關(guān)于動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)問(wèn)題的思考和探索

摘要：本文通過(guò)論述對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行和環(huán)境監(jiān)控實(shí)行必要監(jiān)控系統(tǒng)的原因，并結(jié)合當(dāng)下我國(guó)使用環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)情況，對(duì)這一問(wèn)題做出思考和探索。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP277文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-9671-(2012)042-0150-02

計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)被廣泛推廣到環(huán)境監(jiān)控領(lǐng)域，但單純依靠計(jì)算機(jī)自身的操作，而不依賴(lài)必要的監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控作業(yè)，由于環(huán)境等因素的變化容易對(duì)計(jì)算機(jī)造成損失，所以必須首先探明使用環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的必要。

1使用環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的原因

一般情況下，計(jì)算機(jī)工作的溫度在10℃～35℃之間。如果環(huán)境溫度過(guò)高，加之長(zhǎng)時(shí)間工作，熱量難以散發(fā)，計(jì)算機(jī)將出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤、死機(jī)等現(xiàn)象，甚至?xí)龤酒?，同時(shí)也會(huì)直接影響計(jì)算機(jī)的使用壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，溫度每升高10℃，計(jì)算機(jī)的可靠性就下降10%。如果不及時(shí)處理，將會(huì)可能造成機(jī)器損壞、數(shù)據(jù)丟失甚至引起電源短路、火災(zāi)等事故。UPS 儲(chǔ)能蓄電池對(duì)溫度要求較高，標(biāo)準(zhǔn)使用溫度為25℃，平時(shí)不能超過(guò)+15℃～+30℃。溫度太低會(huì)使儲(chǔ)電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1％。其放電容量會(huì)隨溫度升高而增加，但壽命降低。

計(jì)算機(jī)工作環(huán)境的相對(duì)濕度在30%～70%之間為宜。如果濕度過(guò)高，會(huì)影響CPU、顯卡等配件的性能發(fā)揮，同時(shí)會(huì)使電子元件表面吸附一層水膜；如果過(guò)分潮濕，會(huì)使機(jī)器表面結(jié)露，引起機(jī)器內(nèi)元件、觸點(diǎn)及引線銹蝕，造成斷路或短路。如：南方天氣較為潮濕，最好每天將計(jì)算機(jī)通電一段時(shí)間。濕度過(guò)低時(shí)，則會(huì)造成靜電過(guò)高，而靜電被稱(chēng)為“電子元件的殺手”。靜電大量積聚將會(huì)導(dǎo)致磁盤(pán)讀寫(xiě)錯(cuò)誤，并可能燒毀半導(dǎo)體器件。當(dāng)前存在隱患的地方有：①人為根據(jù)溫差來(lái)開(kāi)關(guān)風(fēng)機(jī)和空調(diào)。雖然實(shí)現(xiàn)了部分節(jié)能，但是增加了人工成本和人為因素的不確定性。人從判斷到執(zhí)行需要一個(gè)響應(yīng)時(shí)間，而這個(gè)時(shí)間是未知的；②風(fēng)機(jī)和空調(diào)都常開(kāi)。缺點(diǎn)當(dāng)外部溫度較高時(shí)，會(huì)將熱風(fēng)送到室內(nèi)，此時(shí)空調(diào)會(huì)加重負(fù)荷更加費(fèi)電。

所以故障隨時(shí)可能出現(xiàn)，我們更應(yīng)該意識(shí)到計(jì)算機(jī)服務(wù)器斷電數(shù)據(jù)保護(hù)的必要性。①現(xiàn)時(shí)硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速大都是7200轉(zhuǎn)，在進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，整個(gè)盤(pán)片處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中，如果忽然切斷電源，將使得磁頭與盤(pán)片猛烈磨擦，從而導(dǎo)致硬盤(pán)出現(xiàn)壞道甚至損壞。所以在關(guān)機(jī)時(shí)，一定要注意機(jī)箱面板上的硬盤(pán)指示燈是否沒(méi)有閃爍，即硬盤(pán)已經(jīng)完成讀寫(xiě)操作之后才可以按照正常的程序關(guān)閉電腦。硬盤(pán)指示燈閃爍時(shí)，一定不可切斷電源；②以往的斷電保護(hù)都是通過(guò)UPS在供電出現(xiàn)異常時(shí)手動(dòng)或自動(dòng)關(guān)閉服務(wù)器。一旦服務(wù)器重啟后依次要運(yùn)行相應(yīng)的程序。而智能UPS 需要安裝一個(gè)管理軟件，并且在停電時(shí)是采用強(qiáng)制保存的形式，往往會(huì)將一些并不想保存的文檔也覆蓋保存掉。

