PLC的全自動高溫滅菌器控制系統(tǒng)

基于PLC的全自動高溫滅菌器控制系統(tǒng)電子信息工程鄭粹指導教師干為勤【摘要】在公眾健康日益被關注的今天,人們對醫(yī)用滅菌設備的要求也日趨提高,醫(yī)用滅菌設備和技術得到突飛猛進的發(fā)展,以適應這種要求。本全自動高溫滅菌器為電加熱式脈動真空蒸汽滅菌器，采用三次預真空后，飽和蒸汽消毒和真空干燥的滅菌流程，利用蒸汽冷凝時釋放大量熱，使被消毒的物品處于高溫高壓和潮濕狀態(tài)，經(jīng)過一定時間，破壞所有細菌及芽胞組織，達到消毒滅菌的目的。產(chǎn)品可以被廣泛用于醫(yī)療、食品、制藥等行業(yè)以及科研院所。為了實現(xiàn)高溫滅菌器全自動運行滅菌要求，本次畢業(yè)設計采用可編程控制器（以下簡稱PLC）實施邏輯控制。通過PLC程序控制實現(xiàn)全自動完成滅菌器工作的各過程，并設置了報警系統(tǒng)使系統(tǒng)工作安全、可靠?！娟P鍵詞】全自動高溫滅菌器、可編程控制器（PLC）、PLC程序【外文摘要】Nowadays,peoplepaymoreattentionstothepublichealthandhaveahigherlevelofrequiretothemedicalsterilizationdevices.Asaresult,therelativeequipmentandtechnologyhasbeenrapidlydevelopedinordertomeetsuchrequirement.Theautoclavesterilizerhaselectricalheatingpulsevacuumsteamsterilizer,afterthreetimesofpre-vacuum,theautoclavehasthesteamsterilizationandvacuumdryingprocessduringwhichusesalargeamountoflatentheatreleasedbysteamcondensing.Theautoclavewillbeathightemperaturehigh-pressureandhumidityforacertainperiodoftimeduringwhichtokillallthebacteriaandspores.Thatachievesthepurposeofdisinfectionandsterilization.Productscanbewidelyusedinmedical,food,pharmaceuticalandotherindustriesaswellasscientificresearchinstitutes.Inordertoachievefullyautomaticoperationofhigh-temperaturesterilizer,wechoiceProgrammableLogicController(PLC)toimplementthelogiccontrol.PLCcanautomaticallycontrolandcompleteallthestepsandphasesofthesterilization,anditcansetthealarmsystemsothatthesystemissafeandreliable.【外文關鍵詞】Autoclavesterilizer、ProgrammableLogicController(PLC)、PLCprogram目錄1前言 31.1開發(fā)背景 31.2全自動高溫滅菌器系統(tǒng)概述 31.2.1 系統(tǒng)組成 31.2.2全自動高溫滅菌器特點 41.2.3系統(tǒng)工作流程 41.3PLC概述 41.3.1PLC簡介 41.3.2三菱FX2PLC簡介 72技術參數(shù)和開發(fā)環(huán)境 102.1硬件開發(fā)環(huán)境 102.1.1PT1000分度表 102.1.2 飽和水蒸汽壓力表 102.1.3溫度對應A/D轉換值 112.1.4加熱器參數(shù) 112.2PLC程序開發(fā)環(huán)境 132.2.1FXGPWIN的功能和特點介紹 132.2.2FXGPWIN的編程方式 133滅菌器PLC程序設計 163.1全自動高溫滅菌器程序工作流程 163.2PLC程序設計部分 183.2.1PLC各端口對應名稱和備注 183.2.2滅菌器詳細程序設計 204試驗數(shù)據(jù)分析 344.1全自動高溫滅菌器程序試驗數(shù)據(jù) 344.2試驗結果說明和總結 395結論 405.1論文研究總結 345.2存在的問題及發(fā)展趨勢展望 34謝辭 41參考文獻 42附錄 431引言開發(fā)背景隨著人們生活水平的提高，健康問題越來越得到重視和關注。因此，相關的醫(yī)療技術也得到了充分的發(fā)展，醫(yī)用滅菌技術作為重要的環(huán)節(jié)，技術更新也是日新月異，要求不斷提高。本全自動高溫滅菌器，采用PLC可編程邏輯控制器自動調(diào)節(jié)滅菌器的整個工作流程。其中滅菌原理利用飽和蒸汽冷凝時釋放的大量熱能，使消毒物處于潮濕的高溫高壓狀態(tài)，在經(jīng)過一定的消毒時間后，破壞細菌的芽胞組織，達到滅菌作用。本滅菌器安全可靠，由于采用了PLC來控制整個工作過程，對壓力，溫度等重要參數(shù)都有報警保護，保證滅菌效果的基礎上也更加安全，為醫(yī)生和患者都帶來了方便，本產(chǎn)品同樣也可以應用于實驗室，工業(yè)生產(chǎn)等多個領域。同時通過對程序的修改更能適應各種不同場合對滅菌時間和溫度的不同要求，可以得到更加靈活的應用，在配合單片機的情況下能擴展出更友好的界面和更多的人性化功能。1.2全自動高溫滅菌器系統(tǒng)概述系統(tǒng)組成滅菌器硬件系統(tǒng)如圖1-1所示，系統(tǒng)中主要部件如表1-1所示。圖1-1高溫滅菌器硬件系統(tǒng)圖表1-1滅菌器主要硬件表AF空氣過濾器R1進水排放開關DU廢水箱R2廢水排放開關DW凈水箱S1冷凝器EV1空氣進氣電磁閥SV安全閥EV2蒸汽排放電磁閥Ts1溫度傳感器EV3抽排蒸汽電磁閥VP真空泵EV4排水電磁閥WF水過濾器EV5進水電磁閥Ws1水位傳感器PP壓力傳感器全自動高溫滅菌器特點不銹鋼內(nèi)膛，表面特殊處理，防腐抗壓，穩(wěn)定不變形，運行安全可靠。進口特殊真空泵實現(xiàn)的脈動真空確保預真空和真空干燥效果，真空度可達到-0.80Bar以下。高精度壓力傳感器系統(tǒng)，真正顯示滅菌室內(nèi)真空度和蒸汽壓力。電子門鎖實現(xiàn)全自動，使用更安全。故障診斷功能，并設置多重機電安全保護裝置?？筛鶕?jù)需要自行設定滅菌程序，使用范圍廣泛。系統(tǒng)工作流程本滅菌器采用飽和蒸汽消毒和真空干燥的滅菌流程，經(jīng)過預真空，加水，加熱，滅菌，真空干燥和結束為一個滅菌工作循環(huán)。