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智能实验室建设要求都有什么?
专栏:新闻
发布日期:2024-06-19
阅读量:620
作者:网络
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智能化实验室在进行建设时,既要考虑场地布局、换气通风、供电线路,还要加强科学合理设计、规范布局以及扩展性,为实验室的智能化建设留有余地,特别是软件和硬件扩展性,要留下足够的空间和容量。

       智能化实验室在进行建设时,既要考虑场地布局、换气通风、供电线路,还要加强科学合理设计、规范布局以及扩展性,为实验室的智能化建设留有余地,特别是软件和硬件扩展性,要留下足够的空间和容量。

       实验室智能化管理系统的整体架构需从实验室的实际应用情况出发,重点考虑实用性、安全性和可靠性等方面因素,在研究数据采集、数据介入、数据传输和数据处理等物联网相关技术的基础上设计实验室智能化管理系统具体架构。

       实验建筑智能化系统建设一般包括楼宇自控系统、实验室信息管理系统、办公自动化系统、综合布线系统、安全防范系统、火灾自动报警系统和停车场管理系统。

       智能化实验室系统的建设相对来说复杂交错,专业人员要整体、综合考虑实验室实际情况才能设计出完整的方案。随着智能时代的不断发展,国内智能化实验室也会越来越多。


       在过去,实验室的数据很多都是手工管理,而且管理模式、理念、制度落后,很容易导致人、财、物的管理混乱无序。资源信息也无法有效共享,数据统计上报会很困难。

智慧实验室,被称为所有科研人的梦……

通过信息化手段,结合互联网、物联网、AI、5G等技术将实验室的“人机料法环样测”所有要素、和各类业务系统互联起来,定义不同的数据规则,组合不同的专业知识,以报告为中心,以人为本的服务理念,实现实验室“标本不等人,人不等标本”的全面信息化、自动化、智能化和数字化管理,打造一个高效率、高质量的“无人值守”式的实验室,乃至实现无人实验室和云实验室。


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01


智慧实验室的特点


1、具备感知事物状态的能力。


包括实验室人员、环境、设备、样件等,例如具备测量环境信息温度传感器、压力传感器、湿度传感器;感知设备状态及样件状态的FRID信息或二维码的识别器;感知人员面部状态的高清识别器等等。


2、信息收集分析能力


智慧实验室能够收集、存储感知系统收集的各类数据,并借助一定算法将数据转化为实验室人员的心理、语言或行为诉求。


例如:收集实验室不同种类仪器设备的使用次数和开机时间,通过对设备使用次数和开机时间的统计,进行仪器设备的合理化配置。


3、自动实现诉求能力


能够将代表实验室人员诉求、环境变化、研究对象的信息转变成控制信息,并控制相关系统(如步进电机、继电器、机器手、显示器等),自动实现实验人员的诉求或自动完成实验室任务。


如张三在实验室中经常将实验室内工作温度调整到25℃,那么只要张三来实验室,实验室则会将通过网络将控制信号传递到温度控制系统,自动调整到25℃;又如,实验人员经过多次实验,得出一定规律,再次试验时,实验室系统自动给出实验参考方案等。


02


智慧实验室的5大系统


智能化实验室是综合计算机、信息通信等方面的最先进技术,使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作,实现楼宇管理自动化(BA)、通信自动化(CA)、办公自动化(OA)、安全保卫自动化系统(SAS)和消防自动化系统(FAS)。


将这5种功能结合起来的实验室建筑,能够实现综合自动化、信息化,使大楼的用户获得了安全、高效、舒适、便利的建筑环境和办公环境,达到节能减排、提高效率的目的。


1、楼宇自动控制系统


楼宇自动控制系统针对实验室内各种机电设备进行集中管理和监控。主要包括:空调及新风系统、送排风系统、冷冻站系统、热交换站系统、变配电系统、照明系统、给排水系统、电梯系统及消防系统等。


在整个楼宇范围内,通过整套楼宇自动控制系统及其内置最优化控制程序和预设时间程序,对所有机电设备进行集中管理和监控。


智能通风系统由数字化节能风机、通风管道、可调节的风口末端、分体式能量回收设备、新风处理设备、智能变风量末端、空气品质感应子系统及智能中央控制子系统等组成,系统综合性能优于传统通风系统。


