淺談安科瑞EMS2.0物聯網平臺在醫藥工業潔凈廠房的設計與應用

更新時間：2023-03-03

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胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定

摘要：近年來，隨著我國人民生活水平的不斷提高，健康已成為廣大人民群眾的基本需要，受到廣大人民群眾的日益重視，由此促進了醫藥保健品行業較快發展。目前，醫藥工業潔凈廠房的設計與施工逐漸增多。潔凈廠房由于其具有的密閉性等`特殊要求，且醫藥工業生產工藝復雜，生產過程中使用多種化學危險物品，火災危險性較大，有的藥品價格昂貴，一旦發生火災，損失嚴重。因此，潔凈廠房的電氣消防設計對于降低火災危險性、發現及撲救早期火災、減少火災損失和安全疏散生產人員有著重要的作用。

關鍵詞：醫藥工業；潔凈廠房；電氣設計

0.引言

醫藥藥品的生產貫徹執行《藥品生產質量管理規范》，簡稱《GMP》。醫藥潔凈廠房的電氣設計同樣要符合藥品生產的潔凈要求，除執行該規范外，還要遵守GB50073-2001潔凈廠房設計規范及有關電氣規范和法律法規。下面就醫藥潔凈廠房中的電氣設計和具體做法作一簡要論述。醫藥工業潔凈廠房空氣潔凈度等級，分一百級、一萬級、十萬級和大于十萬級（相當于三十萬級）。

1.動力配電

醫藥工業潔凈廠房的用電負荷和供電要求應根據現行國家標準（供配電系統設計規范》（CBSX）（52）和生產工藝的要求確定其低壓配電電壓應采用220/308V，因潔凈廠房內大部分電子設備為線性負荷存在，配電線路存在高次諧波電流，致使中性線流有較大的電流，系統接地型式易采用TN－S或TN－C－S系統，因這兩種接地型式均有專用不帶電的保護接地線（EP），安全性好。為了便于火災發生時可靠切斷電源，潔凈室電源進線（不包括消防用電），應設置切斷裝置，并宜設在非潔凈區便于操作管理的地方。因為潔凈度的要求，大型落地的配電設備一般都設于非潔凈區，潔凈室內應選擇不易積塵的便于擦拭的小型暗裝設備功率較大的設備由配電室直接供電，實際中潔凈區配電箱面板及門選用不銹鋼材料效果較好。配電管線一般也采用暗數設，穿線導管采用不燃燒材料，實際中采用阻燃導線穿鍍鋅鋼管暗敷設較多，照明及擂座回路均設專用EP線。在實際施工中，不同級別潔凈室之間電氣管線口應做好密封，防止由于壓差使塵粒通過電氣管線空隙滲入潔凈室。在施工監理中，管線的封堵是個需要注意的控制點。

2.照明

潔凈區的照明電源要求直接從變電所用電纜引來。原料藥、制劑藥生產是潔凈區的均為封閉式，人工采光尤其重要。國家標準 GB50034-92（（工業企業照明設計標準》中的條文，不適用無窗廠房設計。根據我們對潔凈區照度的測試和長期實踐經驗及參照該標準，我們認為潔凈區的照度、包括潔凈走廊不低于300Ix為宜，從潔凈區到非潔凈區的照度應逐漸減少，便于保護用眼衛生。潔凈區的照明燈具不宜采用嵌人式，因燈具四周和吊頂材料間的縫隙難于做到密封。所以采用IP54以上的吸頂凈化熒光燈，吸頂燈具與頂棚間縫隙采用密封條較易處理。潔凈區頂棚上有許多出風口和回風口，燈具的布置應讓開這些風口。根據藥品生產的要求，有時房間需要安裝紫外線殺菌燈，一般20m的范圍安裝一只30W的紫外線殺菌燈。因為潔凈區是封閉式，所以應急照明顯得更加重要。每間房間均要設應急照明，一般放在靠門處，大房間和走廊要多設幾盞，應急時間不小于90。疏散走廊每隔20m設置一只紅色應急誘導燈，消防安全門上和出人口門上均設置紅色安全出口應急誘導燈標志，以便火災時人員能有方向的順利撤離現場。另外，在車間通向潔凈區的各出人口，門外的兩側各安裝一只電擊式殺蟲燈，防止蚊蟲進人車間。在門內兩側各安裝一只驅蟲翻即滅鼠器，防止老鼠和嶂螂。殺蟲燈和驅蟲器一般配置插座連接，安裝高度1.5米左右。照明配電箱與組合配電箱一樣不宜放在潔凈區內。目前潔凈區內照明燈的控制為兩種，一種為分散控制，燈開關安裝在潔凈區內；另一種在照明配電箱上集中控制。

