Модернізація сухожарового стерилізатора LYTZEN

 

Розробка та впровадження апаратно-програмного комплексу на модернізацію шафи керування сухожарового стерилізатора  шляхом заміни контролера та панелі керування

Опис стерилізатора сухожарового

Представляє собою цільну конструкцію, призначений для сухожарової стерилізації матеріалів в середині робочої камери при температурах до 250˚С і з часом експозиції від 30 до 180 хвилин (час може змінюватись в більшу сторону в залежності від поставленої задачі). Сухожар обладнаний наступними вузлами:

1. Блок ТЕН – забезпечує нагрів робочої камери стерилізатора.
2. Циркуляційний вентилятор – перемішує повітря в середині робочої камери, для кращого розподілення температури.
3. Вузол охолодження робочої камери – забезпечує швидше охолодження матеріалу після закінчення процесу стерилізації. Складається з вентилятора, HEPA фільтра, водяного теплообмінника, клапанів подачі і скидання води (приводяться в дію стислим повітрям), заслонка, яка запобігає потраплянню повітря всередину камери ззовні, диференційний манометр, який показує перепад тиску на фільтрі.
4. Магістраль стислого повітря з датчиком тиску – використовується для керування клапанами подачі води.
5. Вузол блокування дверей – складається з електромагнітного замка, кінцевого перемикача для сигналізації спрацювання ел. замка, кінцевого перемикача для сигналізації закриття дверей.
6. Диференційний манометр – показує перепад тиску в робочій камері.
7. Заслонка – слугує для скидання гарячого повітря з камери і приводиться в дію виконавчим механізмом під час охолодження матеріалу в кінці циклу стерилізації. В нормальному стані закрита.

Поточний принцип роботи стерилізатора

Оператор вибирає режим стерилізації з однієї з збережених програм, або вводе нову програму стерилізації (для цього він задає температуру та час стерилізації), поворотом ключа вибирає режим охолодження, пасивний, або активний, після чого перевіряє готовність сухожару до роботи (контролюється закриття дверей, перевіряється тиск стислого повітря, робота пресостату перепаду тиску в камері, перевіряється зв'язок з реєстратором температури), після чого контролер дає дозвіл на запуск програми. Оператор нажимає кнопку старт. Процес стерилізації діляться на наступні етапи які відображаються на панелі:

1. Нагрів – вихід стерилізатора на режим стерилізації.
2. Стерилізація – після досягнення заданої температури стерилізації, починається зворотній відлік часу стерилізації.

• Охолодження – стерилізатор вмикає вентилятор охолодження, відкриває заслонку перед вентилятором і заслонку скидання гарячого повітря з робочої камери, після чого в залежності від вибраного режиму вмикається подача води на теплообмінник, або ні, і стерилізатор охолоджується до температури безпечної для вигрузки матеріалу. Після досягнення безпечної температури висвітлюється повідомлення про успішну стерилізацію. Після чого оператор може відкрити двері з меню керування замками дверей.

 Обладнання 

Контролер (PLC ABB AC500-eCo)

Модуль цифрових входів 24В – 32 шт. (з них 14шт. формування команд з клавіатури панелі керування)

Модуль цифрових виходів 24В – 34 шт. (з них 12шт. світлодіодна сигналізація на панелі керування)

Модуль аналогових входів 4-20мА – 6 шт. (підключення 1 датчику тиску та 5 датчиків температури Pt100 через перетворювач сигналів).

Панель керування АВВ зі встановленою SCADA, на яку виводиться статус стерилізатора, етапи стерилізації, вибір програм стерилізації, тестування обладнання, аварії.

 Опис роботи модернізованого обладнання

Після проведення модернізації, сухожар повинен мати змогу виконувати ті самі функції як і до модернізації, і мати наступні кроки стерилізації:

1. Нагрів – вихід на режим стерилізації;
2. Стерилізація з заданою температурою та часом (може бути кілька підкроків з різною температурою стерилізації та часом);

• Охолодження матеріалу. На вибір можуть бути кілька режимів охолодження, пасивний – коли продукт охолоджується повітрям яке подається нагнітаючим вентилятором через HEPA фільтр, та активний – теж що і пасивний, але додатково вмикається водяний теплообмінник, який охолоджує повітря яке потрапляє до камери стерилізатора;

1. Після досягнення безпечної температури в середині камери, вентилятор обдуву вимикається, і з’являється попередження про закінчення стерилізації.

Регулювання температури забезпечується PID регулятором, який повинен підтримувати задану температуру в середині робочої камери з точністю ±2С˚.

Опис екранів панелі керування  

1. На головному екрані схематично зображено сухожар з зонально розміщеними датчиками температури, тиску, іншими дискретними елементами вводу виводу які повинні сигналізувати про свій статус. Також на головному екрані виводиться наступна інформація: вибрана програма стерилізації, таймер з відліком часу до кінця поточного етапу, таймер з загальним часом стерилізації, кнопка старту – зупинки процесу стерилізації, годинник, користувач. А також кнопки допоміжних меню: меню програм стерилізації, аварії, меню налаштувань, графіки, меню ініціалізації користувача, меню блокування дверей т ін.
2. Вікно аварій, де виводяться аварії, як загального характеру по всій машині, так і аварії які стосуються відхилень по роботі програмами стерилізації. А також ручне скидання аварій, та блокування звукового сповіщувача.
3. Меню програм (рецептів) стерилізації. В даному меню можна вибрати готову програму стерилізації, або змінити існуючу, та виставляється температура та час стерилізації. Доступ до зміни програми має обмежуватись паролем з фіксацією історії входу до програми та проведених змін.
4. В меню графіки можна подивитись на графік процесу стерилізації, а також графіки стерилізації за останні 20-30 циклів. На графіку є шкала часу та шкала температури, яка дозволяє масштабувати графіки на екрані, а також передивлятися значення в конкретний час. Також в даному меню можна перемкнути зображення температури в табличному вигляді. За можливості додати функцію зберігання табличних значень на USB носій інформації в форматі CSV або PDF.
5. Меню налаштувань. В даному меню знаходяться налаштування дати, часу, калібрування датчиків (в температурних датчиків є калібрування по зсуву і нахилу), меню налаштування аварій (верхній, нижній поріг по температурі, відсутність тиску, та ін.), швидкість охолодження, меню тестування де можна побачити статус всіх дискретних входів/виходів, та кнопки перевірки окремих вузлів(ТЕНи, клапана, заслони).
6. Меню користувачів. Встановити трирівневу систему доступу. Оператор – має доступ до основного екрану, меню аварій, графіків. Адміністратор – меню налаштувань режимів стерилізації. Інженер – має доступ до всіх меню і може налаштовувати, калібрувати датчики, перевіряти статуси обладнання, та окремі вузли.
7. Меню блокування дверей. Можливо дана функція буде автоматизована, і прив’язана до процесу стерилізації.