摘要：为了实现软包装消毒柜的高精度控制及自动开关门，设计了一套软包装输液袋消毒控制系统。此控制系统以西门子S7-300PLC为控制核心，以触摸屏为人机交流的平台，实现了自动开关门、手动灭菌和自动灭菌等功能。本系统已投入生产，实践表明灭菌效果良好。
关键词：机动门；PLC；触摸屏
软包装消毒柜是用来对软包装输液袋进行消毒灭菌的设备，它是以高压高温蒸汽为介质来进行灭菌的，广泛应用于医院和制药厂。现阶段软包装消毒柜大都是手动门，开门、关门费力、费时；其控制系统采用压力表、温度计传输信号，精确度不高；控制核心虽然采用PLC，但利用文本显示器或拨码开关设定参数，无法完成消毒过程的实时显示及监控。本项目设计的软包装输液袋消毒控制系统选用触摸屏作为人机接口，实现了现场的实时监控；采用了压力传感器、温度传感器采集模拟信号，控制精度更高；采用机动门的设计，使开门、关门更安全、方便。
1硬件设计
考虑到目前系统所需要的输入、输出点数以及以后的扩展情况，本项目选用西门子S7-300系列的CUP313C做为主控，选用西门子触摸屏KTP 600 DP做为人机界面。硬件结构框图如图1所示。
2软件设计
本系统的软件设计主要包括PLC程序设计和触摸屏设计。
2.1PLC程序设计
PLC程序设计包含机动门程序、手动程序和自动程序三部分。（1）机动门程序。机动门程序包含关门和开门程序。关门控制流程图如图2所示。把物品推进消毒柜后，首先把门推到位，这时门压紧信号闭合，按下触摸屏上的关门按钮，电动机正转锁门，当门到达关门限位开关后，关门状态信号送入PLC，这时电机停转，门锁死，同时进压缩气阀打开，密封条充满压缩气膨胀以实现对门的密封，触摸屏上的关门状态灯亮。开门控制流程图如图3所示。消毒结束后，按下触摸屏上的开门按钮，电动机反转开锁，当门到达开门限位开关后，开门状态信号送入PLC，这时电机停转，门开锁，同时出压缩气阀打开，密封条缩回，触摸屏上的开门状态灯亮。（2）手动程序。设置手动程序的目的主要有两个，第一是为了在自动程序开始之前，手动检查各个执行器（泵和阀）是否能正常工作；第二是为了如果自动程序出问题之后，操作人员能手动完成消毒灭菌流程，把损失减到最小。在触摸屏上设置各个阀和泵对应的按钮和状态灯，当按下某个按钮后，相应的阀或泵动作，并且相应的状态灯亮。特别要注意的是手动程序必须是在门锁死的情况下才可以启动。（3）自动程序。自动程序主要包括预热、升温、灭菌、冷却、结束五部分。设置好参数，关好柜门后，启动自动程序，进入预热阶段，预热流程图如图4所示。进水阀打开，当水位到达下水位时，管道泵启动开始喷淋，大蒸汽阀、小蒸汽阀都打开，冷水在与蒸汽充分混合后成为热水，输液袋的温度缓慢上升，解决了输液袋升温过快容易破袋的问题。当水位到达上水位时，进水阀关闭，停止进水。当柜内温度达到70℃时，管道泵停止，进入到升温阶段。升温流程图如图5所示。进入升温阶段后，当压力到达压力上限时，关闭大、小蒸汽阀；当压力下降到压力下限时，打开小蒸汽阀；当压力到达压力上限时，关闭小蒸汽阀；如此循环，用小蒸汽阀使压力保持在下限与上限之间。当温度到达灭菌温度下限时，进入灭菌阶段。灭菌流程图如图6所示。进入灭菌阶段后，灭菌计时开始，小蒸汽阀受压力和灭菌温度的双重控制。当压力到达上限或灭菌温度到达上限时，小蒸汽阀都关闭；当温度降到灭菌温度下限时，开启小蒸汽阀；当温度在灭菌温度的上限和下限之间，且压力降到下限时，开启小蒸汽阀。此阶段压力和灭菌温度参数的匹配非常重要。灭菌计时完成后，小蒸汽阀关闭，进入冷却阶段。冷却流程图如图7所示。进入冷却阶段后，管道泵启动，喷淋降温，3分钟后，进水阀打开，2分钟后，排水阀打开，2分钟后，进水阀关闭，当水位降到水位下限时，排水阀关闭，当温度降到60℃时，管道泵停止，排水阀打开，进过滤空气阀打开，3分钟后，排水阀、进过滤空气阀关闭，进入结束阶段。进入结束阶段后，触摸屏上结束状态灯亮，蜂鸣器响20秒，提示操作人员程序结束，可以开门。
2.2触摸屏设计
根据要求，主要的组态画面有以下几部分：主画面、机动门操作、手动程序、自动程序、参数设置、故障报警和复位、事件统计、帮助信息。特别注意，组态画面中元器件的地址与PLC程序中的地址必须一致，部分元器件地址如表1所示。
3结束语
本系统已经在生产中投入使用，实践表明，输液袋破袋率低，灭菌效果好，完全符合国家标准。
参考文献：
[1]王进满.成品布匹无识别自动分拣入库控制系统研制及应用[J].科技通报,2017,33(04):168-171.
[2]赵云伟.小型节拍式服装生产线控制系统的设计[J].液压与气动,2014(12):77-79.
作者:王涛 单位:山东工业职业学院