系統(tǒng)運行過程如下：預真空：將滅菌室內(nèi)空氣排出，然后流入經(jīng)過過濾后的潔凈空氣。加水：向滅菌室內(nèi)加純凈水。加熱：加熱到選擇的溫度和壓力。滅菌：保持滅菌溫度（大部分是134℃真空干燥：滅菌室自動排出剩余的熱水和蒸汽，此時壓力下降至零，并啟動真空泵進行抽真空，滅菌器開始真空干燥。結束：蜂鳴聲提示，滅菌程序結束。1.3PLC概述PLC簡介1）PLC的定義：PLC英文全稱ProgrammableLogicController,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程.PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結合很緊密的語言，在半導體方面有很重要的應用，可以說有半導體的地方就有PLC。2）PLC的發(fā)展歷程：在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。3）PLC的構成：從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。4）CPU的構成：CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。5）I/O模塊：PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。常用的I/O分類如下：開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。6）電源模塊：PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。7）底板或機架：大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。8）PLC的程序設計語言：在可編程控制器中有多種程序設計語言,它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結構化語句描述語言等。梯形圖語言和布爾助記符語言是基本程序設計語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能，例如，代替繼電器、計數(shù)器、計時器完成順序控制和邏輯控制等，通過擴展或增強指令集，它們也能執(zhí)行其它的基本操作。功能表圖語言和語句描述語言是高級的程序設計語言，它可根據(jù)需要去執(zhí)行更有效的操作，例如，模擬量的控制，數(shù)據(jù)的操縱，報表的報印和其他基本程序設計語言無法完成的功能。功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在可編程序控制器中得到了廣泛的應用，在集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)時也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡單、易于掌握等特點，為廣大工程設計和應用人員所喜愛。9）PLC的未來發(fā)展：21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（DistributedControlSystem）中已有大量的可編程控制器應用。伴隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡和國際通用網(wǎng)絡的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。圖1-2為PLC典型的開機運行流程圖。輸入刷新--再運行用戶程序--再輸出刷新--再輸入刷新--再運行用戶程序--再輸出刷新。此過程反復循環(huán)進行，就可以用PLC實現(xiàn)控制：有了輸入刷新，可把輸入電路監(jiān)控得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區(qū)；經(jīng)運行用戶程序，輸出映射區(qū)將得到變換后的信息；再經(jīng)輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài)，并通過輸出電路產(chǎn)生相應的輸出。又由于這個過程是永不停止地循環(huán)反復地進行著，所以，輸出總是反映輸入的變化的。只是響應的時間上，略有滯后。當然，這個滯后不宜太大，否則，所實現(xiàn)的控制不那么及時，也就失去控制的意義。為此，PLC的工作速度要快。速度快、執(zhí)行指令時間短，是PLC實現(xiàn)控制的基礎。圖1-2PLC典型開機運行流程圖1.3.2三菱FX2PLC簡介1）三菱PLC有如下系列:Q系列,AnS系列，QnA系列，A系列和FX系列前四個系列的PLC為模塊型?？砂匆笈渲?。FX系列PLC為單元型，內(nèi)含CPU、電源和固定搭配的輸入/輸出。Q4AR系列為雙機熱備系列，最大輸入輸出點數(shù)為8192點。A系列PLC的最大輸入輸出點數(shù)為2048點。F系列程控器的最大輸入輸出點數(shù)為256點。三菱小型FX2（N）系列程控器的輸入輸出點最大不超過256點。每臺主機可連模入、模出、高速記數(shù)、定位等特殊功能模塊，不超過8個。FX系列在日本三菱的姬路制作所生產(chǎn)。三菱姬路制作所累計已生產(chǎn)超過三百萬臺FX系列PLC。目前FX系列PLC為中國內(nèi)地銷量最多的小型PLC。FX系列PLC根據(jù)輸入輸出點數(shù)不同及功能分為多個不同的系列：輸入出點數(shù)在30點以內(nèi)可使用FX1S系列。輸入出點數(shù)在128點以內(nèi)可使用FX1N系列。輸入出點數(shù)在256點以內(nèi)可使用FX2N系列。在PLC的正面，一般都有表示該PLC型號的符號，通過閱讀該符號即可以獲得該PLC的基本信息。FX系列PLC的型號命名基本格式如下：序列號：0、0S、0N、2、2C、1S、2N、2NC。I/O總點數(shù)：10～256。單元類型：M—基本單元；E—輸入輸出混合擴展單元及擴展模塊;EX－輸入專用擴展模塊；EY－輸出專用擴展模塊。輸出形式：R－繼電器輸出；T－晶體管輸出；S－晶閘管輸出。特殊品種區(qū)別：Ｄ－DC電源，DC輸入；A1－AC電源，AC輸入；Ｈ－大電流輸出擴展模塊（1A/1點）；Ｖ—立式端子排的擴展模塊；Ｃ—接插口輸入輸出方式；Ｆ－輸入濾波器1ms的擴展模塊；Ｌ－TTL輸入擴展模塊；Ｓ－獨立端子（無公共端）擴展模塊。若特殊品種一項無符號，說明通指AC電源、DC輸入、橫排端子排；繼電器輸出：2A/點；晶體管輸出：0.5A/點；晶閘管輸出：0.3A/點。2）FX2N系列PLC的特點FX2N是FX2的持續(xù)，基本單元(16~128點)有繼電器或晶體管輸出，最多可擴展到256點。