2一般動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

一般的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)由以下部分組成。

1）機(jī)房溫度濕度監(jiān)控。

2）機(jī)房空調(diào)控制監(jiān)控。

3）機(jī)房空調(diào)新風(fēng)機(jī)節(jié)能系統(tǒng)。

4）煙霧監(jiān)控。

5）機(jī)房市電檢測(cè)（UPS電壓）。

6）機(jī)房漏水監(jiān)控。

7）機(jī)房非法進(jìn)入監(jiān)控。

8）計(jì)算機(jī)服務(wù)器斷電數(shù)據(jù)保護(hù)。

系統(tǒng)可精確監(jiān)測(cè)溫濕度等環(huán)境參數(shù)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥流通、制造業(yè)、物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域與場(chǎng)所，大大提高的用戶(hù)的生產(chǎn)管理水平。系統(tǒng)基礎(chǔ)功能包括：實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示、超線報(bào)警、實(shí)時(shí)記錄監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線圖、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)打印、自動(dòng)生成歷史曲線圖、歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出、數(shù)據(jù)自動(dòng)備份、系統(tǒng)運(yùn)行日志、多國(guó)語(yǔ)言選擇、用戶(hù)權(quán)限管理。

3動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在圖書(shū)館等領(lǐng)域的運(yùn)用

檔案館、圖書(shū)館、博物館等作為資料、圖書(shū)、文物等物品的保存、集散或展示的場(chǎng)所，其所處的位置非常重要。以檔案館為例，館內(nèi)溫濕度變化是影響檔案材料老化變質(zhì)的主要原因，科學(xué)合理的溫度環(huán)境是做好檔案保存的關(guān)鍵。適當(dāng)?shù)臏貪穸饶苡行ё柚箼n案霉腐菌的生長(zhǎng)繁殖，確保檔案資料的長(zhǎng)期保存。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，多數(shù)蛀蟲(chóng)和霉菌的生存溫度在10℃以上，低于這個(gè)溫度，害蟲(chóng)即喪失活動(dòng)能力和停止繁殖，而濕度在65%RH以下，多數(shù)霉菌就不能正常發(fā)育。因此將溫度控制在18℃，濕度應(yīng)控制在50%RH-65%RH之間，這樣可以抑制害蟲(chóng)、霉菌的生長(zhǎng)繁殖，有利于書(shū)畫(huà)紙張的保養(yǎng)。倘若將相對(duì)濕度較長(zhǎng)時(shí)間在45%RH以下，紙張又會(huì)因干燥而脆裂，造成物理性朽壞。所以，保持相對(duì)濕度50%～65%RH以及10℃～18℃的溫濕度環(huán)境，是對(duì)書(shū)畫(huà)保存的一個(gè)嚴(yán)格要求。

我們可以采用兩種方案：方案一、實(shí)現(xiàn)對(duì)館內(nèi)溫濕度進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。方案二、實(shí)現(xiàn)對(duì)館內(nèi)溫濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，如對(duì)風(fēng)機(jī)、空調(diào)、除濕機(jī)、報(bào)警器等進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。除溫濕度監(jiān)測(cè)外，可增加對(duì)館內(nèi)的煙霧報(bào)警、漏水報(bào)警監(jiān)測(cè)、短信報(bào)警功能、電話撥號(hào)報(bào)警等功能。

