Różnica ciśnień w pomieszczeniu czystym… mała wartość, ale duży wpływ!

Środowisko czystej strefy

Sean Murphy

Różnice ciśnienia wewnątrz pomieszczeń czystych nie są zbyt duże, jak wyjaśnia starszy inżynier projektowy Vaisala Sean Murphy, większość jest ustawiana gdzieś pomiędzy 5 a 15 paskali. Jednak utrzymanie tego różnicy jest kluczową częścią ogólnej strategii kontroli zanieczyszczeń w pomieszczeniach czystych. Te małe różnice ciśnienia pomagają w kierowaniu przepływu powietrza we właściwym kierunku; pomagają oddzielić czystsze obszary od tych z wyższym ryzykiem zanieczyszczeń oraz pomagają organizacjom wykazać, że środowisko pozostaje pod kontrolą. Krótko mówiąc, jest to ważny pomiar dla jakości, zgodności i ciągłości produkcji.

Kluczowe pytanie nie brzmi, czy monitorujesz, lecz jak monitorujesz

Wiele pomieszczeń czystych już monitoruje ciśnienie. Jednak gdy dane muszą zostać przejrzane, na przykład podczas dochodzenia w sprawie odchylenia, przygotowania audytu lub zatwierdzania partii, pytanie staje się bardziej szczegółowe: czy te zapisy jasno pokazują relację różnicy ciśnień między obszarami krytycznymi? Czy mogą wykazać, że kierunek przepływu powietrza był utrzymany? Czy zespoły ds. jakości i walidacji mogą polegać na tych danych, aby podjąć pewną decyzję?

Metoda monitorowania jest kluczowa

Głównym wyzwaniem jest zapewnienie, że metoda monitorowania naprawdę wspiera zgodność. Gdy podejście do pomiaru nie jest dobrze dopasowane do zastosowania — lub gdy zakres czujnika, niepewność pomiaru i logika alarmów nie są starannie zaprojektowane — odczyty mogą wyglądać na normalne, ale nadal być zbyt słabe, by wspierać obronną konkluzję dotyczącą zgodności.

BMS i EMS mają swoje role

Powszechnym nieporozumieniem jest traktowanie systemu zarządzania budynkiem (BMS) i systemu monitorowania środowiska (EMS) jakby były tym samym systemem. Mogą one wyświetlać dane o ciśnieniu, ale są zaprojektowane do różnych celów.

Celem BMS jest kontrola i stabilizacja środowiska w pomieszczeniu czystym. Utrzymuje jednostkę obsługi powietrza, przepływ powietrza, klapy i ciśnienie w pomieszczeniu na ich ustawionych wartościach, koncentrując się na dokonywaniu real-time korekt niezbędnych do utrzymania stałych warunków operacyjnych.

Celem EMS jest monitorowanie warunków i utrzymanie dokładnych zapisów. Skupia się na potwierdzeniu, że krytyczne parametry pozostają w określonych granicach, alarmy działają niezawodnie, a zapisy danych są kompletne. Zapewnia również dostępność ścieżek audytu i dokumentacji, która może wspierać audyty, dochodzenia odchyleń i przegląd jakości.

Prosty sposób na opisanie różnicy to: BMS pomaga utrzymać stabilność pomieszczenia czystego, podczas gdy EMS pomaga organizacji udowodnić, że ta stabilność została zachowana. Oba systemy powinny mieć jasno określone role. W pomieszczeniach czystych objętych regulacjami, kontrola jest ważna, ale równie ważne jest wykazanie tej kontroli.

Dlaczego bezpośredni pomiar DP jest łatwiejszy do zaufania

W niektórych systemach różnica ciśnień jest obliczana. Oznacza to, że system mierzy ciśnienie w dwóch pomieszczeniach względem wspólnego punktu odniesienia, a następnie odejmuje jedną wartość od drugiej, aby obliczyć różnicę ciśnień pomiędzy pomieszczeniami. Podejście to jest powszechne w zastosowaniach kontrolnych.

Jednak w zastosowaniach w pomieszczeniach czystych o niskim ciśnieniu, obliczona różnica DP może wprowadzać niepewność. Opiera się na dwóch niezależnych pomiarach, z których każdy ma własną niepewność pomiarową. Ciśnienie w pomieszczeniu czystym może się również szybko zmieniać, gdy otwierają się drzwi, działają klapy powietrzne lub ludzie przemieszczają się między przestrzeniami. Jeśli dwie wartości nie są rejestrowane w tym samym momencie, obliczony wynik może nie odzwierciedlać dokładnie rzeczywistej relacji różnicy ciśnień między tymi dwoma przestrzeniami.

Bezpośredni pomiar DP jest bardziej prosty. Jeden transmiter różnicy ciśnień jest podłączony bezpośrednio między dwoma przestrzeniami, z portami wysokim i niskim podłączonymi do obu stron granicy. Mierzona wartość to rzeczywista różnica ciśnień między tymi przestrzeniami.