內(nèi)置有8K步RAM(最多可擴展到16K步)可選用存儲卡盒,有RAM,EPROM和EEPROM超高速的運算速度0.08微秒。比FX2的0.48微秒快六倍。容量極大8K步(最大16K步)。比FX2大四倍。機體小型化比FX2小50%。兼容FX2的編程設計。備有多種不同的FX2N擴展單元及特殊模塊。通訊功能擴展模塊低成本模板化FX2N-xxxBD更多通訊/網(wǎng)絡功能,RS232,RS422,RS485。更便宜的配置。兼用FX0N的擴展單元及特殊模塊。可增加多一個通道，如:連接一臺人機界面顯示單元DU，另外一個連接編程器；或連接二臺DU。豐富的軟元件輔助繼電器(M):3072點+256點狀態(tài)繼電器(S):1000點計數(shù)器(C):235點定時器(T):256點(積算定時器1ms4點，10ms6點)數(shù)據(jù)寄存器(D):200點+7800點（按需設置)變址寄存器（V，Z)：16點堆棧指針(P):128點中斷指針(I):15點內(nèi)附高速計數(shù)器單向計數(shù)器:60KHz2點,10KHz4點雙向計數(shù)器:30KHz1點,5KHz1點。圖1-3為FX1N-14MR的實物外觀圖，圖1-4為FX2-32MR的外觀圖。圖1-3FX1N-14MR外觀圖圖1-4FX2-32MR外觀圖2技術參數(shù)和開發(fā)環(huán)境2.1硬件開發(fā)環(huán)境PT1000分度表設備測試采用的測溫設備為PT1000。PT100溫度傳感器的主要技術參數(shù)如下：測量范圍：-200℃～+850℃；允許偏差值△℃：A級±（0.15＋0.002│t│），B級±（0.30＋0.005│t│）；熱響應時間<30s；最小置入深度：熱電阻的最小置入深度≥200mm；允通電流≤5mA。另外，Pt100溫度傳感器還具有抗振動、穩(wěn)定性好、準確度高、耐高壓等優(yōu)點PT1000分度表Rt=R0（1+At+Bt2）A=3.908E-3B=-5.8E-7表2-1溫度0012345678901000.01003.91007.81011.71015.61019.51023.41027.31031.21035.1101039.01042.91046.81050.71054.61058.51062.41066.31070.21074.0201077.91081.81085.71089.61093.51097.31101.21105.11109.01112.8301116.71120.61124.51128.31132.21136.11139.91143.81147.71151.5401155.41159.31163.11167.01170.81174.71178.51182.41186.21190.1501194.01197.81201.61205.51209.31213.21217.01220.81224.71228.6601232.41236.21240.01243.91247.71251.61255.41259.21263.11266.9701270.71274.51278.41282.21286.01289.81293.71297.51301.31305.1801308.91312.71316.61320.41324.21328.01331.81335.61339.41343.2901347.01350.81354.61358.41362.21366.01369.81373.61377.41381.21001385.01388.81392.61396.41400.21403.91407.71411.51415.31419.11101422.91426.61430.41434.21438.01441.71445.51449.31453.11456.81201460.61464.41468.11471.91475.51479.41483.21487.01490.71494.51301498.21502.01505.81509.51513.31517.01520.81524.51528.31532.01401535.81539.51543.21547.01550.71554.51558.21561.91565.71569.41501573.2表中框出的溫度點為設備關鍵工作溫度，可根據(jù)公式得出對應的電阻值。飽和水蒸汽壓力表當空氣中所含水蒸氣的量達到最大時就稱這種空氣為“飽和濕空氣”,與飽和濕空氣對應的壓力稱為“飽和水蒸氣壓力”,用符號Ps表示.水蒸氣壓力p與飽和水蒸氣壓力Ps的比值稱為相對濕度Rh,與飽和水蒸氣壓力Ps對應著的相對濕度為:Rh=100%表2-2飽和水蒸氣壓力表溫度t/℃絕對壓強p/MPa水蒸汽的密度ρ/kg·m-3實測壓力p/MPa1000.101330.600.1013251200.198641.120.194831250.232191.301300.270251.490.2700181400.361471.960.3611901450.415722.241500.476242.540.475711600.618283.250.617662.1.3溫度對應A/D轉換值表2-3筒體溫度對應的A/D轉換值：D0：筒體溫度D1：發(fā)生器溫度D2：筒體壓力筒體溫度對應的A/D轉換值D0溫度℃-=+K20040M30M31M32K32565M33M34M35K700120M36M37M38K35070M39M40M41K49098M43M44M45K542108M46M47M48K670134M49M50M51K663133℃發(fā)生器溫度A/D轉換值D1溫度℃-=+K500100M53K678135M56K704140℃M602.1.4加熱器參數(shù)（1）筒體加熱器和蒸汽發(fā)生器參數(shù)及加熱方式：筒體加熱器為1200W，220V，電加熱器。蒸汽發(fā)生器加熱器為1800W，220V,電加熱器。（2）加熱方式：表2-4加熱器加熱方式狀態(tài)加熱方式溫度筒體加熱器S20加熱3秒停3秒60℃S21加熱3秒停1秒60S24加熱3秒停3秒90℃S25加熱3秒停3秒108S26加熱3秒停3秒108S27加熱3秒停3秒108S33加熱3秒停3秒90S34加熱3秒停3秒135S35加熱3秒停3秒135S37加熱3秒停3秒95℃蒸汽發(fā)生器加熱器S24加熱3秒停3秒150℃S25加熱3秒停3秒150S26加熱3秒停3秒150S27加熱3秒停3秒150S33加熱3秒停3秒150S34加熱3秒停3秒150S35加熱3秒停3秒150S21加熱3秒停3秒94S32加熱3秒停3秒94

