一種帶pid摻氣控制系統(tǒng)的凍干的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機，包括凍干箱，所述凍干箱連接有冷阱，所述冷阱連接有真空泵；所述凍干箱連接有真空度傳感器，所述真空度傳感器與PID控制器相連；所述凍干箱連接有進氣管道，所述進氣管道的進氣口處設有呼吸過濾器，所述進氣管道上設有電動調節(jié)閥，所述電動調節(jié)閥與所述PID控制器相連；所述PID控制器包括依次相連的放大電路、濾波電路、A/D轉換電路、PLC控制器和D/A轉換電路，所述真空度傳感器與所述放大電路相連，所述電動調節(jié)閥與所述D/A轉換電路相連。本實用新型提高了控制精度，摻氣過程平穩(wěn)。
【專利說明】一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及冷凍干燥設備，具體是一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機。

【背景技術】
[0002]制品在升華干燥和解析干燥過程中，凍干箱內真空度過低會使升華速率降低；而真空度過高又會降低板層對制品的熱對流和熱傳導能力，進而間接地降低了制品的升華速率。因此，需要使真空度保持在一個特定的數值范圍內。
[0003]為了穩(wěn)定凍干箱內的真空度，傳統(tǒng)的控制方式主要有兩種:一種是通過控制電動擋板閥的開閉來控制凍干箱的進氣量，同時保證真空泵端的抽氣速率保持不變；另一種是直接控制凍干箱與冷阱間的中隔閥的開閉，通過改變抽氣量的方式來保持真空度。由于在凍干過程中關閉中隔閥會影響冷阱對水汽的捕捉，因此第一種方法比較常用。
[0004]第一種方法在凍干箱上外接一管路，該管路上安裝一電動擋板閥和一手動調節(jié)閥用于對凍干箱進行摻氣。當真空計或真空規(guī)管檢測到凍干箱內的真空度值高于設定值的上限時，電動擋板閥開啟，外部的無菌空氣進入凍干箱使凍干箱內的真空度下降；當凍干箱內的真空度低于設定值的下限時，電動擋板閥關閉，停止對凍干箱摻氣。而摻氣流量的大小則通過事先調節(jié)好的手動調節(jié)閥進行控制。
[0005]上述摻氣控制雖然是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，但仍存在一定的技術缺陷:①從電動擋板閥開始控制摻氣到真空規(guī)管獲取摻氣后凍干箱內的真空度值的過程緩慢，進而使得控制系統(tǒng)出現響應慢、超調量大等問題。②當對凍干箱內進行摻氣時，凍干箱內的真空度波動較大，對于對溫度特別敏感的制品，破壞了制品的性能。③摻氣流量由手動調節(jié)閥進行調節(jié)，系統(tǒng)無法根據所需摻氣量的多少對摻氣流量進行調整，控制精度低。④對于凍干過程中不同的升華階段，比如一次干燥和二次干燥對真空度值的要求差別很大，傳統(tǒng)的摻氣控制方法難以根據不同的凍干階段改變摻氣量的大小。
實用新型內容
[0006]本實用新型提出一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機，以解決現有技術中凍干機摻氣控制響應慢、超調量大、波動大、控制精度低等問題。
[0007]本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0008]一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機，包括凍干箱，所述凍干箱連接有冷阱，所述冷阱連接有真空泵；所述凍干箱連接有真空度傳感器，所述真空度傳感器與PID控制器相連；所述凍干箱連接有進氣管道，所述進氣管道的進氣口處設有呼吸過濾器，所述進氣管道上設有電動調節(jié)閥，所述電動調節(jié)閥與所述PID控制器相連；
[0009]所述PID控制器包括依次相連的放大電路、濾波電路、A/D轉換電路、PLC控制器和D/A轉換電路，所述真空度傳感器與所述放大電路相連，所述電動調節(jié)閥與所述D/A轉換電路相連。
[0010]進一步地，所述真空度傳感器為真空規(guī)管。
[0011]進一步地，所述真空度傳感器與所述凍干箱之間設有第一擋板閥。
[0012]進一步地，所述凍干箱與所述冷阱之間設有中隔閥。
[0013]進一步地，所述冷阱與所述真空泵之間設有第二擋板閥。
[0014]進一步地，所述PLC控制器連接有計算機和觸摸屏。
[0015]本實用新型的有益效果為:
[0016]本實用新型將電動擋板閥用電動調節(jié)閥代替，并且將原來的摻氣方式由簡單的電動擋板閥開閉控制變?yōu)閷崟r的電動調節(jié)閥的流量控制。而電動調節(jié)閥流量的大小由PLC控制器通過PID運算確定。
[0017]1、提高了凍干箱內的真空度的控制精度，進而可以提高制品的升華速率，因此，可以縮減整個制品的生產周期。
[0018]2、由于摻氣過程平穩(wěn)，不會引起凍干箱內真空度值的突變、且控制精度高，因此凍干制品的性能更好，且同一批制品的性能更加均勻。
[0019]3、滿足了某些藥品和化工制品凍干過程高真空度的要求。
