实时多点洁净环境监测系统

本方案包括整个系统方案研讨设计、系统安装施工、运行测试调试、相关认证的交钥匙工程。

系统集成了颗粒计数、浮游菌采样、温湿度、微压差、风速的功能；并通过系统的自动控制来准确的采集被监测环境中的各类参数。并且允许最终使用者通过自身生产要求设定报警系统的限制，完成对各环境参数超标状况的实时在线监控。以达到最终用户正常生产环境指标的洁净要求。

本系统根据新版GMP，FDA 及EC GMP，PIC/S等规则。本次方案包含如下内容：

1、颗粒传感器系统

2、浮游细菌采样系统（待定）

3、风速参数

4、警报系统（待定）

5、SX-M 实时监控软件系统

6、项目管理、安装调试、系统测试服务

7、 认证文件

8、 售后服务

我们将清晰和准确的根据用户希望的系统功能来进行设计与施工。严格执行客户需要。

实时多点洁净环境监测系统2.1.1 设备制造标准

本系统主要设备粒子计数器是依据ISO 21501、16330-2004标准要求进行设计、制造，判定；并执行校准标准GB/T6167-2007,JJF1190-2008。

实时多点洁净环境监测系统2.1.2 安装标准

本系统依据GB50073-2001洁净厂房设计规范,GB50457-2008医药工业洁净厂房设计规范进行设计、安装。

实时多点洁净环境监测系统2.1.3 技术规范

ISO 14644-1

目前洁净室级别分级的标准是ISO 14644-1:1999(E)， 本方案依据ISO 14644-1 Class5 的要求进行设计。完全符合ISO的要求，系统软件可以根据ISO的要求自动输出报告，计算UCL。

执行标准如下：

实时多点洁净环境监测系统2.1.4 技术规范

EU GMP 2009 Annex 1，SFDA 附录一

本方案在设计上充分考虑了EU GMP 2009 Annex 1 及SFDA 附录一的相关要求，系统也可以根据该规范标准输出标准报告。这个标准要求0.5和5.0微米的数据， 任意项目超标，将触发报警。

实时多点洁净环境监测系统2.2 系统组成

本方案以9个颗粒采样点，0个浮游菌采样点，1个风速参数，组成此次两灌装线的洁净环境实时在线监测系统。

实时多点洁净环境监测系统2.3 主要功能

本方案主要承担用户生产区在线尘埃粒子和浮游菌监测系统的定义、实施和测试。该远程粒子监控系统设计为具有如下主要功能：

1、远程控制功能：

可在控制室通过计算机进行远程实时监控及设定报警、数据储存、报告编辑、打印输出等；

2、粒子监测功能：

通过3016P粒子计数器（0.5、5.0微米，2.83升/分钟，内置真空泵）用以监测空气中的粒子数；

3、声光报警功能：

报警系统具有采样流量报警、通讯失败报警、数值超标报警、硬件故障报警等多种报警功能，以声、光等方式进行报警提醒，以保证系统长期安全、稳定地运行；

4、流量监测功能：

监测每一台粒子监控设备的运行流量，并提供流量是否运行正常的状态，如设定点流量 /-10%时提供报警信息反馈；

5、连续监测功能：

在无菌环境中工作的粒子计数器可以24小时进行连续的监测工作，并内置流量监控；

6、浮游菌采样功能：

提供的采样流量可达28.3升/分钟。实现无菌灌装区内不干扰采样，外置取盘行动方案。

7、风速监测功能：

监测布置点位的实时风速数据；

实时多点洁净环境监测系统2.4 系统信号连接示意图

在监控区安装的传感器可以24 小时不停的连续采样 ，将采集到的数据传输给控制室的电脑存储并加以分析，根据不同的软件设置提供实时数据、历史数据、实时报警、图表、打印、编辑等。

实时多点洁净环境监测系统2.5 粒子计数器安装布置示意图

实时多点洁净环境监测系统2.7.1 远程粒子计数器3016-3P

1、粒子计数器3016-3P参数表：

2、环境要求:

操作: 温度50°F到104°F (10°C到40°C) / 湿度20% to 95% 无凝结。

存储: 温度14°F到122°F (-10°C到50°C) / 湿度98% 无凝结。

3、配件：等动力采样探头、探头帽子、管路等。管路采用聚四氟乙烯材料。

实时多点洁净环境监测系统2.7.3

系统集成控制柜

控制柜配置说明：

专业控制柜不锈钢外壳，由220V电源接入并提供1个散热风扇，内部可集成所有的信号转换器、PLC以及相应的通讯接口。

此次方案共配置一个20口数字信号输出模块，可供接入20个RS458数字信号传感器；一个8口数字信号输入模块可接入继电器，通断信号用于报警灯。

本控制柜中增加7口延时开关信号输出模块，控制控制浮游菌电磁开关阀；以及8口模拟信号输入模块，供接入4－20mA模拟信号传感器（如温湿度、压差传感器）。

实时多点洁净环境监测系统2.7.4 报警灯

声光报警系统放置在显眼位置，可以提供声音或可视的报警信号，警报可以转换成多色信号灯显示，其中每一种颜色表示的意义是可以编辑定义的。提供4种现场报警输出功能，以保证系统长期稳定的运行。

