孫延旭

（成都蓉生藥業(yè)有限責任公司，四川成都610041）

1 系統(tǒng)功能

EMS（Environmental Monitoring System）系統(tǒng)能夠?qū)Χ鄥^(qū)域潔凈室的末端凈化設備、懸浮粒子、典型房間壓差和溫濕度、微生物進行監(jiān)控，從而實現(xiàn)對潔凈室環(huán)境24 h動態(tài)實時監(jiān)測。其具有控制、在線儀表數(shù)據(jù)修正、參數(shù)設置、運行狀態(tài)的發(fā)布（可以通過畫面顯示、GPRS發(fā)送給用戶和聲光報警器）、運行數(shù)據(jù)查詢、分析報表生成和打印、用戶權限管理、重要數(shù)據(jù)在線歸檔和恢復等功能。

2 系統(tǒng)結(jié)構

EMS為DCS分布式控制系統(tǒng)，整個DCS控制系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡交換機和光纖組成的2條通訊環(huán)網(wǎng)以及與之相連的終端設備構成。2條通訊環(huán)網(wǎng)為1條終端總線環(huán)網(wǎng)Term inal Bus和1條系統(tǒng)總線環(huán)網(wǎng)System Bus。連接環(huán)網(wǎng)的主要終端設備為1臺ES（工程師站）、2臺SERVER形成的冗余服務器、若干臺操作終端（CLIENT和觸摸屏）、1對冗余域控服務器（DMS01/DMS02）、1臺數(shù)據(jù)歸檔服務器和各區(qū)域的I/O控制器（AS01、AS02、AS03）。系統(tǒng)硬件配置和網(wǎng)絡結(jié)構如圖1所示。

3 系統(tǒng)通訊

EMS系統(tǒng)通訊采用3層網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換：

（1）最上層是終端總線環(huán)網(wǎng)（Terminal Bus），為操作層，用于連接各區(qū)域CLIENT、觸摸屏、服務器、工程師站、域控服務器和數(shù)據(jù)歸檔服務器，終端設備一般采用普通的辦公室以太網(wǎng)（包括網(wǎng)卡及網(wǎng)絡元件）。

（2）中間為系統(tǒng)總線環(huán)網(wǎng)（System Bus），用于連接SERVER、ES和各個區(qū)域的I/O控制器。終端總線環(huán)網(wǎng)和系統(tǒng)總線環(huán)網(wǎng)采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機，光纖導體或雙絞線電纜作為交換機之間的通訊媒介，數(shù)據(jù)終端或網(wǎng)段則通過雙絞線電纜連接，整個環(huán)網(wǎng)支持TCP/IP協(xié)議，通訊速率為100Mbps/1 000Mbps。這種網(wǎng)絡可以實現(xiàn)并行通訊，各網(wǎng)段之間數(shù)據(jù)通訊相互獨立地處理，可以實現(xiàn)同時傳輸多重信息。這就為多系統(tǒng)在同一網(wǎng)絡運行創(chuàng)造了條件，如文件管理系統(tǒng)、實驗室管理系統(tǒng)、HVAC、MES系統(tǒng)等，既可以相互獨立運行，又可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為多系統(tǒng)在同一網(wǎng)絡運行創(chuàng)造了物理條件和可能性。

（3）底層的I/O控制層，為現(xiàn)場總線網(wǎng)絡，用于控制器與I/O設備和第三方設備的連接。由于該系統(tǒng)硬件結(jié)構具有很強的擴展性，可以將與GMP相關的HVAC和EMS融合在一起，這樣可以減少資源的重復配置，更便于對潔凈室環(huán)境的監(jiān)控。

4 終端設備

4.1 ES（工程師站）

ES（工程師站）通過組態(tài)軟件實現(xiàn)對整個DCS系統(tǒng)項目的組態(tài)和管理。選擇什么樣的組態(tài)軟件，應根據(jù)用戶的硬件和具體要求而定。大型項目可以選擇Siemens的PCS7系統(tǒng)，要求不高的小項目可以選擇STEP7加WinCC的結(jié)構以及其他組態(tài)軟件，如組態(tài)王、Honeywell等。在選擇組態(tài)軟件時，除考慮控制點位、歸檔變量個數(shù)等基本要求外，如果以后要做多系統(tǒng)通訊還應考慮通訊接口的問題。

4.2 1對SERVER（服務器）

1對SERVER（服務器），形成冗余結(jié)構，肩負起上下網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換的橋梁作用，并對運行過程（人員操作記錄、報警記錄、消息記錄和歸檔記錄等）進行記錄和存儲。2臺服務器之間的數(shù)據(jù)在正常情況下完全一致，當其中1臺服務器出現(xiàn)故障并修復完成投入運行時，2臺服務器的數(shù)據(jù)會自動同步。

4.3 CLIENT（操作站）

CLIENT（操作站）采用單客戶機結(jié)構，操作站之間互為備份，當某操作站出現(xiàn)故障時，可由其他操作站代替工作。操作站所有的畫面和數(shù)據(jù)均來自SERVER，觸摸屏則直接讀寫I/O控制器，操作員通過CLIENT和觸摸屏實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的操控和監(jiān)測。