智能通风系统具有保障室内空气品质,提高建筑通风安全,节能效果明显、运行管理智能化程度高等特点。


智能通风系统可以根据建筑功能和设计需要,集成相关设备及部件组成系统,实现本地和远程智能化控制管理,既满足建筑室内通风功能需求,保障通风安全,又节能降耗。


系统可智能感应室内空气品质(或温度、压力等参数),自动控制主风机和支路风机转速,调节送、排风量二可选用将分体式能量回收机组、新风机组与排风机组连成环路,以乙二醇水溶液为能量回收介质,实现排风能量的回收利用。


该系统特别适用于空调系统与各空间功能及空气品质要求不同、污染程度不一的建筑(如大型医院建筑)。


2、通信自动化系统


通信自动化系统是一个中枢神经系统,它包括以数字式程控交换机为该中心的通信系统,以及通过楼宇的结构化综合布线系统来实现计算机网络、卫星通信、闭路电视、可视电话、电视会议等系统的综合,从而达到楼宇内、市内、国内以及国际间的信息沟通与共享。


系统主要包括:通信网络、电话通信、程控数字交换机系统、语音与传真服务系统、数据信息处理系统、可视图文系统、可视电话系统、会议电视系统。


3、办公自动化系统


办公自动化是将现代化办公和计算机网络功能结合起来的一种新型的办公方式。办公自动化没有统一的定义,凡是在传统的办公室中采用各种新技术、新机器、新设备从事办公业务,都属于办公自动化的领域。在行政机关中,大都把办公自动化叫做电子政务,企事业单位就都叫OA,即办公自动化。


通过实现办公自动化,或者说实现数字化办公,可以优化现有的管理组织结构,调整管理体制,在提高效率的基础上,增加协同办公能力,强化决策的一致性,最后实现提高决策效的目的。


4、安全保卫自动化系统


安全保卫自动化系统是以运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查等的系统;或是由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络安全防范系统。


5、消防自动化系统


消防自动化系统可以准确可靠地探测到火险所处的位置,自动发出警报,计算机接收到火情信息后自动进行火情信息处理,并据此对整个实验室建筑内的消防设备、配电、照明、广播及电梯等装置进行联动控制,主要由火灾探测与报警系统、通报与疏散系统、灭火控制系统、防排烟控制系统等组成。



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        随着科技发展建设智能实验室成为一种趋势。 智能实验室体现在设备的自动化运作,强调效率性; 节约实验室资源消耗监测与资源;使用主体的安全保障,强调实验室内外部的安全。现如今智能实验室搭建设计系统:将人类智能、物联网技术融入实验室建设和管理,构建基于物联网、互联网、大数据、人工智能和计算机技术的智能实验室管理平台。 自动机器人可以完成实验室的重复性工作,大数据人工智能可以完成实验室数据的分析和决策。 它甚至可以被认为是建立一个标准、安全、高效的智能无人实验室。

        实验室的“智能化”主要是解决日常工作中的重复性机械工作,减少整个实验/测试系统的人为误差。实验室的“智能化”更侧重于软件、数据、算法等技术的创新和着陆,帮助实验室从业务、日常管理、学术等方面得到显著提高,实现实验室的可持续发展。对于实验室的需求者来说,处理诸如互联网技术、云计算技术、人体感应技术、语音技术、生物特征识别技术、手机应用程序等先进的科学技术是一笔比较大的预算开支。

        除了实验室的软件信息智能化,对于实验室内部环境的装修设计方案,都是在施工之前要和客户进行沟通确认。智能实验室环境监控系统不仅基于物联网技术,还引入模块化设计的思想,对温度、湿度、气体等进行智能监控,从而营造一个健康无忧的实验室环境。

 智能实验室环境条件进行系统工程项目建设包括(但不限于)以下研究内容:

       1.为了建设智能实验室,将大量应用互联网技术,因此电气系统是智能实验室的核心。我们的布局配置强、弱电流,网络电缆应特别注意。 一般情况下,应将首先计算设备的总额定功率,然后按照实际额定功率的两倍去设置实验室的总功率,并提供应急供电和断电保护。 确保仪器设备的运行安全,接地系统如有要求,应独立配置,以满足仪器设备的要求。

       2.智能实验室的标准温度为摄氏20度 ± 2度,相对湿度控制在50-70% 。为了保证大量精密仪器的稳定性,需要对实验室进行分区。有些仪器要求高防尘、分离性能好,控制净化级别在百级,其它精密设备在常规设置万级。

       3.智能实验室照明一般基于人体工程学,有利于科学实验和设备要求。一般照度为300LX。

       4.智能实验室的噪音、防震、防尘、防腐蚀、防磁与屏蔽技术等方面的环境发展条件应符合在实验室工作开展的项目管理要求及各种教学仪器进行设备对环境经济条件的要求。



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