Архив / 2003 / №2(22) / Опыт применения

Автоматизация холодильной камеры для производства и хранения противоэнцефалитной вакцины

Вниманию читателей предлагается проект, обеспечивающий автоматическое поддержание заданных температурных режимов в холодильной камере.

Перечислим приборы компании ОВЕН, примененные в проекте:

Рис. 1. Подключение приборов ТРМ12, УТ24, САУ МП15, БКМ-1, БП12 для управления температурными режимами холодильной камеры при производстве и хранении вакцины клещевого энцефалита
Рис. 1. Подключение приборов ТРМ12, УТ24, САУ МП15, БКМ-1, БП12 для управления температурными режимами холодильной камеры при производстве и хранении вакцины клещевого энцефалита
Рис. 2. График выхода на режим холодильной камеры
Рис. 2. График выхода на режим холодильной камеры
Рис. 3. Точность поддержания температуры в холодильной камере в дневном режиме
Рис. 3. Точность поддержания температуры в холодильной камере в дневном режиме

1. Измеритель ПИД-регулятор для управления задвижками и трёхходовыми клапанами ТРМ12Щ1.ТС 0,5.Р.
2. Датчик температуры ТС01550М.В3.200.
3. Измеритель ПИД-регулятор для управления задвижками и трёхходовыми клапанами ТРМ12-Н.ТС 0,5.Р.
4. Датчик температуры ТС01450М.В3.20/0,2.
5. Прибор для управления системой подающих насосов САУ МП-Х.15.
6. Блок коммутации БКМ-1 (2 штуки).
7. Микропроцессорное реле времени двухканальное УТ24.
8. Многоканальный блок питания БП12.

Схема подключения приборов приведена на рисунке 1.

Холодильная камера представляет собой помещение с чистотой класса C, площадью 10,5 м2 и высотой 2,2 м, которая собрана из специальных панелей внутри другого помещения. Камера имеет входную дверь для персонала и провоза исходных материалов и продукции. Внутри камеры установлено оборудование для производства вакцины. Требуется круглосуточно поддерживать температуру воздуха внутри камеры, равную +5 °C. Допускаются колебания температуры внутри камеры от +3 до +7 °C. Исходный воздух для охлаждения и очистки поступает от кондиционера с температурой +22...24 °C. Охлаждение подаваемого в камеру воздуха осуществляется с помощью 2-х охладительных блоков, работающих поочерёдно. Нагнетание воздуха в камеру и его рециркуляция производится вентиляторами В1 и В2. Фильтры F1…F5 служат для поддержания необходимого класса чистоты в холодильной камере. Вытяжной вентилятор служит для поддержания положительного перепада давления воздуха внутри камеры относительно окружающего помещения и частичного его удаления.

В охладительном блоке воздух охлаждается, проходя через решётку радиатора, по которой циркулирует охлаждающая жидкость с температурой –5 °C.Столь низкая температура охлаждающей жидкости способствует постепенному образованию наледи на рёбрах радиатора охладительного блока. Это снижает КПД охладительного блока и может привести к его механическому разрушению. Для обеспечения круглосуточной непрерывной работы холодильной камеры охладительные блоки работают поочередно. Один блок работает в режиме охлаждения, другой переходит в режим оттаивания. Последовательность работы охладительных блоков и ее продолжительность задаётся прибором САУ-МП15. Время работы охладительных блоков в режиме охлаждения устанавливается с учётом скорости обледенения радиатора. Для САУ-МП15 сигналом перехода охладительного блока в режим охла-тов реле температуры TS3 (при Твоздуха <= +6 оС) и включенного с ним последовательно одного из реле температуры TS1 или TS2 (при Тжидкости >= -2 оС). Все программируемые параметры для прибора САУ-МП15 уточняются при настройке температурных параметров холодильной камеры. Для ускорения оттаивания охладительных блоков в их конструкцию встроены нагревательные элементы (ТЭН1 и ТЭН2). Время работы нагревательных элементов подбирается при настройке режима оттаивания охладительных блоков и задается с помощью двухканального реле времени УТ24. Запуск реле времени (таймера) осуществляется по командам САУ-МП15 одновременно с переключением режимов охладительных блоков.

Регулирование температуры в холодильной камере осуществляется ПИД-регулятором ТРМ12. Управляющее воздействие с ПИД-регулятора подаётся на электропривод трёхходового вентиля, который осуществляет дозированную подачу охлаждающей жидкости в охладительный блок. Обратная связь по температуре в камере заводится на ПИД-регулятор с датчика температуры ТС 015.

Блоки коммутации БКМ-1 служат для размножения управляющих сигналов и подачи их на исполнительные устройства с различными уровнями питающих напряжений.

Блок питания БП12 осуществляет подачу пониженного напряжения на дифференциальные реле перепада давления PDS (контролирующие загрязнение фильтров F1…F5 очистки воздуха и работу вентиляторов В1…В3), а также на элементы индикации и реле.

При отказе в режиме охлаждения охладительного блока (Твоздуха>+6 °C) или досрочном обледенении радиатора (Тжидкости<–2 °C) по команде прибора САУ-МП15 в режим охлаждения переводится следующий. При этом контактами аварийного реле Р3 (САУ-МП15) блокируется подача напряжения на нагревательные элементы ТЭН1 и ТЭН2, включается сигнальная лампочка отказа вышедшего из строя охладительного блока и выдается звуковое предупреждение об аварийной ситуации.

Другой прибор ТРМ12 совместно с датчиком температуры ТС014, показанным на рисунке 1, используется для поддержания температуры жидкости, поступающей в чиллер от наружного блока охлаждения. Температура жидкости должна находиться на уровне +29 °C (по условию работы чиллера), для чего к ней подмешивается вода с более высокой температурой.

Работа приборов фирмы ОВЕН, автоматизирующих регулирование температуры в холодильной камере, проиллюстрирована при помощи рисунка 2, содержащего график выхода на режим холодильной камеры, и рисунка 3, демонстрирующего точность поддержания температуры.

Леонид Фенько
Миасский завод медицинского оборудования