Smartlogic

חיסכון באנרגיה למערכות מיזוג אויר וחדרים נקיים

חיסכון באנרגיה במיזוג אויר יכול לחסוך מאות אלפי שקלים בשנה.

 

כרגע מתבצעת בקרת טמפרטורה ולחות בזבזנית , גם אם יש תנאי טמפטורה ולחות חיצוניים מתאימים, יחידת הטיפול באויר, מקררת קודם כל את האויר ואחר כך מחממת אם צריך , כנ"ל לגבי בקרת הלחות.הלקוח מבקש מערכת אשר תהיה חכמה לזהות מצבים חיצוניים ולנצל זאת לטובתה ולהפעיל כמה שפחות אנרגיה:  הפעלת ברזי קירור, אשר מעמיסים על הצ'ילרים, הפעלת גופי חימום גם ביט"א, הורדת מהירות מנועי המפוחים,  וגם בכניסה לחדרים לקיזוז עדין.

מצב חיסכון תמידי בזמן ייצור:

זמן ייצור הוא זמן בו נמצאים עובדים החברה בחדרים הנקיים

בזמן זה יהיה שימוש באויר החיצוני ככל הניתן , וטיפול מינימלי בטמפרטורה ולחות תוך שמירה על סינון האויר ברמה מתאימה ל GMP.

בחורף : בעת לחות נמוכה, היט"א  

מצב חיסכון לא בזמן ייצור

מצב זה יוגדר לאחר שעות העבודה, בשבתות וחגים

יוצג לוח זמנים להחלטה מתי יעבוד מצב חיסכון.

להלן דוגמא ללוח זמנים

(להגדלה לחץ על התמונה )

 

הפעולות הנדרשות:

אספקת ציוד: התקנת רגשי טמפרטורה ולחות חיצוניים.

תכנון תהליכי אשר יתחשב בכל המרכיבים ויידע לבצע בקרה עם שימוש זעיר בבקרת לחות וטמפרטורה

שינוי נקודות העבודה של כל יט"א לגבולות המותרים תחת GMP כיום הם: טמפרטורה בין 17-25 מעלות. – יוגדר כ SP

לחות בין 70% ל- 30%   – יוגדר כ SP

הורדת ספיקת אויר לגבולות המתירים על ידי GMP – יוגדר כ SP

 

אופציה 2 : הוספת לחצן "יציאה ממצב חיסכון לשעה" בחדר הנקי.

ברגע שיש עבודת ייצור מוגברת , והמערכת נכנסת למצב חיסכון , העובד יכול ללחוץ על הלחצן ובכך להחזיר את המערכת למצב רגיל למשך שעה נוספת.

אופציה 3 תוספת להתקנת וסת תדר ביטא 1

ביט"א 1 אין וסת תדר , על מנת להוריד את מהירות המנוע, יש להתקין וסת תדר.

אופציה 4 : שינוי היחס בין אויר צח לאויר חוזר

בהתאם לתנאי הסביבה , על ידי התקנת דמפרים ממונעים בכל יט"א

המערכת תדע להחליט מתי להשתמש יותר באויר צח , ומתי יותר באויר חוזר, כל עוד שומרת על תנאי GMP .

 

אוטומציה ובקרה – בקר דיגיטלי ישיר DDC

אוטומציה ובקרה – בקר דיגיטלי ישיר Direct Digital Controller -DDC

המונח DDC  מייצג בד"כ בקרה דיגיטלית ישירה (Direct Digital Control) אך גם בקר דיגיטלי ישיר (Direct Digital Controller).

בקרה מסוג DDC היא בקרה אוטומטית של מצב או תהליך ע"י בקר דיגיטלי. בקר מסוג DDC מורכב מבקרים מבוססים על מיקרופרוססורים (microprocessors) עם בקרה לוגית מבוצעת בעזרת תוכנה. מתמרים אנלוגיים/דיגיטליים (analog-to-digital (A/D) converters) מתמירים ערכים אנלוגיים לאותות דיגיטליות שמיקרופרוססור יכול להשתמש בהן. רגשים אנלוגיים יכולים להפיק ערכי התנגדות, מתח או זרם. רוב מערכות הבקרה מבזרים את התוכנה בין בקרים מרוחקים (remote) כדי להימנע מהצורך ביכולת בתקשורת רציפה ולאפשר יכולת פעולה עצמאית (stand-alone) של הבקרים. מחשב המערכת משמש בעיקר לניטור המצב של מערכת ניהול האנרגיה, שימור עותקי תוכניות לגיבוי, ולרישום התראות ואירועים.