在該領(lǐng)域主要通過(guò)JCJ600B智能溫濕度測(cè)控儀與JCJ100S溫濕度變送器作為現(xiàn)場(chǎng)溫濕度測(cè)量與控制的核心部分，JCJ100S負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)溫濕度測(cè)量，JCJ600B智能測(cè)控儀實(shí)現(xiàn)溫濕度測(cè)量顯示、數(shù)字通訊、自動(dòng)化控制（如控制風(fēng)機(jī)、空調(diào)、加濕機(jī)、除濕機(jī)等）等功能。此外可增加現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，當(dāng)測(cè)量值達(dá)到報(bào)警條件時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。（備注說(shuō)明：本方案中對(duì)于只需采集溫濕度數(shù)值而不需要進(jìn)行控制的地方可采用JCJ500B智能巡檢儀，它可同時(shí)接收多組溫濕度信號(hào)。所有智能儀表在具體應(yīng)用時(shí)會(huì)根據(jù)需要，被集成安裝到專(zhuān)用的儀表柜內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一管理。）

4一般動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的操作程序和功能

一般的動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)組態(tài)軟件平臺(tái)，功能豐富、性能穩(wěn)定、軟件界面生動(dòng)、美觀，組態(tài)靈活，方便擴(kuò)充與升級(jí)。及時(shí)對(duì)各個(gè)檔案館進(jìn)行溫濕度信號(hào)（漏水報(bào)警、電源故障報(bào)警等信號(hào)）進(jìn)行采集、顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印等。實(shí)時(shí)顯示溫濕度測(cè)量值；設(shè)置每組溫濕度報(bào)警值（超限報(bào)警時(shí)，通過(guò)音箱聲音報(bào)警，同時(shí)畫(huà)面對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)改變顏色并閃爍）；歷史曲線數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)記錄曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、支持?jǐn)?shù)據(jù)查詢(xún)；數(shù)據(jù)另存為txt和Excel

文件。

日常作業(yè)中它主要的監(jiān)控項(xiàng)目有：換氣次數(shù)、溫度和相對(duì)濕度、壓差、懸浮粒子（潔凈度）、浮游菌、沉降菌和照度。其中空調(diào)凈化系統(tǒng)必須通過(guò)設(shè)計(jì)確認(rèn)（DQ）、安裝確認(rèn)（IQ）、運(yùn)行確認(rèn)（OQ）和性能確認(rèn)（PQ）。還要保持壓力梯度，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控，以動(dòng)態(tài)“符合”。我們要注意觀察報(bào)警限度和糾偏限度、測(cè)試參數(shù)的變更、基于風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)原則和再驗(yàn)證周期等。一般系統(tǒng)的操作還需要一個(gè)無(wú)菌試驗(yàn)室。無(wú)菌實(shí)驗(yàn)室必須能提供與生產(chǎn)區(qū)域相同或更好的無(wú)菌保證能力。實(shí)驗(yàn)室控制（環(huán)境監(jiān)測(cè)）必須和生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)一樣嚴(yán)格，以保證維持無(wú)菌條件并能提供關(guān)鍵的檢驗(yàn)不合格的調(diào)查信息。甚至使用隔離器進(jìn)行無(wú)菌檢查可使了假陽(yáng)性結(jié)果的幾率減至最小。對(duì)無(wú)菌檢查人員的資質(zhì)應(yīng)有記錄。

要達(dá)到動(dòng)態(tài)條件下10,000級(jí)必須設(shè)計(jì)和測(cè)試“靜態(tài)條件”標(biāo)準(zhǔn)在一個(gè)更好的水平，使得房間在運(yùn)行狀態(tài)下環(huán)境條件可以適當(dāng)下降。設(shè)計(jì)師應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)“靜態(tài)”數(shù)據(jù)條件，并計(jì)算“動(dòng)態(tài)”條件下產(chǎn)生粒子數(shù)抵消值。通常10,000級(jí)的動(dòng)態(tài)環(huán)境要求設(shè)計(jì)的對(duì)應(yīng)“靜態(tài)”環(huán)境要求為100級(jí)。隨后通過(guò)測(cè)量模擬操作期間粒子含量確認(rèn)和證明設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，這是工藝/設(shè)備確認(rèn)的組成部分。無(wú)菌區(qū)域的持續(xù)環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)應(yīng)與工藝/設(shè)備（如灌裝線）確認(rèn)期間獲得的操作數(shù)據(jù)做比較。當(dāng)生產(chǎn)停止，人員離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，潔凈室開(kāi)始“復(fù)原”－會(huì)變得更干凈，即從“動(dòng)態(tài)”變?yōu)?ldquo;靜態(tài)”。理論上，潔凈室會(huì)恢復(fù)到和供應(yīng)氣流相同的潔凈等級(jí)。迅速統(tǒng)一的恢復(fù)是不可能的，因?yàn)榭赡軙?huì)有臟空氣殘留。“恢復(fù)”時(shí)間呈指數(shù)性，因而達(dá)到終點(diǎn)可能需要花很長(zhǎng)時(shí)間。切記一個(gè)特定潔凈室的“恢復(fù)”時(shí)間是系統(tǒng)整體性能的很好指導(dǎo)值。如定期測(cè)量，在時(shí)間周期內(nèi)的任何重大變化都可能是一個(gè)潛在問(wèn)題的跡象。要測(cè)驗(yàn)關(guān)鍵區(qū)可接受的單向氣流模式和流速，需要根據(jù)以下幾項(xiàng)指標(biāo)

