Làm thế nào để đồng bộ Pass Box với hệ thống BMS phòng sạch?

Trong các nhà máy sản xuất dược phẩm, vi sinh, mỹ phẩm hay điện tử, xu hướng quản lý phòng sạch bằng hệ thống BMS (Building Management System) đang ngày càng phổ biến. Từ kiểm soát áp suất phòng, giám sát HVAC đến theo dõi đèn chiếu sáng và cảnh báo chênh áp – mọi thứ đều được điều khiển và hiển thị tập trung.

Tuy nhiên, một thiết bị tưởng chừng như đơn giản là Pass Box – vốn dùng để trung chuyển vật phẩm giữa hai khu vực sạch – lại thường bị bỏ qua trong hệ thống kết nối. Điều này dẫn đến nhiều bất cập: không giám sát được trạng thái cửa, không biết khi nào có lỗi interlock, không có log mở cửa để phục vụ truy xuất GMP.

Trong khi đó, chỉ cần đồng bộ Pass Box với hệ thống BMS, nhà máy có thể:

• Giám sát trạng thái cửa theo thời gian thực
• Cảnh báo thao tác sai quy trình
• Điều khiển bật/tắt đèn UV hoặc quạt HEPA từ xa
• Tự động lưu lịch sử vận hành – phục vụ kiểm tra, audit dễ dàng

Vậy làm thế nào để kết nối Pass Box với BMS hiệu quả và đúng kỹ thuật? Những tín hiệu nào nên lấy? Cần chuẩn bị gì về phần cứng và IO? Bài viết này của Pass Box VCR sẽ giúp anh em kỹ thuật nắm trọn quy trình đồng bộ Pass Box với hệ thống điều khiển phòng sạch, từ A đến Z.

Tổng quan về hệ thống BMS và Pass Box

1.1. BMS là gì trong phòng sạch?

BMS (Building Management System) là hệ thống điều khiển và giám sát tập trung, giúp nhà máy quản lý toàn bộ hoạt động của các thiết bị trong phòng sạch một cách tự động, an toàn và có khả năng truy xuất dữ liệu. Trong môi trường sản xuất dược phẩm, mỹ phẩm, điện tử – nơi mọi thao tác đều phải đạt chuẩn GMP, việc triển khai BMS giúp:

• Giám sát trạng thái thiết bị theo thời gian thực
• Cảnh báo các bất thường vận hành (áp suất, độ ẩm, nhiệt độ, interlock…)
• Ghi log vận hành tự động phục vụ kiểm tra, audit
• Kết nối nhiều hệ thống thành một thể thống nhất (HVAC, chiếu sáng, cửa ra vào, thiết bị lọc…)

BMS hoạt động thông qua các tín hiệu điều khiển (DI, DO, AI, AO) hoặc qua giao thức truyền thông (Modbus, BACnet, Profibus…) và thường kết nối với phần mềm SCADA để hiển thị.

1.2. Vai trò của Pass Box trong phòng sạch

Pass Box là thiết bị trung chuyển vật phẩm giữa hai khu vực có cấp độ sạch khác nhau. Mục tiêu chính là:

• Giảm thiểu luồng người qua lại – từ đó giữ ổn định áp suất và tránh nhiễm chéo
• Đảm bảo chỉ một cửa được mở tại một thời điểm (interlock)

Tùy loại Pass Box, có thể có thêm: đèn UV, quạt HEPA, cảm biến trạng thái, báo động

Mặc dù nhỏ gọn, nhưng Pass Box lại là một điểm kiểm soát quan trọng trong luồng sạch, và có thể gây mất kiểm soát nếu thao tác sai (ví dụ mở cùng lúc hai cửa). Vì vậy, tích hợp Pass Box vào BMS sẽ giúp:

• Giám sát tình trạng mở/đóng cửa từ xa
• Cảnh báo khi interlock bị lỗi hoặc thao tác sai
• Tự động hóa thao tác bật/tắt thiết bị phụ trợ (như UV/quạt)
• Lưu dữ liệu vận hành hỗ trợ truy xuất audit – vốn là yêu cầu ngày càng khắt khe từ các đoàn kiểm tra

BMS và Pass Box tưởng chừng không liên quan, nhưng khi được kết nối thông minh – sẽ tạo ra một hệ thống vận hành khép kín, giảm lỗi con người và tăng cường kiểm soát GMP.

