劇院智能防疫消毒系統的研究

陳之酉

（1.蘇州工業園區工業技術學校，江蘇蘇州 215123；2.江蘇聯合職業技術學院蘇州工業園區分院，江蘇蘇州 215123）

0 引言

由于新冠疫情的影響，許多人員密集的場所都需要進行消毒，并且電影院、劇場、體育館等系列場所要求人們一隔一就坐，以預防病毒的傳播。很多公共場所的消毒方式，依舊還是人工消毒，這種消毒方式消毒人員存在被傳染的可能，同時還會加大防護服的消耗，且員工穿戴了防護服仍有被感染的風險。在電影院、劇場、體育館等系列場所，工作人員已經按照一隔一就坐的要求出售座位票時，發現經常會有人，不按售票座位就坐，按照個人喜好挑選比較好的座位，既會引發口角、爭吵、甚至大打出手的事情，嚴重破壞公共場所的環境、社會的秩序、影響觀影者（參與活動者）的心情，產生社會不穩定的因素，又違反疫情防控要求，存在安全隱患。所以在這樣的背景下，有必要引入智能防疫消毒系統。

目前市場上的劇院智能防疫消毒系統，主要有以下兩種：（1）在設計上采用自動噴灑消毒劑的方法對公共場所進行消毒，但是需要員工在場所內操作設備；（2）通過紫外線進行消毒，主要利用紫外線消毒燈實現。

綜上所述，我國在劇院智能防疫消毒系統方面已有研究報道，主要有紫外燈消毒、自動噴灑消毒裝置。但其消毒范圍不可控制，消毒時間不能很好的確定，應用場合受到限制，且自動化程度較低，消毒的方法還是人工場內消毒，無法保證消毒的有效性，無法保證消毒人員的安全，且不能自動控制實現對劇院進入人員一隔一就坐的防疫要求。

本文根據功能要求設計實現方案和需要使用到的元器件，本系統主要由鎖椅系統和智能消毒系統組成［1］。根據控制要求設計電氣控制原理圖，研究硬件連接，實現PLC 的程序設計［2］。最后通過現場調試，調整相關硬件的位置和PLC程序，實現功能要求。

1 設計原理

根據存在缺陷，要求設計出一款新型劇院智能防疫消毒系統，可以控制進入人員按照疫情防控要求一隔一就坐，觀影結束人員離場后，可以根據防疫消毒要求，無需人員進場自動消毒，既保證了劇院等公共場所的有效消毒，做好防疫工作，確保正常運營，又降低了員工進行消毒時，感染病毒的可能，減少了勞動力，降低了成本，實現多贏。

這款劇院智能防疫消毒系統，主要由鎖椅系統和智能消毒系統組成。鎖椅系統在椅子兩側安裝電磁鎖，平時椅子是鎖住的，當有人來了需要使用這個座位，就需要刷對應的座位片卡，把座位卡片放在讀卡器上，當檢測到座位卡片與當前座位一致時，電磁鎖解鎖，鎖頭縮回，用戶可以放下坐板，使用該座位［3］。當檢測到座位卡片與當前座位不一致時，則電磁鎖保持上鎖狀態，用戶無法使用該座位。

智能消毒系統主要采用紅外線檢測與遠程控制相結合實現系統功能。在程序開始后，按下消毒語音提示按鈕，語音播報系統將會開始播放提示音“本場所即將開始消毒，請各位觀眾快速離場”。紅外線傳感器將會感應場所內是否還有人員，若還有人員，控制室的指示燈將會熄滅，并且按下消毒按鈕無效，消毒系統不啟動，以確保人員的安全［4］。當人員全部離場后再按下消毒按鈕，消毒系統工作，并且在消毒的時候，若紅外線傳感器感應到有人，或者控制室發現場所內有突發情況，按下急停按鈕，系統將會立刻停止消毒，并且只有在進行復位后，再次按下消毒語音提示按鈕播報離場提示音后，才可以再次進行消毒，以防止對誤入的人員造成傷害。

