剧院智能防疫消毒系统的研究

陈之酉

（1.苏州工业园区工业技术学校，江苏苏州 215123；2.江苏联合职业技术学院苏州工业园区分院，江苏苏州 215123）

0 引言

由于新冠疫情的影响，许多人员密集的场所都需要进行消毒，并且电影院、剧场、体育馆等系列场所要求人们一隔一就坐，以预防病毒的传播。很多公共场所的消毒方式，依旧还是人工消毒，这种消毒方式消毒人员存在被传染的可能，同时还会加大防护服的消耗，且员工穿戴了防护服仍有被感染的风险。在电影院、剧场、体育馆等系列场所，工作人员已经按照一隔一就坐的要求出售座位票时，发现经常会有人，不按售票座位就坐，按照个人喜好挑选比较好的座位，既会引发口角、争吵、甚至大打出手的事情，严重破坏公共场所的环境、社会的秩序、影响观影者（参与活动者）的心情，产生社会不稳定的因素，又违反疫情防控要求，存在安全隐患。所以在这样的背景下，有必要引入智能防疫消毒系统。

目前市场上的剧院智能防疫消毒系统，主要有以下两种：（1）在设计上采用自动喷洒消毒剂的方法对公共场所进行消毒，但是需要员工在场所内操作设备；（2）通过紫外线进行消毒，主要利用紫外线消毒灯实现。

综上所述，我国在剧院智能防疫消毒系统方面已有研究报道，主要有紫外灯消毒、自动喷洒消毒装置。但其消毒范围不可控制，消毒时间不能很好的确定，应用场合受到限制，且自动化程度较低，消毒的方法还是人工场内消毒，无法保证消毒的有效性，无法保证消毒人员的安全，且不能自动控制实现对剧院进入人员一隔一就坐的防疫要求。

本文根据功能要求设计实现方案和需要使用到的元器件，本系统主要由锁椅系统和智能消毒系统组成［1］。根据控制要求设计电气控制原理图，研究硬件连接，实现PLC 的程序设计［2］。最后通过现场调试，调整相关硬件的位置和PLC程序，实现功能要求。

1 设计原理

根据存在缺陷，要求设计出一款新型剧院智能防疫消毒系统，可以控制进入人员按照疫情防控要求一隔一就坐，观影结束人员离场后，可以根据防疫消毒要求，无需人员进场自动消毒，既保证了剧院等公共场所的有效消毒，做好防疫工作，确保正常运营，又降低了员工进行消毒时，感染病毒的可能，减少了劳动力，降低了成本，实现多赢。

这款剧院智能防疫消毒系统，主要由锁椅系统和智能消毒系统组成。锁椅系统在椅子两侧安装电磁锁，平时椅子是锁住的，当有人来了需要使用这个座位，就需要刷对应的座位片卡，把座位卡片放在读卡器上，当检测到座位卡片与当前座位一致时，电磁锁解锁，锁头缩回，用户可以放下坐板，使用该座位［3］。当检测到座位卡片与当前座位不一致时，则电磁锁保持上锁状态，用户无法使用该座位。

智能消毒系统主要采用红外线检测与远程控制相结合实现系统功能。在程序开始后，按下消毒语音提示按钮，语音播报系统将会开始播放提示音“本场所即将开始消毒，请各位观众快速离场”。红外线传感器将会感应场所内是否还有人员，若还有人员，控制室的指示灯将会熄灭，并且按下消毒按钮无效，消毒系统不启动，以确保人员的安全［4］。当人员全部离场后再按下消毒按钮，消毒系统工作，并且在消毒的时候，若红外线传感器感应到有人，或者控制室发现场所内有突发情况，按下急停按钮，系统将会立刻停止消毒，并且只有在进行复位后，再次按下消毒语音提示按钮播报离场提示音后，才可以再次进行消毒，以防止对误入的人员造成伤害。