Lợi ích khi kết nối Pass Box với hệ thống BMS

Trong nhiều dự án GMP, Pass Box thường bị xem là “thiết bị cơ khí đơn thuần” và không được đưa vào hệ thống giám sát trung tâm. Tuy nhiên, khi số lượng Pass Box trong nhà máy tăng lên – đặc biệt ở các khu vực phân luồng phức tạp – thì việc giám sát thủ công trở nên khó kiểm soát, dễ sai sót và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng vận hành và kiểm tra GMP.

Dưới đây là những lợi ích cụ thể khi Pass Box được đồng bộ hóa với hệ thống BMS:

2.1. Giám sát trạng thái cửa theo thời gian thực

BMS có thể hiển thị trạng thái đang mở/đóng của từng cửa Pass Box

Người giám sát chỉ cần nhìn trên màn hình SCADA là biết được cửa nào đang hoạt động, có bị mở sai quy trình hay không

2.2. Cảnh báo thao tác sai – lỗi interlock

Nếu xảy ra sự cố như:

• Mở cùng lúc hai cửa
• Cửa bị kẹt, không đóng đúng
• Thao tác cưỡng bức → hệ thống có thể cảnh báo ngay tại phòng điều khiển

Giúp giảm lỗi vận hành, tránh nguy cơ mất luồng sạch hoặc sai tiêu chuẩn audit

Tổng quan hệ thống Pass Box cho nhà máy dược phẩm đạt chuẩn EU GMP

2.3. Lưu trữ lịch sử vận hành (Log hoạt động)

Ghi lại toàn bộ:

• Thời điểm mở cửa
• Thời gian bật đèn UV/quạt
• Lỗi interlock (nếu có)

Phục vụ QA/QC truy xuất khi cần chứng minh thiết bị hoạt động đúng SOP

2.4. Điều khiển từ xa các chức năng phụ trợ

Qua BMS, người quản lý có thể:

• Bật/tắt đèn UV theo lịch
• Kích hoạt quạt lọc HEPA
• Reset lỗi hoặc báo động ngay từ phòng điều khiển trung tâm

2.5. Tích hợp với hệ thống kiểm soát truy cập & phòng cháy chữa cháy (PCCC)

Có thể kết nối Pass Box với:

• Hệ thống kiểm soát ra vào cửa tự động
• PCCC: tự động mở cửa khi có cảnh báo khẩn cấp

2.6. Tối ưu hóa hiệu quả giám sát thiết bị phòng sạch

Giảm gánh nặng cho nhân sự QA/QC

Tránh thao tác thủ công – tiết kiệm thời gian

Tăng tính tự động hóa và minh bạch, đúng hướng phát triển nhà máy thông minh (Smart GMP)

Những tín hiệu nào từ Pass Box có thể đồng bộ với BMS?

Để hệ thống BMS có thể giám sát và điều khiển được Pass Box, cần xác định rõ các tín hiệu đầu vào (Input) và đầu ra (Output) mà Pass Box có thể cung cấp hoặc nhận. Dưới đây là các tín hiệu phổ biến và thiết yếu thường được kết nối:

3.1. Tín hiệu trạng thái cửa (Door Status Signal)

• Cửa trái mở/đóng – thường sử dụng cảm biến từ hoặc công tắc hành trình
• Cửa phải mở/đóng – tương tự
• Dạng tín hiệu: Digital Input (DI) về BMS
• Mục đích: hiển thị trạng thái cửa theo thời gian thực, phát hiện thao tác sai

3.2. Tín hiệu lỗi interlock

Khi có tình huống bất thường:

• Mở cả hai cửa cùng lúc
• Cửa không đóng kín → Pass Box sẽ phát ra tín hiệu cảnh báo

Dạng tín hiệu: Digital Input (DI)

BMS sẽ ghi nhận lỗi và kích hoạt cảnh báo trên giao diện SCADA

3.3. Tín hiệu hoạt động đèn UV / quạt HEPA

Trạng thái đèn UV đang bật/tắt

Trạng thái quạt đang chạy hay không

Dạng tín hiệu:

• Digital Input (giám sát trạng thái)
• Digital Output (điều khiển bật/tắt từ BMS) nếu cần

Đèn UV Pass Box

3.4. Tín hiệu điều khiển từ xa

BMS có thể gửi tín hiệu để:

• Bật/tắt đèn UV theo lịch hoạt động
• Kích hoạt quạt HEPA khi cần vận hành
• Khóa liên động cửa hoặc mở cưỡng bức trong tình huống khẩn cấp

Dạng tín hiệu: Digital Output (DO) hoặc Modbus RTU/TCP nếu Pass Box có bộ điều khiển thông minh

3.5. Tín hiệu báo lỗi hệ thống hoặc yêu cầu bảo trì

Cảnh báo lọc HEPA bẩn (qua chênh áp)

