
监控内容:
（1）根据回风温度控制冷冻水回水调节阀/蒸汽加热阀的开度,使回风温度控制在预定温度,根据时间程序自动启/停送风机,同时监视其运行状态和计算运行时间,具有任意周期的实时时间控制功能;
（2）监测送风机的运行状态和故障状态,故障时报警,并累计运行时间;
（3）由压差开关测量空气过滤器两侧压差,超过设定值时报警,提醒清洗初/高效过滤器;
（4）风机、风阀、冷水调节阀、蒸汽加热阀、加湿阀及防霜冻状态连锁控制程序。
启动顺序:
开风机、冷水调节阀、蒸汽加热阀和加湿阀。
停机顺序:
关加湿阀、风机、风阀和冷热水阀（冬季防霜冻保护装置开始工作）。
（5）季节变化转换控制:
夏季运行状况,根据回风温度与设定值偏差按PID调节表冷器水阀,达到降温去湿的目的,冷冻站控制原理图如图2.21所示。
冬季运行状况,根据回风温度与设定值的偏差按PID调节蒸汽加热阀,根据回风湿度与设定值的偏差按PID调节加湿阀,从而达到恒温、恒湿的目的。
空调机箱内防霜冻开关工作,当进入空调箱内空气低于一定值（一般设为5℃）,关闭新风阀,蒸汽阀全部打开,让蒸汽流过以防盘管受冻,同时将报警信号送至中央管理站。
（6）测量新风、回风的温湿度,根据其焓值,调节新风阀、回风阀的开度,在保持系统循环空气质量的前提下达到最大节能效果。
（7）中央站彩色图形显示,记录各种参数、状态、报警,记录启停时间、累计运行时间及其历史数据等。
4）变配电系统的监视和测量要求
变电室:
对高压侧及低压侧的电流、电压以及低压侧的功率因数要求进行监测。
四、楼宇自控系统设计
根据业主对自控系统的功能要求,确定自控点数表。
1）冷冻站自控系统设计
（1）根据冷冻站控制原理图（图2－21）,确定冷冻站测控点、测控点类型。
2）根据冷冻站控制原理列出冷冻站点表（表2－19）。
表2－19冷冻站点表
控制点描述
AI
AO
DI
DO
接口位置
冷水机组开/关控制
1×2
DDC数字量输出接口
冷水机组运行状态
1×2
动力箱主电路接触器的辅助接点
冷水机组故障状态
1×2
动力箱主电路热继电器的辅助接点
冷水机组水流状态
1×2
冷水机组出水口的水流指示器
冷冻水泵开/关控制
1×5
DDC数字量输出接口
冷冻水泵运行状态
1×5
冷冻水泵出水口的水流指示器
冷冻水泵故障状态
1×5
动力箱主电路热继电器的辅助接点
冷冻水压差旁通阀
1
DDC模拟量输出接口
冷冻水供水温度
1
分水器进水口水管温度传感器
冷冻水供水/回水压差
1
分水器进水口与集水器之间压差传感器
冷冻水回水温度
1
集水器出水口水管温度传感器
冷冻水总回水流量
1
集水器出水口电磁流量计
冷却水泵开关控制
1×5
DDC数字量输出接口
冷却水泵运行状态
1×5
冷却水泵出水口的水流指示器
冷却水泵故障状态
1×5
动力箱主电路热继电器的辅助接点
冷却塔风机开关控制
1×4
DDC数字量输出接口
冷却塔风机运行状态
1×4
动力箱主电路接触器的辅助接点
冷却塔风机故障状态
1×4
动力箱主电路热继电器的辅助接点
冷却塔回水温度
1
冷却塔回水管温度传感器
合计
5
1
34
16
2）换热站自控系统设计
（1）根据换热站控制原理图（图2－22）,确定换热站测控点、测控点类型。
（2）根据换热站控制原理列出换热站点见表2－20。
表2－20换热站点表
3）空调机组自控系统设计
（1）根据空调机组原理图（图2－23）,确定空调机组的测控点数、测控点类型。
8
FF
风阀执行器
GBB163.1E
2
7
LT
防霜冻传感器
QAF81
1
6
TR
房间温湿度传感器
QFA65
3
5
DP
压差开关
QBM8.5
2
4
PDT
压差传感器
QBM62.2
2
3
TV
水阀
VVG41∕SQX62
3
2
T
风管温湿度传感器
QFM65
3
1
DDC－4
控制器
MEC200
1
序号
设备位号
名称
型号
数量
（2）根据空调机组控制原理列出空调机点表（表2－21）。
表2－21空调机组点表
控制点描述
AI
AO
DI
DO
接口位置
空调机组开关控制
1×21
DDC数字输出接口
送风机运行状态
1×21
送风机进出口压差开关
送风机故障状态
1×21
动力箱热继电器的辅助触点
新风门开度控制
1×21
DDC模拟输出接口
冷冻水回水阀控制
1×21
DDC模拟输出接口
热水电动阀门控制
1×21
DDC模拟输出接口
过滤网阻塞报警
2×21
压差传感器
回风温度
1×21
风管式温度传感器
回风湿度
1×21
风管式湿度传感器
送风温度
1×21
风管式温度传感器
送风湿度
1×21
风管式湿度传感器
室外温度
3
风管式温度传感器
室外湿度
3
风管式湿度传感器