יתרונות ה- DDC – בקר דיגיטלי ישיר

יתרונות בקרת DDC מעל לטכנולוגיות בקרה קודמות (פניאומאטיקה או בקרה אלקטרונית מבוזרת) מתבטאות בשיפור יעילות הבקרה במערכת. שלושת יתרונות העיקריים של בקרת DDC הם:

  • שיפור ביעילות הבקרה
  • שיפור ביעילות תפעול המערכת
  • שיפור ביעילות השימוש באנרגיה

 שיפור ביעילות הבקרה

DDC מעניקה בקרה יעילה יותר של מערכות חימום, אוורור ומיזוג אוויר (HVAC – Heating, Ventilating and Air Conditioning), ע"י הפקת נתונים מנוטרים מדויקים יותר. הרגשים האלקטרוניים שמודדים את הפרמטרים הנפוצים במערכות HVAC  (טמפרטורה,לחות ולחץ) הם מטבעם מדויקים בהרבה מקודמיהם הפניאומאטיים. מכיוון שלוגיקת חוג הבקרה כלול בתוכנת ה- DDC, ניתן לשנות את הלוגיקה הזו בקלות. כך, ה- DDC מעניק גמיש רבה יותר בשינוי לו"ז לאיפוס (reset), נקודות נקבעות (set points) ולוגיקת בקרה מערכתית.

שיפור ביעילות תפעול המערכת

מערכות DDC מטבעם יכולות להשתלב בקלות רבה בתוך מערכות מבוססות על מחשב, כגון מערכות בקרת אש, כניסה/אבטחה (access/security), תאורה, ניהול תחזוקה, ועוד. יכולות המגמות ב- DDC מאפשרות לטכנאי או מהנדס לאתר תקלות ולפתור אותן. יכולות אלו מאפשרות גם להציג את הנתונים בפורמטים שונים. הנתונים מאפשרים קריאה של המגמות שיכולות להישמר ולעבור ניתוח לגילוי מגמות של ביצועי המערכות לאורך נתון.

שיפור ביעילות השימוש באנרגיה

קיימות אסטרטגיות בקרה רבות להשגת יעילות בשימוש באנרגיה בלוגיקה פניאומטית שניתנות לשכפול בלוגיקת DDC. האפשרות להוסיף פונקציות מתמטיות מורכבות יותר (שמושגות בקלות בתוכנה), מובילה לשגרות(routines)  נוספות יעילות מבחינה אנרגטית שניתנות לשימוש עם DDC.

אסטרטגיות כגון ניטור והגבלת צריכת אנרגיה ניתנות להשגה בקלות עם מערכות DDC. אפשר לנטר ולבקר צריכה כוללת במתקן יצור ע"י איפוס נקודות נקבעות (set points) מבוססות על רמות צריכה שונות.

דפוסי צריכת אנרגיה ניתנות לניטור ע"י אחסנת מגמות. אפשר גם לקבוע לו"ז של הפעלת/כיבוי (on/off) ציוד באפליקציות בהן הלו"ז משתנה בתכיפות.

 רכיבי בקר דיגיטלי ישיר DDC

נקודות (Points)

המונח נקודה (Point) משמש לתיאור מיקום אחסנת נתונים במערכת DDC. הנתונים יכולים להגיע מרגשים או מלוגיקה או חישובי תוכנה. למיקום כל נתון מאוחסן יש אמצעי ייחודי לזיהוי או מיעון.

נתונים (Data)

נתוני DDC ניתנים לסיווג בשלושה אופנים:

  • לפי סוג (type)
  • לפי כיוון זרימה (flow direction)
  • לפי מקור (source)

נתונים לפי סוג (Data Type)

לפי סיווג זה, נתונים יכולים להיות דיגיטליים, אנלוגיים ומצטברים.

נתונים דיגיטליים נקראים גם דיסקרטיים או בינאריים. ערך של נתון דיגיטלי יכול להיות 0 או 1, ומייצג בד"כ מצב או סטאטוס של קבוצת מגעים.

נתונים אנלוגיים הם מספריים, דצימאליים, ובד"כ מציגים ערכי כניסה כגון טמפרטורה,לחות יחסית ולחץ, או משתנה אחר הנמדד במערכת חימום, אוורור ומיזוג אוויר (HVAC – Heating, Ventilating and Air Conditioning).

נתונים מצטברים הם גם מספריים, דצימאליים, אך כאן סיכום הערכים מאוחסן.

נתונים לפי כיוון זרימה (Data Flow Direction)

נתונים אלו מתייחסים לכיוון הזרימה ביחס לרכיב/לוגיקת DDC: נקודות כניסה מציגות נתונים המשמשים כמידע נכנס ל- DDC, ונקודות יציאה מציגות מידע יוצא מה- DDC.