实时多点洁净环境监测系统2.7.5 软件 SX-M

该软件是适合医药行业的专用软件，可以接入颗粒计数器、浮游菌采样器、温度湿度传感器、压差传感器等，符合21 CFR Part 11，包含数据库、客户级别控制、电子签名、时间追踪、历史记录等符合医药行业软件规定的所有相应功能。

软件特点：

1、开放型的架构；

2、模块化，可扩展；

3、实时数据显示，图形、表格、数据状态、平面图显示；

4、历史数据查询；

5、无限数据存储容量；

6、各类数据输出；

7、自动报警；

8、自动出报告；

9、系统安全性登入 ；

10、符合21CFR Part 11 相关要求

数据日志

数据曲线分析报警原因说明

历史数据查询

历史数据曲线

实时多点洁净环境监测系统2.7.6 其他安装辅材

安装的辅材主要有CAT5超五类带屏蔽网线、1平方四芯电源线、316 不锈钢的3/8 英寸和2英寸套管、传感器盒子等，室内电缆穿线管采用不锈钢材质，符合FDA认证要求。

实时多点洁净环境监测系统2.7.7 浮游菌采样器

1、特点说明：

1）、设计依据法规ISO 14698-1 洁净室内浮游生物的控制与检测

2）、按照USP797 环境要求测试

3）、流量1.0 立方英尺/分钟（28.3升/分钟）

4）、外壳采用316L不锈钢材质

5）、可以进行远程控制

6）、最长可以接30米

7）、可以设计固定在墙壁上或先期与联动线供应商进行配合

8）、适合接入设备监控系统

9）、提供RS-232，RS485Modbus或者Moudbus TCP 输出

10）、系统配置简单

2、浮游菌采样器安装样例：

浮游菌采样器安装样例

实时多点洁净环境监测系统2.7.8 风速探头

1，0～2m/s

2，±3 % 读数±0.3 m/s

3，分辩率0.1 m/s

实时多点洁净环境监测系统2.7.9 温湿度探头

1，湿度：-40-100

2，温度：0-100Rh

实时多点洁净环境监测系统2.7.10 微压差探头

1，量程：-5-125Pa

2，输出电压：0.25-4.0V DC

3，高分辨率：0.05Pa

4，高精度：0.2% FS

本系统是按照GMP要求进行设计安装的，能够准确、连续、稳定、可靠地实时的检测运行。能够在无菌生产过程中和非工作过程中，持续取样满足监测的直径0.5μm-5.0μm 的粒子，采样量为2.83升/分钟（浮游菌采样器的流量为28.3升/分钟）。系统提供的精密设备（如粒子计数器、浮游菌采样器等）能适应10℃至40℃的工作环境，不锈钢外壳对于硬件设备有良好的保护作用。对于粒子计数器的安装点选择，遵循EU GMP2009 的要求，实现了对整个生产环境的合理监测 。

系统还可以继续增加额外的计数器，具有良好的拓展性和延伸性；用于尘埃粒子计数器的真空泵及附注设备能够安装在清洁区外面，便于维护。

软件系统设计合理，功能实用、易操作。软件能够运行在MicrosoftWindows XP系统中，可以设置图形的人机界面，能够显示一个以上的远程粒子计数器的趋势，对超出规格的粒子计数能够以图像和声音显示，可以实时控制浮游菌采样器的运行与停止，具有良好的实用性；数据采集每分钟记录，并显示成粒子数/立方英尺或者粒子数/立方米，提供流量报警；系统的数据库能够储存监控系统里至少365天（或更多）的所有数据，这些数据可以由程序直接调出，也能够以其他媒体如USB闪存驱动器等接口设备保存或备份数据。

在可靠性、安全性方面，粒子计数器能提供900组数据存储容量，保证通讯中断时有足够大的容量暂时存储数据，在通讯恢复后继续传送，保证数据连续性。软件系统可以作为一个独立的系统，所有数据收集驻留在主计算机，粒子尘埃在线监测系统的服务器或主PC 机设计以防止任何未经授权的人或附注程序使用该系统的功能，未经许可，不得退出在线监测系统程序。主PC在机房（管理室内）运行，系统实时监测，数据实时保存，并提供打印服务。

经过对整个施工过程的项目管理，系统安装完毕后，能够得到充分的测试，包括安装确认（IQ）和运行确认（OQ）以及PQ。并最终提供所有满足21 CFR PART 11 部分的资料文档，协助用户的工程符合下列GMP 要求：