回风门开关控制
1×21
DDC模拟输出接口
蒸汽加湿电动阀门控制
1×21
DDC模拟输出接口
空气质量监测
1×21
空气质量传感器
防冻保护
1×21
防霜冻开关
合计
111
105
84
21
另外根据要求,各车间和实验室增设温湿度传感器和压差传感器分配如下表（表2－22）
表2－22各车间和实验室增设温湿度传感器和压差传感器分配表
序号
空调机号
温湿度传感器
压力传感器
位置
DDC控制器
控制器标号
1
JK101
3
2
综合制剂车间
MEC200
DDC1
2
JK102
4
2
综合制剂车间
MEC200
DDC2
3
JK103
3
2
综合制剂车间
MEC200
DDC3
4
JK104
3
2
综合制剂车间
MEC200
DDC4
5
JK105
3
2
综合制剂车间
MEC200
DDC5
6
JK106
3
2
综合制剂车间
MEC200
DDC6
7
JK107
3
2
综合制剂车间
MEC200
DDC7
8
JK108
2
2
综合制剂车间
MEC200
DDC8
9
JK109
3
1
生物监测中心
MEC200
DDC9
10
JK110
4
1
生物监测中心
MEC200
DDC10
11
JK111
0
0
质检楼
MEC200
DDC11
12
合计
31
18
4）供配电系统监控设计
（1）根据供配电系统监控原理图（图2－24）,确定变配电系统的测控点数、测控点类型。
（2）根据供配电系统监控原理例出供配电系统点表（见表2－23）。
五、设备选型
根据点数表,进行具体的设备选型。
要保证传感器、执行器、控制器的技术参数满足要求。
所选的西门子自控系统设备见后边表2－28。
图2－24供配电系统监控原理图
表2－23供配电系统点表
控制点描述
AI
AO
DI
DO
接口位置
高压进线电压
1×3
电压变送器
高压进线电流
1×3
电流变送器
低压进线电压
1×3
电压变送器
低压进线电流
1×3
电流变送器
低压进线功率因数
1
功率因数变送器
合计
13
1）控制器选择
（1）机房控制器选择。
机房控制通常包含对冷冻机、换热站、泵和变配电站监控。
机房被控设备多,监控点数多,设备相对集中,而且变化也多。
常常选用配置灵活的模块化控制器。
模块化控制器可以根据监控点数的变化,相应增减输入输出模块,实现被控点与控制器的最佳匹配。
模块化控制器的输入输出模块可以热插拔,检修方便。
西门子S600Apogee模块化楼宇控制器（MBC）有24/40槽位两种型号。
每个MBC需配开放式处理器（控制模块）和电源模块各一块,MBC箱组件一套。
根据机房的点表,选配输入输出模块。
（2）常用输入输出模块。
（3）机房点表（见表2－24）。
表2－24机房点表
控制点描述
AI
AO
DI
DO
冷冻机房
5
1
22
10
换热站
2
2
6
3
变配电
13
合计
20
3
28
13
（4）模块和槽位数的选用。
20个AI,其中铂1000Ω温度传感器5个,选用PTM6.2P1K模块3块（5/2）,其他用PTM6.2U10模块8块（15/2）。
3个AO,选用PTM6.2Y10S模块2块（3/2）。
28个DI,选用PTM6.4D20模块7块（28/4）。
13个DO,选用PTM6.2Q250模块7块（13/2）。
共选模块24块,加上控制模块、电源模块（占4块模块位置）,应选40槽位的MBC。
2）空调控制器选择
空调点表:
空调机分布在楼宇的各个地方,设备分散。
常用现场小点数的设备控制器MEC。
基本MEC特性见表2－25。
表2－25基本MEC特性表
MEC100∕110
MEC200∕210
MEC300∕310
主板上32个点
有
有
有
MMI接口
有
有
有
扩展模块EXP接
无
有
有
MODEM接口
无
无
有
主板提供32路点:
8DI（前4个点可作为脉冲输入）、8AI（0～10V,0～20mA,1KRTD）,可作为DI点用、8DO、8AO（0～10V,0～20mA）;X10带手动/自动切换开关。
空调系统总点数表（见表2－26）为。
表2－26空调系统总点数表
AI
AO
DI
DO
空调机组
55
55
55
11
房间
80
室外温湿度
6
每台空调机有5AI、5AO、5DI、1DO。
选用能带扩展模块的MEC200,MEC200支持8AI、8AO、8DI、8DO。
共11台MEC200支持8块扩展模块,选用模拟输入扩展模块APX,每块模拟输入扩展模块可带8个AI。
共7台。
3）工作站设备选择及其他
（1）PentiumII300C主工作站,配置64兆内存,2GB硬盘,选用′15′以上SVGA显示器。
