冻干机控制系统设计开题报告

全文总字数：3773字

1. 研究目的与意义（文献综述）

此次设计的内容为冻干机后箱霜化自动控制系统。冻干，即冷冻干燥，这一技术现在已经广泛应用于医药及食品行业，为了保证冻干产品的性状能够达到预期效果，在冻干过程中对工艺变量控制的要求非常高，这些工艺变量直接表征生产过程，对产品的质量起决定性作用。对冷冻干燥装置的控制系统的实时性，稳定性。精确性提出了很高的要求。随着各方面科技的发展，新的控制理论，新的控制设备，新的通信网络技术的不断完善成熟，为冻干控制系统领域的发展提供了强大动力，将一些新的技术应用到冻干机控制技术中，使冻干装置拥有更佳的运行机能，能适应更高的调节要求，能满足更复杂的控制环境，相信这对我国的生物制药，食品加工等行业带来一定的推动作用。

冻干技术的应用始于20世纪初，1909年，shackell成功的冻干了抗血清，狂犬病毒盒其他生物材料。1911年harris，shackell，flosdorf用冻干法保存了细菌菌种。1921年swift用冻干法保存了病毒毒种。1929年sawyer用冻干法制造血浆和免疫血清。

经过几十年的发展与改进，冻干的设备和技术日趋完善。现代先进的冻干设备不仅能满足各种产品对冻干工艺的要求，而且在操作控制上已实现了手动与全自动控制。在工艺上发明了为改善加热条件，缩短冻干周期的循环压力法，调压升华法和监控干燥结束的压力升检查法。为了满足人们不断增长的各类药物，生物保健品，冻干食物等要求，这一切都有力的推动了真空冷冻干燥技术的进一步发展，使其应用规模不断扩大，应用领域不断扩展。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计主要内容是针对冻干机的后箱化霜系统进行设计，目的是通过少量的注射用水在后箱循环化霜，化霜后的低温水通过蒸汽换热器加热，每台冻干机单独化霜融冰。冻干机后箱盘管上约有300公斤左右冰块。通过阀门和仪表控制，采用注射用水，循环泵，蒸汽换热器加热，融冰之后的注射用水循环加热进行融冰。（一次完整化霜时间≤3.5h）

本次设计的基本目标为消化西门子smart plc，smart 1000ie触摸屏，施耐德atv32变频器，罗斯蒙特压力传感器技术资料。完成冻干机系统综述，总结冻干机系统工艺要求、 设计电气控制线路，plc控制程序，触摸屏程序、英文技术资料翻译、撰写毕业设计论文。

本次设计采用plc进行设计，plc的可靠性高，抗干扰能力强，拥有强大的编程能力，能实现各种控制功能，同时配套的硬件齐全，方便用户操作，故本次设计我们采用plc作为主控制器，通过pc端进行编程，将程序下载给plc，通过控制阀门和变频器以及监视控制压力变送器，来控制冻干机内的水流情况和循环泵的启停。为了能够更加方便直观的进行控制，我们选择采用触摸屏对系统进行控制和操作，包括选择手动或自动，以及选择哪一个后箱进行化霜，开启蒸汽加热换热系统，根据换热器出口温度表指示，调节进口蒸汽阀开度及冷凝液疏水量等。

3. 研究计划与安排

1）1-3周，消化技术资料，整理完成冻干机系统综述及系统控制要求，系统方案设计，完成开题。

2）4-6周，完成英文技术资料翻译，电气控制线路，

3）7-9周，完成plc控制程序设计及触摸屏与plc交互规划

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 余红燕. 冻干机控制系统的研究与设计[d].江西理工大学,2012.

[2] 张擂. 真空冷冻干燥机控制系统的设计与实施[d].华东理工大学,2011.

[3] 胡新卓. ray125型真空冻干机设计[d].华东理工大学,2017.