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食品药品稳定性恒温恒湿室监控系统设计

发布时间:2020-03-25

广州精晖机电工程有限公司技术中心

食品药品稳定性恒温恒湿培养室工艺要求

(1) 要求风道循环设计送风均匀,保证培养室内温湿度的均一性。同时应该调控好培养室内应该有足够数量的传感器,以便能够更好的测量每个地方的温湿度变化情况,及时的进行调整;

(2) 要求系统设置三级授权管理,分为操作员级,工艺员级、工程师级,可以通过不同的授权进行不同等级的操作。进入用户管理界面,可进行添加或删除用户。修改密码等操作:

(3) 要求显示界面可以显示工艺步骤所需要的参数、集中显示各个工艺部分的进程、参数的变化;

(4) 要求系统操作简单,方便不熟悉设备的人员进行操作,具备历史数据的存贮功能,所存贮的数据可以通过历史趋势曲线来显示。也可以通过报表来显示和查询,历史数据可以存贮12个月;

(5) 培养室内温湿度的波动范围:温度波动范围为±1℃、湿度波动范围为±5%RH,不可过高或过低。

监控系统硬件设计

系统主要由制冷降温系统、送风循环系统、加热系统、控制采集系统、监控记录系统和远程手机APP系统组成,系统结构如图l所示。

图1系统结构图

(一) 数据采集及控制系统

系统要求控制温湿度全程自动化,除有特殊要求外,不加人工干预。系统选用西门子Smart系列PLC作为CPU,EMAE08、EMAQ04作为扩展模块,选用西门子PTl00温湿度传感器(带变送器)采集室内温湿度。基于本次培养室室内尺寸2000mm*2200mm*2000mm,每个培养室选用6个温湿度传感器测量室内温湿度,并将6个传感器采集到的数据平均值作为室内温湿度值与系统设置上下限比较。

(二) 风道循环系统

培养室风道循环系统选用1台加湿机、2台除湿机,1组电加热器,1台轴流风机,空调机组,升温、降温系统完全独立,风道循环结构如图2所示,其空气处理功能为过滤段+除湿段+表冷段+加湿段+表热段+风机段。室内风路循环采用顶部出风低侧下部回风原理,使室内温度分布均匀,更静音,更好的保证良好的办公环境及操作人员的工作环境。


图2风道循环系统

(三) 触摸屏设计和远程控制

触摸屏是基于WinCC开发了整个监控画面,主画面如图3所示,该系统包括温度设定窗口、设置报警温度;当低于下限或高于上限时,主界面报警灯报警,可在报警界面查看报警,主界面报警复位,可消除声音。自动程序界面可以显示工艺步骤所需要的参数。可以集中显示培养室内各个工艺部分的进程及参数的变化。触摸屏具有历史数据的存贮功能。所存贮的数据可以通过历史趋势曲线来显示或通过报表来显示和查询。系统选用GTU数据传送模块进行数据传输,该模块可通过网络(网页版)远程监控,同时可在手机上(APP)查看现场实时数据及下载历史存储数据,也可远程接收报警短信。并及时停止系统的运行等。实时温度显示界面如图4所示。


图3触摸屏主界面

图4 培养室实时温度.

软件设计
(一)主程序设计

系统主程序如图5所示,电源接通后,按下启动按钮后,PLC进行扫描检查系统故障:触摸屏设置手动和自动2种控制方式。手动时,由触摸屏手动实现各个环节的启停,该方式主要用于该系统的安装调试以及之后的设备检修;自动时,系统自动运行,将温湿度传感器采集的数值与设定上下限值进行比较,PLC通过比较的结果进行判断并执行。

图5 主程序流程

(二)温湿度程序设计

当系统自动运行时,PLC将培养室6个采集点的平均值与设定值进行比较,如果 T平均≤T下限,则压缩机停止运行,电加热运行;若 T平均>T下限,则电加热运行,压缩机停止运行;若 H平均≤H下限,则加湿器运行,除湿器停止运行;若 T平均>T下限,则除湿器运行,加湿器停止运行。温湿度子程序如图6所示。

图6温湿度控制子程序



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