CN112596555B - 一种空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提出一种空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法及***，方法包括：获取初始温度值和初始压力值；设定升温速率和升压速率，计算第一时段后的温度增量值和压力增量值，根据初始温度值和温度增量值计算第一时段后的目标温度值，根据初始压力值和压力增量值计算第一时段后的目标压力值；获取实际温度值和实际压力值，根据实际温度值与目标温度值的比值调整蒸汽加注阀A的开度大小，根据实际压力值与目标压力值的差值，调整压缩空气加注阀B和空气蒸汽混合灭菌柜的排气阀C的开闭。本发明能够对蒸汽空气混合灭菌器升温过程实现较好控制，达到对易形变产品灭菌的同时避免产品外形发生变化。

Description

一种空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法及***

技术领域

本发明涉及灭菌领域，尤其涉及一种空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法及***。

背景技术

柔性容器由于产品外形很容易发生变形，在普通灭菌器进行升温灭菌过程中，会导致产品外形严重变形，影响产品的成品品质及价值；在此种情况下亟待一种稳定可靠而且升温速度较快的升温方式，能够根据易形变产品特性保持产品外形的同时高质量完成升温灭菌。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法及***，能够对蒸汽空气混合灭菌器升温过程实现较好控制，达到对易形变产品灭菌的同时避免产品外形发生变化。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法，包括以下步骤：

1)获取空气蒸汽混合灭菌柜的灭菌腔室的初始温度值T1和初始压力值P1；

2)根据升温速率SPT01和升压速率SPP01计算第一时段后的温度增量值和压力增量值，根据初始温度值T1和温度增量值计算第一时段后的目标温度值T设，根据初始压力值P1和压力增量值计算第一时段后的目标压力值P设；

3)获取空气蒸汽混合灭菌柜的灭菌腔室的实际温度值T实和实际压力值P实，根据实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整空气蒸汽混合灭菌柜的蒸汽加注阀A的开度大小，根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值，调整空气蒸汽混合灭菌柜的压缩空气加注阀B和空气蒸汽混合灭菌柜的排气阀C的开闭。

进一步的，步骤2)中目标温度值T设和目标压力值P设的函数表达式为：

上式中，time1为第一时段时长。

进一步的，步骤3)具体包括以下步骤：

3.1)以第二时段为间隔获取空气蒸汽混合灭菌柜的灭菌腔室的实际温度值T实和实际压力值P实；

3.2)根据PID算法针对实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整空气蒸汽混合灭菌柜的蒸汽加注阀A的开度大小，根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值调整空气蒸汽混合灭菌柜的压缩空气加注阀B和空气蒸汽混合灭菌柜的排气阀C的开闭；

3.3)返回步骤3.1)直到第一时段结束。

进一步的，步骤3.2)根据PID算法中针对实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整空气蒸汽混合灭菌柜的蒸汽加注阀A的开度大小具体包括：根据PID算法，针对实际温度值T实与目标温度值T设的比值实时调整输出OUT01，将OUT01作为蒸汽加注阀A的开度。

进一步的，步骤3.2)中根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值调整空气蒸汽混合灭菌柜的压缩空气加注阀B和空气蒸汽混合灭菌柜的排气阀C的开闭具体包括：

当P实<P设-△p时，开启压缩空气加注阀B，关闭排气阀C，当P实>P设+△p时，关闭压缩空气加注阀B，打开排气阀C，当P设-△p≤P实≤P设+△p时，关闭压缩空气加注阀B和排气阀C，△p为P实值的百分比值。

进一步的，△p为P实值的5％。

进一步的，步骤1)之前包括：设定升温速率SPT01和升压速率SPP01的值。

进一步的，步骤2)之前包括：调整升温速率SPT01和升压速率SPP01的值。

本发明还提出一种空气蒸汽混合灭菌柜***，包括PLC控制器、速率设定单元、设有温度传感器和压力传感器的灭菌腔室，所述PLC控制器的输入端分别和温度传感器、压力传感器和速率设定单元连接，所述PLC控制器的输出端和蒸汽加注阀A、压缩空气加注阀B、排气阀C的控制端分别连接，所述灭菌腔室和蒸汽加注阀A、压缩空气加注阀B、排气阀C分别连通，所述PLC控制器包括：

