自控系統(tǒng)設(shè)計為中央監(jiān)控計算機控制系統(tǒng)，計算機設(shè)在控制室。由于BSL-3實驗室進(jìn)行的實驗都具有很高的危險性，因此對實驗區(qū)內(nèi)負(fù)壓的梯度控制具有嚴(yán)格的要求，在任何時間絕對不允許因控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障造成壓力的失控，因此，現(xiàn)場控制器選用了高可靠、高速度、免維護(hù)的OMRON 中型CJ2M系列的PLC（可編程邏輯控制器），PLC可脫離計算機獨立工作，避免了一旦計算機出現(xiàn)故障造成控制系統(tǒng)癱瘓，并且在控制系統(tǒng)上還設(shè)置了手/自動轉(zhuǎn)換功能，保證在控制系統(tǒng)失控時可人為轉(zhuǎn)換為手動操作。計算機選用工業(yè)控制機，在計算機上可以實時監(jiān)視機組和自控設(shè)備的運行情況，并具有歷史數(shù)據(jù)記錄、動態(tài)曲線和報警提示等功能。以上措施可充分保證BSL-3實驗室的安全運行。
2. 系統(tǒng)設(shè)計介紹
（1）.系統(tǒng)介紹
根據(jù)三級生物安全實驗室布局（如下），由兩個集裝箱拼接而成（長12192 mm x 寬5,438 mm x 高3500 mm），實驗室負(fù)壓區(qū)域為：進(jìn)口緩沖間設(shè)計為-20Pa,主實驗室設(shè)計為-40Pa,出口1設(shè)計為-20Pa,出口2設(shè)計為-10Pa。
系統(tǒng)壓力的控制原理為：系統(tǒng)的送風(fēng)量不變，通過排風(fēng)量的變化來維持恒定系統(tǒng)壓力的變化。系統(tǒng)內(nèi)的各個房間送風(fēng)閥門選用定風(fēng)量閥門，排風(fēng)閥門選用變風(fēng)最閥門。閥門的調(diào)節(jié)通過電動執(zhí)行器來調(diào)整。排風(fēng)電動執(zhí)行器的控制原理為PID控制，執(zhí)行器的開度控制隨著目標(biāo)值（壓力）的變化而變化。 (2).自控系統(tǒng)的內(nèi)容
三級生物安全實驗的自控內(nèi)容如下：
1）系統(tǒng)的溫濕度控制
系統(tǒng)的送風(fēng)盤管上都有一冷卻/加熱水調(diào)節(jié)閥，實驗區(qū)的溫度控制通過冷卻/加熱水調(diào)節(jié)閥，采用PID控制，控制在一定的溫度設(shè)定值。
實驗區(qū)濕度通過系統(tǒng)加濕器，濕度低于定值時打開加濕器，高于定值I時關(guān)閉加濕器, 高于定值II時打開電加熱除濕。
2）系統(tǒng)總的送風(fēng)量由變頻器控制，以保證相關(guān)實驗室的換氣指數(shù)的要求及負(fù)壓
要求。系統(tǒng)送風(fēng)機選用變頻器控制，主要是考慮到實驗室內(nèi)部配置了全排的生物安全柜。分為2種工況，當(dāng)安全柜投入和關(guān)閉的過程中，始終保持正在使用的的安全柜額定的排風(fēng)量和相關(guān)房間之間的壓差。當(dāng)使用安全柜時，送風(fēng)量在進(jìn)入狀態(tài)的送風(fēng)量基礎(chǔ)上疊加（減少）安全柜的額定排風(fēng)量。根據(jù)送、排風(fēng)量的不同，改變送、排風(fēng)變頻器的值，達(dá)到節(jié)能的效果。
3）壓差控制
在BSL－3實驗室，主實驗、進(jìn)口緩沖間、出口1、2緩沖間分別安裝了Dwye605（0－125Pa）的壓力指針表，用設(shè)備夾層的靜壓作為采樣的基準(zhǔn)點。另外還配置了數(shù)字儀表顯示實時壓力。在PLC程序中分別設(shè)置好每個房間的壓力值。主實驗室：－40Pa, 進(jìn)口緩沖間：－20Pa, 出口緩沖1，2分別為：－20Pa,-10Pa.在PLC程序中與數(shù)字儀表的輸出信號（4－20mA）進(jìn)行比較，通過PID控制自動調(diào)節(jié)各個房間的排風(fēng)變風(fēng)量閥的開度，以恒定各個房間所設(shè)定的壓力值。各壓力值都可以在組態(tài)軟件（紫金橋）上實時顯示，并自動儲存歷史數(shù)據(jù)。 壓差控制的程序所下如下：
4） 消毒工況轉(zhuǎn)換
在送排風(fēng)總風(fēng)管上設(shè)置了密閉閥，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，密閉閥處于開啟狀態(tài)，當(dāng)需要對系統(tǒng)進(jìn)行消毒時，在組態(tài)畫面上進(jìn)入消毒工況，關(guān)閉密閉閥。在系統(tǒng)啟動和關(guān)閉時密閉閥自動打開或關(guān)閉，這樣就避免了操作人員偶然忘記開關(guān)閥門，導(dǎo)致系統(tǒng)故障。