2 功能說明

2.1 鎖椅功能

該系統在椅子兩側裝有電磁鎖，在扶手處裝有感應裝置，每個椅子都有自己的感應卡，當劇院或者其他場館賣票時，根據疫情防控一隔一就坐的要求出售座位票，檢票時根據票上的座位號將各個座位的感應卡片，發給相對應座位的購票者，購票者將感應卡插入感應裝置中，電磁鎖就會打開，椅子就可以自由放下，購票者就可以落座，如果沒有感應卡片或者插入卡片不對，就無法就坐［5］。這既實現了一隔一就坐的疫情防控要求，又從根源上切斷了亂坐座位的現象，既給觀影者提供了良好舒適的環境，減少場館的負面新聞、符合疫情防控要求，又可以減少成本，實現多贏的局面。觀影或者活動結束時，在出口收回感應卡片，以便循環使用。

2.2 智能消毒功能

當一場電影或者活動結束后，需要進行消毒的時候按下消毒語音提示按鈕，系統將會播報提示音“本場所即將開始消毒，請各位觀眾快速離場”，提醒觀眾快速離場，連續播報5 min，放音結束后才能開始進行消毒［6］。通過紅外線傳感器探測場所內是否有人員，將輸出的信號傳輸給中間繼電器，來控制消毒系統是否可以運行，再通過攝像頭查看場所內是否有人，可以有效地杜絕消毒時仍有人員在場所中的現象，并且自動進行消毒，減少了人工成本，也提高了消毒的效率。當紅外線傳感器沒有檢測到人時，控制室的場所內無人指示燈亮啟后，且消毒語音提示系統工作完成后，按下消毒啟動按鈕才能進行消毒。（如紅外線傳感器檢測到人時、控制室的場所內無人指示燈亮熄滅、消毒語音提示系統工作未完成，按下消毒啟動按鈕系統不啟動，無法進行消毒）［7］。在消毒期間，為防止還有人誤入或者未及時離開正在消毒的場所，當紅外線傳感器感應到有人或者按下急停按鈕之后，會立刻停止消毒系統。在緊急停止消毒后，需要復位緊急停止，再次按下消毒語音提示按鈕，進行系統初始化，提醒人員離場后按下消毒啟動按鈕才有效，以進一步地保證安全［8］。

3 電氣控制原理圖及程序設計

3.1 鎖椅系統

鎖椅系統電氣控制原理設計如圖1 所示，其中YA1、YA2分別為座椅左、右電磁鎖控制線圈［9］。

圖1 鎖椅系統電氣控制原理

3.2 智能消毒系統

3.2.1 I/O分配表設計

I/O 分配表設計具體設計如表1 所示。根據功能要求和所要用到的元器件，對PLC的輸入輸出口進行了分配。消毒語音提示按鈕的輸入地址為X0，紅外線傳感器1、2、3、4的信號輸入地址分別為X1、X2、X3、X4，急停按鈕的輸入地址為X5，消毒按鈕的輸入地址為X6，輸出地址Y0 控制著語音播報系統控制繼電器，Y1 控制消毒水泵控制繼電器，Y2控制場所無人指示燈［10］。

表1 智能消毒系統I/O分配表

3.2.2 電氣控制原理設計

電氣控制原理如圖2 所示。根據功能要求和元器件以及I/O 分配表設計出了電氣控制原理圖，主要完成了臺達PLC與控制元件、執行元件的連接設計［11］。

圖2 智能消毒系統電氣控制原理

3.2.3 部分程序

智能消毒系統PLC 控制部分程序如圖3～4 所示。根據I/O 分配表以及功能要求編寫了程序，程序通過區間復位指令的應用實現急停控制，通過步進指令的應用實現主要功能［12］。

圖3 程序圖1

4 結束語

圖4 程序圖2

本文所設計的這款劇院智能防疫消毒系統，既可以滿足疫情防控對劇院等場所要求一隔一就坐的要求，又可以很好地解決現在劇院等場所由于人工消毒而存在自動化程度低、消毒效果不佳、消毒者易感染的問題。此外，還能夠解決新冠疫情期間為預防、減少病毒的傳播，進入劇院等場所要求人員一隔一就坐的問題。本劇院智能防疫消毒系統由鎖椅系統和智能消毒系統組成。鎖椅系統通過磁卡感應裝置和電磁鎖的配合，實現自動鎖椅和解鎖功能，能夠有效控制所使用的座椅的位置，滿足疫情防控要求。智能消毒系統通過PLC 控制程序實現全自動消毒，有效控制消毒范圍，保證消毒時間，從而保證消毒的有效性。因全自動消毒不需要人員進入消毒場所，可以降低員工感染病毒的概率，還可以減小公共場所的勞動力成本，所以此系統可以很好地防止疫情的擴散，同時還給予我們一個舒適且安全的休閑場所。