基于PLC的微量流体监控系统的设计.pdf

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1、2011年第2期工业仪表与自动化装嚣·9l·基于PLC的微量流体监控系统的设计孙旭，张微(英之杰建筑工程有限公司，辽宁大连116622)摘要：输液时安全非常重要，但微流量液体的检测十分困难。该文介绍了一种基于松下FPI系列PLC的医用吊瓶输液流量监控装置⋯，该装置可以自动监控医用吊瓶的流量、液位，并可以实现医疗信息的远程监控。文中重点解决了小流量液体的检测及控制问题，整个系统安全可靠，解决了长久以来输液病人监护费时费力且医疗事故频发的问题。关键词：流量控制；PLC；远程监控；直流电机中图分类号：TP277

2、文献标志码：B文章编号：1000—0682(2011)02—0091—03DesignofthePLCautomaticcontrollerforlightliquidSUNXu，ZHANGWei(E&GConstructionCo，，iaoningDalian116622，China)Abstract：Itisveryimpo~anttopatientswhenthemedicinalliquorisinjectedintobody．Ingeneralitisdificulttodetectingthe

3、quantitiesofmedicinalliquor．Fhelasersensorisselectedtodetectingthequantitieso1liquorandiscontrolleditwithadjustingitsposition．Inadditional，PLCisusedastheeen—tralofcontrolandcommunication．Keywords：controllerforliquor；PLC；remotemonitoring；DCmotor质量南液体的密度、表面

4、张力等因素决定，医用液体0引言液滴的苇量为1．0ml／滴，所以可以通过计量液滴数传统医疗输液完全由人监护，既不安全又浪确定输液流量的大小。费人力，文中介绍了一套采用叮编程控制器的医用吊瓶流量、液位自动监控装置，可以白动控制输液流量，输液完成自动呼叫报警，借助于分布式远程临控系统，医生在办公室可以实时远程监控医疗情况，分析处理并形成数据报表。1流量监控装置的原理1挎制系统1．1通讯硬件配置1．2液位报警输液吊瓶体积小，输液为透明液体，流量小，要输液用尽时非常危险，液位的检测是根据液体求无污染检测，因此传统的

5、T业流量汁无法使有表面张力，从侧面看液面部分透光性要差很多，在用。分析图1的输液吊瓶，在输液斗处以液滴形距底为2～3cm处设一液位报警激光传感器。式流过，液滴球形表面对光有很强的反射性，按此特1．3输液流量控制点采用干涉性和集束性都非常好的激光传感器安装在输液过程巾，随着瓶内液位降低，输液流量也在吊瓶液斗两侧，液滴经过时传感器的激光束被反会变小，控制图1所示直流电机，提升吊瓶的高度可射，二极管接收电路产生一脉冲信号，每一个液滴的以增加输液的流量，为了保证控制系统稳定，采用比例带结合闭环比例渊节的控制方法，

6、流量偏差在比收稿日期：2011一O1—24作者简介：孙旭(1974)，男，英之杰建筑程有限公州电气部经例带内变电压连续测速，比例带外电机分段控制。理，T程0巾，研究方向为自动检测及控制技术·92·工业仪表与自动化装置2011年第2期1．3．1直流电机的降压调速控制启动电流IK==7·lA(5)控制电机的3种方法是降压、串电阻、弱磁。文中采用降压调速，它具有调速均匀、控制简单、成本启动电流远大于电机额定电流，保护电路导低等优点。通，截止起保护作用，电机无法启动，所以采用电按直流电机机械特性方程，电机转速机三

7、级降压启动方式。图4是启动过渡曲线，要求UN每次切换电枢电流不超过2，Ⅳ，一级减压启动开始时n：一一—CC—q)2T(L1)J~,电机电磁转矩T>，电机加速转动，随着转速升高，式中：为电源电压；R。为电枢电阻；T为电机转反电动势E增加，电枢电流=(—)／R。逐渐矩；其余参数为常数。减少，相应电磁转矩减少，直到接近平衡点，切换到下一级。，I广_]r_]r_]I·，I图2输出电压由图2可知，通过控制的占空比，可以控制电机转速n，则开环输电压，U=UⅣ·(2)式中：为一个输出周期时问；T，为导通时问。按图1闭环

8、控制系统电压输出图4三级降压启动要求每一级启动时最大转换电流<21N，计算各=Usx()(3)级切换电压U、U2、U3：式中：Q。为给定流量值；Q为检测流量值。U1≤2(6)调速控制由PLC实现，其输出占空比可调的脉冲电压。文中以60滴／min给定，大于给定值U≤2，～R=13V时，PLC输出Yl通正转，下放吊瓶；小于给定值时≤、21(7)通反转。1．3．2直流电机降压分段控制g2=19．27V在比例段外直接频繁启停电机会产生