SE1300298A1 - Regler och kontroll-system för rum - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser ett regler- och kontrollsystem (9) för renrum (1), där rummet omfattar en styrbar fläkt med ett luftfilter (2). Rummet har åtminstone en sensor (3-4, p, T) och regler- och kontrollsystemet (9) mottar data från denna åtminstone denna sensor. Regler- och kontrollsystemet (9) reglerar åtminstone en parameter mot ett önskat värde genom styrsignaler till en styrbar enhet (2, A/C). Regler- och kontrollsystemet (9) omfattar data om ett maximalt tillåtet intervall för denna parameter och systemet avger larminformation om parametern faller utanför detta intervall. På så sätt kan en operatör varnas om exempelvis partikeltätheten har blivit för hög får att tillåta produktion i rummet.I en utföringsform står regler- och kontrollsystemet i kommunikation med en styrbar luftkonditioneringsanläggning (A/C), där utgående luft från luftkonditioneringsanläggningen mottas av den styrbara fläkten. Regler- och kontrollsystemet kan då styra minst en av parametrarna luftfuktighet eller temperatur mot ett önskat värde, samt avge larminformation om endera parametern faller utanför ett tillåtet intervall.I ytterligare en utföringsform mottar regler- och kontrollsystemet mätdata från en partikeltäthetssensor och reglerar trycket i rummet med fläkten för att styra partikeltätheten mot en önskad nivå, samt avger larminformation om partikeltätheten faller utanför ett tillåtet intervall.2/2

Description

om exempelvis partikeltätheten har blivit för hög får att tillåta produktion i rummet.

I en fördelaktig utföringsfonn står regler- och kontrollsystemet i kommunikation med en styrbar luftkonditioneringsanläggning A/C, där utgående luft från luftkonditioneringsanläggningen åtminstone delvis mottas av den styrbara fläkten. Regler- och kontrollsystemet kan då på fördelaktigt sätt styra minst en av parametrama luftfuktighet eller temperatur mot ett önskat värde, samt avge larminformation om endera parametem faller utanför ett tillåtet intervall.

I ytterligare en fördelaktig utföringsfonn mottar regler- och kontrollsystemet mätdata från en partikeltäthetssensor och reglerar trycket i rummet med fläkten för att styra partikeltätheten mot en önskad nivå, samt avger larminformation om paxtikeltätheten faller utanför ett tillåtet intervall.

Uppfinningen avser därtill ett sådant regler- och kontrollsystem som kan ställas i endera av en bruksmod eller en vilomod, där systemet reglerar trycket mot önskade trycknivåer, som är lägre för vilomoden än för bmksmoden.

Uppfinningen avser vidare ett sådant regler- och kontrollsystemet som lagrar data om mätta parametrar och kan presentera dessa i en rapport för en given tidsperiod.

Kort beskrivning av figurerna Fig. 1 visar ett renrum försett med ett regler- och kontrollsystem enligt uppfinningen Fig. 2 visar ett schematiskt blockschema över regler- och kontrollsystemet Beskrivning av en föredragen utföringsform Fig. 1 visar ett partiellt tvärsnitt genom ett renrum l försett med ett regler- och kontrollsystem enligt uppfinningen. Renrummet är schematiskt illustrerat och är bara till för en övergripande förståelse, så figuren illustrerar inte i detalj det faktiska utseendet på renrummet utan är en symbolisk figur. Renrummet har en arbetsdel l0a och en slussdel l0b, som skiljs åt av en mellanvägg med en dörr. Från slussen går en andra dörr till renrummets omgivning. Båda dörrama illustreras som skjutdörrar med ett överdrivet stort glapp mellan dörrama och intilliggande väggparti, men detta är bara för att förenkla förståelsen för figuren. I en verklig 2 situation är dörrama i slutet läge täta eller nära helt lufttäta. I en typisk situation är det önskvärt med en visst luftflöde genom renrummet för att nedsmutsad luft ska föras ut ur renrummet och denna luft kan då passera genom avsiktliga otätheter i dörrar och skarvar eller genom särskilt utformade utflödeskanaler.

På utsidan av den sida av arbetsdelen 10b som vetter från mellanväggen, finns ett fläkt- och filterpaket 2 anordnat. Fläkt- och filterpaketet omfattar en eller flera fläktar samt en uppsättning filter av olika typer. Fläkte eller fläktama kan regleras så att de pumpar olika mängs luft per tidsenhet genom filtren och detta styrs av regler- och kontrollsystemet. På sätt som beskrivs närmare i anslutning till fig. 2.

