学士学位论文--高温灭菌控制系统设计.doc

江西环境工程职业学院大专毕业生毕业论文（毕业设计）题目:高温灭菌控制系统设计系别：机械与电子学院姓名：张小飞学号：20113383专业：机电一体化指导老师：毕业论文答辨时间：III摘要高温灭菌控制是医药和生物制品生产企业的重要设备，是粉针车间GMP严格认证的关键之一。目前国内高温灭菌隧道生产厂家众多，但在设备监控水平、机械加工精度和设计研发等方面与世界知名厂商相比还存在一定的差距。我国一些制药企业引进了国外高温灭菌隧道，但使用过程中存在价格相对昂贵、配件境外采购和维护费用高等问题。为满足我国制药企业对高温灭菌隧道不断提高的技术要求和降低设备成本及GMP认证的需求，尽快提升我国高温灭菌隧道设备的自动化与监测水平具有重要的现实意义。灭菌隧道入口位于十万级环境的洗瓶间，出口位于百级环境的灌装间。管制瓶经过洗瓶机清洗后由隧道入口先后通过预热区、高温灭菌区和冷却区后由灭菌隧道出口进入灌装间。灭菌隧道的控制系统主要包括温度控制、排风风压控制、前后层流与排湿风机控制及网带传送控制等部分。灭菌隧道高温区的温度控制按要求稳定在100℃，误差为0.05℃，温度控制系统的精准度直接影响管制瓶消毒的有效性与所生产制剂的质量安全性。灭菌隧道内与灌装间均为百级环境，灌装间与洗瓶间的压差按GMP的规定要求应小于0.16Pa。当洗瓶间和灌装间的风压发生变化时，灭菌隧道内的气流就会向前或向后移动。灭菌隧道高温区的高温热风，向前移至预热段或向后迁移至冷却段都会减少灭菌时间使FH值下降，影响瓶子去热原的效果，并存在烧毁过滤器和风机的隐患。因此对灭菌隧道控制系统中温度与风压的监控提出了较高的要求。关键词:高温灭菌、制药、管制瓶热原风压目录绪论1第一章问题的提出与分析21.1问题21.2分析21.3技术要求2第二章系统方案的设计32.1PLC的特点32.1.1可靠性高，抗干扰能力强32.1.2硬件措施32.1.3软件措施42.2主要配件的选用5第三章硬件设计部分63.1温度检测设备63.1.1温度传感器产品特征63.1.2热电偶的种类63.1.3热电偶结构要求63.1.4热电偶三线式接法63.2PT100温度变送73.2.1温度变送器特点73.2.2主要技术指标83.2.3型号、类别83.2.4接线方式93.2.5信号隔离器103.2.6热电偶温度变送器校验步骤103.2.7热电阻温度变送器校验步骤103.3蒸汽输出控制113.3.1蒸汽电磁阀控制113.3.2结构特点113.3.3技术参数113.3.4工作原理123.4压力读取与输出123.4.1电接点压力读取123.4.2结构原理123.4.3技术参数133.4.4安装方式133.4.5接点电气参数133.4.6产品种类133.5微型打印输出14第四章软件设计部分154.1西门子SMART700通讯154.1.1人机界面154.1.3连接HMI设备154.1.4启用数据通道174.1.5WinCCflexible2008的安装174.1.6工程制作174.1.7工程下载204.2S7-200CN程序控制204.2.1可编程控制器的基本结构204.2.2可编程控制器的工作原理214.2.3S7-200CPU存储器的有效范围和特性224.2.4S7-200用到的可编程序控制器指令234.2.5S7-200PID参数设置25第五章灭菌控制系统使用说明305.1主画面305.2温度设置画面305.3时间设置画面31结论32致谢33附录34附录一主程序34附录二打印程序36附录三系统初始化38附录四HMI时间设置40附录五读出时间41附录六寄存器配置41附录七安装现场42参考文献4443绪论灭菌监控系统采用上、下位机的体系结构。该系统由人机界面及监控软件、PLCV4.0STEP7MicroWINSP9及执行程序和通讯网络三部分组成。人机界面采用工业PC机，操作系统为WindowsXP，工控软件开发及运行平台为SIMATICWinCCflexible2008组态软件及相关程序。SIMATICWinCCflexible2008组态软件是针对现场产生的数据进行采集、过程控制和管理等多功能的专用软件。SIMATICWinCCflexible2008组态软件可为用户提供友好的开发界面和间接的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的组态，便可以实现监控层的各项功能。I/O驱动程序负责WinCCflexible与I/O设备的通信，它将I/O设备寄存器中的数据读出后传送到WinCCflexible的数据库，然后在触摸屏Smart700IE的画面上动态显示。WinCCflexible组态软件在本系统中可实现图像显示、现场监控、实时数据采集、系统报警和打印记录等功能。系统可通过菜单显示画面的目录进入其它各种画面，画面显示可反映