以上加熱方式為實際測試中反復測量后設定。（3）筒體預熱時間（空筒）和蒸汽發(fā)生器加熱時間：表2-5筒體加熱器預熱實驗預熱溫度預熱時間（秒）第一次實驗15.5422S12.0644S第二次實驗8.2℃610S8.2898S8.21172S8.21388S第三次實驗9596S9910S91233S表2-6蒸汽發(fā)生器加熱器預熱實驗預熱溫度預熱時間（秒）第三次實驗1200S12.5283S第二次實驗中測得，筒體加熱設定到95℃時，由于飽和蒸氣加熱后熱慣性很大，筒體會有繼續(xù)沖溫的現(xiàn)象，沖溫到119發(fā)生器設定在100℃，當繼續(xù)加熱145℃時，筒體溫度沖溫到第三次實驗中測得，筒體加熱設定到98℃時，筒體會繼續(xù)沖溫到113最后確定筒體預熱連續(xù)加熱溫度控制在70℃，發(fā)生器預設溫度在120℃。掌握了預熱時候后，對整個PLC的編程也有著重要意思，由于電加熱的功率穩(wěn)定，程序可以通過對時間的控制來2.2PLC程序開發(fā)環(huán)境2.2.1FXGPWIN的功能和特點介紹FXGPWIN主要是針對FX系列的PLC程序開發(fā)的一款軟件，它不同于GXDEVELOPER，是專門針對三菱FX系列的編程工具。功能全面，可以通過指令表，梯形圖和狀態(tài)轉移圖來編程，電腦通過CAB線連接PLC后可以實時調(diào)試和監(jiān)視PLC程序的運作情況。2.2.2FXGPWIN的編程方式PLC的編程語言與一般計算機語言相比，具有明顯的特點，它既不同于高級語言，也不同與一般的匯編語言，它既要滿足易于編寫，又要滿足易于調(diào)試的要求。最常用的兩種編程語言，一是梯形圖，二是助記符語言表。而本軟件還附有狀態(tài)轉移圖編程的方法。其編程語言都具有以下特點：（1）圖形式指令結構：程序由圖形方式表達，指令由不同的圖形符號組成，易于理解和記憶。系統(tǒng)的軟件開發(fā)者已把工業(yè)控制中所需的獨立運算功能編制成象征性圖形，用戶根據(jù)自己的需要把這些圖形進行組合，并填入適當?shù)膮?shù)。在邏輯運算部分，幾乎所有的廠家都采用類似于繼電器控制電路的梯形圖，很容易接受。如西門子公司還采用控制系統(tǒng)流程圖來表示，它沿用二進制邏輯元件圖形符號來表達控制關系，很直觀易懂。較復雜的算術運算、定時計數(shù)等，一般也參照梯形圖或邏輯元件圖給予表示，雖然象征性不如邏輯運算部分，也受用戶歡迎（2）明確的變量常數(shù)：圖形符相當于操作碼，規(guī)定了運算功能，操作數(shù)由用戶填人，如：K400，T120等。PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范圍有明確規(guī)定，由產(chǎn)品型號決定，可查閱產(chǎn)品目錄手冊。（3）簡化的程序結構：PLC的程序結構通常很簡單，典型的為塊式結構，不同塊完成不同的功能，使程序的調(diào)試者對整個程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。（4）簡化應用軟件生成過程：使用匯編語言和高級語言編寫程序，要完成編輯、編譯和連接三個過程，而使用編程語言，只需要編輯一個過程，其余由系統(tǒng)軟件自動完成，整個編輯過程都在人機對話下進行的，不要求用戶有高深的軟件設計能力。（5）強化調(diào)試手段：無論是匯編程序，還是高級語言程序調(diào)試，都是令編輯人員頭疼的事，而PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件，使用編程器，利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、調(diào)試、監(jiān)控等，并在軟件支持下，診斷和調(diào)試操作都很簡單。其中最直觀的是梯形圖：梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，必要時再繼以若干個輸入指令（含LD指令），以建立邏輯條件。最后為輸出類指令，實現(xiàn)輸出控制，或為數(shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進行相應的工作。母線是用來連接指令組的。圖2-1指令表編輯界面圖2-2梯形圖編輯界面3滅菌器PLC程序設計3.1全自動高溫滅菌器程序工作流程本滅菌器采用飽和蒸汽消毒和真空干燥的滅菌流程，經(jīng)過預真空，加水，加熱，滅菌，真空干燥和結束為一個滅菌工作循環(huán)。系統(tǒng)運行過程如下：預真空：將滅菌室內(nèi)空氣排出，然后流入經(jīng)過過濾后的潔凈空氣。加水：向滅菌室內(nèi)加純凈水。加熱：加熱到選擇的溫度和壓力。滅菌：保持滅菌溫度（大部分是134℃真空干燥：滅菌室自動排出剩余的熱水和蒸汽，此時壓力下降至零，并啟動真空泵進行抽真空，滅菌器開始真空干燥。結束：蜂鳴聲提示，滅菌程序結束。圖3-1程序流程圖3.2控制程序的設計在選定了PLC的型號后，首先根據(jù)實際需要，分配各個輸出和輸入口。在確定了各口的分配后，對于內(nèi)部輔助繼電器，計數(shù)器，計時器再進行分配。在實際編程中，采用了梯形圖編程的方法，更加直觀，邏輯性也更強。在程序編譯完成后可以通過PC連接PLC將程序寫入，然后在樣機上進行程序運行的實驗?？梢酝皆赑C端監(jiān)視各線圈，觸點的工作情況。而程序中所設置的各個每秒計數(shù)器也能很好的反應出每個狀態(tài)所花的時間，能掌握更多有用的信息，為程序的進一步修改打好基礎。3.2.1I/O分配I/O分配如表3-1所示。表3-1I/O分配表DeviceDevicecommentNameDeviceDevicecommentNameX00KMEN-SB按鈕Y00WB水泵X01MENSUO-SQ門鎖Y01ZKB真空泵X02START-SB啟動Y02FANON風扇X03Fsw-SQ廢水箱Y03FSQ-Hf發(fā)生熱X04JSW-SQ進水箱Y04TT-Ht筒體熱X05GMEN-SQ關門Y05FSQ-PSF排水閥X06SELECT-121/134選擇Y06FSQ-PQF排氣閥X07Tfb-SQ溫保Y07ZKPQF筒體進X10Ttb-SQ溫保Y10ZKJQF發(fā)生排X11C-RST重啟Y11TTPSF筒體排X12KMEN-SQ開門Y12TTPQF筒體排Y13ZQSQF送氣閥Y14KMEN-DDJ開門Y15GMEN-DDJ關門Y16JSW-OUT進水箱Y17FSW-OUT廢水箱Y20Tf-BJ發(fā)生Y21Tt-BJ筒體Y22BJ報警M6121/134SETM21TT=40筒體溫M22TT=40+M33TT=121M23TT=121+M40TT=40-M41TT=40M42TT=40+M45TT=60-M46TT=60M47TT=60+M50TT=99-M51TT=99M52TT=99+M53TT=65-M54TT=65M55TT=65+M56TT=95-M57TT=95M58TT=95+M59TT=108-M60TT=108M61TT=108+M62TT=121-M63TT=121M64TT=121+M66TT=133M67TT=133-134M68TT=134.2+M80TT=