用于高等级生物安全实验室的自保持装置制造方法及图纸

用于高等级生物安全实验室的自保持装置，属于生物安全实验室自动控制技术领域。为了解决现有自动控制系统在控制器发生短路等紧急情况下，所有信号中断，风机停止运转，从而不能继续为实验室内送排风，导致实验室失压的问题。主自保持变频器接收主控制器发来的频率控制信号后，控制对应主风机的转速，当主控制器中断输出频率控制信号时，向对应主风机发送自保持信号，维持对应的主风机保持当前转速；一号电动执行器自保持回路在电动阀门处于开启状态下，且接收到的开关控制信号丢失时，此时控制电动阀门保持开启状态；模拟量电动执行器接收到的电流信号丢失时，控制相应的电动阀门保持当前开度。用于保持实验室处于负压环境。保持当前开度。用于保持实验室处于负压环境。保持当前开度。用于保持实验室处于负压环境。

【技术实现步骤摘要】
用于高等级生物安全实验室的自保持装置


[0001]本专利技术涉及自保持装置，属于生物安全实验室自动控制


技术介绍

[0002]高等级生物安全实验室中操作的病原体具有很高的传染性及致病性，通过气溶胶途径传播或传播途径不明、尚无有效疫苗或治疗方法。因此实验室的负压环境及负压梯度是防止实验室内病原微生物向外扩散最重要的措施，是确保实验室安全运行的关键环节。目前高等级生物安全实验室的负压环境是通过实验室自动控制系统(以下简称“自控系统”)实现的。然而在控制器发生短路等紧急情况下，所有信号中断，风机停止运转，从而不能继续为实验室内送排风，将导致实验室失压等严重后果。
[0003]另外，GB50346
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2011《生物安全实验室建筑技术规范》中要求高等级生物安全实验室应设置备用送、排风机。同时要求设置UPS电源保证电力的持续供应。而针对自控系统的冗余措施中，例如控制器冗余、传感器冗余、控制电路内部短路以及应对突发情况的现场控制方式并未考虑。在实际运行过程中，任何一个环节发生故障都有可能带来严重的生物安全事故。目前生物安全实验室有很多针对风机发生故障后的冗余控制策略，如设置备用风机，在主风机发生故障后立即启动备用风机。但是实验室运行过程中可能遇到多重复杂情况，目前现有技术中用于高等级生物安全实验室的自动控制系统无法应对控制器故障、关键传感器故障、控制回路内部短路而导致的控制器及模块掉电等紧急突发情况。
[0004]因此，现有用于高等级生物安全实验室的自动控制系统存在多种问题，但本申请重点要解决的问题是在控制器发生短路等紧急情况下，如何保证风机继续运转，继续为实验室内送排风，保持实验室的负压。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有自动控制系统在控制器发生短路等紧急情况下，所有信号中断，风机停止运转，从而不能继续为实验室内送排风，导致实验室失压的问题，提出了用于高等级生物安全实验室的自保持装置。
[0006]用于高等级生物安全实验室的自保持装置，所述装置包括主控制器、模拟量电动执行器、主压力传感器、主送风执行机构和主排风执行机构；
[0007]主送风执行机构和主排风执行机构均包括一号电动执行器自保持回路、主开关量电动执行器、主自保持变频器和主风机；
[0008]布设在送风管道和排风管道上的主压力传感器，用于分别采集送风管道的压力数据和排风管道的压力数据，发送给主控制器；
[0009]主控制器，用于接收到送风管道的压力数据，同时向布设在送风管道内的主送风执行机构发送控制信号和向送风管道内的模拟量电动执行器发送电流信号；还用于接收到排风管道的压力数据，同时向布设在排风管道内的主排风执行机构发送控制信号和向排风管道内的模拟量电动执行器发送电流信号，所述控制信号包括同时向主自保持变频器发送
频率控制信号和向一号电动执行器自保持回路发送开关控制信号；
[0010]每个主自保持变频器，用于接收到频率控制信号后，控制对应主风机的转速，当主控制器中断输出频率控制信号时，向对应主风机发送自保持信号，维持对应的主风机保持当前转速；
[0011]每个一号电动执行器自保持回路，用于接收到开关控制信号后，控制对应主开关量电动执行器上的电动阀门处于开启或者关闭，当电动阀门处于开启状态下，且主控制器停止输出开关控制信号，此时控制电动阀门保持开启状态；
[0012]每个模拟量电动执行器，用于接收到电流信号后，控制模拟量电动执行器上的电动阀门的开度，当电流信号丢失时，控制相应的电动阀门保持当前开度。
[0013]优选地，所述装置还包括备用送风执行机构和备用排风执行机构；
[0014]备用送风执行机构和备用排风执行机构均包括二号电动执行器自保持回路、备用开关量电动执行器、备用自保持变频器和备用风机；
[0015]送风管道和排风管道内的主风机和备用风机均并行设置；
[0016]主开关量电动执行器布设在主风机侧，备用开关量电动执行器布设在备用风机侧；
[0017]主控制器，还用于通过主自保持变频器检测到对应主风机发生故障时，将对主自保持变频器的控制切换至对备用自保持变频器的控制，通过备用自保持变频器控制对应备用风机的转速，并通过二号电动执行器自保持回路控制备用开关量电动执行器的开启或者关闭状态。
[0018]优选地，所述装置还包括备用压力传感器；