נתונים לפי מקור (Data Source)

נתונים ניתנים לסיווג כחיצוניים אם הם מתקבלים מרכיב חיצוני או נשלחים לרכיב חיצוני. נקודות חיצוניות נקראות לפעמים נקודות חומרה. נתונים חיצוניים יכולים להיות דיגיטליים, אנלוגיים ומצטברים, וכמו כן יכולים להיות נתוני כניסה או יציאה.

נתונים פנימיים מייצגים נתונים מופקים ע"י הלוגיקה של תוכנת הבקרה. נתונים אלו יכולים להיות דיגיטליים, אנלוגיים ומצטברים. מונחים המשמשים לכינוי נקודות פנימיות הם נקודות וירטואליות, נקודות מספריות, נקודות נתונים ונקודות תוכנה.

סמארטלוג'יק מעניקה שירותים המסתמכים על ידע וניסיון רב בעבודה עם מערכות מים, RO ,CIP, מזקקות, מערכות HVAC ,Utilities, ומודולים מוכנים סטנדרט S-88 שפיתחנו עבור מערכות אלו

ולידציה – FRS Contents

ולידציה -FRS Contents

 This article was written by Iian Shaya, validation,automation and control expert

The FRS presents functional requirements for installing and operating a monitoring and control system, in response to and compliance with the user's requirements

For example, the FRS may propose to fulfill the URS requirements using a system that includes a PC with control capabilities using HMI screens, PLC, and varied environmental conditions sensors and control devices. The FRS may also propose a color-code display for ongoing environmental conditions, including indications of alarm conditions. An SMS or e-mail notification may be sent to specified personnel in case of specified alarm conditions.

The FRS requirements are organized accordingly with the same order and numbering of sections as the URS for clear correspondence. These requirements are divided into 4 categories- as the user's requirements

Installation Requirements

Operation Requirements

Regulation Requirements

HMI Requirements

Installation Requirements

These requirements cover all the issues regarding system installation to ensure its proper functionality and reliability. Examples of this type of requirements are

List and characteristics of specified hardware (HW) components capable of meeting the system functional requirements

Labeling and identification method for each HW component

List and characteristics of specified software (SW) programs installed on the system PC and the PLC, capable of performing the required operations

Definition of equipment to meet the storage capacity requirements

Definition of equipment and method for achieving the required connections to various types of sensors, communication units, temperature, humidity and pressure transmitters, illumination devices, etc

Definition of equipment and method for achieving the communication compatibility with equipment already installed at the user's facility without extra sensors

Operation Requirements

These requirements cover all the operations that the system must be capable of performing. Examples of this type of requirements are

Environmental conditions (such as pressure, temperature and humidity) to be monitored and controlled

Type of systems to be monitored and controlled, such as Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) system, types of sensors, etc

Definition of computerized system capabilities and starting conditions

Definition of system capabilities to recover from failures

List of internal tests to be performed regularly, and alarm indications to be issued in case of failure

Definition of current and historical alarms to be provided regarding all parameters in any case of deviation from the limits specified in the system

Definition of system real-time screens display capabilities

Provision of the following data and HMI displays

Synoptic screens for displaying online values and status

Data logging and storage of historical trends, events and alarms

Tabular screens for displaying events and alarms

Graphical screens for displaying trends

Display of the following information for each alarm

Status -new/acknowledged alarm

Time at which the alarm was activated

Parameter/Tag/Name of the module that activated the alarm

Alarm Description

Alarm Priority

Display of alarms to warn the user, collect alarm history, and enable the user to view current and historical alarms. The system alarms shall include

Component malfunction/failure

Irregularity in parameter reading – such as disconnection of communication lines

Parameters values exceeding the high/low parameter limits

Deviations of system operation from predefined parameters/operations

Method for providing capability to configure the graphs parameters according to

Date and time

Measured parameters

Predefined number of displayed parameters

Definition of trend graphs with maximum and minimum allowed limits of the monitored parameters

Definition of logging interval defined by the user and configured by the supplier

Method for providing capability of authorized user's personnel to define low and high limits and delay time for each

alarm parameter

On FRS regulatory & HMI Requirements you can find out in our next article

 This article was written by Iian Shaya, validation,automation and control expert

אילן שעיה מרצה Ilan Shaya

ולידציה – URS Contents

ולידציה – URS Contents

 This article was written by Iian Shaya, validation,automation and control expert

A URS usually presents the user's requirements for installing and operating a system designed to monitor and control specified conditions at its facility

