一種生物醫藥製品倉儲系統及微壓差風速採集裝置的製作方法
2023-05-10 21:15:41 1
本發明應用於物流倉儲領域，特別是物流倉儲行業中用於生物製品存儲的風速控制的倉庫，屬於B65G領域
背景技術：
目前，物流倉儲已經廣泛應用在各行各業，在物流倉儲技術領域中，有一類產品的儲存運輸較為特殊，這類商品就是醫藥生物製品也稱醫藥物流。醫藥物流是指通過對藥品原料的採購、加工、倉儲、運輸、配送和物流信息等物流活動，來有效溝通原料供應商、生產企業、批發企業、零售企業和最終客戶，使藥品從供應地向接收地進行實體流動的過程。中華人民共和國商務部發布的國內貿易商務指標認為藥品物流服務是符合《藥品經營質量管理規範》要求，具備與藥品批發企業經營規模和經營範圍相適應的運輸、倉儲設施設備、信息管理系統等條件的企業，通過對藥品運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送和信息管理等基本功能的組織與管理，保證藥品在流通過程中質量的穩定性，並滿足藥品生產、批發、零售企業及醫療機構等終端客戶藥品需求的物流活動。醫藥物流服務的對象不僅包括藥品還包括原材料、醫療機械等。在國內，醫藥生物製品的倉儲中經常使用生物安全櫃，其大量應用在醫療衛生、疾病預防控制、生物製藥、醫療保健、食品衛生等領域和實驗室級研究機構。生物安全櫃的下降風速達到符合或高於標準要求對保護實驗樣品起著至關重要的作用，而要精確控制下降風速保持標稱值，風速採集裝置必須精確採集實際風速。目前生物安全櫃採集下降風速主要採用熱球式風速傳感器，此傳感器精度和靈敏度較低，不能快速反應風速變化，造成控制系統輸出風速出現波動較大的情況。
技術實現要素：
由於物流倉儲運輸中越來越重視對存儲物品的安全性檢查，而目前對於具有揮發性或毒性的生物醫藥製品的抽查，僅僅靠倉庫本身的通風系統是不夠的，並且現有技術難以滿足醫藥生物製品倉儲過程中溫度與風速的精確調節，從而大大影響醫藥生物製品的質量，針對上述問題，本發明旨在提供一種生物醫藥製品的倉儲系統，特別是生物醫藥製品倉儲系統中的生物安全櫃的微壓差風速採集裝置。
目前物流倉儲系統和生物安全櫃還是單獨設置的，本發明創造性地將生物安全櫃設置物流倉儲系統中的倉庫中，完成了對生物醫藥製品、尤其是具有揮發性和毒性的生物醫藥製品的抽查，大大降低了操作人員的人身安全並且節省了被抽查生物醫藥製品運輸、檢查的成本。
為實現該技術目的，本發明採用的技術方案是：一種生物醫藥製品的倉儲系統，包括土木工程系統、機械硬體系統和電氣控制系統；其中土木工程系統包括倉庫主體、消防系統、照明系統、動力系統、通風系統；所述機械硬體系統包括貨架、貨箱、託盤、堆垛機和周邊搬運設備；所述電氣控制系統包括檢測裝置、信息識別裝置、控制器件、監控和調度設備、上位機信息管理系統、通信設備；
進一步地，所述生物製品的倉儲系統還包括設置在倉庫中的生物安全櫃，所述生物安全櫃同倉庫的通風系統相連接，以便實現新鮮空氣的進入及汙染空氣的排出；
進一步地，所述生物安全櫃具有通風控制系統，所述通風控制系統包括工控機、485通訊板卡、232通訊板卡、DA輸出模塊、壓力採集模塊、溫溼度採集模塊、風速採集儀、變頻器、空調機組、微壓差傳感器、溫度/溼度傳感器、風速探頭、風機；所述空調機組同485通訊板卡連接，微壓差傳感器將測得的壓力差信號傳送至壓力採集模塊，經壓力採集模塊和485通訊卡板傳送至工控機，溫度/溼度傳感器將的溫度及溼度信號經溫溼度採集模塊傳送至485通訊卡板並最總傳送至工控機，風速探頭經風速信號經風速採集儀傳送至232通訊板卡並最終送至工控機，工控機進行運算處理通過DA輸出模塊和變頻器對風機進行相應調整。