[0020]4、可滿足凍干過程中不同的升華階段真空度值不同的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖；
[0023]圖2是PID摻氣控制系統(tǒng)的原理圖。
[0024]圖中:
[0025]1、電動調節(jié)閥；2、呼吸過濾器；3、凍干箱；4、真空度傳感器；5、第一擋板閥；6、中隔閥；7、第二擋板閥；8、真空泵；9、冷阱；10、進氣管道；11、進氣口 ；12、PID控制器。

【具體實施方式】
[0026]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0027]如圖1和圖2所示，本實施例中的帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機，包括凍干箱2，所述凍干箱2連接有冷阱9，所述冷阱9連接有真空泵8 ;所述凍干箱2連接有真空度傳感器4，所述真空度傳感器4與PID控制器12相連；所述凍干箱2連接有進氣管道10，所述進氣管道10的進氣口 11處設有呼吸過濾器2，所述進氣管道10上設有電動調節(jié)閥1，所述電動調節(jié)閥I與所述PID控制器12相連。
[0028]所述PID控制器12包括依次相連的放大電路、濾波電路、A/D轉換電路、PLC控制器和D/A轉換電路，所述真空度傳感器4與所述放大電路相連，所述電動調節(jié)閥I與所述D/A轉換電路相連。
[0029]本實施例中，所述真空度傳感器4為真空規(guī)管。所述真空度傳感器4與所述凍干箱2之間設有第一擋板閥5，本實施例中采用手動擋板閥。所述凍干箱2與所述冷阱9之間設有中隔閥6。所述冷阱9與所述真空泵8之間設有第二擋板閥7，本實施例中采用電動擋板閥。所述PLC控制器連接有計算機和觸摸屏。
[0030]本實施例以凍干箱2內的真空度為控制對象，以電動調節(jié)閥I為執(zhí)行機構，以真空規(guī)管為檢測元件，以PLC為控制器，組成一個具有負反饋的控制系統(tǒng)。首先，凍干箱2與第一擋板閥5利用KF真空快接接頭進行連接，第一擋板閥5另一頭與真空規(guī)管連接，此處安裝第一擋板閥5的目的是方便真空規(guī)管的更換和維修。真空規(guī)管所測凍干箱2內的真空度值信號經處理后傳送給PLC控制器，當凍干箱2需要摻氣時，PLC控制器對摻氣流量進行PID運算，計算獲得的控制參數轉換成模擬量后輸出給電動調節(jié)閥I。電動調節(jié)閥I的一端通過KF快接接頭與凍干箱2相連，另一端與呼吸過濾器2相連，當電動調節(jié)閥I根據信號調整好通氣量以后，干燥無菌氣體便可以通過電動調節(jié)閥I進入凍干箱2進行摻氣。同時，PLC控制器可以與計算機或觸摸屏進行通訊，一方面可以將當前凍干箱2內的真空度信息和摻氣控制信息顯示給用戶，另一方面用戶可通過計算機實時干預摻氣過程以及設定PID控制參數。
[0031]在本實用新型中，摻氣管路中的部件均采用KF快接接頭進行連接，一方面可以保證管路的密封性，進而降低系統(tǒng)的泄漏率，另一方面便于部件的更換和維修。計算機控制和觸摸屏控制可以進行相互切換，而對摻氣過程的控制既可以自動控制，又可以進行手動控制。
[0032]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機，包括凍干箱，其特征在于:所述凍干箱連接有冷阱，所述冷阱連接有真空泵；所述凍干箱連接有真空度傳感器，所述真空度傳感器與PID控制器相連；所述凍干箱連接有進氣管道，所述進氣管道的進氣口處設有呼吸過濾器，所述進氣管道上設有電動調節(jié)閥，所述電動調節(jié)閥與所述PID控制器相連； 所述PID控制器包括依次相連的放大電路、濾波電路、A/D轉換電路、PLC控制器和D/A轉換電路，所述真空度傳感器與所述放大電路相連，所述電動調節(jié)閥與所述D/A轉換電路相連。
2.如權利要求1所述的一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機，其特征在于:所述真空度傳感器為真空規(guī)管。
3.如權利要求1所述的一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機，其特征在于:所述真空度傳感器與所述凍干箱之間設有第一擋板閥。
4.如權利要求1所述的一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機，其特征在于:所述凍干箱與所述冷阱之間設有中隔閥。
5.如權利要求1所述的一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機，其特征在于:所述冷阱與所述真空泵之間設有第二擋板閥。
6.如權利要求1所述的一種帶PID摻氣控制系統(tǒng)的凍干機，其特征在于:所述PLC控制器連接有計算機和觸摸屏。
【文檔編號】F26B5/06GK204085063SQ201420385182
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權日:2014年7月11日
【發(fā)明者】宋占濤 申請人:大連雙瑞科技有限公司