2 功能说明

2.1 锁椅功能

该系统在椅子两侧装有电磁锁，在扶手处装有感应装置，每个椅子都有自己的感应卡，当剧院或者其他场馆卖票时，根据疫情防控一隔一就坐的要求出售座位票，检票时根据票上的座位号将各个座位的感应卡片，发给相对应座位的购票者，购票者将感应卡插入感应装置中，电磁锁就会打开，椅子就可以自由放下，购票者就可以落座，如果没有感应卡片或者插入卡片不对，就无法就坐［5］。这既实现了一隔一就坐的疫情防控要求，又从根源上切断了乱坐座位的现象，既给观影者提供了良好舒适的环境，减少场馆的负面新闻、符合疫情防控要求，又可以减少成本，实现多赢的局面。观影或者活动结束时，在出口收回感应卡片，以便循环使用。

2.2 智能消毒功能

当一场电影或者活动结束后，需要进行消毒的时候按下消毒语音提示按钮，系统将会播报提示音“本场所即将开始消毒，请各位观众快速离场”，提醒观众快速离场，连续播报5 min，放音结束后才能开始进行消毒［6］。通过红外线传感器探测场所内是否有人员，将输出的信号传输给中间继电器，来控制消毒系统是否可以运行，再通过摄像头查看场所内是否有人，可以有效地杜绝消毒时仍有人员在场所中的现象，并且自动进行消毒，减少了人工成本，也提高了消毒的效率。当红外线传感器没有检测到人时，控制室的场所内无人指示灯亮启后，且消毒语音提示系统工作完成后，按下消毒启动按钮才能进行消毒。（如红外线传感器检测到人时、控制室的场所内无人指示灯亮熄灭、消毒语音提示系统工作未完成，按下消毒启动按钮系统不启动，无法进行消毒）［7］。在消毒期间，为防止还有人误入或者未及时离开正在消毒的场所，当红外线传感器感应到有人或者按下急停按钮之后，会立刻停止消毒系统。在紧急停止消毒后，需要复位紧急停止，再次按下消毒语音提示按钮，进行系统初始化，提醒人员离场后按下消毒启动按钮才有效，以进一步地保证安全［8］。

3 电气控制原理图及程序设计

3.1 锁椅系统

锁椅系统电气控制原理设计如图1 所示，其中YA1、YA2分别为座椅左、右电磁锁控制线圈［9］。

图1 锁椅系统电气控制原理

3.2 智能消毒系统

3.2.1 I/O分配表设计

I/O 分配表设计具体设计如表1 所示。根据功能要求和所要用到的元器件，对PLC的输入输出口进行了分配。消毒语音提示按钮的输入地址为X0，红外线传感器1、2、3、4的信号输入地址分别为X1、X2、X3、X4，急停按钮的输入地址为X5，消毒按钮的输入地址为X6，输出地址Y0 控制着语音播报系统控制继电器，Y1 控制消毒水泵控制继电器，Y2控制场所无人指示灯［10］。

表1 智能消毒系统I/O分配表

3.2.2 电气控制原理设计

电气控制原理如图2 所示。根据功能要求和元器件以及I/O 分配表设计出了电气控制原理图，主要完成了台达PLC与控制元件、执行元件的连接设计［11］。

图2 智能消毒系统电气控制原理

3.2.3 部分程序

智能消毒系统PLC 控制部分程序如图3～4 所示。根据I/O 分配表以及功能要求编写了程序，程序通过区间复位指令的应用实现急停控制，通过步进指令的应用实现主要功能［12］。

图3 程序图1

4 结束语

图4 程序图2

本文所设计的这款剧院智能防疫消毒系统，既可以满足疫情防控对剧院等场所要求一隔一就坐的要求，又可以很好地解决现在剧院等场所由于人工消毒而存在自动化程度低、消毒效果不佳、消毒者易感染的问题。此外，还能够解决新冠疫情期间为预防、减少病毒的传播，进入剧院等场所要求人员一隔一就坐的问题。本剧院智能防疫消毒系统由锁椅系统和智能消毒系统组成。锁椅系统通过磁卡感应装置和电磁锁的配合，实现自动锁椅和解锁功能，能够有效控制所使用的座椅的位置，满足疫情防控要求。智能消毒系统通过PLC 控制程序实现全自动消毒，有效控制消毒范围，保证消毒时间，从而保证消毒的有效性。因全自动消毒不需要人员进入消毒场所，可以降低员工感染病毒的概率，还可以减小公共场所的劳动力成本，所以此系统可以很好地防止疫情的扩散，同时还给予我们一个舒适且安全的休闲场所。