1）無(wú)菌室內(nèi)保護(hù)關(guān)鍵操作的氣流模式。

2）溫度。

3）濕度。

4）確保免受低等級(jí)環(huán)境污染的壓差。

5）潔凈區(qū)換氣次數(shù)。

5動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的一般情況

測(cè)試與監(jiān)控是關(guān)鍵。我們要做到：應(yīng)該通過(guò)粒子計(jì)數(shù)器確定無(wú)菌生產(chǎn)區(qū)中空氣的級(jí)別，而且必須正對(duì)氣流以及在潛在的無(wú)菌產(chǎn)品和容器所暴露和最容易污染的區(qū)域來(lái)測(cè)量。每個(gè)批次都應(yīng)該有周期性的監(jiān)測(cè)，提供最全面的數(shù)據(jù)；嚴(yán)格（Grade A）區(qū)域的空氣監(jiān)視應(yīng)該不產(chǎn)生微生物污染。在環(huán)境中出現(xiàn)的污染應(yīng)該引起足夠的重視。采樣管的長(zhǎng)度應(yīng)特別注意。應(yīng)使用取樣管短的便攜式粒子監(jiān)測(cè)儀，因?yàn)樵谌庸荛L(zhǎng)的遠(yuǎn)程取樣系統(tǒng)中≥0.5 μm的空氣懸浮粒子下降速度相對(duì)較快。在單向氣流系統(tǒng)中應(yīng)使用等動(dòng)力取樣頭講稿照片。在A級(jí)潔凈區(qū)，每個(gè)取樣位置的最小取樣體積應(yīng)為1 m3。

在國(guó)際上采用的測(cè)試與監(jiān)控系統(tǒng)與我國(guó)有所不同。在歐盟使用CGMP，它要求應(yīng)該設(shè)立敏感的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從而很快的監(jiān)測(cè)危害環(huán)境的換氣異常。操作條件的應(yīng)該保證達(dá)到質(zhì)量級(jí)別在達(dá)到生產(chǎn)級(jí)別之前。例如，壓差的監(jiān)控應(yīng)該包括快速探測(cè)低壓的出現(xiàn)，以防止非潔凈區(qū)的空氣進(jìn)入潔凈區(qū)。EN/ISO14644-1方法論根據(jù)粒子最大粒徑的潔凈室限制和獲得數(shù)據(jù)的評(píng)估方法，規(guī)定了最少取樣點(diǎn)數(shù)量和最低取樣量。歐盟采用的CGMP可以在正常操作，模擬操作或者培養(yǎng)基灌封期間證明“動(dòng)態(tài)”等級(jí)，并要求最差情況模擬。EN ISO14644-2提供了有關(guān)試驗(yàn)信息證明持續(xù)符合規(guī)定的潔凈等級(jí)。FDA的CGMP：應(yīng)在動(dòng)態(tài)條件下日常監(jiān)控潔凈室和潔凈空氣裝置，監(jiān)控位置應(yīng)以一個(gè)正規(guī)的風(fēng)險(xiǎn)分析研究以及潔凈室和/或潔凈空氣裝置等級(jí)分類(lèi)的結(jié)果為基礎(chǔ)。應(yīng)對(duì)A級(jí)區(qū)域中關(guān)鍵工藝操作的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行粒子監(jiān)控；A級(jí)區(qū)域粒子監(jiān)控頻率和取樣量的大小設(shè)定應(yīng)使得所有干涉情況，瞬間情況和任何系統(tǒng)變壞情況都能發(fā)現(xiàn)，且如果超過(guò)警戒限啟動(dòng)報(bào)警。該系統(tǒng)建議B級(jí)區(qū)域也使用類(lèi)似的系統(tǒng)，但取樣頻率可以降低。粒子監(jiān)控系統(tǒng)的重要性應(yīng)由相鄰A級(jí)和B級(jí)區(qū)域隔離的有效性決定。B級(jí)區(qū)域粒子監(jiān)控頻率和取樣量的大小設(shè)定應(yīng)使得污染程度變化和任何系統(tǒng)變壞都能被發(fā)現(xiàn)，且如果超過(guò)警戒限啟動(dòng)報(bào)警。