温度压力计算模块，用于获取灭菌腔室的初始温度值T1和初始压力值P1；还用于根据升温速率SPT01和升压速率SPP01根据升温速率SPT01和升压速率SPP01根据升温速率SPT01和升压速率SPP01计算第一时段后的温度增量值和压力增量值，根据初始温度值T1和温度增量值计算第一时段后的目标温度值T设，根据初始压力值P1和压力增量值计算第一时段后的目标压力值P设；

PID控制算法器，用于获取灭菌腔室的实际温度值T实和实际压力值P实，根据实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整蒸汽加注阀A的开度大小，根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值，调整压缩空气加注阀B和排气阀C的开闭。

进一步的，所述速率设定单元安装有用于设定和调整升温速率SPT01以及升压速率SPP01的SCADA监控***。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明的方法通过实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整空气蒸汽混合灭菌柜的蒸汽加注阀A的开度大小，实现目标温度实时调整，增强了温度控制的精准度，防止灭菌温度过高导致易形变产品外形变化；

2.本发明的方法通过升温速率和升压速率实现温度和压力线性变化，使得灭菌过程中产品内部与产品外部压力及温度平衡，减小了易变形产品的形变，提升产品质量；

3.本发明的升温速率和升压速率可以采用预设值，也可以采用调整后的值，可以适应不同灭菌对象对升温时间和压力的要求，增强了使用范围和应用场景。

附图说明

图1为本发明实施例的方法的流程图。

图2为本发明实施例的***的结构示意图。

图例说明：1-PLC控制器、2-灭菌腔室、3-速率设定单元、21-温度传感器、22-压力传感器。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提出一种空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法，包括以下步骤：

1)获取空气蒸汽混合灭菌柜的灭菌腔室的初始温度值T1和初始压力值P1；

2)设定升温速率SPT01和升压速率SPP01，计算第一时段后的温度增量值和压力增量值，根据初始温度值T1和温度增量值计算第一时段后的目标温度值T设，根据初始压力值P1和压力增量值计算第一时段后的目标压力值P设；

3)获取空气蒸汽混合灭菌柜的灭菌腔室的实际温度值T实和实际压力值P实，根据实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整空气蒸汽混合灭菌柜的蒸汽加注阀A的开度大小，根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值，调整空气蒸汽混合灭菌柜的压缩空气加注阀B和空气蒸汽混合灭菌柜的排气阀C的开闭。

上述步骤中，本实施例根据升温速率SPT01和升压速率SPP01计算第一时段后的温度增量值和压力增量值，并进一步计算第一时段后的温度目标值和压力目标值，实现温度和压力线性变化，使得灭菌过程中产品内部与产品外部压力及温度平衡，减小了易变形产品的形变，提升产品质量。

本实施例的步骤2)中目标温度值T设和目标压力值P设的函数表达式为：

上式中，T1为初始温度值，P1为初始压力值，SPT01为升温速率，SPP01为升压速率，time1为第一时段时长。

如图1所示，本实施例的步骤3)具体包括以下步骤：

3.1)以第二时段为间隔获取空气蒸汽混合灭菌柜的灭菌腔室的实际温度值T实和实际压力值P实；

3.2)根据PID算法针对实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整空气蒸汽混合灭菌柜的蒸汽加注阀A的开度大小，根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值调整空气蒸汽混合灭菌柜的压缩空气加注阀B和空气蒸汽混合灭菌柜的排气阀C的开闭；

3.3)返回步骤3.1)直到第一时段结束。

通过上述步骤，在第一时段内以第二时段为间隔实时获取实际温度值T实和实际压力值P实，根据实际温度值T实调整蒸汽加注阀A的开度大小，并根据实际压力值P实调整压缩空气加注阀B和排气阀C的开闭，从而实现了对于空气蒸汽混合灭菌柜的灭菌腔室内部温度和压力的实时调整。

