【正文】 毒的有效性與所生產(chǎn)制劑的質量安全性。因此對滅菌隧道控制系統(tǒng)中溫度與 風 壓的監(jiān)控提出了較高的要求。 SIMATIC WinCC flexible 2020組態(tài)軟件是針對現(xiàn)場產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行采集、過程控制和管理等多功能的專用軟件。系統(tǒng)可通過菜單顯示畫面的目錄進入其它各種畫面，畫面顯示可反映現(xiàn)場設備運行狀況和提示操作功能，并通過上位機對現(xiàn)場進行監(jiān)控管理。 系統(tǒng)采用組態(tài)軟件與 PLC 結合對高溫滅菌系統(tǒng)進行監(jiān)控。 2020 年 6月，根據(jù)國家新的藥品 GMP 要求，滅菌設備應配備打印機，且控制的溫度探頭應與顯示的溫度探頭分別設置。 技術要求 經(jīng)過與生產(chǎn)人員、品質部人員的商討，對新系統(tǒng)提出幾點要求 : a: 控制溫度可設定，顯示的溫度探頭應安裝于控制溫度探頭附近，溫度應能動態(tài)顯示和記錄。 ℃以內。但對 PLC 而言，受外 界影響后，內部存儲的信息可能被破壞。為此，各 PLC 的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使 PLC除了本身具有較強的自診斷能力，能及時給出出錯 信息，停止運行等待修復外，還使 PLC 具有了很強的抗干擾能力。 ③電源調整與保護 —— 對微處理器這個核心部件所需的 +5V 電源，采用多 級濾波，并用集成電壓調整器進行調整，以適應交流電網(wǎng)的波動和過電壓、欠電壓的影響。 軟件措施 。一旦故障條件消失，就可恢復正常，繼續(xù)原來的程序工作。 ⑤對程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備 —— 停電后，利用后備電池供 電，有關狀態(tài)及信息就不會丟失。 ，控制程序可變，使用方便 PLC 品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設計和制作硬件裝置。既可控制一臺生產(chǎn)機械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程。通過閱讀 PLC 的用戶手冊或短期培訓，電氣技術人員和技術工很快就能學會用梯形圖編制控制程序。 由于 PLC 采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設計安 裝接線工作量大為減少。并且由于 PLC 的強抗干擾能力，易于裝入設備內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。它具有緊湊的機身設計，電源、 CPU、存儲器、輸出輸入組成一個單元的可編程序控制器，同時在 AC 電源 DC輸入型中 DC24V 供應電源。觸摸屏采用 Siemens 公司的 Smart 700 IE。所調用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。 熱電偶三線式接法 PT100 溫度傳感器 0℃ 時電阻值為 100Ω ，電阻變化率為 ℃ 。 PT100 溫度傳感器 是一種以鉑 (Pt)作成的電阻式溫度傳感器，屬于正電阻系數(shù) ,其電阻和溫度變化的關系式如下： R=Ro(1+αT) PT100 溫度變送 溫度變送器特點 采用環(huán)氧樹脂密封結構，因此抗震、耐溫，適合在惡劣現(xiàn)場環(huán)境中安裝使 用。 應用面廣，既可與熱電偶、熱電阻形成一體化現(xiàn)場安裝結構，也可作為功能模塊安裝入檢測設備中。 % 傳送方式：二線制 變送器工作電源電壓最低 12V，最高 35V，額定工作電壓 24V。 型號、類別 表 4 傳感器 基本性能一覽表 型 號 傳感器分度號 最大量程規(guī)定 規(guī)定最小量程范圍（上限下限之差） SBWR2160 E 0~800℃ 300℃ SBWR2260 K 0~1300℃ 400℃ SBWR2360 S 0~1600℃ 600℃ SBWR2460 B 0~1800℃ 800℃ SBWR2560 T 0~400℃ 200℃ SBWR2660 J 0~1200℃ 300℃ SBWR2760 N 0~1200℃ 400℃ SBWR4160 E 0~800℃ 300℃ SBWR4260 K 0~1300℃ 400℃ SBWR4360 S 0~1600℃ 600℃ SBWR4460 B 0~1800℃ 800℃ SBWR4560 T 0~400℃ 