Diseño de Sistema de Automatización del Equipo de Aire Acondicionado del Edificio del Laboratorio de Productos Farmacéuticos de la Caja Costarricense de Seguro Social

Abstract

The present work details the design process of the automation for the air handling units from the pharmaceutical laboratory of the Caja Costarricense de Seguro Social in Costa Rica. In any pharmaceutical laboratory specific air conditions are needed to avoid the risk of contamination to the production rooms. The existing control of the air handling units does not operate correctly, it brings lots of problems to the personnel and to the process this has become a risk of the laboratory being shut down by Costa Rica’s health regulator. Recommendations from ASHRAE are followed to determine the setpoint levels to adjust these areas. The type of sensors needed are determined for the reading of temperatures, pressure differentials, occupancy, relative humidity and for the measurement of electric current to the fan and the compressor of the air handling units. A programmable logical controller is selected for the units with ductwork, the rest of the units are decided to be handled with a thermostat. A humidity control technique is then selected to control the relative humidity, then the latent heat load of the rooms is determined in order to select electric resistance heaters to control relative humidity. Also a technique to ensure the positive pressure in the rooms is selected, it is warned that this will only work if the rooms are properly sealed. With those variables determined it is proceeded to design the PLC logic and program it. Afterwards software is selected for the building management system (BMS) and JavaScript code is developed to show trends of data, to change setpoints and to set schedules for the air handling units.

El presente trabajo detalla el proceso de diseño para la automatización de las unidades manejadoras de aire en el Laboratorio de Productos Farmacéuticos de la Caja Costarricense de Seguro Social. En cualquier laboratorio farmacéutico se requieren condiciones específicas de aire para evitar el ingreso de contaminantes a las salas de producción. El control existente en estas manejadoras de aire es inoperante, brinda muchos inconvenientes a los usuarios y al proceso realizado en este recinto, al punto de que el laboratorio ha tenido riesgo de cierre por el Ministerio de Salud a causa de estos problemas. Se siguen recomendaciones de ASHRAE para definir los niveles de ajuste a los que deben estar sometidas estas áreas. Se determinan los distintos sensores necesarios para la lectura de temperaturas, diferenciales de presión, detectar ocupación en los recintos, humedad relativa y para la medición de corriente eléctrica en el ventilador y el compresor de las manejadoras de aire. Se selecciona un controlador lógico programable para las unidades que poseen ducto, y las unidades tipo piso-cielo se controlan con un termostato. Se procede a seleccionar una técnica de control de humedad relativa, luego a determinar la carga latente de los recintos para seleccionar resistencias eléctricas que calienten el aire y disminuyan el nivel de humedad relativa. También se efectúa una técnica de control para asegurar la presión positiva en los cuartos, y se advierte que se debe sellar apropiadamente el cuarto para presurizarlo. Con las variables anteriores ya determinadas es posible diseñar la lógica del PLC y programarla en él, se detalla el proceso y se muestra su realización. Además, se selecciona un software de administración del edificio y se desarrolla un código en Javascript para mostrar gráficos de tendencia, para cambiar los puntos de ajuste desde el BMS y para controlar el encendido y apagado de las máquinas por medio de horarios.