優選地，所述生物安全櫃具有通風控制系統，所述通風控制系統包括上位機和下位機，所述上位機採用PC，還包括第一Ziggeb收發模塊、USB接口，所述下位機採用PLC，還包括第二Zigeeb收發模塊、PLC系統，空調機組、第三Zigeeb收發模塊，第一數據採集儀、數據採集模塊、第二數據採集儀、第一DA模塊、第二DA模塊、風速採集儀、熱電偶組、微壓差傳感器組、溫溼度採集模塊、變頻器、電動閥、風速探頭，下位機實現數據採集和上傳，上位機進行數據處理並控制變頻器和電動閥進行相應動作以實現風速和溫溼度的調整。
進一步地，所述風速採集儀為T型微壓差風速採集裝置，所述T型微壓差風速採集裝置包括風速採集板2、微壓差傳導軟管3和T型風速採集管4；風速採集板2固定在生物安全柜上，與所述通風控制系統的電路電氣連接，並與微壓差傳導軟管3的一頭連接；微壓差傳導軟管3固定在生物安全柜上，兩頭連接風速採集板2和T型風速採集管；T型風速採集管固定在生物安全櫃下降風機與進風口中間，與微壓差傳導軟管3的另一頭連接；下降風經過T型風速採集管4，在上下兩端形成壓力差，由微壓差傳導軟管3將壓力差傳遞到風速採集板2的微壓差傳感器上，微壓差傳感器輸出2.5V～0.3V的電壓對應相應的壓力差，壓力差與下降風速成比例，通過比例放大器輸出電壓對應於實際檢測風速；微壓差傳感器的型號為MB-LPS1-01；
進一步地，所述生物醫藥製品的倉儲系統的電氣控制系統採用工控機作為上位機，採用西門子PLC作為底層控制器；所述上位機上配有西門子WINCC6.0組態軟體，所述堆垛機配有西門子觸控螢幕OP37,所述PLC底層控制器由西門子S7-300PLC和S7-200PLC構成；所述S7-300PLC為主站安裝在主控室,所述S7-200PLC為從站安裝在堆垛機上；進一步地，所述S7-300PLC還掛一個ET200M作為遠程從站,所述上位機和所述S7-200PLC系統採取無線乙太網方式進行通信，所述S7-300PLC和所述上位機之間的通信採用有線乙太網方式通信，所述S7-300PLC和ET200M之間採用PROFIBUS DP通信；所述S7-200PLC和所述觸控螢幕之間採用MPI方式通信。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：將生物安全櫃設置物流倉儲系統中的倉庫中，完成了對生物醫藥製品、尤其是具有揮發性和毒性的生物醫藥製品的抽查，大大降低了操作人員的人身安全並且節省了被抽查生物醫藥製品運輸、檢查的成本；同時T型微壓差風速採集裝置採用微壓差傳感器，解決了熱球式傳感器的精度和和靈敏度低的問題，同時T型風速管的結構功能保證流過風速管的氣流均勻，保證了風速控制系統輸出風速穩定。
附圖說明
圖1是本發明的風速採集儀為T型微壓差風速採集裝置的安裝示意圖。
圖2為本發明的一種生物安全櫃的硬體安裝框圖；
圖3為本發明的另一種生物安全櫃的硬體安裝框圖。
圖中各附圖標記為：1 生物安全櫃 2 風速採集板 3 微壓差傳導軟管 4 T型風速採集管
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需要注意的是，本發明中提及的各個商品型號或通訊協議及各技術術語，都是所屬技術領域中早已明確知曉的技術用語，故不再做過多解釋。
實施例一：
一種生物醫藥製品的倉儲系統，包括土木工程系統、機械硬體系統和電氣控制系統；其中土木工程系統包括倉庫主體、消防系統、照明系統、動力系統、通風系統；所述機械硬體系統包括貨架、貨箱、託盤、堆垛機和周邊搬運設備；所述電氣控制系統包括檢測裝置、信息識別裝置、控制器件、監控和調度設備、上位機信息管理系統、通信設備。
所述生物製品的倉儲系統還包括設置在倉庫中的生物安全櫃，所述生物安全櫃同倉庫的通風系統相連接，以便實現新鮮空氣的進入及汙染空氣的排出。
