مرحبًا بكم في شركة شنغهاي ماريا للهندسة والمشاريع الدوائية المحدودة.

info@marya.cn

ماريا

أخبار الشركة

معلومات الصناعة

مخطط التحكم في الضغط لغرفة معدات العادم الكبيرة للغرفة النظيفة

2024-04-24

ماريا

في عملية التصنيع الحديثة والبحث العلمي، تعد ورشة النظافة من المرافق الشائعة لضمان نقاء بيئة الإنتاج والتجارب، خاصةً بالنسبة لبعض العمليات والتجارب التي تتطلب مستوى عالٍ من النظافة ومنخفضة التلوث. يُعد نظام تكييف الهواء والتهوية (HVAC) العامل الأساسي لضمان استقرار وموثوقية المعايير البيئية الرئيسية مثل درجة الحرارة والرطوبة والضغط التفاضلي في غرف النظافة بمصانع الأدوية، ويُعتبر التحكم بالضغط حلقة رئيسية في نظام HVAC. تناقش هذه الورقة وتدرس تحكم الضغط في الغرفة التي تحتوي على جميع أنواع معدات العادم الكبيرة الحجم، والتي تمثل هدفًا أساسيًا وصعبًا للتحكم في هذا القطاع، مع الجمع بين مختلف الحلول المتبعة للتحكم بضغط الغرفة.

في عملية التصنيع الحديثة والبحث العلمي، تعد ورشة النظافة من المرافق الشائعة لضمان نقاء بيئة الإنتاج والتجارب، خاصةً بالنسبة للعمليات والتجارب التي تتطلب مستوى عالٍ من النظافة ومنخفضة التلوث. يُعد نظام تكييف الهواء والتهوية (HVAC) العامل الأساسي لضمان استقرار وموثوقية المعايير البيئية الرئيسية مثل درجة الحرارة والرطوبة والضغط التفاضلي في غرف النظافة بمصانع الأدوية، ويُعتبر التحكم بالضغط حلقة رئيسية في نظام HVAC. تتناول هذه الورقة مناقشة ودراسة التحكم بالضغط في الغرفة التي تحتوي على جميع أنواع معدات التهوية الكبيرة الحجم، والتي تمثل هدفًا رئيسيًا وصعبًا للتحكم في هذا القطاع، مع الجمع بين مختلف الحلول المتبعة للتحكم بضغط الغرفة.

مبدأ التحكم في ضغط الغرفة ومخطط التحكم السائد

1.1 مبدأ بناء ضغط الغرفة

يُرسل الهواء النقي، الذي تم معالجته من خلال تنظيم درجة الحرارة والرطوبة والترشيح وغيرها من العمليات، إلى الغرفة الخاضعة للرقابة. ويتم ضبط نسبة تدفق الهواء الداخل والعادم والمستنفد في الغرفة، كما يتم التحكم بكمية الهواء المتسرب، وذلك لتكوين حجم هواء متبقي قادر على إنشاء ضغط مستقر داخل الغرفة، أي لتحقيق ضغط غرفة ثابت. وعلى الفور، يتم تشكيل فرق الضغط أو تدرج الضغط بين الغرفة الخاضعة للرقابة المعنية والغرفة المجاورة لها.

لذلك، يُعد حجم الهواء المتبقي عاملاً أساسياً في تحديد ضغط الغرفة. فعندما يكون حجم الهواء المتبقي في الغرفة موجباً بعد طرح حجم تدفق الهواء الداخل من حجم تدفق الهواء الخارج والعادم وحجم الهواء المتسرب، تكون الغرفة ذات ضغط إيجابي؛ أما عندما يكون سالباً، فإن الغرفة تكون ذات ضغط سالب.

١.٢ ملخص لمخطط التحكم في ضغط الغرفة

1.2.1 مخطط ضبط الصمامات اليدوي التقليدي

إجراء عمليات التكليف الخاصة بموازنة الهواء لنظام تكييف الهواء في الغرف النظيفة. عندما يتوفر لدى كل غرفة حجم هواء متبقي كافٍ، يمكنك ضبط صمامات التحكم اليدوية لمداخل ومسارات العودة والعادم للغرف المعنية مباشرةً؛ وعندما يتم ضبط موازنة الهواء لنظام التكييف بالكامل، سيتم إنشاء تدرج الضغط في الغرف ذات الصلة.

تتمتع هذه الخطة بمزايا بسيطة في التحكم ومنخفضة التكلفة، لكن عيوبها واضحة أيضًا. فإذا تعرض المرشح للانسداد في المرحلة اللاحقة، يصبح من السهل اختلال التوازن، مما يتطلب تعديلات يدوية متكررة، كما تكون قدرتها على مقاومة التداخل ضعيفة. وتُستخدم بشكل أكثر شيوعًا في بيئات الإنتاج ذات التكاليف المنخفضة التي لا تتطلب مستويات نقاء عالية، بينما تُستخدم بشكل أقل في مشاريع الصناعات الدوائية الحيوية ذات التكاليف العالية.

