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CTSC-200系列PLC在脉动真空灭菌器中的应用

脉动真空灭菌器是国内九十年代中期发展的一种新型灭菌设备,由于采用了脉动真空技术,灭菌效果好,广泛应用于医院供应室、手术室、制药厂及科研部门。基于PLC的控制系统具有运行可靠、操作简单、维护简便等特点,随着触摸屏的推广应用,使得其界面越来越人性化和个性化,逐渐成为医疗器械行业灭菌器的主流产品。

脉动真空灭菌器是经特别设计用来在最短的时间内对衣物、敷料、器械和工具器、器皿等物品进行灭菌,是以压力蒸汽为灭菌介质实现对物品彻底高效的灭菌,广泛用于医院供应室、手术室、制药厂、实验室等对物品的灭菌处理。适于耐温、耐湿物品的灭菌。

工艺介绍

1、脉动真空灭菌器的基本特点

脉动真空灭菌器是采用饱和蒸汽灭菌的设备。所谓脉动真空,就是首先将灭菌器夹套进蒸汽至额定压力,然后用真空泵将灭菌器内室抽到一个较高的真空度(脉动下限),在充蒸汽到设定正压(脉动上限),如此一负一正的过程即为一次脉动循环。经过几次脉动后,基本抽尽器体内的冷空气,接着进饱和蒸汽达到不同灭菌物品对应的灭菌温度,开始累计灭菌计时,计时结束后,抽真空干燥,使灭菌物品达到较好的干燥度,灭菌后可直接使用,从而达到很好的灭菌效果,符合药品生产的GMP规范。

2、系统的设计

真空系统:被消毒物品处于抽真空的灭菌器内,更有利于蒸汽迅速渗透消毒物品。抽真空过程中灭菌器内温度下降,有利于凝结,放出潜热。抽真空程度高低与水压、密封有着直接关系。

灭菌系统:开始灭菌时选择继电器计时,送汽电磁阀温度调节控制仪控制,使灭菌器内温度保持在134℃左右,灭菌温度恒定在设定值内,灭菌时间到,灭菌结束。

排气系统:将灭菌器内的蒸汽排出至灭菌器内压力为零时,排气结束。

干燥系统:抽真空使灭菌器内蒸汽进一步排出,温度降低,对消毒物品起干燥作用,同时灭菌器内形成负压,可以打开门环,干燥时间操作者掌控。

安全检测系统:使灭菌器内负压回升,直至同室外大气压相等。这时灭菌门才能打开,使设备的安全性大大增加。

电气控制系统方案

1、控制系统的部分硬件构成

根据脉动真空灭菌器的控制要求,控制系统采用深圳合信生产的CO-TRUST CTSC-200系列可编程控制器中的CTSC  CPU226L和模拟量输入模块EM231构成主控。触摸屏为合信的TP07触摸屏。

2、主要元件功能

1)控制核心采用CO-TRUST的226L CPU:集成两个通讯口,其中两个PPI,另一个为自由通信口,24DI/16DO,程序空间可扩充至72K,数据空间可扩充至110K,6路独立的30KHZ高速计数器,2路独立20KHZ高速脉冲输出。逻辑运算速度0.15us,浮点运算速度8us,速度更快;

2)EM231混合模拟量输入,采用先进的滤波技术,采样更加稳定,16位精度隔离型模拟量输入模块,测量更稳定,更准确,全部采用隔离技术,可靠性更高;

3)人机界面采用带有RS232/RS485通讯的合信CTS6 TP07型触摸屏 ,功能强大,操作简单。

控制要点

1、系统主要控制信号

门开关信号:关门后行程开关继电器的常开触点闭合

压力信号:柜内压力由压力变送器测得并转化为电流信号送入模块EM231的输入端

温度信号:柜内温度由Pt100铂电阻测得并且Pt100作为输入信号送入温度变送器,温度变送器输出的电流信号送到模块EM231的输入端


2、控制系统的工作过程

门关好后,才能启动灭菌程序。程序启动后,真空泵开始抽真空,当柜内到达一定负压时,真空泵停止工作,柜内开始进蒸汽,达到一定正压时,停止进汽,真空泵工作,反复几次,将柜内冷空气排干净后,这时开始用蒸汽灭菌,灭菌过程也就是PLC根据送入的压力和温度信号将柜内蒸汽控制在一定的压力和温度范围内的过程,灭菌结束后,真空泵开始抽真空,目的是抽走柜内蒸汽并使柜内温度降低,当温度降低到一定值后并且柜内压力为零时(柜内压力为零是指压力表的读数为零),便可打开柜门取出被灭菌的物品。

3、控制系统的软件设计

LC的整个程序包括自动程序、手动程序、触摸屏画面调用等程序。下面以自动程序为例进行介绍。自动程序主要包括脉动、进蒸汽、灭菌、抽真空冷却、进过滤空气五部分。

触摸屏主要界面如图:

总结

脉动真空灭菌器控制系统采用触摸屏和CO-TRUST PLC结合的方式进行控制,使整个系统性能稳定,监控功能较完善,监控效果较好,达到了设计目的。

1)HMI显示整个工艺流程图,界面直观,方便查看;

2)方便修改参数、程序等,易操作;

3)设有帮助菜单,使用、操作培训更容易;

4)控制电路简洁,维护方便;

5)采用高性能的CO-TRUST系列 PLC,稳定、可靠、抗干扰能力强。

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