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目前我国已成为一次性无菌医疗器械生产和出口的大国,2010年预计其总产值将达1000亿元。作为一种有效和廉价的灭菌手段,环氧乙烷灭菌已经成为一次性无菌医疗器械行业的首选。但是我国现有的环氧乙烷灭菌器控制系统普遍不符合新的国际标准要求,不能实时存储、记录和汇总灭菌过程中参数,也不能按照新标准的要求对历史数据实现3年以上的追溯。因此,按照新的标准重新研制、改进灭菌器控制系统,对我国高速发展的一次性医疗器械行业具有极为重要的意义。针对国内现有的环氧乙烷灭菌器控制系统的不足,采用PLC控制器和Genesis32组态软件,对环氧乙烷灭菌器控制系统进行了全新的设计。
本文设计的基于GENESIS32的环氧乙烷灭菌器控制系统,由西门子S7-200PLC控制器完成数据采集、执行机构控制等底层操作,GENESIS32完成对系统的监视、控制和管理。实现了对灭菌过程中温度、湿度、压力等参数的精确控制,同时可以对数据和随时间变化的趋势图进行5年的追溯,系统各部分通过RS485实现通讯,可以接入企业以太网。论文的具体研究和成果如下:
1.优化了环氧乙烷灭菌器灭菌控制流程,建立了灭菌过程中温度、湿度、压力等主要物理参数的控制模型,利用S7-200PLC支持的PID模块,整定了PID参数,实现了过程参数的控制;
2.在分析了控制软件体系,即软件数据结构、软件接口和软件关系的基础上,实现了基于GENESIS32的环氧乙烷灭菌器控制系统的设计,包括系统的组成、PLC的输入/输出分配及程序设计;
3.使用贝赛尔曲线把采集到的灭菌过程中的温度、湿度和压力等参数进行了曲线拟合,绘制了随时间变化的过程参数趋势图;
4.设计实现了信息丰富、界面良好的人机交互系统,易于操作。通过交互系统,用户可以完全掌握灭菌过程中的系统状态,并能对异常事件进行记录和提醒。
本文对基于GENESIS32的环氧乙烷灭菌器控制系统的结构、控制流程、软件组态作了详细的阐述。设计的环氧乙烷灭菌器控制系统在费森尤斯(常熟)医疗器械有限公司的实际应用中,灭菌过程中的温度、湿度和压力等参数控制良好,灭菌效果符合要求。今后,环氧乙烷灭菌器控制系统将进一步适应灭菌器大型化、高真空度的发展趋势。