基于可编程逻辑控制器的系统和用于受控环境中空气采样的用户界面技术方案

用于在受控环境中的多个位置处对空气进行采样的系统和方法。该系统和方法包括基于由操作者设置的速率来自动调整真空连接的持续时间和质量流速(经由时间过去或间接通过体积)。另外，该系统和方法使得用户能够经由网络连接的装置监控和控制系统的各方面。另外，该系统使得真空泵能够响应于物理紧急按钮、在网络连接的装置上可用的基于软件的紧急停止按钮以及响应于可能潜在地影响真空泵的异常质量流量读数的自动断电而与电源断开。

PLC based system and user interface for air sampling in controlled environment

【技术实现步骤摘要】
基于可编程逻辑控制器的系统和用于受控环境中空气采样的用户界面分案申请声明本申请是申请日为2015年8月21日、专利技术名称为“基于可编程逻辑控制器的系统和用于受控环境中空气采样的用户界面”的第201580046619.9号专利申请的分案申请。
本专利技术涉及用于监控空气污染物的装置和方法。具体地，本专利技术涉及基于可编程逻辑控制器的系统以及用于在受控环境中控制空气采样的一个或多个相应的操作者界面终端。
技术介绍
在制造设施、研究设施和其它设施中建立的洁净室通常基于相对于大气压力的室内静态空气压力和/或基于邻近洁净室的空间中的空气压力分成两类。正空气压力室保持在绝对空气压力，该绝对空气压力大于大气压力、大于邻近洁净室的空间中的空气压力或大于大气压力和邻近洁净室的空间中的空气压力两者。这种室中的正空气压力通过将经过滤和/或调节的空气泵送至室内并且控制空气流出该室来提供。可为制造设施或办公室的邻近空间通常通过加热、通风和空调(heating,ventilation,andairconditioning，HVAC)系统或者通过向环境提供允许邻近空间与大气压力平衡的开口来保持在大气压力或接近于大气压力。因而，从正压洁净室流出的空气会流向邻近室或大气中的较低压力。当正空气压力洁净室被破坏时，流向邻近空间或大气的空气通常不是问题，只要存在于洁净室中的空气污染物不对邻近空间中的人造成潜在的不利健康影响。通常，在其中制造或进行电子、航空航天硬件、光学系统、军事装备和国防相关研究的洁净室内的空气可能不包括浓度对人类健康或环境存在安全或健康影响的空气传播的气体、蒸气和颗粒物质。然而，并不总是这样，由于那些工业内的其它操作可产生高于可接受水平的污染物，并且，因此，必须防止其在没有处理的情况下漏出洁净室。负空气压力室保持在绝对空气压力，该绝对空气压力小于大气压力、小于邻近洁净室的空间中的空气压力或小于大气压力和邻近洁净室的空间中的空气压力两者。通过以比经过滤和/或经调节的空气被泵送到室中更快的速率将空气泵送出该室来保持负压。当担心室内空气中的污染物可能对邻近空间或环境中的人类健康造成潜在的健康威胁时，经常使用负压室。尽管对人类健康和环境有影响，某些类型的制造和研究操作必须在正空气压力洁净室内进行，以满足法规要求和工业采用的良好制造和实验室质量控制标准。例如，州和联邦法规，包括由国家职业安全与健康研究所(NationalInstituteforOccupationalSafetyandHealth，NIOSH)颁布的法规，可能必须使用正压洁净室或负压洁净室。具体地，美国食品和药物管理局(theU.S.Food&DrugAdministration，FDA)要求在洁净室的范围内进行药物生产，洁净室为在卫生环境中生产所制造批次的药品提供验证和证明。各种FDA规章和标准还规定了在洁净室内使用的空气采样和/或空气监控设备的要求，以在某些药物生产活动期间证实或验证设施的清洁度。规章还规定了与监控洁净室内空气质量有关的电子数据记录、准确性、精度和记录保存。对其他行业，诸如生物技术行业，也有类似的要求。当前用于测试和监控受控环境中的空气质量的系统包括连接至分布式数字控制(distributeddigitalcontrol,DDC)控制器的多个可灭菌微生物中庭(sterilizablemicrobialatriums,SMA)。SMA-DDC系统的示例包括由宾夕法尼亚马尔文的VeltekAssociates公司生产的SMA-DDC-10和集成的单触摸控制系统。其它系统在第8169330号、第7973668号、第7940188号、第8188874号、第8701980号美国专利和第2014-0132415A1号美国专利公开号示出，其公开内容通过引用并入本文。这种系统通常包括允许用户与空气采样设备接口的基于硬件的界面。如下所述，常规系统需要手动控制流量开关以控制真空连接的质量流速。另外，常规系统需要用户从受限的位置监控和控制系统的各方面。另外，如果真空连接或空气采样装置被阻塞，常规系统的真空泵可能被物理损坏或造成伤害。