1、SFDA 附录一，满足21CFR 210CGMP 中生产，加工包装，保存等一般规则；

3、满足21 CFR 211 CGMP 部分成品药品现行制造规范；

4、满足21 CFR 11 部分的电子记录，电子签名。

生产环境的洁净程度对制药行业有着至关重要的作用。空气中的污染物质会使药品受到不良影响，甚至改变性能。危害药品质量的污染物质，除了与其他工业洁净厂房一样，主要是悬浮在空气中的粒子外，还有依附在粒子上的微生物。尘埃粒子不仅会污染产品而且也是细菌附着的载体，尘埃的多少往往标志着细菌等微生物的多少。因此，空气中尘埃粒子的数量和分布情况与环境的洁净程度有很大的关系。

目前，药厂的监测方法一般都是定期的人工巡检，可采用手持式或台式单台粒子计数器。但存在以下缺点：

1）人工监测将给洁净厂房带来额外的人员和设备，增加了洁净负荷。人体代谢约表皮细胞和设备带入的污染物,会影响洁净厂房的洁净度而且还会使监测的数据偏离实际运行的情况。

2）人工监测缺乏采样点和采样时间的固定性。在手工操作下，前后两次采样点的位置很难保证在同一点，采样的时间也不能保证在不同班次或日期的同一个相对或绝对时刻。因此，监测数据之间很难产生相对的联系，没有可比性，不利于判断系统运行的长期趋势。

3）人工监测所取得的数据在生成报告时缺乏一致性和连续性，而且需要转录或其他处理，往往会造成人为的错误。

4）人工巡检的检测报告是滞后的结果，即使发现了问题，但是环境污染造成的经济损失已不可弥补。

5）人工监测是一项强度比较高的劳动，将耗费大量的人力资源。

在生产过程中，环境的情况往往是变化的，原材料的进出、人员的更换以及产品的变化都将对厂房的洁净程度有所影响。往往在一个班次开始时环境是满足要求的而在结束时发现粒子数超出了标准。由于人工监测无法提供连续监测数据，因此无法估计系统是在何时偏离了规定工况，更无法估计产品的质量情况。这就违背了保证洁净室空气质量，进而提高产品质量的初衷。

而洁净度定点实时监测系 统避免了人工监测的种种缺陷。它是将多台远程遥控粒子传感器安装在各个所需的采样点。分别分布在各处的粒子传感器随时测量被采样的空气，并将测量结果通过数据线和接口传送到计算机。若配上各类环境传感器，通过计算机得到各个测量点的环境参数值。这样一来，计算机同时可以显示各点的粒子计数值，温度，湿度和压差，风速，浮游细菌数等。

实时遥测定义及意义

目前，“数据融合”的定义为对来自多信息源的数据和信息进行相关、互连和合并处理，以获得准确的目标信息。这种融合是基于多信息或多传感器的。而本文所要论述的“实时遥测数据融合”基于同一信息源的多路采集数据流，即采用网络技术将多个采集设备连接起来，在接收同一目标发出的PCM数据流时，对多个采集设备所采集到的数据进行实时筛选、择优和融合，从而获得实时最佳数据。

实时遥测数据融合器实质上是一个软件产品。在分布式遥测系统中，它可以任意驻留在采集服务器或者任一客户端上。当PCM数据流的位速率很高、处理负荷很大时，它也可以单独运行在一台数据融合服务器上。

实时遥测数据融合对于外场试验具备两个方面的意义：①有效地提高了靶场遥测地面系统提供的遥测数据的质量，即在多个采集设备中，只要有一个采集设备正常，或者各个采集设备分别在不同时间段内工作正常，就能确保远程指挥大厅显示出准确的遥测数据。②从某种意义上来说，可适度减小遥测地面接收系统的压力，降低遥测成本。接收系统的性能提高到一定程度后，付出的成本将是指数级上升的。实时遥测数据融合的存在让我们可以考虑在要求的可靠度范围内不用过多地增加地面接收设备的数量，在遥测地面接收系统指标已经达到一定水平时不必过分强调指标的提升。

实时遥测结构设计

如图2所示，实时遥测数据融合软件由三个部分组成：

①设备管理模块获得局域网上采集设备服务器的位置信息，将各采集服务器上的数据暂存于相应的缓冲区中。

②数据融合模块根据融合策略对各个设备缓冲区的数据进行判断、选择和融合，并将融合结果送往输出缓冲区。

③效果评估模块对数据融合结果进行评估，并将输出缓冲区的数据接新地址发往网络。

多点监视技术是指在不增加机载设备的前提下，通过多点接收机载应答机信号，利用到达时间差实现精确测量定位的技术。

洁净度等级与浓度的关系式如下 ：

式中 N—洁净度等级，数字不超过9，洁净度等级之间的中间数可以按0.1为最小允许递增量；

D—要求控制的粒径，μm；

例如，5级洁净室，≥0.5μm粒子的最大浓度限值为