本实施例的步骤3)根据PID算法精确调整蒸汽加注阀A的开度，并调整压缩空气加注阀B和排气阀C的开闭作为蒸汽加注阀A压力控制的补充，增强了温度控制和压力控制的精准度，防止灭菌腔室内部的温度或压力过高导致易形变产品外形变化。

具体的，步骤3.2)根据PID算法中针对实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整空气蒸汽混合灭菌柜的蒸汽加注阀A的开度大小具体包括：根据PID算法，针对实际温度值T实与目标温度值T设的比值实时调整输出OUT01，将OUT01作为蒸汽加注阀A的开度。

步骤3.2)中根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值调整空气蒸汽混合灭菌柜的压缩空气加注阀B和空气蒸汽混合灭菌柜的排气阀C的开闭具体包括：

当P实<P设-△p时，开启压缩空气加注阀B，关闭排气阀C，当P实>P设+△p时，关闭压缩空气加注阀B，打开排气阀C，当P设-△p≤P实≤P设+△p时，关闭压缩空气加注阀B和排气阀C，△p为P实值的百分比值。本实施例中，△p为P实值的5％。

本实施例的步骤2)中，升温速率SPT01和升压速率SPP01可以为预设的值，因此步骤1)之前包括：设定升温速率SPT01和升压速率SPP01的值；在此基础上，升温速率SPT01和升压速率SPP01还可以为实时调整后的值，与之对应的，步骤2)之前包括：调整升温速率SPT01和升压速率SPP01的值，本实施例中优选调整后的值，可以适应不同灭菌对象对升温时间和压力的要求，增强了使用范围和应用场景。

如图2所示，根据上述空气蒸汽混合灭菌柜控制方法，我们还提出一种空气蒸汽混合灭菌柜***，包括PLC控制器1、灭菌腔室2、速率设定单元3、蒸汽加注阀A、压缩空气加注阀B和排气阀C，灭菌腔室2和蒸汽加注阀A、压缩空气加注阀B、排气阀C分别连通，灭菌腔室2中设有温度传感器21和压力传感器22，PLC控制器1的输入端分别和温度传感器21、压力传感器22和速率设定单元3连接，PLC控制器1的输出端和蒸汽加注阀A、压缩空气加注阀B、排气阀C的控制端分别连接，PLC控制器1包括：

温度压力计算模块，用于获取灭菌腔室2的初始温度值T1和初始压力值P1；还用于根据升温速率SPT01和升压速率SPP01计算第一时段后的温度增量值和压力增量值，根据初始温度值T1和温度增量值计算第一时段后的目标温度值T设，根据初始压力值P1和压力增量值计算第一时段后的目标压力值P设；

PID控制算法器，用于获取灭菌腔室2的实际温度值T实和实际压力值P实，根据实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整蒸汽加注阀A的开度大小，根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值，调整压缩空气加注阀B和排气阀C的开闭。

本实施例的***中，PLC控制器1通过温度传感器21和压力传感器22获取灭菌腔室2内部的温度值以及压力值，通过温度压力计算模块计算目标温度值和目标压力值，通过PID控制算法器根据PID算法精确调整蒸汽加注阀A的开度大小，并通过PID控制算法器调整压缩空气加注阀B和排气阀C的开闭作为蒸汽加注阀A压力控制的补充，增强了温度控制和压力控制的精准度，防止灭菌腔室2内部的温度或压力过高导致易形变产品外形变化。

本实施例中的速率设定单元3安装有用于预设和实时修改升温速率SPT01以及升压速率SPP01的SCADA监控***，SCADA监控***可以预先设置升温速率SPT01以及升压速率SPP01的值，也可以实时调整升温速率SPT01以及升压速率SPP01的值，从而使得本发明的空气蒸汽混合灭菌柜***可以适应不同灭菌对象对升温时间和压力的要求，增强了使用范围和应用场景。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）获取空气蒸汽混合灭菌柜的灭菌腔室的初始温度值T1和初始压力值P1；

2）根据升温速率SPT01和升压速率SPP01计算第一时段后的温度增量值和压力增量值，根据初始温度值T1和温度增量值计算第一时段后的目标温度值T设，根据初始压力值P1和压力增量值计算第一时段后的目标压力值P设，使得灭菌过程中产品内部与产品外部压力及温度平衡，减小了易变形产品的形变，提升产品质量，目标温度值T设和目标压力值P设的函数表达式为：