3.接地

潔凈區內有爆炸危險的場所和有粉塵的場所均要防靜電設計和防雷電設計。在設計中我們將重復接地、防靜電接地、防雷接地連成一體，接地電阻小于1歐姆。近幾年藥品生產廠房設計低壓配電系統的接地型式采用TN-C-S或TNS系統。根據國標GB50054-95《低壓配電設計規范》中第四節接地故障保護第4.4.4條規定要作等電位聯結，以往設計僅在電氣設計及施工說明中書寫一條。按照該規范，我認為應該設計等電位連接平面圖和系統圖，再書寫說明為宜。國家標準圖集97SD567《等電位聯結安裝》第6頁<總等電位聯結系統圖示例>中未畫出工藝管道的等電位聯結，該圖集適用民用設計，工業設計應該加上工藝管道，更加明了。黑龍江烏蘇里江制藥有限公司工程項目和今年上海雅培制藥有限公司二期工程（b）項目都設計了等電位聯結圖。

4.消防

根據《GMP》及GB50116-98火災自動報警系統設計規范，潔凈廠房需設置火災自動報警系統。通常采用探測器、手動報警按鈕、聲光警報器、消火栓按鈕、火災廣播及火災顯示盤與報警控制器組成系統，并進行聯動，收到發生火災信號時，能切除非消防電源及空調電源，關閉空調系統防火閥，同時啟動消防泵。自從新的潔凈規范實施以來，潔凈廠房增加了防排煙系統，利于火災初期時排除煙霧、人員疏散和消防人員救火，火災自動報警系統也需與其聯動，火災發生后能打開排煙口，同時啟動排煙風機，但火災溫度上升到280℃時，應自動關閉排煙系統。所有的消防配線均采用耐火電纜或導線。凡與消防有關的用電設備均由雙電源供電，末端自動切換。或采用新型的專為消防使用的應急電源EPS，它只需一路電源，本身自帶充電電池柜，應急時間可根據要配制，符合消防電源的使用要求。

5.火災自動報警

大多數制藥潔凈廠房內都設有貴重設備，一旦著火，損失巨大，應設置火災自動報警裝置。根據不同的工藝條件，選擇不同的報警探測器，需要注意的是：氣體探測器，當被檢測氣體比重小于空氣時，探測器應安裝于距頂棚30一印cm 處且傳感器部位向下，并應避開燈飾及風口，其距離參見《民用建筑電氣設計規范》（JTJ/T16一1992），探測器至送風口的距離不應小于1.5m；如果比重大于空氣時，應安裝于距地面30-60cm處且傳感器部位向上。為減少損失，探測器報警后，經人工核實，確認是火災后，按規定設置的聯動控制設備進行操作并反饋信號。因為一旦關斷凈化空調系統，即使再恢復也會影響潔凈度，使之達不到工藝生產要求而造成損失。報警信號應聯動啟動或手動啟動相應的事故排風機，并應將報警信號送至消防控制室。

6.安科瑞AcrelEMS-BP能效管理系統在醫藥工業的解決方案

6.1平臺概述

AcrelEMS-BP能效管理系統，集電力監控、能源管理、設備運維于一體。平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理，監測企業電、水、氣、冷熱量及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統計、同環比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節能潛力、節能評估提供基礎數據和支持。

安科瑞生物制藥能效管理系統是一個深度集成的自動化平臺，它集成35KV/10KV 的10KV/O.4KV電力監控系統、智能馬達監控系統、能耗管理系統、電氣火災監控系統、防火門監控系統、消防設備電源系統、消防應急照明和疏散指示系統，充電樁管理系統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可對制藥廠區全局的用電和用電安全進行集中監控、統一管理、統一調度，同時滿足用戶用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。

6.2平臺拓撲圖

6.3平臺子系統

（1）電力監控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監控高低壓供配電系統開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄

（2）能耗管理系統

建立的能耗監測管理系統，對生物制藥各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監控。以便生物制藥用戶能夠實時的監測各個點位的運作情況，同時能更快速的掌握點位的報警，并為生物制藥削峰填谷、調整負載等技改措施提供數據支撐。

（3）馬達監控

馬達監控實現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監測和報警。在需要的情況下可以設置聯動控制。

（4）智慧消防

智慧消防云平臺基于物聯網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。