實(shí)行監(jiān)控時(shí)要同步進(jìn)行隔離系統(tǒng)的環(huán)境控制，這要求隔離系統(tǒng)的環(huán)境為100級(jí)；環(huán)境監(jiān)控計(jì)劃類(lèi)似于潔凈室的監(jiān)控計(jì)劃。必須特別注意取樣儀器的無(wú)菌質(zhì)量以避免樣品被污染。首選非侵入式取樣方法，如使用位于隔離系統(tǒng)外部的設(shè)備沖擊取樣，或使用設(shè)備暴露在與隔斷－隔離系統(tǒng)相同的滅菌物質(zhì)中。反過(guò)來(lái)，微生物試驗(yàn)儀器必須做微生物生長(zhǎng)促進(jìn)驗(yàn)證。另外擦拭取樣和接觸盤(pán)也可以提供有用數(shù)據(jù)。物料和液體從隔離系統(tǒng)進(jìn)出的傳輸對(duì)隔離系統(tǒng)的無(wú)菌性和其周?chē)h(huán)境是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。另外，應(yīng)考慮護(hù)手的特殊要求，特別是因?yàn)橐恍┎僮鲉T會(huì)使用相同的手套，這樣對(duì)手套系統(tǒng)的衛(wèi)生是一個(gè)挑戰(zhàn)。懸浮粒子報(bào)警限度值得我們注意。懸浮粒子監(jiān)控系統(tǒng)可以被用來(lái)幾乎持續(xù)測(cè)量潔凈室內(nèi)多個(gè)點(diǎn)的非活性粒子濃度。但是潔凈室內(nèi)這樣的粒子監(jiān)控不能替代使用便攜式儀器定期測(cè)試房間的必要性，在評(píng)估一個(gè)固定粒子監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)要考慮的一些主要點(diǎn)如下：動(dòng)態(tài)條件下相對(duì)小數(shù)量取樣取得數(shù)據(jù)和靜態(tài)條件下從大量取樣點(diǎn)獲得數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系；確定房間的“最差”點(diǎn)并將其與房間整體條件聯(lián)系在一起；確定適當(dāng)?shù)娜宇l率；潛在大量數(shù)據(jù)的管理和分析來(lái)確認(rèn)問(wèn)題所在。

6報(bào)警限度的確定

在實(shí)際監(jiān)控中我們要及時(shí)調(diào)整糾偏限度和報(bào)警限度：對(duì)于微生物測(cè)試的取樣頻次，如果出現(xiàn)下列情況應(yīng)考慮修改，在評(píng)估以下情況后，也應(yīng)確定其它項(xiàng)目的測(cè)試頻次：連續(xù)超過(guò)報(bào)警限和啟動(dòng)限；停工時(shí)間比預(yù)計(jì)延長(zhǎng)；關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)有傳染的試劑；在生產(chǎn)期間，空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行任何重大的維修；環(huán)境設(shè)施的限制引起工藝的改變；日常操作記錄反映出傾向性的數(shù)據(jù)；凈化和消毒規(guī)程的改變；引起生物污染的事故等。

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