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某医用灭菌器控制系统开发

点击次数:2590 发布时间:2012-02-27

  该灭菌器主要进行包裹类、器械类、乳胶类、液体类及其它类五项进行灭菌,其工艺大体相同,不同之处可由程序控制。通过其工作原理(图1)可知,根据里外锅

的温度和压力是否达到规定值而进行各种动作控制。

  模拟输入量共4个:外锅温度TW,外锅压力PW,里锅温度TL,里锅压力PL;控制输出量共16个:外锅进汽阀开关IW ,外锅排汽阀开关OW,里锅进汽阀开关IL,里锅排

汽阀开关OL,真空阀开关ZK,干燥空气阀开关GZ,油泵继电器通断YB,真空泵继电器通断ZB,电磁液压阀(高压阀GF、齿条阀CF、门闩阀MF),信号指示(电源指示PowerL、

总电源指示PowerZ、故障指示ERR、蜂鸣报警ALarm)。

  2、控制系统硬件结构

  控制系统硬件结构
  该控制系统硬件电路主要由数据采集、控制量输出、时钟模块、和人机界面的硬件部分等组成。
灭菌室实际温度和压力值由半导体集成温度传感器AD590JH和集成压力传感器MPX5500D测量, 采集的2路温度信号和2路压力信号由P0.0~P0.3送入80C196CKB芯片。在

80C196CKB中,有一个8通道的10位A/D转换器,适用于多路数据采集系统。一次A/D转换需88个状态周期(采用12MHz晶振时为22μs)。其优点是在满足工艺要求的情况

下极大地简化了硬件电路,有益于电路的可靠性。

  80C196CKB里的数字量经数字滤波、标度变换后一方面通过LCD显示, 另一方面与设定进行比较, 得到偏差E 和偏差变化率EC , 为后续控制提供依据。采用并行输

出接口电路825来实现近20路开关控制量的输出控制。温度控制是由调节蒸汽阀门的开口来实现, 控制量经D/ A 转换为模拟量输出, 功率放大后控制蒸汽阀的开口。

用户通过键盘设定灭菌温度、时间和脉动真空次数, 满足各种消毒要求.

  采用DS12887并行时钟模块。
  人机界面主要包括键盘、显示和微型打印机接口电路。键盘采用软键盘形式,由程序处理来实现键码的识别、去抖动和确认;通过一块825实现了键盘和打印机

的硬件接口。显示器采用内置T6963C控制器的LCD显示模块(和CPU以直接方式连接),用以动态显示温度、压力、时间和操作提示等。打印机用于打印相关的运行工艺

参数。用户界面在软件上的实现是由分散而不是集中的软件模块来实现的(见下节)。
  本系统所有器件均采用单一+5V电源供电,由于实际应用时,数据采集时信号容易受到干扰,因此在信号输入输出接点处采取光耦隔离电路,并采取屏蔽电阻等措

施保证系统的稳定。

  3.软件设计
  本系统功能很多, 为了便于设计和维护, 采用自顶向下逐步细化的结构化模块设计方法, 将具有独立功能的子程序都设为子程序模块,相关的功能均由相应的功能

子程序实现。主程序由初始化、灭菌类别选择和相关显示、参数比较、执行机构输出控制等组成,其核心是温度和压力参数的比较和相应的输出控制;时间的动态显示

由定时器1溢出中断处理程序执行;4个通道的温度、压力数据采集处理和动态显示由A/D转换结束中断处理程序完成。由于显示程序比较大,放在中断处理程序中运行

使背景程序简洁,有利于软件运行的可靠性。

  程序运行的基本过程是:初始化后启动A/D转换以采集温度、压力信号,经处理后,这些数据和用户设定的运行参数比较,然后决定系统执行机构的不同动作以满

足运行参数被控制在工艺要求的范围内。
  本控制系统的软件全部采用汇编语言,执行效率高,运行可靠,限于篇幅所限,不一一介绍。
 

 
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