生物制药厂的智能化系统解决方案
摘 要：本文介绍一个有洁净度要求的生物制药企业的生产过程及厂房智能化方案。经实施后技术性能良好，所生产的产品质量稳定、经济效益显著，此文以供读者借鉴。
关键词：智能化;自动化;网络化;数字化;厂房
随着经济的发展和科技的进步，现代工业企业已不是工人加工劳作的普通作坊，而是一个集智能化、自动化、数字化网络化于一身的系统工程。特别是现代制药企业不仅应配置满足厂房使用和运营管理要求的智能化系统，还必须灵活地对生产中的各种设备和生产工艺实行自动过程控制，以保证企业的各项工作运行在最佳状态以确保产品质量和实现企业利益最大化。
1、 企业功能及需求
本实例是一个有高洁净度要求的生物制药厂的智能化控制方案，其构成有正负压要求的生产车间、冷库空压站、蒸馏水站、热交换站冷冻站等，是一座标准化、现代化、集成化的多功能工业建筑。
工业厂房配置需求：
(1)变配电系统;
(2)低温库系统;
(3)热交换热水系统;
(4)冷冻水系统;
(5)工艺冷却水系统;
(6)蒸馏水站系统;
(7)空调机组控制系统;
(8)新风机组控制系统;
(9)压缩空气系统
(10)活毒废水处理系统。
(11)去离子水设备和纯蒸汽设备;
(12)给排水系统
2、 控制系统构成原理及设备选型
本工程选用EXCEL500XBS建筑物自动化系统，对上述12个子系统进行调控，系统结构为共享总线型网络拓扑结构，是一套开放的计算机网络系统，可以通过以太网进行上位集成，将BAS的信息进入建筑物内部的信息主干网，实现信息共享。在大楼底层消防控制中心，设一个XBS中央计算机监控中心，集中统一管理大楼下属的空调、通排风、给排水及供配电系统。系统下面连接直接数字控制器DDC控制现场设备(XL100及XL500)，形成一个集散系统。
根据实际规模布局，在大楼底层监控室设图形中心，配置中央计算机、彩色监视器、打印机等设备。根据现场实际情况配置相应的DDC控制器，大型控制器XL500(4台)、XL100(2台)，XL500采用Lonworks技术，使系统开放性、设备互换性大大加强。本方案将动力设备监控点纳入XL500下，一是考虑动力设备监控点便于就近控制;二是动力设备控制器件生产厂家较多，利用Lonworks技术可提高设备互控性。以上控制器均为16位微处理器，能在现场独立控制相应的系统，并通过一对双绞线相互连接至中央控制中心，控制器之间可以实现同层通讯，数据共享，无主通讯，构成一个先进的工业集散控制系统。
1、中央控制系统软件
本系统软件采用工业标准，以先进的开放系统技术，Windows NT以太网TCP/IP、和DDE Link等，系统提供的CAR软件包是一组图形化工具，使用户非常方便地设计控制方式编制各控制器上使用的.应用程度。
本系统还提供了标准绘图库，可图视化编制：
暖通空调控制原理图;设备图(风机，挡板，冷冻机和锅炉);传感器，指示器和执行机构符号(温度，湿度，压力);
动画符号(风机叶片，挡板位置，加湿器动作)。
该系统采用最新技术的Windows NT中文图形用户界面，操作员通过逐级细化的现场彩色图形来管理各点和各种设备。最上层的视图显示整栋楼宇，然后逐步进入各楼层视图，显示各层监控设备的状态。视图可上色并活动，色标可区分正常和不正常的探头报警状态，风机、水泵开关状态，阀门开启程度等。选择菜单和对话，使用户可确定系统参数和操作员权限，并选择报表和采样趋势点，绘制历史和动态曲线、棒状图形等。屏幕上专用的光用牌及音响，可实时通知操作员报警信息，操作员由相关画面引导根据报警的紧急级别，查看报警位置并阅读操作。
2、中央控制系统硬件配置
控制终端为PC机1台，包括INTEL PIV处理器，19英寸高密度XVGA显示器和鼠标等;激光喷墨彩打机1台，提供显示和打印日常报告或报警点等;XBS配置C-BUS通讯界面板1块，提供与DDC控制器的通讯接口。
3、厂房工艺及环境设备自控
1)变配电系统
电力监控采用电流、电压变送器对变电所得总电流、总电压进行记录和显示。对变电所37个回路的运行状态和跳闸漏电报警进行监测。
变压器超温报警。
监控内容：
运行状态/跳闸报警;
总电流、总电压;
变压器超温报警。
2)低温库系统
冷库系统为独立的一套运行系统，恒温控制由其自带控制系统控制，BA系统只监测库温、冷却塔出水温度、水流开关及两台冷却循环水泵、一台冷却塔、两台冷凝机组的运行状态、故障报警、手动自动切换状态，并对它们的启/停进行控制。
监控内容：
冷凝机组、冷却塔、水泵等设备的运行状态、故障、启停、手动自动切换;
库温显示;
冷却塔出水温度;
水流开关。
3)冷冻水系统
监测冷却水泵出水温度、水流开关和冷冻水供回水温差，监视冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵等的运行状态、手动自动切换、故障报警，对它们的启/停进行控制。对补水箱的液位进行监测，并控制其进水电磁阀。
根据冷冻水供回水的压差，PID调节压差旁通阀开度，控制供回水的压差。
监控内容：
开关状态;
故障报警;
供/回水温度;
供、回水总管的压差;
高低水位监测;
水位超限报警;
冷负荷(伪点);
运行累积实际统计(伪点);
启/停控制(亦可手动控制);
旁通阀调节控制;
蝶阀开关控制;
冷水机组供回水温度检测;
冷却塔出水温度检测;
水泵出水端加水流开关，用于保护水泵等设备。