如圖1所示，所述生物安全櫃的風速採集儀為T型微壓差風速採集裝置，所述T型微壓差風速採集裝置包括風速採集板2、微壓差傳導軟管3和T型風速採集管4；風速採集板2固定在生物安全柜上，與所述通風控制系統的電路電氣連接，並與微壓差傳導軟管3的一頭連接；微壓差傳導軟管3固定在生物安全柜上，兩頭連接風速採集板2和T型風速採集管；T型風速採集管固定在生物安全櫃下降風機與進風口中間，與微壓差傳導軟管3的另一頭連接；下降風經過T型風速採集管4，在上下兩端形成壓力差，由微壓差傳導軟管3將壓力差傳遞到風速採集板2的微壓差傳感器上，微壓差傳感器輸出2.5V～0.3V的電壓對應相應的壓力差，壓力差與下降風速成比例，通過比例放大器輸出電壓對應於實際檢測風速；微壓差傳感器的型號為MB-LPS1-01。
如圖2所示是生物安全櫃的通風控制系統，所述通風控制系統包括工控機、485通訊板卡、232通訊板卡、DA輸出模塊、壓力採集模塊、溫溼度採集模塊、風速採集儀、變頻器、空調機組、微壓差管管器、溫度/溼度傳感器、風速探頭、風機；所述空調機組同485通訊板卡連接，微壓差傳感器將測得的壓力差信號傳送至壓力採集模塊，經壓力採集模塊和485通訊卡板傳送至工控機，溫度/溼度傳感器將的溫度及溼度信號經溫溼度採集模塊傳送至485通訊卡板並最總傳送至工控機，風速探頭經風速信號經風速採集儀傳送至232通訊板卡並最終送至工控機，工控機進行運算處理通過DA輸出模塊和變頻器對風機進行相應調整。根據應用要求，生物安全櫃的通風控制系統以可靠性高、處理速度快、數據分析能力強、穩定性好的高性能工業控制計算機為核心，配以A/D採集模塊、D/A擴展板、通訊模塊及開關量輸出模塊等。通過生物安全櫃空間分布點上的傳感器和熱電偶來採集整個空間坐標點上的風速和溫度，其中風速儀通過RS232和工控機進行數據交換，熱電偶通過數據採集設備與工控機進行數據交換。工控機上的驅動設備將採集的數據直接轉化對應數值並顯示。變送器將微壓差傳感器和溼度傳感器採集的信號通過通訊模塊將數據傳輸到工控機，這些信息的採樣周期為5秒，5秒之內工控機將所有數據採集一次並存儲。工控機將設定的控制點溫度和風量、壓力等參數與這些參數的設定值進行對比，利用PID控制算法輸出控制量，控制量通過D/A擴展卡轉化為4～20mA控制信號，控制信號連接到變頻器，通過變頻器的輸出去控制電機或者電動閥來實現控制風機和溫度的穩定，當數據穩定之後，資料庫存儲功能開啟，開始實時的存儲生物安全櫃內所有點的數據。
進一步地，所述生物醫藥製品的倉儲系統的電氣控制系統採用工控機作為上位機，採用西門子PLC作為底層控制器；所述上位機上配有西門子WINCC6.0組態軟體，所述堆垛機配有西門子觸控螢幕OP37,所述PLC底層控制器由西門子S7-300PLC和S7-200PLC構成；所述S7-300PLC為主站安裝在主控室,所述S7-200PLC為從站安裝在堆垛機上；進一步地，所述S7-300PLC還掛一個ET200M作為遠程從站,所述上位機和所述S7-200PLC系統採取無線乙太網方式進行通信，所述S7-300PLC和所述上位機之間的通信採用有線乙太網方式通信，所述S7-300PLC和ET200M之間採用PROFIBUS DP通信；所述S7-200PLC和所述觸控螢幕之間採用MPI方式通信。
實施例二：
