滅菌干燥機是一種制藥機械，用對玻璃器皿等加熱、滅菌和烘干。過去一般是采用常規溫度控制器控制溫度，采用小型PLC控制其機械運轉。隨著生產自動化水平的提高，溫度測量與控制數據也需要上傳到PLC、觸摸屏或上位機，因此采用PLC的整體控制方案逐步得到推廣。
二、系統配置圖
PLC采用EC20-3232BTA，擴展模塊采用EC20-4TC，接入了2個測溫用的熱電偶信號觸摸屏采用HITECH的PWS6600。如下圖為控制系統結構圖。
三、 溫度控制方式和策略
溫度控制是滅菌干燥機的最主要的功能。通過精確地控制溫度在設定值的±1度偏差左右，達到醫用器皿滅菌加工的要求；同時工作溫度應該在開機后盡快達到要求，預熱和波動時間都不能太長。
此干燥機的加熱元件采用7組紅外加熱管，每組加熱管各由1個交流接觸器控制電路通斷。由于7組紅外加熱管的功率很大，因此在運行中不能始終以調節全部加熱管來控制溫度，否則溫度難以控制，波動時間很長。
以下第1點說明了分段快速加熱控制，第2點說明了精確溫控的控制策略。
1、設計采用了分組快速加熱的方式，以加快預熱的過程。
在設定與實際的溫差大于50度的時候，PLC會把7組加熱管全部投入加熱過程。當設定與實際的溫差小于30度時，PLC將其中3組紅外加熱管給關閉了，剩下的4組加熱管繼續加熱。當設定與實際的溫差小于15度的時候，PLC再關閉2組加熱管，同時對最后兩組加熱管的加熱過程進行PID調節。通過這種方式，系統預熱時間大大縮短，波動的響應加快了。上述多個溫度切換點是通過調試時找到該設備加熱管的熱慣性后確定的。
2、PLC采用固定加熱周期和可變加熱脈寬調節的方式來控制穩定加熱過程。
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系統在最后2組加熱管工作的時候，通過改變固定加熱周期中的加熱時間脈寬比例，實現了PID調切的控制策略。
四、比例帶與比例系數
對某些常用的溫控策略設計中，人們常在PID設置中引入“比例帶”的概念，也就是在確定比例系數時，先單純考慮比例調節，以一個固定PV-SV的精度差值來確定比例值。
比如舉溫度控制的例子，單純考慮比例調節，當希望達到的溫度差值為±10度，則就以10度為精度數據，當PV小于SV且溫差在10度及以上時，PID輸出則為最大輸出（100%）。當溫差小于10度，則按線性減少，直到沒有溫差時達到0%輸出。
在這個例子中，“比例帶”就設為10度。則可以通過這個比例帶來推算出比例值KP。對于EC20的PLC，由于PID輸出值一般設定為0～32767，因此KP=32767/10，即3276.7。
五、其它機械運轉控制功能
由該PLC對機械運行進行控制，檢測位置信號和警報信號。
六、運行結果
艾默生的EC20系列PLC應用于滅菌干燥機上，實現對溫度和機械進行控制。通過觸摸屏來設置設備運行參數，操作機器，顯示實時和歷史數據，并將一段時間內的運行數據存儲在觸摸屏內存中，以備查詢。PLC的溫度PID控制運算功能代替了溫度控制器，并將溫度值用于觸摸屏的顯示和記錄。新型滅菌干燥設備經過工程技術人員的調試，完全達到了工藝要求。產品目前已經得到了推廣，為客戶創造了效益。
：鞏經理
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：南京塞姆泵業有限公司