130-M81TT=130M82TT=130+M100HT=99-M101HT=99M102HT=99+M106FT=130-M107FT=130M108FT=130+M110FT=145-M111FT=145-147M112FT=147+M115FT=135-M116FT=135-136M117FT=136+M150PF=0YALI-M151PF=0YALIM152PF=0YALI+M153PF=134YALIM160PT=121YALIM2003S+3S-M202RUN-TIMEM205BJS20TtYR-60S21INWATER+HtYR-95S22HfYR-145CZK-1,2S23SZQ-108BYL30SS24TIPS10STIPQ45SS25FSQPQS26FSQ-INWATER40SS273S-GTTPQHt100S283CI-ZK3MinHf150+Ht95S29SZQ-134S32TT-PSPQS33ZKGCS34ENDS41FSQ-PSS88PT=134YALIT1INWATER60ST2CZK-3MinT330ST4TTPS-10ST5TTPQ1ST6FSQJS-40ST8TTPS30ST9TTPQ30ST10RUN-TIME6MinT1130MinT12134-6MinT13121-20MinT163ST18FSQ-PS20ST132121-20MinC0JRSJ3SC1YZKCISHC2TTJINQ-60SC610SC7C7K5C10040TIMEC10160-TIMEC10295-TIMEC103RUN-TIMEC104RUN-NumberD0Ht-temD1Hf-temD4FX-4AD3.2.2滅菌器程序設計由于梯形圖更加直觀，而在實際的設計中，也采用了梯形圖來設計程序。所以以下程序都以梯形圖來加以說明。圖3-2初始狀態(tài)程序0到10指令：開機時首先置位計數(shù)器C100,C103,C110,C130，使得計數(shù)器從新計數(shù)。11到14指令：開門按鈕，非運行狀態(tài)，開門傳感器同時動作時，輸出開門信號。15到18指令：關門傳感器，運行狀態(tài)，門鎖開關同時動作時，輸出關門信號。19到25指令：X06選擇121℃/134℃時，輔助繼電器M5和M626到31指令：進水箱，廢水箱液位傳感器結合秒脈沖，每秒輸出進水箱和廢水箱動作信號。32到45指令：蒸氣發(fā)生器和筒體溫度報警傳感器觸發(fā)時，每秒輸出蒸氣發(fā)生器、筒體溫度報警信號。防止溫度過高。46到54指令：任一報警信號觸發(fā)最終報警輸出，并帶有自鎖功能，保持報警狀態(tài)。圖3-3設置計數(shù)器55到65指令：門鎖關閉后C0計數(shù)3，而且持續(xù)計數(shù)。66到92指令：設置運行時間計時C103，40℃計時C100，65℃計時C101，121℃圖3-4設置A/D轉換93到279指令：初始化FX-4AD，進行模擬量的數(shù)字化控制。A/D轉換后，控制筒體溫度，蒸汽發(fā)生器溫度和筒體壓力。圖4-4S0狀態(tài)指令280到288指令：啟動電平，重置S20到S40的狀態(tài)，清楚M6（121/134℃SET），進入S0狀態(tài)。289到310指令：門鎖關閉后，重置Y0到Y13的狀態(tài)，清除C0，C2，C3，C1。在沒有報警的情況下，進入S20狀態(tài)。圖4-5S20狀態(tài)指令311到332指令：S20狀態(tài)。筒體40℃以下時：發(fā)生器不加熱，溫度不超過60℃，無報警的情況下，筒體加熱器連續(xù)工作。筒體溫度在40℃以上且小于等于60℃圖4-6S21狀態(tài)指令333到386指令：S21狀態(tài)。C111，C101每秒計數(shù)。T1計時60秒，T11計時1800秒。無報警情況下，水泵工作1分鐘，同時蒸汽排氣閥置位1分鐘。筒體加熱器在65℃以下時：連續(xù)加熱，同時發(fā)生器加熱器不加熱（防止功率過大）。在65℃到小于等于99℃時：采用3秒加熱，3秒停止的加熱方法。蒸汽發(fā)生器在65℃到130℃溫度范圍內(nèi)，且筒體加熱器不工作時（兩個加熱器交替加熱）采用連續(xù)加熱的方式工作。筒體溫度達到大于等于99℃圖4-7S22狀態(tài)指令387到428指令：S22狀態(tài)。打開風扇和筒體排氣閥，同時T2計時180秒，使真空泵和真空泵排氣閥工作3分鐘。蒸氣發(fā)生器的加熱器在130℃以下，且另一加熱器不工作的情況下，連續(xù)加熱。在130℃到145℃時：采用加3秒停3秒的加熱方式。C112每秒計數(shù)。筒體加熱器在99℃及以上時：T16計時3秒，發(fā)生器排氣閥重置，再經(jīng)過3秒，若發(fā)生器溫度達到145-147℃圖4-8S23狀態(tài)指令429到478指令：S23狀態(tài)。筒體溫度小于等于108℃且蒸汽發(fā)生器溫度在145℃時:打開蒸汽排氣閥。蒸氣發(fā)生器的加熱器在130℃以下，且另一加熱器不工作的情況下，連續(xù)加熱。在130℃到145℃時：采用加3秒停3秒的加熱方式。筒體溫度108℃以上時：T3計時30秒。筒體溫度99℃以上時：T20計時2秒，筒體排氣閥重置。在筒體溫度小于108℃時，筒體加熱器圖4-9S24狀態(tài)指令479到511指令：S24狀態(tài)。T4計時60秒。筒體排水閥開啟1分鐘，同時重置筒體排氣閥。T4后延時1秒后再置位筒體排氣閥，同時C1計數(shù)2次。設置C114每秒計數(shù)。循環(huán)執(zhí)行S22，兩次。循環(huán)結束后，延時1秒無報警則進入S25狀態(tài)，有報警信號返回S0。圖4-10S25狀態(tài)指令512到530指令：S25狀態(tài)。重置C1計數(shù)器。T18計時60秒。蒸氣發(fā)生器排氣閥開啟1分鐘。C115每秒計數(shù)。無報警運行1分鐘后進入S26狀態(tài)，有報警信號返回S0。圖4-11S26狀態(tài)指令531到549指令：S26狀態(tài)。T6計時60秒。水泵和蒸汽發(fā)生器排氣閥工作1分鐘。C116每秒計數(shù)。1分鐘后無報警轉入S27狀態(tài)，若有報警信號轉入S0狀態(tài)。圖4-12S27狀態(tài)指令550到585指令：S27狀態(tài)。啟動真空泵和真空排氣閥。置位筒體排氣閥。T7計時180秒。蒸氣發(fā)生器的加熱器在130℃以下，且另一加熱器不工作的情況下，連續(xù)加熱。在130℃到145℃時：采用加3秒停3秒的加熱方式。筒體溫度在99℃以上時：T16計時3秒。3秒后，重置發(fā)生器排氣閥。C圖4-13S28狀態(tài)指令586到638指令：S28狀態(tài)。繼續(xù)控制筒體加熱器和蒸汽發(fā)生器加熱器保持溫度。筒體溫度大于等于99℃時：T21計時3秒，3秒后重置筒體排氣閥。筒體加熱器溫度小于99℃時：置位發(fā)生器排氣閥。大于99℃時：重置發(fā)生器排氣閥。