200℃ SBWR4660 J 0~1200℃ 300℃ 1 1 5 01 0 0 05001 0 2 0 3 0 （V ）負載： Ω()3 5 9 SBWR4760 N 0~1200 400℃ SBWZ2160 Cu50 50~150℃ 50℃ SBWZ2260 Cu100 50~150℃ 50℃ SBWZ2460 Pt100 0~600℃ 50℃ SBWZ2460 Pt100 100~200℃ 50℃ SBWZ4460 Pt100 200~600℃ 50℃ 接線方式 44 mm36 mm 圖 5 熱電阻三線制變送器安裝接線圖 44 mm36 mm44 mm36 mm 圖六 6 熱電偶變送器安裝接線圖 圖 7 導軌式電偶變送器安裝接線圖 圖 8 導軌式電阻變送器安裝接線圖 圖 9 一體化液晶顯示變送器接線圖 信號隔離器 SBWZ/R 系列信號隔離器主要與 DCS、 PLC 等工業(yè)測控系統(tǒng)配合使用，用來完善和補充系統(tǒng)模擬 I/O 插件功能，增加系統(tǒng)適用性和現(xiàn)場環(huán)境下的可靠性。 輸入阻抗： 230Ω +輸出負載電阻 輸出負載電阻： 50~500Ω 隔 離：輸入、輸出、電源間相互隔離 絕緣電阻：電源、輸入、輸出端子間≥ 100MΩ 絕緣強度：電源、輸入、輸出端子間 1000VDC/分鐘 熱電偶溫度變 送器校驗步驟 校驗時，在輸入端接入電位差計，輸出信號為電動勢，在輸出端接上 24VDC 穩(wěn)壓電源并串接上標準電流表。 改變信號源發(fā)生器（電阻箱），使之等于量程的下限值，調整電位器 Z，使電流表的讀數(shù)為 4 mA，改變信號源，使之等于量程的上限值，調整電位器 S，使電流表的讀數(shù)為20 mA 即可。 11 蒸汽電磁閥控制 日常生活中我們接觸到的蒸汽常分為兩種：鍋爐蒸汽 飽和蒸汽與熱電廠出來的蒸汽過熱蒸汽。如電站抽氣管道疏水系統(tǒng)和蒸發(fā)器的排氣系統(tǒng)中，主要是對管道中的介質進行雙位自動調節(jié)和遠程控制。 常開：當線圈通電時，電磁鐵芯吸合，卸壓孔關閉，主活塞由介質壓力推動，關閉主閥口，介質截止。 在電接點壓力表裝置的電接觸信號針上，裝有可調節(jié)的永久磁鋼，可以增加接點吸力，加快接觸動作，從而使觸點接觸可靠，消除電弧，能有效的避免儀表由于工作環(huán)境振動或介質壓力脈動造成觸點的頻繁關斷。 電接點壓力表基于測量系統(tǒng)中的彈簧管在被測介質的壓力作用下，迫使 彈簧管 之末端產(chǎn)生相應的彈性變形一位移，借助拉桿經(jīng)齒輪傳動機構的傳動并予放大，由固定齒輪上的指示（連同觸頭）逐將被測值在度盤上指示出來。 最大功率 :30W 電接點壓力表使用工作溫度： 25℃ ~55℃ 工作壓力上限：不大于儀表上限的 2/3 工作環(huán)境振動頻率不大于 25Hz，振幅不大于 產(chǎn)品種類 鑒于本系列儀表不僅具有設計新穎、結構可靠、品種規(guī)格齊全、動作穩(wěn)定性好、適應性強的特點外，而且又具有測控并茂、安裝簡單、維護量小等優(yōu)點，因此，它是一般無指示、無切換差調整和無外設定裝置的壓 WinCC flexible 制器所無可比擬的壓力 測控儀表 。 防腐耐震型 通過對表體內充油，利用液體阻尼確保無振動顯示，適用于測量介質強 烈脈動及環(huán)境震動較大的場所。人機界面采用西門子 Smart 700觸摸屏。 圖 13 PPI電纜連接 PC 連接 HMI 設備 表 13 串行接口 序號 Dsub 接頭 針腳號 RS485 RS422 1 1 NC. NC. 2 2 M24_Out M24_Out 3 3 B(+) TXD+ 4 4 RTS*) RXD+ 5 5 M M 6 6 NC. NC. 7 7 P24_Out P24_Out 8 8 A() TXD 9 9 RTS*) RXD DIP 開關設置。 啟用數(shù)據(jù)通道 用戶必須啟用數(shù)據(jù)通道從而將項目傳送至 HMI 設備。 使用“ OK”關閉對話框并保存輸入內容。 18 在上述界面中，左側菜單選擇通訊下的雙擊“連接”，選擇通訊驅動程序（ SIMATIC S7 200）。 觸摸屏需開啟用數(shù)據(jù)通道選擇“ Control Panel”，在彈出窗口激活“ Enable Channel”復選框選中后關閉，后選擇“ Transfer”啟動下載。 可編程序控制器是一種新型的工業(yè)自動化控制裝置，在今后的工業(yè)控制領域中它必將迅速發(fā) 展并成為主統(tǒng)， 通常 PLC 的輸入類型可以是直流、交流和交直流。與一般計算機一樣， CPU 是 PLC 的核心，它按 PLC 中系統(tǒng)程序賦予的功能指揮 PLC 有條不紊地進行工作。 