Fläkt- och filterpaketet 2 sitter i figuren anordnat med fläktinsuget nära utblåset från en luftkonditioneringsanläggning A/C. Tanken är att den konditionerade luften utgör åtminstone en betydande del av den luftmängd som fläkt- och filterpaketet suger in och därefter blåser uti renrummet efter att ha passerat filterdelen. Uppenbart kan luftkonditioneringsanläggningen vara direkt och tätande ansluten till fläkt- och filterpaketet. Man kan även tänka sig en variant där luftkonditioneringsanläggningen inte är exklusivt dedikerad för renrummet, utan även konditionerar luften i rummet som omger renrummet, vilket är den variant som illustreras i figuren.

Luftkonditioneringsanläggníngen A/C är styrbar och kan generera värrnning, kylning samt höjning och sänkning av luftfuktigheten på den luft som avges av luftkonditionerings- anläggningen relativt den omgivande luft som tas in i den. Alla dessa parametrar är styrbara från regler- och kontrollsystemet, även om luftkonditioneringsanläggningen inte utgör en del som är fysiskt integrerad med renrummet i övrigt. Denna styming kan ske trådlöst eller med direkta elektriska förbindelser mellan regler- och kontrollsystemet och Iuftkonditioneringsanläggningen.

Regler- och kontrollsystemet omfattar en manöverpanel 6 som i figuren sitter på mellanväggen i arbetsdelen 10b. Manöverpanelen 6 kan omfatta ett tangentbord eller liknande för att välja styrparametrar för regler- och kontrollprocessen. Manöverpanelen 6 kan omfatta en display som presenterar valda styrparametrar, uppmätta indata i realtid, varningsindikatorer då uppmätta indata lämnat tillåtna parameterintervall med mera. Uppenbart kan själva regler- och kontrollsystemet vara anordnat i manöverpanelen, men inget hindrar förstås att den är placerad någon annanstans.

Regler- och kontrollsystemet omfattar även larmindikatorer 5 som i figuren är illustrerade som ett signalhom bara för att detta är lätta att visuellt förstå, men uppenbart är i praktiken larm ljudsignaler som avges av manöverpanelen och figurelement på displayen som blinkar eller på annat sätt uppmärksammar operatören på att en larrnsituation uppkommit.

Regler- och kontrollsystemet använder indata från en rad sensorer, 3, 4, P, T. De illustrerade sensorema är en luftfuktighetssensor 3, partikelkoncentrationssenorer 4, två separata lufttryckssensorer P och en temperatursensor T. Uppenbart kan systemet omfatta fler eller färre sensorer och sensortyper, men figuren visar en typisk situation.

Lufifuktigheten i arbetsdelen 10a av renrummet kan påverka utfallet av vissa produktionsprocesser och det kan därför vara nödvändigt att hålla luftfuktigheten inom ett tillåtet intervall. Det kan även vara önskvärt att kontrollera luftfuktigheten för att optimera trivseln för operatörer i renrummet. Regler- och kontrollsystemet läser regelbundet in mätdata från luftfuktighetssensom 3 och reglerar luftkonditioneringsanläggningen så att luftfuktigheten styrs mot ett önskat värde. Regler- och kontrollsystemet kan omfatta inlagda max- och minvärden för högsta respektive lägsta tolerabla luftfuktighet och avse lann om luftfuktigheten faller utanför detta intervall. Under normal gång, ligger luftfuktigheten inom det tillåtna intervallet, men omedelbart efter uppstart kan luftfuktigheten ligga utanför den tillåtna och då är det viktigt att operatören uppmärksammas på detta så att produktionen i arbetsdelen inte påbörjas förrän acceptabla värden nåtts.

Regler- och kontrollsystemet mottar även information från en temperatursensor T. Informationen från denna används på samma sätt som luftfuktighetssensom 3, men här regleras i stället temperaturen mot en önskad temperatur som valts av en operatör med hjälp av manöverpanelen 6, genom att luftkonditioneringsanläggningen styrs på lämpligt sätt. På motsvarande sätt finns tillåtna max- och mintemperaturer och faller temperaturen utanför detta intervall genereras ett larrn.