上式中，time1为第一时段时长；

3）获取空气蒸汽混合灭菌柜的灭菌腔室的实际温度值T实和实际压力值P实，根据实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整空气蒸汽混合灭菌柜的蒸汽加注阀A的开度大小，根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值，调整空气蒸汽混合灭菌柜的压缩空气加注阀B和空气蒸汽混合灭菌柜的排气阀C的开闭。

2.根据权利要求1所述的空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法，其特征在于，步骤3）具体包括以下步骤：

3.1）以第二时段为间隔获取空气蒸汽混合灭菌柜的灭菌腔室的实际温度值T实和实际压力值P实；

3.2）根据PID算法针对实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整空气蒸汽混合灭菌柜的蒸汽加注阀A的开度大小，根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值调整空气蒸汽混合灭菌柜的压缩空气加注阀B和空气蒸汽混合灭菌柜的排气阀C的开闭；

3.3）返回步骤3.1）直到第一时段结束。

3.根据权利要求2所述的空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法，其特征在于，步骤3.2）根据PID算法中针对实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整空气蒸汽混合灭菌柜的蒸汽加注阀A的开度大小具体包括：根据PID算法，针对实际温度值T实与目标温度值T设的比值实时调整输出OUT01，将OUT01作为蒸汽加注阀A的开度。

4.根据权利要求2所述的空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法，其特征在于，步骤3.2）中根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值调整空气蒸汽混合灭菌柜的压缩空气加注阀B和空气蒸汽混合灭菌柜的排气阀C的开闭具体包括：

当P实<P设-△p时，开启压缩空气加注阀B，关闭排气阀C，当P实>P设+△p时，关闭压缩空气加注阀B，打开排气阀C，当P设-△p≤P实≤P设+△p时，关闭压缩空气加注阀B和排气阀C，△p为P实值的百分比值。

5.根据权利要求3所述的空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法，其特征在于，△p为P实值的5%。

6.根据权利要求1所述的空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法，其特征在于，步骤1）之前包括：设定升温速率SPT01和升压速率SPP01的值。

7.根据权利要求6所述的空气蒸汽混合灭菌柜升温升压的控制方法，其特征在于，步骤2）之前包括：调整升温速率SPT01和升压速率SPP01的值。

8.一种空气蒸汽混合灭菌柜***，其特征在于，包括PLC控制器（1）、速率设定单元（3）、设有温度传感器（21）和压力传感器（22）的灭菌腔室（2），所述PLC控制器（1）的输入端分别和温度传感器（21）、压力传感器（22）和速率设定单元（3）连接，所述PLC控制器（1）的输出端和蒸汽加注阀A、压缩空气加注阀B、排气阀C的控制端分别连接，所述灭菌腔室（2）和蒸汽加注阀A、压缩空气加注阀B、排气阀C分别连通，所述PLC控制器（1）包括：

温度压力计算模块，用于获取灭菌腔室（2）的初始温度值T1和初始压力值P1；还用于根据升温速率SPT01和升压速率SPP01计算第一时段后的温度增量值和压力增量值，根据初始温度值T1和温度增量值计算第一时段后的目标温度值T设，根据初始压力值P1和压力增量值计算第一时段后的目标压力值P设，使得灭菌过程中产品内部与产品外部压力及温度平衡，减小了易变形产品的形变，提升产品质量，目标温度值T设和目标压力值P设的函数表达式为：

上式中，time1为第一时段时长；

PID控制算法器，用于获取灭菌腔室（2）的实际温度值T实和实际压力值P实，根据实际温度值T实与目标温度值T设的比值调整蒸汽加注阀A的开度大小，根据实际压力值P实与目标压力值P设的差值，调整压缩空气加注阀B和排气阀C的开闭。

9.根据权利要求8所述的空气蒸汽混合灭菌柜***，其特征在于，所述速率设定单元（3）安装有用于设定和调整升温速率SPT01以及升压速率SPP01的SCADA监控***。

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