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中達(dá)電通股份有限公司PLC產(chǎn)品處              李  振        Li Zhen

摘   要：本文主要介紹臺達(dá)機(jī)電自動化平臺在隧道式滅菌干燥箱電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用技術(shù)。項目采用了臺達(dá)公司的ES系列PLC、AE系列觸摸屏、M系列變頻器、DTC系列溫度控制器、Modbus總線通訊、歷史數(shù)據(jù)管理等組成的集監(jiān)視、采集、控制、報警、記錄、打印功能于一體的控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：滅菌干燥  PLC  觸摸屏  變頻器  Modbus總線

    隧道式滅菌干燥箱是制藥行業(yè)用于玻璃容器進(jìn)行滅菌干燥工藝的配套設(shè)備。在設(shè)計上吸取了國內(nèi)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)經(jīng)驗與技術(shù)，克服了我國目前生產(chǎn)的同類設(shè)備體積大、生產(chǎn)能力低、保溫性能差、凈化效果不良等缺點，適用于制藥廠經(jīng)清洗后的抗生素玻璃瓶、安瓿、黃圓瓶等玻璃容器的滅菌干燥箱的工藝過程。

 

    隧道式滅菌干燥箱主要由輸送網(wǎng)帶、加熱箱體、凈化裝置、冷卻排風(fēng)裝置、冷卻箱體、電加熱器、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)等組成。

經(jīng)超聲波清洗設(shè)備清洗后的抗生素玻璃瓶、安瓿、黃圓瓶等玻璃容器通過傳送裝置運送至隧道式滅菌干燥箱的入口，通過輸送網(wǎng)帶的循環(huán)帶動，將玻璃容器在經(jīng)過預(yù)熱、滅菌、保溫三段加熱區(qū)進(jìn)行殺毒滅菌后，運送至下一級設(shè)備。

    （1）手動啟動。在自動啟動按鈕沒有按下時為手動狀態(tài)，此時，排風(fēng)、冷卻、進(jìn)瓶、網(wǎng)帶、保溫、滅菌、預(yù)熱按鈕均可單獨啟動停止。超聲清洗按鈕在有水狀態(tài)下即可啟動，與自動/手動狀態(tài)無關(guān)。無水狀態(tài)下啟動，會提示系統(tǒng)缺水故障。

    （2）自動啟動。按下自動啟動按鈕后為自動狀態(tài)，冷卻風(fēng)機(jī)啟動，延時設(shè)定時間后，進(jìn)瓶風(fēng)機(jī)啟動，延時設(shè)定時間后，排風(fēng)風(fēng)機(jī)啟動，延時設(shè)定時間后，預(yù)熱加熱啟動，延時設(shè)定時間后，滅菌加熱啟動，延時設(shè)定時間后，保溫加熱啟動，當(dāng)預(yù)熱、滅菌、保溫三個溫度同時大于三個溫度設(shè)定下限時，網(wǎng)帶電機(jī)啟動，頻率按網(wǎng)帶電機(jī)速度下限設(shè)定頻率運行，當(dāng)三個溫度均達(dá)到設(shè)定溫度 + -15度時，網(wǎng)帶電機(jī)按設(shè)定頻率運行。

    （3）急�？刂啤Ｔ谶\行過程中，當(dāng)按下急停時，僅停止網(wǎng)帶電機(jī)，松開急停時，網(wǎng)帶電機(jī)繼續(xù)運行。急停為常開點。

    （4）自動停止。運行過程中，按下自動停止按鈕后，僅停止網(wǎng)帶電機(jī)，預(yù)熱、滅菌、保溫需手動停止，當(dāng)三個溫度都小于自動停止溫度下限時，可手動停止排風(fēng)、冷卻、進(jìn)瓶電機(jī)，否則不能停止。需再次自動啟動時，按下自動啟動按鈕，系統(tǒng)按第3步自動運行。

    （5）自動診斷報警。當(dāng)自動運行啟動后，如果三個加熱在經(jīng)過加熱溫度判斷時間后，仍不能達(dá)到設(shè)定溫度下限時，系統(tǒng)會提示報警；當(dāng)排風(fēng)溫度一直大于排風(fēng)溫度上限，經(jīng)過排風(fēng)溫度判斷時間后，系統(tǒng)會提示報警；溫度補(bǔ)償為環(huán)境溫度與傳感器檢測溫度不一致時對溫度傳感器的補(bǔ)償。補(bǔ)償溫度為-50度――50度之間。觸摸屏上顯示溫度最低顯示溫度為-50度，小于-50度時，顯示會出現(xiàn)大于500的數(shù)據(jù)，同時溫度控制器DTC提示出錯，ERROR紅燈亮。

    （6）自動記錄。溫度曲線5分鐘記錄一次溫度變化值，最大記錄為15000次，當(dāng)大于15000次后，新的記錄會覆蓋最早產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，依次類推，數(shù)據(jù)曲線斷電保持。

2.2.10 預(yù)熱、滅菌、保溫三個溫度顯示的當(dāng)前值小于設(shè)定溫度下限或大于設(shè)定溫度上限時，系統(tǒng)會提示超限錯誤，同時在啟動按鈕的上面會顯示桔紅色的指示燈，提示超限。

 

    基于臺達(dá)臺達(dá)機(jī)電自動化平臺的控制方案如圖1所示。

                        圖1 控制方案簡圖

 

    HMI采用精致細(xì)膩的AE系列觸摸屏，多種語言自由切換，大量圖元圖庫，功能強(qiáng)大的在線、離線仿真功能，配方趨勢及數(shù)據(jù)存儲、打印功能可滿足各種工藝需求，參見圖2。

                     

                              圖2 主要控制畫面

 

 

    ES系列PLC使用方便靈活，集成高速計數(shù)功能，掃描速度快，支持浮點運算，內(nèi)置Modbus總線通訊方式。

    M系列變頻器，集成Modbus總線通訊口，簡潔樹型操作界面，迷你型外形；具有良好的轉(zhuǎn)矩特性及速度調(diào)節(jié)精度。

    DTC系列溫度控制器，集成Modbus總線，高度的集成化，便于集成于控制柜內(nèi)，設(shè)定簡單，控制溫度高。溫度控制器自整定畫面如圖3所示。

快速的Modbus通訊，簡化了PLC與變頻器、溫度控制器之間的繁瑣接線，消除了常規(guī)控制方式所帶來的種種不安全潛在因素，不需要改變?nèi)魏谓泳�的多模式自由切換方式使控制更為簡單，信息的實時反饋確保系統(tǒng)可靠運行。

                        圖3 溫度控制器自整定畫面

 

    本系統(tǒng)采用了臺達(dá)自動化集成解決方案。具有以下幾大優(yōu)點：

    通過Modbus通訊控制方式，不但有效降低了成本、減少了客戶工作量，而且為以后系統(tǒng)的擴(kuò)展及更新提供了方便的條件。完善的故障檢測功能，保證設(shè)備運行可靠。人性化的編程軟件，給設(shè)備制造商軟件開發(fā)工作帶來了方便。新的控制系統(tǒng)不僅給OEM用戶帶來了成本優(yōu)化，并且能更好的根據(jù)工藝的要求進(jìn)行修改設(shè)計，進(jìn)一步提高了設(shè)備商在行業(yè)中的競爭力。依靠臺達(dá)大陸子公司中達(dá)電通強(qiáng)大的銷售與售后支持網(wǎng)絡(luò)，使用戶的設(shè)備在任何地方均可享受快捷、便利、優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。