Đèn UV đến hạn thay thế

Nhiệt độ/độ ẩm trong buồng bất thường (nếu có cảm biến tích hợp)

Dạng tín hiệu: Digital Input (báo lỗi) hoặc Analog Input (giá trị cảm biến)

Tổng kết nhanh các tín hiệu kết nối được với BMS:

Cách thức kết nối phần cứng Pass Box vào BMS

Để đảm bảo quá trình tích hợp Pass Box vào hệ thống BMS diễn ra trơn tru, kỹ sư điện – tự động hóa cần nắm rõ phần cứng kết nối, tín hiệu ra vào, chuẩn điện áp và phương thức đấu nối. Dưới đây là các hướng dẫn kỹ thuật cụ thể:

4.1. Giao diện tín hiệu tiêu chuẩn

Digital Input (DI) – Từ Pass Box về BMS

• Trạng thái cửa (mở/đóng)
• Báo lỗi interlock
• Trạng thái thiết bị phụ trợ (UV, quạt…)
• Loại tín hiệu: tiếp điểm khô (dry contact) hoặc cảm biến từ (reed switch)
• Cách đấu nối: kết nối về module DI của PLC/BMS, thường sử dụng 24VDC

Digital Output (DO) – Từ BMS điều khiển Pass Box

• Bật/tắt đèn UV
• Bật/tắt quạt lọc
• Reset cảnh báo
• Loại tín hiệu: relay output hoặc transistor output, tùy bộ điều khiển
• Có thể qua rơ le trung gian (intermediate relay) để cách ly và bảo vệ mạch

Analog Input (AI) – Nếu Pass Box có cảm biến mở rộng

• Áp suất chênh lệch lọc HEPA
• Nhiệt độ – độ ẩm trong buồng
• Thường là tín hiệu 4–20 mA hoặc 0–10V, tùy cảm biến tích hợp

Giao tiếp truyền thông (Modbus) – với Pass Box thông minh

• Một số model cao cấp có tích hợp bộ điều khiển PLC mini hoặc màn hình HMI
• Cho phép kết nối với BMS thông qua Modbus RTU (RS485) hoặc Modbus TCP/IP
• Ưu điểm: truy xuất nhiều thông tin hơn, dễ mở rộng tính năng

4.2. Lưu ý kỹ thuật khi kết nối

Phải dùng nguồn tín hiệu chuẩn (thường 24VDC), không dùng AC nếu thiết bị không hỗ trợ

Luôn cách ly tín hiệu bằng relay trung gian để tránh nhiễu, cháy module

Đánh số, đặt nhãn rõ ràng trên tủ đấu nối để tiện bảo trì và kiểm tra

Bảo vệ chống sét và quá áp nếu Pass Box ở vị trí xa trung tâm điều khiển

Kiểm tra kỹ logic hoạt động: cửa mở → cảm biến báo ON, UV bật → relay đóng...

Lưu ý kỹ thuật khi thiết kế và triển khai kết nối

Dù việc đồng bộ Pass Box với BMS không quá phức tạp về mặt tín hiệu, nhưng nếu không lên kế hoạch từ đầu hoặc triển khai thiếu kiểm soát, có thể dẫn đến xung đột tín hiệu, sai logic điều khiển hoặc khó khăn trong bảo trì sau này. Dưới đây là các lưu ý quan trọng mà đội kỹ thuật cần nắm chắc:

5.1. Xác định rõ số lượng và loại tín hiệu cần giám sát

Trước khi đi dây, cần lập bảng IO cụ thể:

• Có bao nhiêu cửa cần giám sát?
• Có điều khiển UV/quạt không?
• Có cần báo lỗi interlock không?
• Có sử dụng cảm biến chênh áp/khí độc/H₂O₂ không?

Không nên thiết kế thừa hoặc thiếu, vì sẽ gây lãng phí tài nguyên IO hoặc thiếu điểm giám sát quan trọng.