Två olika lufttryckssensorer P är anslutna till regler- och kontrollsystemet, den ena anordnad i arbetsdelen 10a och den andra i slussdelen 10b. Informationen från lufttryckssensorer använder regler- och kontrollsystemet för att styra fläkten i fläkt- och filterpaket 2, så att ett önskat tryck uppnås. I praktiken är det relative trycket, alltså skillnaden mellan omgivningstrycket och trycket vid lufttryckssensom som är av relevans. Detta relativa tryck avgör hur stort luftflöde med ren 4 luft som strömmar genom renrummet och detta i sin tur påverkar luftpartikelhalten. Trycket vid trycksensom i arbetsdelen regleras mot ett önskat värde, men detta önskade värde behöver inte vara ett fixt värde satt av en operatör, utan kan vara styrt av partikelhalten i renrummet, så som beskrivs nedan i större detalj Trycket i slussen l0b kan ge en indikation om att den ytter dörren öppnats och systemet kan då preventivt öka fläkthastigheten redan innan trycket i arbetsrummet sjunkit. På så sätt kan ett ytterligare stabilare tryck upprätthållas.

Systemet omfattar vidare två partikelhaltsmätare 4, som mäter halten oönskade partiklar i luften för två olika partikelstorlekar. Det kan av olika skäl vara betydelsefullt att reglera temperatur, luftfuktighet eller andra parametrar, men den mest avgörande parametem i ett renrum är förstås partikelhalten. Partikelhaltsmätama 4 är anordnade i arbetsdelen invid dörren och detta är dess optimala placering för att erhålla representativa data och även för att erhålla data som påverkar av eventuellt partikelinflöde från dörröppningen.

Systemet kan använda mätdata från partikelhaltsmätama 4 för att med fläkten styra trycket, så att luftgenomströmningen blir sådan, att partikelhalten lägger sig inom ett acceptabelt intervall. Även för partikelhaltema finns ett inprogrammerbart tillåtet intervall med ett max och en min, där partikelhalter utanför dessa ger upphov till ett larm.

Fig. 2 visar ett schematiskt blockschema över regler- och kontrollsystemet 9. Regler- och kontrollsystemet illustreras som ett block med ett antal ifyllda eller icke ifyllda rutor 11 som avser valda eller icke valda parametervärden. Regler- och kontrollsystemet är förstås i den verkliga situationen ett datorstyrs system med styrenheter för att styra fläkt och luftkonditioneringsanläggningen, samt ingångar för att motta mätvärden från sensorer.

Regler- och kontrollsystemet mottar parameterval och styrinstruktioner från en manöverenhet 7 som illustreras som ett tangentbord och i praktiken kan omfatta just ett sådant. För att presentera mätdata och utgöra ett lättanvänt användargränssnitt är systemet anslutet till en display 8.

Systemet äräven anslutet till ett larm, som indikerar exempelvis om en mätt parameter fallit utanför tilåtet intervall. Uppenbart är som tidigare beskrivet larmet i praktiken snarare utformad som den del av informationen från displayen.

I regler- och kontrollsystemet kan finnas styrutgångar som direkt kan styra fläkt och luftkonditioneringsanläggning, alltså effektutgångar, men mer realistiskt finns denna styrelektronik i själva fläkten respektive luftkonditioneringsanläggningen. Styrsignalema från systemet till fläkten och luftkonditioneringsanläggningen är i så fall rena datasignaler.

Systemet omfattar ingångar för att motta data från sensorer för tryck p, temperatur T, luftfuktighet 3 samt partikelhalter vid två olika partikelstorlekar 4a-b. Tryck, temperatur och luftfuktighet kan utläsas hur frekvent som helst, men det kan vara lämpligt med medelvärdesbildning av dessa data för att erhålla data med högre signal till brus än vad som varit fallet utan medelvärdesbildning.

Det finns partikelhaltsmätare 4a-b som kan mäta helt kontinuerligt och sådana är tänkta att användas här. Även då kan det vara lämpligt med medelvärdesbildning av mätdata över en viss tidsperiod. Andra typer av partikelhaltsmätare mäter partikelhalt stegvis, de tar alltså in luft med en pump, mäter partikelhalten och levererar mätdata. Inga nya mätdata erhålls förrän partikelhaltsmätaren fått instruktioner om att en ny mätning ska ske. Även med en sådan mätmetod kan mätresultaten bli åtminstone styckvis kontinuerliga, om än tidsdiskreta. Ändras partikelhalten långsammare än mätintervallet, erhålls ändå mätdata som ur ett praktiskt perspektiv kan betraktas som kontinuerliga. För denna typ av partikelhaltsmätare krävs alltså en styrsignal för att mätning ska initieras och denna styrsignal kan genereras internt eller av regler- och kontrollsystemet. De streckade linjema från regler- och kontrollsystemet till partikelhaltsmätama illustrerar dessa styrsignaler. En parameter som alltså kan väljas i regler- och kontrollsystemet är utläsningsfrekvensen.

