1 引言

GMP（英文Good Manufacturing Practice的縮寫，中文的意思是“良好作業(yè)規(guī)范”，或是“優(yōu)良制造標準”，）是一套適用于制藥、食品等行業(yè)的強制性標準，要求企業(yè)從原料、人員、設施設備、生產(chǎn)過程、包裝運輸、質(zhì)量控制等方面按國家有關法規(guī)達到衛(wèi)生質(zhì)量要求。根據(jù)新修訂的《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(2010年)》(簡稱“新版GMP”)，截至2016年3月1日，未通過新版GMP認證的企業(yè)將不得不停業(yè)。食品和制藥企業(yè)需配置空調(diào)系統(tǒng)以滿足潔凈度和溫、濕度要求，空調(diào)系統(tǒng)作為必要的生產(chǎn)組成部分，也須服從GMP規(guī)范要求。

為了對建筑物內(nèi)外機電設備進行監(jiān)測和控制，使設備安全、可靠運行，節(jié)約能源、節(jié)省人力及確保建筑物內(nèi)環(huán)境舒適，食品和制藥企業(yè)需配置設備集成監(jiān)控系統(tǒng)—BMS或FMCS。主要監(jiān)控空調(diào)系統(tǒng)及其他需要集成的系統(tǒng)（火災報警、安防、電梯、閉路監(jiān)控等）。設備集成監(jiān)控系統(tǒng)通過計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫，并運用信息論、控制論、系統(tǒng)工程優(yōu)化論等，使計算機應用在樓宇自動化領域從單一管理系統(tǒng)發(fā)展成全面的信息管理系統(tǒng)。BMS/FMCS系統(tǒng)集成能力的高低和決策分析功能已成為衡量樓宇自動化管理水平的依據(jù)。

2 設備集成監(jiān)控系統(tǒng)簡介

2.1 設備集成監(jiān)控系統(tǒng)的目的

設備集成監(jiān)控系統(tǒng)的目的是集成樓宇或工廠中各種子系統(tǒng)，把它們統(tǒng)一在單一的操作平臺上進行管理。系統(tǒng)的設計目的旨在讓樓宇和工廠中各種弱電系統(tǒng)的操作更為簡易，更有效率。它提供了一個中央管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫，同時它會協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)間的相互連鎖動作及相互合作關系，可能要求BMS/FMCS進行協(xié)調(diào)的子系統(tǒng)有：

樓宇自動控制系統(tǒng)(BAS)，包括能源管理系統(tǒng)EMS;

一卡通系統(tǒng)(ACS)；

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)；

保安報警監(jiān)測系統(tǒng)(SAC)；

火災報警監(jiān)控系統(tǒng)(AFA)；

電梯控制系統(tǒng)。

2.2 設備集成監(jiān)控系統(tǒng)BMS或FMCS名稱的由來

樓宇自動控制系統(tǒng)，簡稱BAS，英文全名為：B u ild in g Au t om a t ion System，最初用于樓宇（酒店、商業(yè)辦公樓等）的中央空調(diào)系統(tǒng)的控制，主要是滿足房間的溫、濕度要求。樓宇自動控制系統(tǒng)集合其他系統(tǒng)（閉路電視監(jiān)控、電梯控制、安全監(jiān)控、火災報警監(jiān)控、門禁等）就是樓宇集成監(jiān)控系統(tǒng)，簡稱BMS ，英文全名為：Building Management System。后來為節(jié)省能源（水、電等）設置了能源管理系統(tǒng)，簡稱EMS，英文全名為：Energy Management System ，能源管理系統(tǒng)樓宇集成到樓宇監(jiān)控系統(tǒng)中去。

工業(yè)發(fā)展要求食品和制藥企業(yè)滿足潔凈度和溫、濕度要求，就應用了樓宇自動控制系統(tǒng)BAS，范圍擴大到樓宇外，如公用工程，宿舍，露天的生產(chǎn)區(qū)，罐區(qū)，原料和成品庫房等。

食品和制藥企業(yè)的樓宇自動控制系統(tǒng)BAS集合其他系統(tǒng)（閉路電視監(jiān)控、電梯控制、火災報警監(jiān)控、安全監(jiān)控、門禁等）就是設備集成監(jiān)控系統(tǒng)，簡稱BMS或FMCS ，F(xiàn)MCS英文全名為：Facility Management and Control System，又名工廠監(jiān)控系統(tǒng)。

2.3 設備集成監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容

監(jiān)測和控制空調(diào)系統(tǒng)環(huán)境條件 -房間溫度、房間濕度、房間壓力、房間潔凈度；

監(jiān)測和控制空氣處理單元數(shù)據(jù)（同時模擬輸入、干接點報警）；

監(jiān)測和控制公用工程(冷凍水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、工藝和儀表空氣系統(tǒng)等)設備數(shù)據(jù)（同時模擬輸入、干接點報警）；