:The user's requirements may be divided into 4 categories

Installation Requirements

Operation Requirements

Regulation Requirements

HMI Requirements

Installation Requirements

These requirements are intended to cover all the issues regarding system installation to ensure its proper functionality and reliability. Examples of this type of requirements are:

List of required hardware (HW) components, such as system PC, Programmable Logic Controller* (PLC), and varied environmental conditions sensors and control devices

Labeling and identification requirements for each HW component

Requirements for the software (SW) programs installed on the system PC

Storage capacity

Required connections to various types of sensors, communication units, temperature, humidity and pressure transmitters, illumination devices, etc

Communication compatibility with equipment already installed at the user's facility without extra sensors

Operation Requirements

These requirements cover all the operations that the system must be capable of performing. Examples of this type of requirements are

Environmental conditions (such as pressure, temperature and humidity) to be monitored and controlled

Type of systems to be monitored and controlled, such as Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) system, types of sensors, etc

Computerized system capabilities and starting conditions

System capabilities to recover from failures

Internal tests to be performed regularly, and alarm indications to be issued in case of failure

Provision of current and historical alarms regarding all parameters in any case of deviation from the limits specified in the system

System real-time screens display capabilities

Provision of the following data and HMI displays

Synoptic screens for displaying online values and status

Data logging and storage of historical trends, events and alarms

Tabular screens for displaying events and alarms

Graphical screens for displaying trends

Display of the following information for each alarm

Status – new/acknowledged alarm

Time at which the alarm was activated

Parameter/Tag/Name of the module that activated the alarm

Alarm Description

Alarm Priority

Display of alarms to warn the user, collect alarm history, and enable the user to view current and historical alarms. The system alarms shall include

Component malfunction/failure

Irregularity in parameter reading – such as disconnection of communication lines

Parameters values exceeding the high/low parameter limits

Deviations of system operation from predefined parameters/operations

Capability of configuring the graphs parameters according to

Date and time

Measured parameters

Predefined number of displayed parameters

Trend graphs with maximum and minimum allowed limits of the monitored parameters

Logging interval defined by the user and configured by the supplier

Capability of authorized user's personnel to define low and high limits and delay time for each alarm parameter

  .On URS regulatory & HMI Requirements you can find out in our this link: URS – Regulatory & HMI Requirements

*Here are some examples of the PLCs used by smartlogic: 6XV1830-0EH10, 6ES7131-4BF00-0AA0,6ES7193-4CA40-0AA0,6ES7134-4GD00-0AB0,6ES7193-4CA40-0AA0, 6ES7138-4CA01-0AA0,6ES7193-4CC20-0AA0, 6ES7590-1AB60-0AA0, 6ES7511-1AK00-0AB0, 6ES7954-8LP01-0AA0,6ES7155-6AU00-0BN0

 This article was written by Iian Shaya, validation,automation and control expert

ולידציה – DQ – Design Review

 ולידציה – DQ – Design Qualification / Design Review

DQ  – Design Qualification is for Design Review by verifying that the system has been designed as specified in the URS (User Requirements Specification), FDS (Functional Design Specification), and relevant equipment specifications satisfying all GMP requirements. The Process User Requirements in the URS have been identified by the Quality Risk Assessment. Since the Quality Risk Assessment is an iterative process, it may be performed again, whenever necessary, during the DQ and subsequent lifecycle qualifications.  For  hardware and software of the control system, verification data will be collected to prove that the system has been designed in accordance with the URS and FDS including the requirements of 21 CFR Part 11. As DQ is the final step to formally review and document the proper design of the system, the protocol must enable the reviewers to verify that all quality-critical attributes and essential technical attributes of the system have been incorporated in the design. When the DQ report is approved, the system is ready for fabrication and construction.

DQ PROTOCOLS
PROCESS EQUIPMENT AND SYSTEMS
Media Preparation and Hold Tanks
Buffer Preparation and Hold Tanks
Process Tanks
Reactors – Organic Synthesis
Bioreactors
Evaporator Systems
Distillation Tower Systems

CLEAN UTILITY SYSTEMS
USP Purified Water Storage and Distribution Systems
WFI Storage and Distribution Systems
Clean Steam Generation and Distribution Systems
Process Air Systems
Nitrogen Gas Systems

SUPPORT SYSTEMS
CIP Systems
Biowaste Kill Systems – Continuous
Biowaste Kill Systems – Batch
Autoclaves

HVAC SYSTEMS AND CLEANROOMS
HVAC Systems
Cleanrooms – Aseptic
Air Locks – Gowning

LABORATORY EQUIPMENT
Incubators
CO2 Incubators
Water Bath Incubators
Ultra-Low Temperature Freezers
Refrigerators

בקרה ואוטומציה ליט"אות -HVAC / AHU control

בקרה ואוטומציה ליט"אות -HVAC / AHU control

HVAC stands for Heating, Ventilating and Air Conditioning. AHU stands for Air Handling Unit.