I symbolen för regler- och kontrollsystemet 9 finns ett antal rutor ll som illustrerar valda parametervärden. Ett sådant parametervärde kan avse huruvida renrummet befinner sig i bruk eller i vilomod, alltså när personalen gått hem och renrummet står tomt. Sätts parametem vilomod kan trycket i rummet sänkas av systemet eftersom förväntad mängd inkommande partiklar minskar. Altemativt kan systemet höja toleransen för högsta partikelhalt, eftersom inga känsliga preparat bereds i renrummetjust då. Vilket att dessa val som ska ske, görs med ytterligare en parameter som kan väljas av en operatör med hjälp av manöverenheten 7. regler- och kontrollsystemet kan, utöver att styra valda parametrar mot ett önskat värde, indikera om valda parametrar lämnat det tillåtna intervallen och i realtid presentera mätdata för dessa 6 parametrar därtill presentera historiska mätdata i en så kallade ISO Class Confirmation Report.

I denna rapport kan mätdata under en passerad tidsperiod presenteras med relevanta tillåtna intervall, eventuella indikationer om att sådana intervall passerats eller tillsammans med information om att alla styrda parametrar legat inom tillåtna intervall under den givna tidsperioden. Rapporten kan presenteras med en tidsskala, så att mottagaren av rapporten kan avgöra om allt stått rätt tid i renrummet under en tidsperiod då produktion av en viss tillverkningsomgång skett.

Claims (7)

1. Krav 1 Ett regler- och kontrollsystem (9) för ett rum (1), där rummet åtminstone omfattar en styrbar fläkt med ett luftfilter (2), samt där rummet är försett med åtminstone en sensor (3 -4, p, T) och där regler- och kontrollsystemet (9) mottar data från denna åtminstone en sensor, där regler- och kontrollsystemet (9) reglerar åtminstone en parameter mot ett önskat värde genom styrsignaler till åtminstone en styrbar enhet (2, A/C), kännetecknat av att regler- och kontrollsystemet (9) omfattar data om ett maximalt tillåtet intervall för denna parameter, samt där regler- och kontrollsystemet avger larrninformation om parametem faller utanför detta intervall.

2. Ett regler- och kontrollsystem enligt krav 1, kännetecknat av att den åtminstone en sensorn (3-4, p, T) utgörs av minst en av uppsättning sensorer för tryck (p), temperatur (T), luftfuktighet (3) eller partikelhalt (4, 4a-b).

3. Ett regler- och kontrollsystem enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att regler- och kontrollsystemet står i kommunikation med en styrbar luftkonditioneringsanläggning (A/C), där utgående luft från luftkonditioneringsanläggningen åtminstone delvis mottas av den styrbara fläkten.

4. Ett regler- och kontrollsystem enligt krav 3, kännetecknat av att regler- och kontrollsystemet styr minst en av parametrarna luftfuktighet eller temperatur mot ett önskat värde, samt avger larminformation om endera parametem faller utanför ett tillåtet intervall.

5. Ett regler- och kontrollsystem enligt något av de ovanstående kraven, kännetecknat av att regler- och kontrollsystemet mottar mätdata från en partikeltäthetssensor och reglerar trycket i rummet med fläkten för att styra partikeltätheten mot en önskad nivå, samt avger larrninformation om partikeltätheten faller utanför ett tillåtet intervall.

6. Ett regler- och kontrollsystem enligt något av de ovanstående kraven, kännetecknat av att regler- och kontrollsystemet kan ställas i endera av en bruksmod eller en vilomod, där systemet reglerar trycket mot önskade trycknivåer, som är lägre för vilomoden än för bruksmoden.

7. Ett regler- och kontrollsystem enligt något av de ovanstående kraven, kännetecknat av att regler- och kontrollsystemet lagrar data om mätta parametrar och kan presentera dessa i en rapport för en given tidsperiod.