通過通信接口監(jiān)測供配電采用電力監(jiān)視系統(tǒng)：電能參數(shù)測量；

通過通信接口監(jiān)測其他需要監(jiān)測的系統(tǒng)。

2.4 設備集成監(jiān)控系統(tǒng)的總體要求

功能全面、界面友好、實用性強、開放性好。

在選擇系統(tǒng)時，既要滿足系統(tǒng)的開放性、通信協(xié)議的標準化、與其他系統(tǒng)之間的互操作性、滿足將來發(fā)展需要的可擴性、技術(shù)的先進性，又要考慮系統(tǒng)的實用性，選擇合適的系統(tǒng)。

系統(tǒng)軟件采用開放性、標準化合模塊化設計，界面軟件采用圖形用戶界面設計，具有方便的人機會話系統(tǒng)。系統(tǒng)的上級網(wǎng)絡控制器發(fā)生故障時，現(xiàn)場的控制器能獨立工作。系統(tǒng)有密碼保護功能和系統(tǒng)斷電保護功能。

設備集成監(jiān)控系統(tǒng)必須具有下述功能：控制系統(tǒng)在線診斷，時間捕捉和數(shù)據(jù)存入。歷史趨勢數(shù)據(jù)分析處理必須獨立設置服務器。

系統(tǒng)網(wǎng)絡采用以太網(wǎng)，TCP/IP通信協(xié)議，傳輸速率為10Mbps。系統(tǒng)應具有兩層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，并且這兩層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)作為一個整體運行：第一層為局域網(wǎng)，第二層為現(xiàn)場總線層。

系統(tǒng)應設計成具有足夠適應需求的容量。另外應考慮為I/O 組件、存儲器和數(shù)據(jù)保存預留20%余量。系統(tǒng)在未來增加設施時應不更換現(xiàn)有設備就可以進行擴展。

2.5 能源管理系統(tǒng)

能源管理系統(tǒng)負責從現(xiàn)場設備（計量表,流量計，溫度計等）和外部資料（天氣預報，公用設施價格信息）收集數(shù)據(jù)，并利用它提供全廠最優(yōu)化的能源操作。能源管理系統(tǒng)應靈活提供報告和有價值的分析，規(guī)定準確操作。能源管理系統(tǒng)應在能源利用和供應的節(jié)能上最優(yōu)化。

3 設備集成監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

(1)成柜安裝完整的DDC/PLC控制器及輸入/輸出模件；

(2)操作員站硬件和軟件；

(3)服務器硬件和軟件；

(4)報警/事件打印機；

(5)完整的BMS或FMCS/EMS系統(tǒng)軟件包；

(6)通訊網(wǎng)絡設備；

(7)現(xiàn)場儀表（儀表，風閥，閥門與執(zhí)行器，電纜，氣動管線）。

4 設備集成監(jiān)控系統(tǒng)配置和儀表應用注意事項

4.1 GMP和非GMP區(qū)域分界

制藥企業(yè)的系統(tǒng)為同時控制和監(jiān)測GMP和非GMP區(qū)域的混合型結(jié)構(gòu)。GMP和非GMP區(qū)域必須從物理和邏輯上分離。GM P 區(qū)域要進行驗證，而非GMP區(qū)域遵循良好工程慣例強化試車。所有非GMP區(qū)域的數(shù)據(jù)庫或軟件變更不影響驗證區(qū)域，即GMP區(qū)域。

傳感器、風閥、調(diào)節(jié)閥和開關閥等提供控制和/或監(jiān)測GMP區(qū)域或GMP設備的現(xiàn)場儀表將歸為GMP點，如果現(xiàn)場儀表同時服務于GMP和非GMP用途將默認為GMP點。GMP和非GMP區(qū)域分界處要求試驗以確保沒有相互作用。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計要求GMP和非GMP區(qū)域的DDC/PLC無數(shù)據(jù)交換。如GMP和非GMP區(qū)域的DDC/PLC分別配備獨立的室外溫/濕度傳感器。

非GMP操作站的區(qū)域用戶不可能監(jiān)測或控制GMP區(qū)域，GMP操作站的區(qū)域用戶可以監(jiān)測非GMP區(qū)域。

4.2 儀表應用注意事項

所有儀表的設計應具有高可靠性和長期穩(wěn)定性。

通常，儀表信號應選用24Vdc供電, 2 -線制。儀表電源應優(yōu)先選用24Vdc供電,風閥和電動執(zhí)行器驅(qū)動的閥門電源選用24Vac或230Vac供電。

所有模擬信號的電纜帶屏蔽保護。數(shù)字輸出電纜無需屏蔽且不可與模擬信號電纜共用。

室內(nèi)安裝的儀表防護等級為IP54，室外安裝和特殊區(qū)域的儀表防護等級為IP65。

所有風閥和控制閥為電動或氣動執(zhí)行器驅(qū)動，防爆區(qū)域必須選擇氣動執(zhí)行器。

流體系統(tǒng)的在線溫度變送器須配備溫度計套管并安裝完整。溫度傳感器選擇4線制RTD。

爆炸危險區(qū)域要使用經(jīng)過防爆區(qū)分類認證的儀表設備。

儀表焊接部分要能防止所測工藝介質(zhì)的腐蝕。