[0019]主控制器，还用于将送风管道上主压力传感器和备用压力传感器的压力平均值作为送风管道的压力数据；将排风管道上主压力传感器和备用压力传感器的压力平均值作为排风管道的压力数据；
[0020]还用于检测到主压力传感器或备用压力传感器的压力数据与设定值的差值大于预设差值时，判定主压力传感器或备用压力传感器发生故障，此时只根据未故障的备用压力传感器或主压力传感器采集到的压力数据向主送风执行机构或备用送风执行机构发送控制信号。
[0021]优选地，一号电动执行器自保持回路和二号电动执行器自保持回路均包括手自动转换按钮ZT1、一号常开按钮SB1、一号常闭按钮SB2、二号常开按钮SB3、三号常闭按钮SB4、一号中间继电器、二号中间继电器、三号中间继电器、四号中间继电器、五号中间继电器、六号中间继电器、七号中间继电器、一号交流接触器和二号交流接触器；
[0022]供电电源的正极同时连接手自动转换按钮ZT1的一端、一号中间继电器的常闭触点KA1
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1一端、一号中间继电器的常开触点KA1
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2一端、一号中间继电器的常闭触点KA1
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3一端、一号中间继电器的常开触点KA1
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4一端、一号交流接触器的常开触点KMD1
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3一端和一号交流接触器的常开触点KMD2
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3一端，手自动转换按钮ZT1的另一端连接一号中间继电器的线圈KA1一端，一号中间继电器的常闭触点KA1
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1另一端同时连接一号常开按钮SB1的一端和一号交流接触器的常开触点KMD1
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1一端，一号常开按钮SB1的另一端同时连接一号常闭按钮SB2的一端和一号交流接触器的常开触点KMD1
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1另一端，一号常闭按钮SB2的另一端同时连接四号中间继电器的线圈KA4一端和三号中间继电器的常闭触点KA3
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1一端，三号中间
继电器的常闭触点KA3
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1另一端同时连接二号中间继电器的常开触点KA2
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1一端和一号交流接触器的常开触点KMD1
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2一端，二号中间继电器的常开触点KA2
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1另一端和一号交流接触器的常开触点KMD1
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2另一端均连接一号中间继电器的常开触点KA1
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2另一端，四号中间继电器的线圈KA4另一端连接一号交流接触器的线圈KMD1一端；
[0023]一号中间继电器的常闭触点KA1
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3另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于高等级生物安全实验室的自保持装置，其特征在于，主控制器、模拟量电动执行器、主压力传感器、主送风执行机构和主排风执行机构；主送风执行机构和主排风执行机构均包括一号电动执行器自保持回路、主开关量电动执行器、主自保持变频器和主风机；布设在送风管道和排风管道上的主压力传感器，用于分别采集送风管道的压力数据和排风管道的压力数据，发送给主控制器；主控制器，用于接收到送风管道的压力数据，同时向布设在送风管道内的主送风执行机构发送控制信号和向送风管道内的模拟量电动执行器发送电流信号；还用于接收到排风管道的压力数据，同时向布设在排风管道内的主排风执行机构发送控制信号和向排风管道内的模拟量电动执行器发送电流信号，所述控制信号包括同时向主自保持变频器发送频率控制信号和向一号电动执行器自保持回路发送开关控制信号；每个主自保持变频器，用于接收到频率控制信号后，控制对应主风机的转速，当主控制器中断输出频率控制信号时，向对应主风机发送自保持信号，维持对应的主风机保持当前转速；每个一号电动执行器自保持回路，用于接收到开关控制信号后，控制对应主开关量电动执行器上的电动阀门处于开启或者关闭，当电动阀门处于开启状态下，且主控制器停止输出开关控制信号，此时控制电动阀门保持开启状态；每个模拟量电动执行器，用于接收到电流信号后，控制模拟量电动执行器上的电动阀门的开度，当电流信号丢失时，控制相应的电动阀门保持当前开度。