在實施例一中，雖然整個生物安全櫃運行可靠，但是生物安全櫃的通風控制系統硬體結構較為複雜。生物安全櫃的傳感器可以進行硬體和軟體的校準，對生物安全櫃內數據的採集點可移動，每一個點在軟體內都有設置，改變之後只要將軟體上的點修改就可以將這些點重新對應新的坐標。但在實際的物流倉儲系統應用中，尤其是針對生物醫藥製品的抽檢應用之後發現，該倉庫中的生物安全櫃的通風控制系統還有以下幾方面的缺點：第一，語言環境複雜，程式語言生澀難懂，編譯器無法識別錯誤，導致每次修改出現錯誤之後，沒有錯誤信息，不能及時發現系統是否運行，對系統的開發工作具有較大的考驗；第二，硬體結構較複雜，工控機的信號轉換擴展板卡與各類傳感器之間連線繁雜冗長，傳感器位置的調整困難，不便於移動操作，不能適合複雜的應用工況；第三，軟體較複雜，編程平臺下頁面的切換需要複雜的代碼實現，數據的收集，檢測和保存都需要其他輔助的程序，嵌入其中的輔助程序需要按照平臺下所給定模式進行編程，否則無法運行，從而導致其結構龐大繁雜。
在本實施例中，又提出一種優選的通風控制系統。同實施例一類似，不同之處在於，如圖3所示，本實施例中的通風控制系統包括上位機和下位機，所述上位機採用PC，還包括第一Ziggeb收發模塊、USB接口，所述下位機採用PLC，還包括第二Zigeeb收發模塊、PLC系統，空調機組、第三Zigeeb收發模塊，第一數據採集儀、數據採集模塊、第二數據採集儀、第一DA模塊、第二DA模塊、風速採集儀、熱電偶組、微壓差傳感器組、溫溼度採集模塊、變頻器、電動閥、風速探頭，下位機實現數據採集和上傳，上位機進行數據處理並控制變頻器和電動閥進行相應動作以實現風速和溫溼度的調整。需要特別說明的是，上述各個模塊和協議都是本領域技術人員能夠明了的，根據附圖3完全可以知道該系統的連接和控制方式，故不再贅述。
在本實施例中，生物安全櫃的通風控制系統採用普通商用電腦作為上位機數據處理、顯示和存儲單元，採用PLC作為下位機，實現中間數據收集和計算輸出功能，利用數據採集儀作為下層的數據掃描採集和上傳單元。在上位機與下位機之間使用無線模塊傳輸數據信息，不再使用電纜傳輸信息。這樣，作為一個整體就變得簡潔，成本也可大大降低，消除了很多不必要的數據轉換擴展模塊。在軟體方面放棄以前平臺式的軟體，採用Delphi編寫平臺軟體，消除每一個沒有必要顯示點的顯示，直接存儲資料庫，只顯示關鍵控制信息，並將控制量變成曲線，實時的觀察變化曲線。PLC和上位機的編程相互獨立，實現軟體的模塊化。本實施例中的通風控制系統從硬體組建和軟體編寫方面都變的非常簡潔，採用無線傳輸的方式做成可以在一定範圍內可移動的終端，這樣通用性更強。由於軟體安裝簡單和操作的靈活性，使得本系統的可移動性得到加強，而且其本身的無線傳輸模塊使得在比較複雜的環境下，系統可用性大大增強。當生物安全櫃在各個倉庫中按照檢測地點的不同而進行移動時候，只需在倉庫的通風系統上設置相應的生物安全櫃接口即可實現匹配，而不需要單獨進行複雜的改裝或專門設計。移動之後，仍然可以根據實際要求進行的大量數據的採集，對研究生物安全櫃通風系統內部熱量、氣壓、溼度、風速分布具有實時性和針對性。這種裝置不僅可用於生物安全櫃內溫度採集和壓力採集，將傳感器改換之後可以用於其它地方。比如，在採集大量數據的場合，並且需要安置眾多採集點的條件下，可直接將整個系統接入，只需要一臺普通商用電腦就可以接收和處理數據。
在上述兩個實施例中，本領域技術人員可以明了的是，上述描述的各系統所具有的相應控制系統或控制電路皆是根據實際控制需要隸屬於各自系統的，這樣在控制上雖然並未集成，但卻容易實現各自的單獨控制，減小了安裝調試的困難，而其中所需工控機、傳感器、各模塊的種類、數量也皆是根據實際要求進行設置的，而這對於本領域技術人員而言是可以知曉的，故不再贅述。
對於本領域技術人員而言，本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其它的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應包含在本發明技術方案的保護範圍之內。