4.4 DMSDC01/02（域控服務器）

DMSDC01/02（域控服務器）對整個DCS系統(tǒng)的計算機和客戶端工藝操作界面的用戶進行集中管理。域管理系統(tǒng)由2臺域控制器組成，二者冗余、同步。域管理系統(tǒng)集中了域管理、用戶和計算機管理和時間同步等功能。時間同步是指與域控服務器連接在同一網(wǎng)絡的所有計算機的時間均可以來自這2臺域控服務器。授時對多系統(tǒng)之間需要進行數(shù)據(jù)相互讀寫是相當重要的，如果需要更加精確的授時，可以采用GPS的形式。關于域的林功能級別需要根據(jù)客戶端計算機使用的操作系統(tǒng)來定，域控的組策略，如密碼長度、過期時間、注銷時間、輸入錯誤次數(shù)等根據(jù)用戶需要自行定義。建議對計算機分為管理和使用2級，而對工藝監(jiān)控畫面用戶分為查看級、操作級、管理級和工程師4級。查看級權限的用戶在系統(tǒng)內(nèi)唯一能做的就是觀察畫面；操作級面向現(xiàn)場一線操作人員，用于完成設備的啟停、觀察運行狀態(tài)、報表打印等；管理級一般授予班組長、部門經(jīng)理和質(zhì)量管理人員，主要目的是對工藝參數(shù)進行控制；工程師級擁有最高權限，負責對整個系統(tǒng)進行管理和維護。關于人員權限的管理，應制定相應的管理制度，確保變更可追溯。

4.5 數(shù)據(jù)歸檔服務器

數(shù)據(jù)歸檔服務器對系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和項目等重要數(shù)據(jù)進行在線即時歸檔，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時避免數(shù)據(jù)丟失，保證短時間內(nèi)數(shù)據(jù)可以恢復并無錯。

5 在線懸浮粒子監(jiān)測點位的選擇和報警參數(shù)的設置

5.1 在線懸浮粒子監(jiān)測點位的選擇

潔凈區(qū)的在線懸浮粒子和微生物監(jiān)測，以懸浮粒子監(jiān)測為例進行探討。懸浮粒子在線監(jiān)測首要的且最重要的就是選點，具體點位的確定是在通過風險評估的基礎上進行模擬測試而來。對選定的關鍵區(qū)域內(nèi)各候選粒子采樣點進行靜態(tài)和動態(tài)模擬測試，用其測量的結(jié)果來確定等動力采樣頭的安裝位置。首先進行靜態(tài)模擬測試，以證明接下來的動態(tài)模擬測試是在一個合格的基礎環(huán)境下進行的。生產(chǎn)模擬測試將產(chǎn)生數(shù)據(jù)支持，最終確定每個關鍵區(qū)域內(nèi)的粒子采樣點位和在生產(chǎn)過程中的采樣控制方案。

以下為凍干分裝區(qū)域的靜態(tài)模擬測試方法：分別在各關鍵點正上方25 cm的球形范圍內(nèi)，用采樣流量為28.3 L/m in的便攜式粒子計數(shù)器連續(xù)采集不少于3次樣本，每次采樣1 000 L，取懸浮粒子平均值，將最后結(jié)果與2010版GMP關于無菌藥品中各級別空氣懸浮粒子的標準規(guī)定（表1）的要求比對，如果結(jié)果符合該點設計等級要求，則此關鍵點的靜態(tài)環(huán)境通過測試。動態(tài)模擬測試應明確測試的人員、分裝量、分裝速度、膠塞狀態(tài)、是否進行凍干模擬入柜等。

5.2 在線懸浮粒子監(jiān)測設置

在正式生產(chǎn)活動過程中可以將懸浮粒子計數(shù)器分為準備、靜態(tài)和動態(tài)3個工況，而將生產(chǎn)活動分為準備、分裝和清場3個階段。一般在準備階段，不對懸浮粒子數(shù)作要求，在打印生產(chǎn)活動過程中懸浮粒子報表時，可以不體現(xiàn)準備階段的整個過程，但應體現(xiàn)正式分裝前自凈的效果。關于各個工況懸浮粒子報警參數(shù)的設置（表2），建議準備階段可以不作要求，靜態(tài)和動態(tài)按照單次和累計分別進行設置，并將重要區(qū)域（灌裝間）相關的重要監(jiān)測點的報警增加聲光報警器的形式，即將壓差溫、濕度、FFU運行狀態(tài)、在線懸浮粒子和微生物監(jiān)測集中在聲光報警器上，方便現(xiàn)場操作人員及時發(fā)現(xiàn)超標項并及時處理，消除和防止不良狀態(tài)的擴大。

表2 懸浮粒子報警參數(shù)設置

6 在線計量儀表

表1 2010版GMP關于無菌藥品中各級別空氣懸浮粒子的標準規(guī)定

關于在線計量儀表的選擇，其精度和量程應根據(jù)具體使用要求而定。房間溫濕度一般選用0～50℃和0～100%，微壓差建議不大于120 Pa，微壓差儀表選用具有正負壓測量、電子或機械調(diào)零和本地顯示功能等。所有在線儀表的修正值，必須來自有效的在線儀表校準基礎上。關于房間壓差報警，應考慮開關門的影響，避免在開關門期間壓差出現(xiàn)波動的情況，即壓差延時報警。具體延長多長時間，應根據(jù)具體情況通過驗證得出。

7 結(jié)語

整個項目應當符合GEP和GMP的要求，按照概念設計、實施和設施管理的流程進行，并在用戶需求、風險評估的基礎上進行嚴格的驗證。項目投入使用后，應建立相應的管理規(guī)程和制度（如操作規(guī)程、機房管理、系統(tǒng)人員權限管理、維護保養(yǎng)、巡視檢查、運行數(shù)據(jù)備份與恢復、應急方案等），保障系統(tǒng)的正常運行。

［1］中華人民共和國衛(wèi)生部.藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范.北京：人民衛(wèi)生出版社，2011

［2］國家食品藥品監(jiān)督管理局藥品認證管理中心.藥品GMP指南·無菌藥品.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2011

［3］良好自動化生產(chǎn)實踐指南.第5版