2.根据权利要求1所述的用于高等级生物安全实验室的自保持装置，其特征在于，所述装置还包括备用送风执行机构和备用排风执行机构；备用送风执行机构和备用排风执行机构均包括二号电动执行器自保持回路、备用开关量电动执行器、备用自保持变频器和备用风机；送风管道和排风管道内的主风机和备用风机均并行设置；主开关量电动执行器布设在主风机侧，备用开关量电动执行器布设在备用风机侧；主控制器，还用于通过主自保持变频器检测到对应主风机发生故障时，将对主自保持变频器的控制切换至对备用自保持变频器的控制，通过备用自保持变频器控制对应备用风机的转速，并通过二号电动执行器自保持回路控制备用开关量电动执行器的开启或者关闭状态。3.根据权利要求2所述的用于高等级生物安全实验室的自保持装置，其特征在于，所述装置还包括备用压力传感器；主控制器，还用于将送风管道上主压力传感器和备用压力传感器的压力平均值作为送风管道的压力数据；将排风管道上主压力传感器和备用压力传感器的压力平均值作为排风管道的压力数据；还用于检测到主压力传感器或备用压力传感器的压力数据与设定值的差值大于预设差值时，判定主压力传感器或备用压力传感器发生故障，此时只根据未故障的备用压力传感器或主压力传感器采集到的压力数据向主送风执行机构或备用送风执行机构发送控制信号。4.根据权利要求3所述的用于高等级生物安全实验室的自保持装置，其特征在于，一号
电动执行器自保持回路和二号电动执行器自保持回路均包括手自动转换按钮ZT1、一号常开按钮SB1、一号常闭按钮SB2、二号常开按钮SB3、三号常闭按钮SB4、一号中间继电器、二号中间继电器、三号中间继电器、四号中间继电器、五号中间继电器、六号中间继电器、七号中间继电器、一号交流接触器和二号交流接触器；供电电源的正极同时连接手自动转换按钮ZT1的一端、一号中间继电器的常闭触点KA1
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1一端、一号中间继电器的常开触点KA1
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2一端、一号中间继电器的常闭触点KA1
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3一端、一号中间继电器的常开触点KA1
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4一端、一号交流接触器的常开触点KMD1
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3一端和一号交流接触器的常开触点KMD2
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3一端，手自动转换按钮ZT1的另一端连接一号中间继电器的线圈KA1一端，一号中间继电器的常闭触点KA1
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1另一端同时连接一号常开按钮SB1的一端和一号交流接触器的常开触点KMD1
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1一端，一号常开按钮SB1的另一端同时连接一号常闭按钮SB2的一端和一号交流接触器的常开触点KMD1
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1另一端，一号常闭按钮SB2的另一端同时连接四号中间继电器的线圈KA4一端和三号中间继电器的常闭触点KA3
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1一端，三号中间继电器的常闭触点KA3
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1另一端同时连接二号中间继电器的常开触点KA2
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1一端和一号交流接触器的常开触点KMD1
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2一端，二号中间继电器的常开触点KA2
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1另一端和一号交流接触器的常开触点KMD1
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2另一端均连接一...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟海龙，卜云婷，吕士昆，高阳，孙庆印，杜春晓，张兆军，范学林，魏一，赵春晖，高锐，孙百明，
申请(专利权)人：中国农业科学院哈尔滨兽医研究所中国动物卫生与流行病学中心哈尔滨分中心，
类型：发明
国别省市：