HVAC and AHU control systems provide centralized monitoring and control of these systems, designed to maintain selected rooms in research and production facilities within specified pressure, temperature and humidity levels. This is achieved by operating and monitoring active components or actuators, and by monitoring environmental conditions, such as pressure, temperature and humidity, using corresponding sensors located in the HVAC and AHU system and the selected rooms.

Smartlogic has an extensive knowledge and experience in HVAC & Ahu systems.

The monitored values in HVAC and AHU systems and rooms are analyzed and processed by one or more controllers, such as programmable logic controllers (PLCs) or direct digital controllers (DDCs), which control the system accordingly in conjunction with an HMI installed on a PC connected to the PLCs or DDCs. The levels of the environmental conditions are compared to set-points (SPs) that are displayed and can be determined using human-machine interface (HMI) screens.

The level adjustments of the environmental conditions, such as pressure, temperature and humidity are performed using temperature control valves, electrical chillers and heaters, blowers, differential pressure switches, motorized flow dampers, etc. Fault switch, such as temperature, pressure and humidity switches, and fire alarm switches in HVAC/AHU systems provide alarm indications in case of failures.

The PLCs or DDCs currently used to control HVAC and AHU devices, such as valves, and heaters, receive analog and digital inputs from the sensors and devices installed in HVAC and AHU systems and, according to control logic, provide analog or digital outputs to control the devices.

An example of a device installed in HVAC and AHU systems, and controlled by PLCs or DDCs is a chiller.

Example – Chiller Control

A chiller is a machine that removes heat from a liquid via a vapor-compression or absorption refrigeration cycle. This liquid can then be circulated through a heat exchanger to cool air or equipment, as required.

Use in Air Conditioning

In air conditioning systems, chilled water is typically distributed to heat exchangers, or coils, in HVAC and AHU systems, or other type of terminal devices which cool the air in its respective space(s), and then the chilled water is re-circulated back to the chiller to be cooled again. These cooling coils transfer sensible heat (heat exchanged by a body thermodynamic system that has as its sole effect a change of temperature) and latent heat (heat released or absorbed by a body or a thermodynamic system during a process that occurs without a change in temperature) from the air to the chilled water, thus cooling and usually dehumidifying the air stream.

Use in Industry

In industrial application, chilled water or other liquid from the chiller is pumped through process or laboratory equipment. Industrial chillers are used for controlled cooling of products, mechanisms and factory machinery in a wide range of industries. They are often used in the plastic industry in injection and blow molding, metal working cutting oils, welding equipment, die-casting and machine tooling, chemical processing, pharmaceutical formulation, food and beverage processing, paper and cement processing, vacuum systems, X-ray diffraction, power supplies and power generation stations, analytical equipment, semiconductors, compressed air and gas cooling. They are also used to cool high-heat specialized items such as MRI machines and lasers, and in hospitals, hotels and campuses.

Chillers for industrial applications can be centralized, where a single chiller serves multiple cooling needs, or decentralized where each application or machine has its own chiller. Each approach has its advantages. It is also possible to have a combination of both centralized and decentralized chillers, especially if the cooling requirements are the same for some applications or points of use, but not all.

Decentralized chillers are usually small in size and cooling capacity, while centralized chillers generally have larger capacities.

Chilled water is used to cool and dehumidify air in mid- to large-size commercial, industrial, and institutional facilities. Water chillers can be water-cooled, air-cooled, or cooled by evaporation. Water-cooled chillers incorporate the use of incorporate cooling towers which improve the chillers' thermodynamic effectiveness as compared to air-cooled chillers. Chillers cooled by evaporation offer higher efficiencies than air-cooled chillers but lower than water-cooled chillers.

Water-cooled chillers are typically intended for indoor installation and operation, and are cooled by a separate condenser water loop and connected to outdoor cooling towers to expel heat to the atmosphere.

Chillers cooled by air and evaporation are intended for outdoor installation and operation. Air-cooled machines are directly cooled by ambient air being mechanically circulated directly through the machine's condenser coil to expel heat to the atmosphere. Machines cooled by evaporation are similar, except they implement a mist of water over the condenser coil to aid in condenser cooling, making the machine more efficient than a traditional air-cooled machine.

Smartlogic has an extensive knowledge and experience in HVAC & Ahu systems.