Dla krytycznych granic pomieszczeń czystych, ta metoda jest łatwiejsza do wyjaśnienia i bardziej godna zaufania. Mierzy dokładnie to, co się liczy: czy utrzymywany jest właściwy stosunek ciśnień między dwoma obszarami.

Dobry alarm nie powinien powodować zmęczenia alarmowego

Pomieszczenie czyste nie jest środowiskiem statycznym. Drzwi się otwierają, działają klapy powietrzne, korzysta się z przejść, a ludzie wchodzą i wychodzą. Te normalne czynności mogą powodować krótkotrwałe transienty ciśnienia. Różnica ciśnień może na krótko spaść, gdy drzwi są otwarte, a nawet gwałtownie wzrosnąć w przeciwnym kierunku, gdy drzwi się przesuwają. Te transienty są spodziewane i rejestrowane przez EMS; nie oznaczają, że pomieszczenie czyste jest poza kontrolą.

Jeśli system generuje alarm dla każdego krótkiego transientu, nie oznacza to lepszej kontroli. Częściej powoduje to zmęczenie alarmowe. Ważne alarmy mogą stać się trudniejsze do zauważenia, ponieważ są zagłuszane przez zbyt wiele powiadomień, które nie wymagają działania. Lepsza strategia alarmowa odzwierciedla sposób działania pomieszczenia czystego. System powinien koncentrować się na zdarzeniach o przedłużonym czasie trwania, takich jak drzwi pozostawione otwarte, klapa powietrzna, która nie wraca do normy, trwała utrata ciśnienia, czy zmiana równowagi HVAC. Alarmowanie o podstawie czasu trwania jest często bardziej znaczące niż alarmowanie przy każdej chwilowej zmianie ciśnienia, ponieważ pomaga zespołom reagować na rzeczywiste odchylenia, a nie na normalne zachowanie.

Od wartości na ekranie do wiarygodnego zapisu

Dojrzałość monitorowania różnicy ciśnień w pomieszczeniach czystych nie jest określana przez to, czy system może wyświetlać dane. Jest określana przez to, czy te dane mogą stać się wiarygodnym zapisem monitorowania. Dla krytycznych granic, bezpośredni pomiar różnicy ciśnień pomiędzy pomieszczeniami, odpowiedni zakres czujnika, znana niepewność pomiaru, odpowiednie opóźnienia alarmów i EMS z funkcjami integralności danych - wszystko to wpływa na jakość końcowego zapisu.

W tym miejscu rozwiązania Vaisala naturalnie wpisują się w architekturę monitorowania. Z panelem sterowania przemysłowego CAB100 oraz transmiterami różnicy ciśnień PDT101 lub PDT102, niskie różnice ciśnień w pomieszczeniach czystych mogą być mierzone i zbierane w sposób scentralizowany. Gdy dane trafiają do systemu ciągłego monitorowania viewLinc, mogą być wykorzystywane do analizy trendów, alarmowania, raportowania, ścieżek audytu i zarządzania integralnością danych. Tego typu architektura pomaga zespołom wyraźnie oddzielić kontrolę środowiska od zapisów monitorowania zgodności, zapewniając jednocześnie zespołom ds. jakości, walidacji i obiektów wspólne źródło wiarygodnych danych.

Małe różnice ciśnień, wielka odpowiedzialność

Różnica ciśnień w pomieszczeniach czystych może zmieniać się tylko o kilka paskali, ale za tymi małymi wartościami kryje się kierunek przepływu powietrza, kontrola zanieczyszczeń, decyzje alarmowe i dowody zgodności. Im mniejsza wartość, tym ważniejsze jest jej prawidłowe pomiar, zrozumienie i zapisanie.

Dla organizacji, prawdziwym celem nie jest zbieranie większej ilości danych. Celem jest tworzenie bardziej wiarygodnych zapisów danych. Te zapisy pomagają zespołom wykrywać ryzyko wcześniej, wyjaśniać odchylenia bardziej klarownie, podchodzić do audytów z większą pewnością i wspierać ciągłość produkcji. Dlatego monitorowanie różnicy ciśnień w pomieszczeniach czystych zasługuje na poważną uwagę.

O autorze

Sean Murphy jest starszym inżynierem sprzedaży projektów w Vaisala, posiadającym szerokie doświadczenie w monitorowaniu środowiska dla produkcji farmaceutycznej, urządzeń medycznych i innych środowisk regulowanych.
Pracował nad projektowaniem systemów, zastosowaniami, realizacją projektów i integracją, pomagając klientom wdrażać rozwiązania monitorujące wspierające zarówno wydajność operacyjną, jak i zgodność.

Doświadczenie Seana w dziedzinie instrumentacji i wdrażania systemów w rzeczywistych warunkach daje mu praktyczną perspektywę na monitorowanie w wymagających warunkach pomieszczeń czystych.