用戶存儲器包括用戶程序存儲器 (程序區(qū) )和功能存儲器 (數(shù)據(jù)區(qū) )兩部分。輸出單元從廣義上分包含兩部分：一是與被控設備相連接的接口電路，另一部分是輸出的映像寄存器。輸入與輸出模塊的地址不會沖突，模擬量控制模塊地址也不會影響數(shù)字量。 4 路 PWM 和 8路 I/0 位 A/D 轉換。 CPU 從第一條指令執(zhí)行開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。 PLC 每掃描一次，執(zhí)行 — 次自診斷檢查，確定 PLC 自身的動作是否正常。首先檢查有無通訊任務，如有則調用相應進程，完成與其他設備的通訊處理，并對通訊數(shù)據(jù)作相應處理；然后進行時鐘、特殊寄存器更新處理等工作?？梢钥闯鰭呙柚芷谥苯佑绊懣刂菩盘柕膶崟r性和正確性，為了確?？刂颇苷_實時地進行，在每個掃描周期中，通訊任務的作業(yè)時間必須被控制在一定范圍內。而對于一些需要高速處理的信號，則需要特殊的軟、硬件措施來處理。同時也可以使用 STEP 7Micro/WIN16 軟件包，但是它只支持對 S721x同樣具有的功能進行編程。在這種情況下，通訊速率可高達 。 圖 13 帶有 RS232口的 DIP開關 當數(shù)據(jù)從 RS232 傳送到 RS485 口時， PC/PPI 電纜是發(fā)送模式。這個時間與電纜上的 DIP開關設定的波特率選擇有關。 指令 工業(yè)控制過程中在用到類似電子線路中使用的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯功能時，往往會大費周折。 表 14 傳送指令 指令 說明 MOV_B 移動字節(jié) MOV_W 移動字 MOV_DB 移動雙字 MOV_R 移動浮點數(shù) BLKMOV_B 成塊移動 字節(jié) BLKMOV_W 成塊移動字 BLKMOV_DB 成塊移動雙字 可以實現(xiàn)字節(jié)、字、雙字及常數(shù)的傳送； 傳送的結果直接放在邏輯運算結果中； 傳送結果為“真”時比較判斷輸出位為“ 1”； 傳送結果為“假”時比較判斷輸出位為“ 0”。 “使能”輸出端 ENO：“使能”端的狀態(tài)為“ 1”，且功能指令被正確執(zhí)行后，該輸出端為“ 1”； ENO 端可以作為其他功能指令的“使能” 端或用于驅動線圈； 數(shù)據(jù)輸入端 IN：用于指定功能指令的操作數(shù)，操作數(shù)為多個時，分別以 IN1， IN2表示； 結果輸出端 OUT：用于指定功能指令的執(zhí)行結果存儲位置。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。三種方法各 有其特點，其共同點都是通過試驗，然后按照工程經(jīng)驗公式對控制器參數(shù)進行整定。 PID 參數(shù)的設定： 比例 I/微分 D=2，具體值可根據(jù)儀表定，再調整比例帶 P， P過頭，到達穩(wěn)定的 時間長， P太短，會震蕩，永遠也打不到設定要求。 PID 參數(shù)的設置的大小，要根據(jù)控制對象的具體情況而定。 這里介紹一種經(jīng)驗法。這樣反復試驗，直到滿意為止。 S1為當前的值乘以 ，由小到大增加積分系數(shù) S0，同樣讓擾動信號作階躍變化，直至求得滿意的控制過程。 k和實際微分時間 TD，此時可適當增大比例系數(shù) S1和積分系數(shù) S0。小慣量如： 一個小電機帶一臺水泵進行壓力閉環(huán)控制，一般只用 PI控制。 PID 子程序的控制原理如下所述。 當然，設定的方法還有很多，請自己變通 —— 給定值和反饋值都換算成工程量或都換算成數(shù)字量等，都可以，只要保證上面那個等式符合實際工藝，達到預期控制效果就可以了。輸入設定為系統(tǒng)允許的最大值的60%~70%，由 0逐漸加大比例增益 P，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過來，從此時的比例增益P逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失，記錄此時的比例增益 P，設定 PID 的比例增益 P 為當前值的 60%~70%。積分時 間常數(shù) Ti調試完成。 30 第五章 滅菌控制系統(tǒng)使用說明 主畫面 開機后，觸摸屏上顯示此畫面。 中間的表格可顯示 15分鐘內的溫度曲線，紅色代表當前實際溫度，綠色代表觸摸屏上的設定溫度。 31 “溫度曲線”鍵是用于調機的。 點擊“返回”將返回到主畫