5）過濾器壓差及報警
凈化空調(diào)機組初中效過濾器分別安裝壓差開關(guān)，排風(fēng)機組也安裝壓差開關(guān)，當(dāng)壓力大于一定值時，在組態(tài)界面上自動會彈出提示信息，提醒客戶更換初中效過濾器。系統(tǒng)的送、排風(fēng)高效過濾器分別安裝了壓差變送器，并且在組態(tài)界面上實時顯示。當(dāng)壓差值大于一定值時，也會自動彈出提醒界面，提醒客戶及時更換高效過濾器。以保證系統(tǒng)的正常運行。
6）系統(tǒng)的報警信息
設(shè)計理念：在監(jiān)控計算機上實時監(jiān)控、顯示、記錄各種報警的詳細(xì)信息， 在監(jiān)控中心根據(jù)故障的程度進(jìn)行分級顯示。在系統(tǒng)控制方面，系統(tǒng)能夠根據(jù)報警等級做出相應(yīng)的、及時安全的處理操作，任何故障報警出現(xiàn)，可根據(jù)報警等級進(jìn)行報警或采取安全措施，同時必須最大程度的繼續(xù)維持實驗室負(fù)壓狀態(tài)，以便實驗人員能有足夠的時間來安全的結(jié)束實驗。 對于實驗室出現(xiàn)的重大報警（如以下的三級報警），除在監(jiān)控室界面顯示外，有關(guān)地點應(yīng)同時報警，通知實驗室操作人員盡快撤離，從而最大程度保護(hù)實驗室工作人員的人身安全。對于一般報警（如以下的一、二級報警）可只在監(jiān)控界面顯示，不在實驗室內(nèi)進(jìn)行聲光報警，以免由報警造成實驗人員情緒緊張而出現(xiàn)操作意外。監(jiān)控室監(jiān)控人員可根據(jù)需要通過對講系統(tǒng)通知實驗室操作人員。
a. 一級報警： 壓力超限報警、溫濕度報警、高效過濾器阻力報警。
b. 二級報警：實驗室壓力超限報警、送風(fēng)系統(tǒng)報警、排風(fēng)系統(tǒng)報警、UPS報警。
送風(fēng)系統(tǒng)報警： 如果送風(fēng)機發(fā)生故障， 關(guān)閉送風(fēng)機組， 在工作正常的前提下， 降低排風(fēng)量， 使實驗室壓力維持在適當(dāng)?shù)呢?fù)壓狀態(tài)， 以保證實驗人員能夠安全的結(jié)束實驗，在確保安全的情況下關(guān)閉系統(tǒng)。
排風(fēng)系統(tǒng)報警：此系統(tǒng)為兩臺排風(fēng)機（ 一常一備），如果其中一臺發(fā)生故障， 則另一臺排風(fēng)機自動啟動， 維持系統(tǒng)運行。
UPS報警： 根據(jù)系統(tǒng)要求， 在市電停止時， 立即將報警信號發(fā)送至監(jiān)控室和機房。
C. 三級報警： 系統(tǒng)嚴(yán)重異常（排風(fēng)機切換失敗、送風(fēng)機停機等）、火災(zāi)報警。 7) 聯(lián)鎖控制 系統(tǒng)開啟
打開實驗區(qū)的所有排風(fēng)閥—打開系統(tǒng)排風(fēng)風(fēng)機—低流量報警開始工作—打開實驗區(qū)的所有送風(fēng)閥—打開總的送風(fēng)機組的風(fēng)機（小流量）－程序自動平衡實驗室壓力－實驗區(qū)進(jìn)入正常工況
系統(tǒng)停止:
進(jìn)入系統(tǒng)監(jiān)控界面
按停止按扭執(zhí)行自動關(guān)機程序。自動關(guān)機模式如下： 關(guān)閉送風(fēng)機——關(guān)閉各送風(fēng)閥——關(guān)閉排風(fēng)機——關(guān)閉排風(fēng)閥 8）門的狀態(tài)監(jiān)視
為了確保實驗室各個房間壓力的穩(wěn)定性，相鄰門之間是互鎖的。為了達(dá)到互鎖效果，門禁系統(tǒng)將門的狀態(tài)信號通過硬接線接入PLC模塊，PLC系統(tǒng)可以對整個工作區(qū)域互鎖門的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。
3. 自控設(shè)備的配置
4、小結(jié)
BSL－3實驗室的自動系統(tǒng)的難點是風(fēng)量控制和多等級壓力控制，此設(shè)計能達(dá)到的效果是：
（1）多工況轉(zhuǎn)換時，房間壓差完全控制在壓差范圍之內(nèi)并達(dá)到萬級潔凈的換氣次數(shù)。當(dāng)不同工況轉(zhuǎn)換時，自控系統(tǒng)立即對房間的壓差做出自動調(diào)整。確保實驗室系統(tǒng)的負(fù)壓要求。
（2）通過對BSL－3實驗室排風(fēng)變風(fēng)量閥的PID控制，消除送風(fēng)溫度對房間壓力的影響，確保實驗室壓力一直處于壓差范圍中。滿足BSL－3的設(shè)計要求。 （3）不同工況時，送、排風(fēng)變頻調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)能的效果。