安装WindowsNT,兰吉尔公司INSIGHT系统监测与控制软件,Designer7.0绘图软件包。
采用EPSON高速打印机,用于报警打印及一般设备运行状况记录打印,选用不间断电源。
（2）根据水阀、蒸汽阀的管径、工作温度、承压等参数,确定水阀、蒸汽阀的型号,以满足各项指标的要求。
（3）根据阀门的型号选配适合的阀门执行器。
（4）根据现场条件,确定前端传感器的型号,如温度传感器按照安装的位置和媒质不同可分为,室内温度传感器、风道温度传感器、水管温度传感器等。
六.绘制系统图（图2－25）
七.绘制接线图（图2－26、图2－27）
图2－25系统图
图2－26DDC与强电箱连接接线图
图2－27MBC接线图
表2－28西门子楼宇自控系统设备清单
序号
设备名称
型号
厂家
单位
数量
1
彩色图形工作站部分
（1）
XBS
571－010上位机软件
HONEYWELL
套
1
（2）
通信接口
C－BUS接口
HONEYWELL
台
1
（3）
工作站
260M,预装WINNT4.0
DELL
套
1
（4）
打印机
EPSON针式打印机
EPSON
套
1
（5）
后备电源
2KVA
APC
套
1
2
冷冻站
（6）
MBC40箱组件
UB4334S
HONEYWELL
台
1
（7）
控制模块
XCL5010
HONEYWELL
个
1
（8）
电源模块
HC900
HONEYWELL
个
1
（9）
地址码
545－825
SIEMENS
个
3
（10）
数字量输入模块
PTM6.4D20
SIEMENS
个
7
（11）
模拟量输出模块
PTM6.2Y10S
SIEMENS
个
2
（12）
模拟量输入模块
PTM6.2U10
SIEMENS
个
1
（13）
模拟量输入模块
PTM6.2P1K
SIEMENS
个
3
（14）
数字量输出模块
PTM6.2Q250
SIEMENS
个
7
（15）
水管温度传感器
VF20T
HONEYWELL
个
5
（16）
流量传感器
DWM2000
KRONE
个
1
（17）
水管压差传感器
DPTM50
HONEYWELL
个
1
（18）
电动调节阀门
V5011P
HONEYWELL
个
1
（19）
电液压驱动器
SKC62
SIEMENS
个
21
（20）
水流开关
FS4－3J
HONEYWELL
个
21
（21）
3
空调系统
（22）
模块化设备控制器
MEC200
SIEMENS
台
21
（23）
扩展模块
APX
SIEMENS
个
7
（24）
风道温湿度传感器
QFM65
SIEMENS
个
42
（25）
室内温湿度传感器
QFA65
SIEMENS
个
31
（26）
室外温湿度传感器
SIEMENS
个
3
（27）
压差传感器
DPTM1000D
HONEYWELL
个
18
（28）
压差开关
DPS200
HONEYWELL
个
42
（29）
防冻开关
T6950A1018
HONEYWELL
个
21
（30）
电动两通调节阀门
V5011P
HONEYWELL
个
21
（31）
电动两通调节阀门
VC7931AF1111T
HONEYWELL
个
21
（32）
电动两通调节阀门
VC7931AJ1111T
HONEYWELL
个
21
（33）
调节型风阀执行器
GMU24－SR
HONEYWELL
个
42
（34）
电动驱动器
SQX62
SIEMENS
个
63
（35）
控制器箱体
MEC箱体
21
4
变配电监测系统
（36）
模拟量输入模块
XF521A
HONEYWELL
个
7
（37）
三相电压变送器
STG14T
HONEYWELL
个
2
（38）
三项电流变送器
SINEAXI538
HONEYWELL
个
2
（39）
功率因数变送器
SMA110
HONEYWELL
个
1
八.总结
随着现代化工业的发展,对实验、研究和生产的环境要求越来越高,尤其是对人民身体健康影响较大的药品生产更是如此,对此卫生部已颁布了《药品生产质量管理规范》来约束药品生产厂家,因而为满足GMP要求,保持药品生产过程中的环境温度、湿度、洁净度、适当风速及正压要求,就越发体现出药厂空调设计的重要性。
对于药厂的空调设计,应针对当地的气候条件,制药工艺生产的特点及经济条件来选择空调机,以满足制药工艺生产要求为基本出发点。
九.参考文献
许钟麟《洁净室及其受控环境设计》北京化学工业出版社
秦兆海，周鑫华《智能楼宇技术设计与施工》清华大学出版社
涂光备《制药工业的洁净与空调》中国建筑工业出版社
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