技术实现思路
为了克服常规空气采样系统的这些缺点和其它缺点，本专利技术的示例性实施方式的各方面使得能够基于由操作者设置的速率来自动调节真空连接中的每个的质量流速。另外，本专利技术的示例性实施方式的各方面使得用户能够经由网络连接的装置来监控和控制系统的各方面。另外，本专利技术的示例性实施方式的各方面使得真空泵能够响应于物理紧急按钮而从电源断开，使得基于软件的紧急停止按钮能够在网络连接的装置上可用，以及使得能够响应于可能潜在地影响真空泵的异常质量流读数而自动断电。附图说明处于说明的目的，在附图中示出了本专利技术的某些实施方式。在附图中，相同的数字始终表示相同的元件。应当理解的是，本专利技术不限于所示的精确布置、尺寸和仪器。在附图中：图1是根据本专利技术的示例性实施方式的其中具有洁净室的示例性设施的示意图；图2是根据本专利技术的示例性实施方式的用于在图1的洁净室中使用的跟踪/记录和空气采样/监控系统的示意图，其包括基于PLC的控制器和一个或多个相关联的触摸面板显示器；图3是根据本专利技术的示例性实施方式的流量中心的示意图；图4示出了根据本专利技术的示例性实施方式的图形用户界面(graphicaluserinterface，GUI)的系统概览屏幕；图5示出了根据本专利技术的示例性实施方式的GUI的平面图屏幕；图6示出了根据本专利技术的示例性实施方式的GUI的端口概览屏幕；图7示出了根据本专利技术的示例性实施方式的GUI的标签屏幕；图8示出了根据本专利技术的示例性实施方式的GUI的组控制屏幕；图9示出了根据本专利技术的示例性实施方式的GUI的事件日志屏幕；图10示出了根据本专利技术的示例性实施方式的GUI的安全屏幕；图11示出了根据本专利技术的示例性实施方式的GUI的时间和日期屏幕；以及图12示出了根据本专利技术的示例性实施方式的GUI的泵概览屏幕。具体实施方式以下会根据示例性实施方式来解释本专利技术。本说明书公开了结合本专利技术的特征的一个或多个实施方式。本文的公开内容会提供实施方式的示例，包括数据分析的示例，本领域技术人员会从其中理解由专利技术人研发的各种新颖方法和特征。如本文中可能出现的这些各种新颖方法和特征可以单独使用，或根据需要彼此组合使用。首先参照图1，其中示出了根据本专利技术的示例性实施方式的示例性设施100的示意图，该示例性设施100中具有一个或多个洁净室102。洁净室102由邻近空间104和室外大气106围绕。邻近空间104可为洁净室102位于其中的相同设施100内的、邻近洁净室102的一个或多个室，例如，单独的制造室、另一洁净室、整理和填充室、研究实验室、办公室等。洁净室102和邻近空间104由诸如壁105的分隔器分隔开。示例性设施100中的洁净室102能够保持在小于或大于邻近空间104的空气压力P2和室外大气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于在受控环境中的多个位置处对空气进行采样的系统，所述系统包括：/n多个空气采样装置，每个空气采样装置均配置为监控和测试受控环境内的体积的空气；/n多个真空连接，每个真空连接均配置为从所述多个空气采样装置中的一个接收所述体积的空气；/n真空泵，配置为通过所述多个真空连接从所述多个空气采样装置抽吸所述体积的空气；/n接触器，配置为向所述真空泵输送和控制功率；以及/n流量中心，包括可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器配置为监控和控制由所述多个真空连接接收的空气的质量流速；/n其中，所述系统配置为响应于确定由与所述真空泵流动连通的所述真空连接中的一个接收的所述体积的空气的所述质量流速低于预定阈值而断开至所述真空泵的电源。/n