根據(jù)121/134℃SET和筒體溫度來判定，給出蒸汽送氣閥圖4-14S29狀態(tài)指令639到696指令：S29狀態(tài)。兩個加熱器根據(jù)121/134℃來進行溫度控制。筒體溫度在95℃以上時：重置筒體排氣閥。在經(jīng)過T21后，置位筒體排氣閥。筒體加熱器溫度低于99℃時：置位發(fā)生器排氣閥，大于等于99℃時，重置。根據(jù)121/134℃圖4-15S30狀態(tài)指令697到709指令：S30狀態(tài)。發(fā)生器溫度在135℃到136℃以上時，每秒給發(fā)生器排氣閥信號。發(fā)生器溫度在圖4-16S31狀態(tài)指令710到786指令：S31狀態(tài)。繼續(xù)跟進需要由兩個加熱器分別保持工作溫度。設置筒體排氣閥的工作時間和工作溫度。蒸汽排氣閥按121/134℃選擇和實際溫度進行開關動作。筒體溫度133-134.2℃設置T12計時360秒。筒體溫度121-121℃+時，設置T13計時2400秒。C120每秒計數(shù)。圖4-17S32狀態(tài)指令787到805指令：S32狀態(tài)。設置T8計時30秒，期間筒體排水閥工作30秒，重置筒體排氣閥，啟動發(fā)生器排氣閥。C121每秒計數(shù)。30秒后無報警轉入S33狀態(tài)，有報警返回S0。圖4-18S41狀態(tài)指令806到827指令：S41狀態(tài)。設置T8計時50秒，期間重置筒體排氣閥，打開發(fā)生器排水閥，發(fā)生器排氣閥，筒體排水閥。重置C3，與之前狀態(tài)對應。C120每秒計數(shù)，統(tǒng)計時間。T8時間后進入S33狀態(tài)，若有報警信號，返回S0狀態(tài)。圖4-19S33狀態(tài)指令828到871指令：重置C3計數(shù)器，T10計時360秒，啟動真空泵和真空排氣閥，置位筒體排氣閥。C2在T10期間每秒計數(shù)至60。真空進氣閥3秒循環(huán)進氣。筒體溫度95℃以下，筒體加熱器工作。C122每秒計數(shù)。圖4-20S34狀態(tài)指令872到887指令：S34狀態(tài)。關閉風扇，真空進氣閥，筒體排氣閥。C104計數(shù)統(tǒng)計實驗次數(shù)，C123每秒計數(shù)。程序結束返回初始狀態(tài)。4試驗數(shù)據(jù)分析4.1全自動高溫滅菌器程序試驗數(shù)據(jù)在經(jīng)過了程序的理論設計之后，本次畢業(yè)設計又在實際的滅菌器上通過PC導入PLC程序，反復試驗，通過數(shù)據(jù)的分析不斷提出改進措施，在試驗中不斷修改完善。第一次試驗：S21筒體加熱設定99℃65℃以上采用3秒+3秒的加熱方式（加3秒，停3秒）98.7℃轉S22FT至147℃轉S23FT沖溫至S23TT=90.4℃抽真空3分鐘后轉S24加蒸汽，溫度到108℃沖溫至轉S25第二次試驗：S23抽真空至-0.06Mpa真空泵不工作S2498.4℃--108℃沖至111.6程序修改：在S25加T18第三次真空：-0.07MpaTT=82.4S29TT加熱慢程序修改：TT連續(xù)加熱至95S21TT連續(xù)加熱控制95℃沖溫至第三次試驗：空爐運行：13：00開始預熱至55℃（TT=筒體S21進水60秒TT=95℃85℃85℃-95℃355℃-85℃（13：02-13-95℃（-13：10）沖溫至S22Y2+Y3+Y6+Y3:<136℃連續(xù)2第四次試驗：2TT=14.5℃（初始）筒體內(nèi)S201.加熱至40℃4682.加熱至65℃2488秒沖溫至75℃S21加水60秒TT連續(xù)加熱至80S23抽真空時溫度（TT）降至77.4第五次試驗：2筒體內(nèi)有棉紗初始溫度24S2024℃-40℃341S21TT設定為9524℃24℃-80℃24℃-95℃沖溫至106℃（125S22加熱器加熱至146筒體溫度120℃（132S23抽真空：Y1Y2Y7Y12筒體溫度升至120S24Y2Y12未沖蒸汽筒體溫度過高S25TT下降至78℃Y2（137S24未沖蒸汽（140℃S25第六次試驗：3月2初始爐溫10.7℃S2110.7℃-99℃沖溫至143S22Y1Y2Y3Y7Y12（不動作）TT=96.5℃（143.3S23Y2Y3Y12Y13（按需）TT=111.1S24Y2S22TT=111.7℃-102.4℃Y1Y2Y3Y7Y12Y12（需放氣）抽真空后無放氣過程S23Y2Y12S24Y2TT=91.0℃（137.5S25Y2Y6Y12TT=90.9℃TH=S26Y6Y2Y6Y12TH降至71.6℃TT=S27Y1Y2Y3Y7Y12TT溫度過低TT=84.5℃降至74.4℃降至68S28Y2Y3+Y4+Y12Y13（按需）TT=99℃時，Y12停3秒，Y12+TT=TT=108℃時，Y4-TT=133.6℃S29Y2Y3+Y4+Y12TT=134.5℃-133.9135TT=103.4℃開爐檢查，有一部分蒸汽呈霧狀，筒體內(nèi)無水。第七次試驗：與第六次連續(xù)，爐體內(nèi)保溫60℃S21Y0Y6Y3+Y4+S22Y1Y2Y7Y12TT=104.0℃（133.4S23Y2Y3+Y12Y13（按需）TT=109.4S24Y2S25S26Y0Y2Y6Y12TT=105℃TH=S27Y1Y2Y3Y12Y13（按需）TT=97.4℃降到86.7℃Y12在TT=99℃停3秒TH在142.9第八次試驗：與第七次連續(xù)，預加熱后開始試驗，TT=60.7℃TT加熱器=S21Y6Y3Y4+Y4初始連續(xù)S22Y1Y2Y3+Y7Y12TT=94.1℃TT加=S23Y2Y12Y3+TT=112.2℃（119.5S24TT=112.9S22Y1Y2Y7Y12Y3+TT=113S23Y2Y3+Y12Y13（按需）TT=111.7S24Y2Y11時間太長S25Y2Y6Y12S26Y0Y2Y6Y12S27Y1Y2Y3Y7Y12100TT=102.5℃Y12放氣時間過長，總運行時間2887秒，增加加熱TT。