1.2.2 التسليم المخصص، الحل المجدول والتكيفي CAV+CAV

تهدف هذه الخطة إلى تركيب صمام ميكانيكي ثابت لتدفق الهواء، يُعرف باسم صندوق CAV، على أنابيب تزويد الهواء والعودة والعادم في غرفة النظافة. وبغض النظر عما إذا كان مرشح النظام مسدودًا أم لا، أو كيف تتغير المقاومة، يمكن لهذا الصمام دائمًا ضمان أن يكون حجم تدفق الهواء الداخل أو الخارج أو العائد ثابتًا نسبيًا، وذلك وفقًا لمبدأه المستقل عن الضغط، مما يضمن تلبية متطلبات الحجم المتبقي للهواء داخل الغرفة.
تتمتع هذه الخطة بمزايا التحكم البسيط، والتكلفة المنخفضة نسبيًا، وقدرة قوية على مقاومة التداخل، والاستقرار والموثوقية، وتُستخدم على نطاق واسع في غرف التنقية المختلفة ضمن صناعة الأدوية، لكنها لا تصلح للغرف التي تحتوي على معدات شفط كبيرة.

١.٢.٣ حل التحكم الآلي المجدول ثنائي الحالة مع توصيل ثابت CAV+e-CAV Box

الخطة هي تركيب صندوق CAV على أنبوب إمداد الهواء للغرفة النظيفة، وتركيب صمام ثابت لتدفق الهواء كهربائي مزدوج الوضعية، يُعرف باسم صندوق e-CAV، على أنبوب عودة الهواء أو أنبوب العادم.
التي تناسب الغرف المزودة بمعدات عادم كبيرة. وهي تزيد من تكلفة المحرك الكهربائي والتحكم ذي الصلة، وتنتمي إلى المخطط الذي يتميز بتكلفة منخفضة نسبيًا للتحكم الآلي.

1.2.4 حل التحكم الآلي في التفريغ المتغير للتسليم والتحكم في تحيز الضغط CAV + VAV

الخطة تتمثل في تركيب صندوق CAV على أنبوب إمداد الهواء للغرفة النظيفة، وصمام حجم هواء متغير، أي صندوق VAV، على أنبوب إعادة الهواء أو العادم.

هذه خطة تحكم في ضغط غرفة متسلسلة يمكنها تتبع حجم الهواء المتبقي في الغرفة بشكل تلقائي والتحكم به بشكل رئيسي، بالإضافة إلى توفير تحكم مساعد ودقيق في الضغط. كما يمكن مراقبة حجم هواء العادم. عندما يتغير إجمالي حجم هواء العادم في الغرفة، يقوم نظام التحكم الآلي بحساب القيمة الإعدادية الحالية لصمام تغيير حجم الهواء الخاص بمجرى العودة أو العادم في الوقت الفعلي بناءً على قيمة حجم الهواء المتبقي، وذلك للحفاظ على استقرار ضغط الغرفة، ويُعتمد هذا كحلقة تحكم رئيسية. في الوقت نفسه، ومن خلال مراقبة تغيرات ضغط الغرفة، سيقوم النظام بإجراء عملية PID بين القيمة الحالية والقيمة المحددة لضغط الغرفة، أي أن قيمة إخراج PID ستُضرب في عامل تأثير معين (10%، 20%، وغيرها، يتم تحديده بناءً على التشغيل الميداني)، ثم تُضاف هذه القيمة إلى القيمة الحالية المحددة لصمام تغيير حجم الهواء ضمن حلقة التحكم الرئيسية. بهذه الطريقة، سيتم ضبط القيمة المحددة للتعديل الدقيق الثانوي، مما يضمن دقة أكبر في التحكم بالضغط [1]. أما إذا تعذّر مراقبة حجم هواء العادم من الأجهزة، فيمكن تنفيذ عملية PID مباشرةً باستخدام القيمة الحالية والقيمة المحددة لضغط الغرفة، حيث سيؤدي إخراج PID إلى التحكم المباشر بصمام تغيير حجم الهواء للحفاظ على ضغط الغرفة.

تجمع هذه الخطة بين مزايا الاستقرار في التحكم الآلي بتتبع حجم الهواء المتبقي ودقة الضغط الذي يشارك مباشرةً في التحكم بتصحيح الانحراف. ولذلك، تعد هذه الخطة مناسبة للغرف التي تتطلب مستويات عالية من ضبط الضغط. ومع ذلك، تُعتبر هذه الحلول مكلفة نسبيًا بسبب استخدام نوع علبة VAV ذات استجابة سريعة، إلا أن تأثير فورية التحكم يكون أفضل.