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国家职业资格全国统一鉴定 金蓝领维修电工技师论文 （国家职业资格二级） 论文题目： PLC在冷冻干燥机中的应用 姓??? 名： 身份证号： 准考证号：???????????????????????????? 所在省市： 山东省烟台龙口 所在单位： 烟台南山学院 基于PLC在冷冻干燥机中的应用 姓 名：李琳 单 位：烟台南山学院 摘 要:本文介绍了可编程控制器在冷冻干燥机的应用。可实现较高的自动化程度，并完成智能控制、状态显示和故障报警等任务，提高了系统的稳定性和可靠性。 关键词: 可编程控制器，冷冻干燥机，应用 1 引言 传统的冷冻干燥机由程序步进器进行机械控制，其触点繁多，故障频繁，维修不便，严重影响冷冻干燥机的正常工作，对产品的质量也产生了很大影响。冷冻干燥机可分为十三大部分：即真空装置、制冷装置、离心机装置、干燥腔室、真空排气系统、导热搁板、加热装置、导热媒体换热装置、搁板升降及压塞系统、溶媒收集装置、在线自动清洗装置、在线灭菌装置、运行参数测定控制系统部分。采用三菱的小型PLC(对整个冷冻干燥机运行系统进行控制，可实现较高的自动化程度，并完成智能控制、状态显和故障报警等任务，同时还提供良好的人机界面与操作员进行交互，使得修改各种参数简单、易行，对于机械设备的运行能及时、快速、准确的反映。 2 plc冷冻干燥机控制系统结构 冷冻干燥机的电气控制系统框图见图1。其核心是可编程控制器，它的输出部分主要用于控制各类阀门和驱动电机。其输入部分主要接收各类保护继电器的动作信号。其通讯接口端子沟通远程测量模块和上位机，进行数据交换，下面分别对备组成部分加以叙述。 上位机采用PE或以上型号的工控机，如果上位机放在环境较好的控制室中，可采用质量较好的商用甚至家用计算机。下位机由PLC、真空和制品电阻检测控制仪表、多路温度检测和控制仪表、电网检测仪表、蒸汽消毒专用仪表等组成。上下位机之间采用工业RS—485 串行总线连接，组成主从式多机网络。下位机各仪表传感器可实现各种模拟信号的采集、显示，可独立实现部分控制功能，也可按上位机的指令控制。带485通讯接口的PLC作为上位机的各输入输出开关量信号的接口，PLC本身具有独立的连锁保护和部分程控、定时功能，可在应急状态下配合手操台实现应急操作。测和控制仪表、电网检测仪表、蒸汽消毒 专用仪表等组成。上下位机之间采用工业.RS—485串行总线连接，组成主从式多机网络。下位机各仪表传感器可实现各种模拟信号的采集、显示，可独立实现部分控制功能，也可按上位机的指令控制。带485通讯接口的PLC作为上位机的各输入输出开关量信号的接口，PLC本身具有独立的连锁保护和部分程控、定时功能，可在应急状态下配合手操台实现应急操作。 本控制系统具有干燥机冻干曲线设定、除霜、灭菌、在线清洗、真空控制、干燥状态检测、故障报警和维修检查的功能。 图1冻干设备控制系统原理结构图 控制系统能进行全自动的冻干控制，包括预冻、加热、抽真空、压塞、放气、除霜、灭菌等。在编程器上可以显示温度、压力、时间、周期、状态等，也可以显示报警信息。采用冻干曲线和设备运行全自动方法时，可由微机编程，冻干流程显示可用荧光屏或模拟板两种方式，可在微机上对PLC编程，并能提供所有软件设备。软件可记录各运行设备运行的时间和历史记录，随机和定时打印数据、报表、曲线等，同时记录多项故障和事件发生。多点记录仪可显示制品、导热液、真空冷凝器的温度和干燥腔室、真空泵的真空度，同时还对冷凝器的温度进行报警。必要时能够进行人工干预。图2是冷冻干燥机运行监控系统的原理框图。 图2冷冻干燥机运行监控系统 模拟量输入模块FX2N—4AD FX2N—4AD是供FX2N用的4通道12位模拟量输入模块（正符合监测四台电动机），各通道可以指定为电流输入（-20mA~+20mA）或电压输入（-10V~+10V），输入电阻分别为 250Ω和200VkΩ ，分辨率分别为20Ua和5mA，综合精度为1%（相当于最大值）。有效输出位数为11位，最高位为符号位，在冷冻干燥机控制系统中的应用输出数字范围为-2048~+2047（对电动机的测量要求能达到）。转换速度最高为6ms/通道，在程序中占用8个输入输出点。一台FX2N最多可连接8个FX2N—4AD模块。如果生产当中需要测控的电动机台数过多，可以采用几台PLC组成网络来控制。 （2）模拟量输入模块 FX2N—4AD—PT FX2N—4AD—PT是供三线式铂电阻PT—100用的4通道12位温度传感器模拟量输入模块，驱动电流为1mA恒流方式），分辨率为0.2~0.3oC，综合精度为1%