第九次試驗：3月3日一周期總時間=3323秒TT=11.4℃S21Y6Y4開始連續(xù)Y4+（TT大于等于65℃）Y3+11.4℃-99TH=99℃S22Y1Y2Y3Y12Y7TT=103.4℃-97.0S23Y2Y3+Y12TT=89.2℃+100℃(PHTmax=0.34MpaS24Y2Y12-+S22Y1Y2Y7Y12TT=83.0℃-82.7℃S22Y2Y3+Y12Y13按需TT=99℃S23S24Y2Y12S25Y2Y6Y12發(fā)生器放氣時間短，需增加S26Y6Y2(2000秒)S27Y1Y2Y3Y7Y12TT=106.5℃-98.5℃S28Y2Y3+Y4+Y12S29Y2Y3Y122574秒-2933秒134.6℃-133.5℃-134.7℃S30Y2Y6Y11Y1Y2Y7Y12TT=134℃-113.3第十次試驗：3月3日預熱后（62.2℃S2162.2℃86.1℃S22TT=87.8℃S23TT到108℃S24筒體放氣S22TT=84.4℃S23TT=84.4℃S24S25TT=106.6S26INWATERS27TT=105.1℃TH=S28Y2Y3+Y4+Y12t=1820秒-2120秒124.9-127.2℃時間統(tǒng)計：總耗時2562SS211SS22181SS23123SS2444SS2521SS2661SS27181SS28201SS29360SS3030SS31360S第試一次試驗：3月6日采用TT溫度測試儀與標準溫度（JM6200）比較在常溫下，同一測量點TT=12.4℃（JM6200指示為12.35筒體內(nèi)放棉紗及穿透率測試試紙8：27冷爐開始TT=12.7S21Y6Y4Y0RUN:60STT<70℃Y4連續(xù)工作TT大于等于70℃Y4t=1168SY3+3SS22Y1Y2Y3+Y7Y12t=180SS23Y3+Y4+Y13按需TT=100℃Y12+TT=110.6S24Y2Y6Y11TT=98.5℃S22Y1Y2Y7Y12Y3+PT=-0.065MpaTT=94.9℃S23Y2Y3+Y4+Y12Y13按需Y12在100℃時放氣后再Y12+TT=109S24Y2Y6Y11t=80St=3133S+300SS26Y6Y2Y6Y12t=45SS27TT=111℃Y1Y2Y3+PT=-0.065MpaTT=106.4S28Y2Y3+Y4+Y12Y13按需TT=135.2℃S31Y3+Y4+Y12Y13按需TT=130℃135.3S32Y6+Y2Y11TT=135S33Y1Y7Y12105.4℃放氣后ZKB+流點溫度計：下：134℃上：第十二次試驗：與第十一次連續(xù)S21t=768SS22PT=-0.78Mpat=201SS23流點溫度計：筒體上層：134℃筒體中層1：135℃筒體中層2：134℃筒體下層第十三次試驗：與第十二次連續(xù)筒體內(nèi)有棉紗布下托盤右前136℃左前右后137℃左后第十四次試驗：與第十三次連續(xù)，筒體內(nèi)無棉紗布上托盤138中托盤136下托盤142調(diào)整筒體溫度：134℃時，設定Y4溫度為上托盤137中托盤136下托盤146再次試驗t=2696S上托盤133中托盤133下托盤134℃+滅菌恒溫恒壓階段：TT=135.0上托盤138中托盤137下托盤1444.2試驗結果說明和總結通過初期硬件知識的了解，對相關的關鍵部件的性能有了初步的了解和估計，但是很多參數(shù)還需要在試驗中確定。所以在程序設計的初期我就開始了實驗測量，并且在程序中加入了很多秒計數(shù)器，用于測試各狀態(tài)的時間，確定筒體加熱器和蒸汽發(fā)生器加熱器的工作時間和工作溫度。在最初的幾次試驗中，主要通過改變不同的加熱方式和加熱溫度點，測試加熱器和程序中幾個關鍵的保溫，加溫環(huán)節(jié)的時間參數(shù)和實際效果。在之后的幾次試驗中，在筒體中加入了棉紗布，模擬實際的滅菌場景，進一步考察滅菌效果。經(jīng)過一個階段的實驗，使用FXGPWIN軟件監(jiān)控了各個計數(shù)器和線圈，觸點的工作狀態(tài)，對整個程序控制下的工作流程狀態(tài)有了小的心得。隨著試驗次數(shù)的增加，也出現(xiàn)了進水箱，廢水箱加水問題，每次實驗的消耗問題等，新的麻煩。通過改變各狀態(tài)的工作時間，在實際的測試中，都漸漸得到了改進。最后，作為醫(yī)用產(chǎn)品，有十分嚴格的要求，根據(jù)相關的標準，對滅菌器內(nèi)筒體的不同位置都有不同的滅菌溫度要求。根據(jù)要求的需要，我又進行了相應的實驗，保證上層，中層，下層的各高溫，低溫點的溫度達標。通過實驗，體現(xiàn)了理論一定要在實踐中才能得到驗證。在操作的過程中，也真正反映出了FXGPWIN軟件的實時監(jiān)控功能的強大，可以隨時掌握各點的工作情況，很好的了解整個流程的運行狀態(tài)。另外在遇到一些實際問題的時候，一些有經(jīng)驗的工程師提出了很多實用的解決方法和經(jīng)驗之談，使試驗方法得到豐富，實驗結果得到深化，試驗的收獲更多。試驗的過程雖然辛苦，但是這些數(shù)據(jù)都是很有價值的，也是程序設計中的關鍵一環(huán)，伴隨著程序的不斷完善，試驗的內(nèi)容也在不斷細化，雖然畢業(yè)設計結束了，但是隨著新標準的出現(xiàn)，今后還有更多的實驗要去進行，還有更多的東西需要完善。5結論5.1論文研究總結本次全自動高溫滅菌器PLC程序設計的過程中，精密聯(lián)系滅菌器硬件的參數(shù)特點，通過試驗的反復測試，最終確定了最穩(wěn)定，最合理的控制程序，完全達到了要求。在設計初期，花了大量的時間了解加熱器，筒體，閥門等各關鍵元件的參數(shù)特點，通過簡單的程序測試了解這些元件的實際工作情況，這些前期數(shù)據(jù)對于后期的程序設計至關重要。而在程序設計中，結合設計要求，采用了FXGPWIN軟件從PC端對PLC編程，它方便的監(jiān)控和修改功能，能夠針對要求和測試出的實時數(shù)據(jù)進行及時的修改。在設計前，針對滅菌器各個階段工作做了詳細設計，并設置了大量的報警措施。在實際中，程序也很得好的保證了每一個狀態(tài)的正常運行，在模擬實驗中也能夠正常反應出相應的故障報警，可以說這次設計充分應用了PLC的現(xiàn)場控制能力，而后期的筒體內(nèi)部各溫度點的測試也證明了，PLC完全有能力達到對滅菌溫度的精確控制，可以滿足醫(yī)用滅菌的嚴格要求。經(jīng)過前期的硬件參數(shù)收集，中期的設計測試，后期的修改再測試。最終完成了能夠穩(wěn)定運行的PLC控制程序，并且收集了大量的測試數(shù)據(jù)。可以說這次的設計還是比較成功的。5.2存在的問題及發(fā)展趨勢展望在程序設計的過程中，PLC的控制功能在滅菌流程的自動化運行上已經(jīng)做到十分穩(wěn)定和可靠了。但是作為一個方便使用的產(chǎn)品，友好的使用界面和更多的人性化設置同樣重要。PLC在這個方面的功能性還不是非常強大。程序中的一些報警信號，和工作狀態(tài)在PLC程序設計階段考慮用信號燈的形式簡單輸出，但是可以采用液晶屏數(shù)顯的方式，使數(shù)據(jù)和信號的顯示和監(jiān)控更加直觀。為了完成這個任務，可以采用另加一塊控制電路，采用單片機集中控制的方法。將滅菌器的實時溫度，運行模式，運行狀態(tài)和時間等信號通過液晶數(shù)顯的方式來及時顯示。另外，對每一次的滅菌也應該有記錄，包括了運行的時間，滅菌的最高溫度，最低溫度，用來保證監(jiān)控儀器的情況和滅菌效果。對此傳統(tǒng)的方式是曾加小型打印機，但是成本比較高，而其要消耗的大量的紙張，不利于環(huán)保，所以今后可以采用U盤的方式，通過USB接口，將相關的運行情況通過U盤保存。我想這些特點現(xiàn)在PLC還是不能具備的，在工業(yè)控制中PLC有著它的優(yōu)勢，但是在一些具體的人機界面方面可能不是太完美。