基于STC89C52的脈動真空滅菌器控制系統的研究

摘要：在此主要敘述以STC89C52單片機為核心的脈動真空滅菌器控制系統的設計，給出了系統的實現原理、硬件組成及相應的軟件設計。在滅菌過程中，采用Fuzzy—PID混和算法對溫度進行非線性控制。利用該系統的智能化軟件可方便地實現對脈動真空滅菌器的自動化控制。該系統在消毒滅菌的過程中，可以實時顯示參數和圖形化顯示滅菌過程，還可以儲存所需要的所有參數及打印等功能，同時還采取了軟、硬件抗干擾措施。實驗表明該系統提高了滅菌器的控制精度，功能齊全且實用性強，可以安全運行，實現了滅菌器的自動化工作過程。
關鍵詞：STC89C52；Fuzzy—PID混和算法；控制精度；滅菌器

現在人們生活水平提高了，人們更加的關注醫療滅菌消毒。在90年代中期，國內研制了_種新型滅菌設備——脈動真空滅菌系統。該系統采用了先進的脈動真空技術，其滅菌效果良好，因此在醫院供應室、制藥廠、手術室及科研部門被廣泛應用。目前國內外出現了各式各樣滅菌器控制系統，本文根據這一現狀，開發了一種由單片機控制的脈動真空滅菌控制器。利用FUZZY—PID混和控制算法，通過控制滅菌溫度、壓力和時間等主要工藝參數，可以對多種物品進行快速有效地滅菌，例如包裹類、器械類等。該系統上位機視圖監控軟件采用VC++6．0來編寫，通過采用串行通信接口，可以實現遠程監控的功能。同時具有實時參數顯示、消毒滅菌過程參數存儲及打印等功能。該控制系統符合現
代電子產品自動化、智能化、模塊化、人性化的設計要求且人機界面友好。

1 脈動真空滅菌器基本工作原理
脈動真空滅菌器是由帶有夾層及密封門的高壓容器，內部還有溫度、壓力傳感器及真空閥、進氣閥、真空泵、排汽閥等控制器件組成。根據內部溫度和壓力是否到達設定的溫度和壓力要求來進行各種動作控制。根據工藝流程要求，該控制系統的工藝流程包括準備階段、脈動真空階段、升溫升壓階段、恒溫滅菌階段、排氣階段、無菌階段等幾個階段，工作流程如圖1所示。

2 系統的硬件設計
2．1 系統總體設計
脈動真空滅菌器控制系統主要由5個部分組成：單片機主控系統、開關量輸出／輸入控制系統、數據采集系統和通信及人機交互系統。單片機采用STC89C52，晶振為12 MHz，單片機內部的2個16位定時器，一個用于系統的定時，另外一個用于看門狗電路，保證系統正常運行。在核心CPU板上有串行通信接口、開關量輸入接口、繼電器輸出接口等。脈動真空滅菌控制系統框圖如圖2所示。
2．2 信號采集電路與開關量輸入／輸出電路
溫度和壓力的采集是由信號采集電路來實現，其中溫度傳感器使用鉑熱電阻，在-259～631℃之間它是標準的校準元件，PT100的阻值隨溫度的變化轉換成電壓的變化，調理電路對電壓信號進行放大、變換，輸出0～5 V的標準信號，經A／D轉換送單片機，完成對溫度的采集。溫度采集電路如圖3所示。