【技术特征摘要】
20140828 US 14/471,8481.用于在受控环境中的多个位置处对空气进行采样的系统，所述系统包括：
多个空气采样装置，每个空气采样装置均配置为监控和测试受控环境内的体积的空气；
多个真空连接，每个真空连接均配置为从所述多个空气采样装置中的一个接收所述体积的空气；
真空泵，配置为通过所述多个真空连接从所述多个空气采样装置抽吸所述体积的空气；
接触器，配置为向所述真空泵输送和控制功率；以及
流量中心，包括可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器配置为监控和控制由所述多个真空连接接收的空气的质量流速；
其中，所述系统配置为响应于确定由与所述真空泵流动连通的所述真空连接中的一个接收的所述体积的空气的所述质量流速低于预定阈值而断开至所述真空泵的电源。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接触器包括紧急停止按钮，所述紧急停止按钮配置为断开至所述真空泵的电源。


3.根据权利要求1所述的系统，还包括：
图形用户界面，用于接收指示所述空气采样装置中的一个处的期望质量流速的一个或多个设置点。


4.根据权利要求3所的系统，其中，所述图形用户界面包括紧急停止按钮，所述紧急停止按钮配置为断开至所述真空泵的电源。


5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述图形用户界面由与所述流量中心位于一处的操作者界面终端输出。


6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述图形用户界面由与所述多个空气采样装置中的一个位于一处的操作者界面终端输出。


7.根据权利要求3所述的系统，其中，所述图形用户界面由服务器输出至网络连接装置。


8.根据权利要求3所述的系统，其中，所述图形用户界面由网络服务器输出至互联网连接装置的网络浏览器。


9.根据权利要求3所述的系统，还包括：
多个流量控制阀，每个流量控制阀均配置为控制由所述真空连接中的一个接收的所述体积的空气的质量流速；
多个致动器，每个致动器均配置为打开和关闭所述流量控制阀中的一个；以及
多个流量传感器，每个流量传感器均配置为感测由所述真空连接中的一个接收的所述体积的空气的质量流速；
其中，所述流量中心通过以下过程来控制由所述多个真空连接接收的空气的质量流速：
确定指示测量流速和所述设置点之间的差异的误差；以及
向所述多个致动器输出控制信号以减小所述测量流速与所述设置点之间的差异。


10.根据权利要求9所述的系统，其中：
所述多个空气采样装置包括第一空气采样装置和第二空气采样装置；
所述多个真空连接包括第一真空连接和第二真空连接，所述第一真空连接配置为从所述第一空气采样装置接收所述体积的空气，所述第二真空连接配置为从所述第二空气采样装置接收所述体积的空气，所述第一真空连接和所述第二真空连接经由歧管与所述真空泵流动连通；以及
所述可编程逻辑控制器配置为减小由所述第一真空连接接收的所述体积的空气的测量流速与指示所述第一空气采样装置处的期望质量流速的所述设置点之间的差异，所述差异是由通过所述第二真空连接的空气的体积变化导致的。


11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述流量控制阀中的每个配置为进行调节，以使得所述流量控制阀的位置变化与所述差异的大小成比例，所述差异是所述设置点与对应于相应流量控制阀的所述真空连接的所述测量流速之间的差异。


12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述流量控制阀中的每个均配置为进行调节，以使得所述流量控制阀的位置变化率与所述差异的变化率成比例，所述差异是所述设置点与对应于相应流量控制阀的所述真空连接的所述测量流速之间的差异。


13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统配置为经由网络连接将指示由所述多个真空连接接收的所述体积的空气的质量流速的数据输出至外部装置。


14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述外部装置是监控和数据采集系统或...

【专利技术属性】
技术研发人员：内森·G·克歇尔，
申请(专利权)人：威尔泰克联合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US