Chất lượng Passbox

5.2. Sử dụng relay cách ly tín hiệu
Tránh đưa tín hiệu trực tiếp từ Pass Box vào module BMS nếu chưa qua relay → dễ gây nhiễu, chập mạch hoặc cháy thiết bị

Luôn cách ly bằng relay trung gian, đặc biệt với tín hiệu điều khiển (DO)

5.3. Kiểm tra chuẩn điện áp tín hiệu

BMS và thiết bị phụ có thể dùng điện áp khác nhau (24VDC, 12VDC, 220VAC…)

Cần đồng nhất hoặc dùng bộ chuyển đổi điện áp

Sai điện áp dễ gây cháy module hoặc không nhận tín hiệu

5.4. Thiết kế logic liên động phù hợp với GMP

Cần lập logic để đảm bảo:

• Không mở hai cửa Pass Box cùng lúc
• Không bật UV khi cửa mở
• Không cho mở cửa nếu H₂O₂ còn tồn dư (nếu có cảm biến)

Logic nên được lập trên PLC trung gian hoặc lập trình trực tiếp trong hệ thống BMS

5.5. Ghi log và lưu trữ thông tin trạng thái

Lưu thời gian mở cửa – đóng cửa – bật UV – lỗi interlock

Nên có bộ nhớ tối thiểu 30 ngày hoặc đồng bộ dữ liệu với server GMP

Phục vụ kiểm tra từ đoàn audit, truy xuất khi có sự cố sản xuất

5.6. Chuẩn bị tài liệu và SOP đầy đủ

Sơ đồ điện, sơ đồ IO, hướng dẫn vận hành kết nối BMS

SOP: xử lý lỗi kết nối, chuyển chế độ Manual/Auto, bảo trì thiết bị

Giúp QA dễ kiểm tra, kỹ thuật dễ bảo trì – đúng chuẩn GMP yêu cầu

Ví dụ sơ đồ kết nối thực tế (gợi ý)

Để giúp anh em kỹ thuật hình dung rõ hơn, dưới đây là một mô hình kết nối cơ bản giữa Pass Box và hệ thống BMS, sử dụng các tín hiệu chuẩn DI/DO, phù hợp với hầu hết các phòng sạch cấp GMP.

6.1. Cấu hình Pass Box có các tính năng sau:

2 cửa có cảm biến trạng thái (mở/đóng)

Hệ thống interlock cơ–điện tử

Đèn UV tích hợp

Quạt HEPA tuần hoàn khí

Cảm biến trạng thái lọc (áp suất chênh lệch) – tùy chọn

Bộ điều khiển trung gian (PLC hoặc Timer thông minh)

6.2. Gợi ý sơ đồ kết nối tín hiệu:

Từ Pass Box → BMS (Giám sát – DI):

Từ BMS → Pass Box (Điều khiển – DO):

(Tùy chọn): Nếu Pass Box có controller thông minh: dùng Modbus RTU hoặc TCP/IP → kết nối trực tiếp với BMS Gateway hoặc SCADA.

Pass Box được sử dụng ở đâu trong bệnh viện?
6.3. Hiển thị trên hệ thống SCADA/BMS:

Mỗi Pass Box hiển thị như một đối tượng thiết bị:

• Hai cửa: màu xanh (đóng), đỏ (đang mở)
• Trạng thái UV: bật/tắt
• Cảnh báo lỗi: nhấp nháy/âm thanh
• Ghi log: thời gian mở – đóng – số lần hoạt động trong ngày/tháng

Có thể lập dashboard riêng cho nhóm Pass Box ở khu vực chiết rót, QC, kho vật tư

Kết luận – Đồng bộ Pass Box với BMS là bước quan trọng trong phòng sạch hiện đại

Trong thời đại GMP ngày càng đòi hỏi sự minh bạch, tự động hóa và truy xuất dữ liệu đầy đủ, việc tích hợp Pass Box vào hệ thống BMS không còn là tùy chọn – mà là xu hướng bắt buộc đối với các nhà máy dược phẩm, mỹ phẩm, vi sinh hay điện tử công nghệ cao.

Khi được kết nối đúng kỹ thuật, Pass Box sẽ không chỉ là một “thiết bị trung chuyển” nữa, mà trở thành một phần quan trọng trong mạng lưới điều khiển phòng sạch, giúp:

• Giám sát trạng thái cửa theo thời gian thực
• Cảnh báo thao tác sai, lỗi interlock
• Điều khiển đèn UV/quạt HEPA từ xa
• Ghi log vận hành – phục vụ kiểm tra, audit theo chuẩn GMP

Một hệ thống Pass Box thông minh là một thiết bị không chỉ biết “mở và đóng”, mà còn biết “giao tiếp” với toàn bộ hệ thống điều hành sản xuất.

Bạn đang cần tích hợp Pass Box vào hệ thống BMS của nhà máy?

VCR chuyên cung cấp các dòng Pass Box sẵn cổng tín hiệu kết nối BMS, hỗ trợ kỹ thuật đấu nối, sơ đồ IO mapping và hướng dẫn chi tiết cho đội MEP, tự động hóa và QA:

Hotline/Zalo: 090.123.9008
Website: https://vietnamcleanroom.com
Email: [email protected]

PN