這些可以通過借助其他部件來組合的方法來彌補。我想未來的PLC一定也會考慮到這些，在設計上集成一些更強大的功能。另外，這次的程序只是按照本滅菌器的硬件特點而設計的，在流程上可能還不是最完美。作為一個程序，在結構上一定有其他的方法可以實現(xiàn)同樣的功能，所以在日后還需要不斷的改進，能夠精益求精制作出在時間上更短，控制精度上更準確，邏輯上更簡潔的程序。謝辭經(jīng)過幾個月的資料搜集，基礎學習，硬件的初接觸，程序的編寫，反復試驗，到最后今天終于順利完成了畢業(yè)設計的論文，讓我感覺這個過程非常值得回味，也讓我從硬件和軟件，動手和設計等很多方面有很大的提高。回想在剛確立畢業(yè)設計課題的時候，心中還充滿了忐忑之情。對于PLC程序設計雖然在之前我有所熟悉，但是作為較復雜的產(chǎn)品的程序設計還是第一次。而且對于高溫滅菌器我也是知之甚少。所以在畢業(yè)設計的一開始，我就閱讀大量的相關資料，從網(wǎng)上和現(xiàn)場了解和很多硬件方面的知識。并花了很多時間向相關的負責工程師學到了很多滅菌器各個部件的硬件參數(shù)，電氣原理。為之后的設計打好了基礎。在設計的過程中，我也是緊密聯(lián)系滅菌器的硬件特點，在試驗的基礎上不斷修改程序中的參數(shù)，以達到完成滅菌控制的要求。這個過程讓我的綜合能力得到了很大的提高。平時在學校中所學的東西很多都是理論化的，現(xiàn)在有很好的機會將理論和實際結合，在試驗的過程中，我提高了自己的動手能力。在設計的時候我也開拓思路，有了更加周密考慮問題的思維，我覺得這些只有在實際項目的鍛煉中才能體會和感悟出來的，讓我受益匪淺。另外在畢業(yè)設計的過程中，我也得到了很多人的幫助，特別是在實習單位，負責電氣原理設計和硬件組裝的工程師師傅都十分熱心，把很多的經(jīng)驗之談以及可能出現(xiàn)的問題都傳授了給我。還有學長和老師，對與程序的設計都給了很多的建議。在畢業(yè)設計指導老師干為勤老師的指導下，我對畢業(yè)設計各階段，各部分的詳細要求有了更深刻的理解，使得設計工作開展得較為順利，在遇到困難和疑惑時，老師也能及時的給我建議。所以在這里我要感謝實習單位能給我信任，給我這個機會，感謝所有在這期間給我無私指導和幫助的老師和同學，前輩。我從中學到了很多經(jīng)驗，是我在之前那么多年課堂學習中都沒有體會領悟到的。最后，我希望這個畢業(yè)設計是我今后生活的一個良好的起點，以后我會把從這次設計中得到的經(jīng)驗和知識多多的應用，能記住這次畢業(yè)設計中得到的鍛煉，以后取得更好的成績。參考文獻[1]郁漢琪,郭健.可編程控制器原理及應用.中國電力出版社,2008.[2]劉守操.可編程序控制器技術與應用.機械工業(yè)出版社,2006.[3]龔仲華，史建成，孫毅.三菱FX\Q系列PLC應用技術.人民郵電出版社,2006.[4]洋青杰.三菱FX系列PLC應用系統(tǒng)設計指南.機械工業(yè)出版社,2008.[5]宋伯生.PLC編程使用指南.機械工業(yè)出版社,2007.[6]向曉漢.電氣控制與PLC技術基礎.清華大學出版社,2007.[7]廖常初.PLC應用技術問答.機械工業(yè)出版社,2006.[8]張運剛,宋小春,郭武強.從入門到精通:三菱FX2NPLC技術與應用人民郵電出版社，2007.[9]W.Bolton.ProgrammableLogicControllers.ElsevierNewnes,2006.[10]HughJack.AutomatingManufacturingSystemswithPLCs,2007。[11]附錄設計源程序滅菌器PLC程序指令：LDM8002ZRSTC100C103ZRSTC110C130LDX000ANIXO12ANIM202OUTY014LDM202ANDX001ANIX005OUTY015LDX006PLSM5LDM5ALTM6LDX003ANDM8013OUTY017LDX004ANDM8013OUTY016LDIX007OUTT14K5LDT14ANDM8013OUTY020LDIX010OUTT15K5LDT15ANDM8013OUTY021LDY020ORY021ORY016ORY017ORM205ANIX011OUTM205ANIM8013OUTY022LDM8013ANDX001OUTC0K3LDC0ALTM200RSTC0LDX002ORM202ANIT10OUTM202ANDM8013OUTC103K20000LDM41ANDM8013ANDX001OUTC100K18000LDM8013ANDX001ANDM202MPSANDM53OUTC101K21000MPPANDM62OUTC102K18000LDM8000FROMK0K30D4K1CMPK2010D4M0ANDM1TOPK0K0H3111K1TOPK0K1K4K3FROMK0K29K4M10K1MPSANIM10ANIM18FROMK0K5D0K3MPPCMPK200D0M40CMPK300D0M45CMPK502D0M50CMPK325D0M53CMPK475D0M56CMPK555D0M59ZCPK604K610D0M62ZCPK675K678D0M66CMPK658D0M80CMPK497D1M100ZCPK658K674D1M106ZCPK715K720D1M110ZCPK670K688D1M115CMPK30D2M150CMPK300D2M153CMPK30D2M156CMPK300D2M159LDM8002ZRSTS20S40RSTM6SETS0STLS0LDX001MPSANIM205SETS20MPPZRSTY000Y013RSTC0RSTC2RSTC3RSTC1RSTC2STLS20LDM8013OUTC110K1000LDM45ORM46ANDM200ORM40ANIY003ANIM47ANIM205OUTY004LDM202ANDX001ANIM205SETS21LDM205ORIX001OUTS0STLS21OUTT1K600OUTT11K18000LDM8013OUTC111K1000LDT11ANDM53OUTS40LDIT1ANIM205OUTY000SETY006LDM50ORM51ANDM200ORM53ANIY003ANIM52ANIM205OUTY004LDM106ORM107LDM54ORM55ANBANIY004ANIM108ANIM205ANIM200OUTY003LDM101ORM102RSTY006LDM8013OUTC101K1000LDM51ORM52ANDT1ANIM205ANIY006SETS22LDM205OUTS0STLS22SETY002SETY012OUTT2K1800LDIT2OUTY001OUTY007LDM111ORM110ANIM200ORM106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