真空壓力開關在PM S系統真空泵中的應用

呂貴瑜，左超

（蘭州生物制品研究所有限責任公司，甘肅蘭州730000）

真空壓力開關在PM S系統真空泵中的應用

呂貴瑜，左超

（蘭州生物制品研究所有限責任公司，甘肅蘭州730000）

隨著醫藥行業對藥品生產環境的要求越來越嚴格，監測藥品生產環境的塵埃粒子系統（PMS系統）也越來越被企業所重視。PMS系統的關鍵技術指標就是真空泵要能穩定可靠地提供一定的真空度，才能實現監測塵埃粒子數。通過利用真空壓力開關的智能控制使真空泵交替工作，可以實現為系統提供穩定可靠的真空度。真空壓力開關越來越多地使用在醫藥生產與工業控制領域，它是控制真空泵交替工作、防止設備長時間工作以及節能降耗的核心部件。通過巧妙利用真空壓力開關ZSE40-01-22L的遲滯性來控制真空泵的交替工作，可以使設備延長使用壽命和減少保養次數。

PMS系統；真空壓力開關；遲滯性；交替工作

0　引言

醫藥行業對藥品的生產環境要求十分嚴格，監管機構通過PMS系統檢測環境空氣中的塵埃粒子數量來衡量生產環境的潔凈度。PMS系統中關鍵部件就是真空泵，只有真空泵達到一定的真空度才可以保證PMS系統正常采樣，正常工作。真空泵的可靠工作以及保養維修對塵埃粒子系統至關重要，所以需要對真空泵進行改造升級為交替工作，達到一定真空度需要進行調整泵的運行情況。真空壓力開關在真空泵上的應用很好地解決了PMS系統上真空泵長時間超負荷工作和資源節約利用的需求。

1　PMS系統的組成

PMS全稱為Particle Measuring System。PMS包括三大部分組成：塵埃粒子監測探頭、上位機、真空泵。PMS系統是通過真空泵提供的負壓力抽取被檢測環境中的空氣，被檢測的空氣通過塵埃粒子探頭的檢測，然后上傳數據到上位機，再由上位機對上傳的數據進行特殊的計算分析，得出直觀的塵埃粒子數據，來實現對環境的監測。下面筆者簡單介紹每一部分的組成與作用。

1.1真空泵

它主要是為PMS系統提供一定的負真空度，來達到系統正常工作的技術指標。它由兩臺真空泵和一臺氣缸組成。

1.2上位機

它是這個系統的大腦，通過CPU的計算處理，把塵埃粒子監測探頭傳送過來的數據轉換為可以直觀理解的數據或圖表呈獻給大家，讓大家對所檢測的環境有個直觀的數據概念。

1.3塵埃粒子監測探頭

它被安放在需要監測的環境中，通過真空泵提供的真空壓力，來抽取監測環境中的采樣空氣，通過特殊的處理計算方式，為上位機提供采樣數據。

真空泵能穩定可靠地提供真空度是PMS系統正常運行的關鍵指標，如何巧妙地利用真空壓力開關來實現真空泵智能運行是大家關心的核心問題。下面筆者就來介紹如何巧妙的利用真空壓力開關的遲滯性來實現智能控制真空泵的交替工作的。

2　真空壓力開關工作原理

真空壓力開關ZSE40-01-22L是一種用數字式2色顯示，根據使用用途可自行設置，可設置4種顯示方式，操作性和操作感好，維修性高。真空壓力開關ZSE40-01-22L功能強大，基本功能有：壓力設定、運動模式設定、輸出形態設定、響應時間設定、自動預置設定等等。操作人員可以根據實際工作要求，來設置真空壓力開關ZSE40-01-22L的工作狀況。

真空壓力開關ZSE40-01-22L共有2個輸出控制點（OUT1,OUT2），下面以OUT1為例來說明他們的工作原理：設置真空壓力開關工作高低限，當OUT1輸出為常閉型（P1大于P2），有兩種輸出波形：第一種為當P1大于P2時，工作的輸出波形如第一種波形，這種波形叫做遲滯型見圖1；第二種為當P1小于P2時，工作的輸出波形如第二種波形，這種工作模式叫做上下限比較型見圖2。當OUT1輸出為常開型（P1小于P2），也有兩種輸出波形：第一種為當n1大于n2時，工作的輸出波形如第三種波形，這種波形叫做遲滯型見圖3；第二種為當n1小于n2時，工作的輸出波形如第四種波形，這種工作模式叫做上下限比較型見圖4。根據實際工況需要，可以配合著四種波形來達到預期的工作要求。四種工作波形見圖5所示。

圖1　遲滯型

圖2　上下比較型

圖3　遲滯型

圖4　上下比較型

圖5　真空壓力開關工作流程圖

3　時間繼電器工作原理

繼電器是一種電子控制器件，當輸入量變化到設定值時，輸出電路就會被接通或者阻斷的一種電器元件。繼電器具有隔離電的作用，在工業自動化中常常被用于自動控制、通訊、遙控、機電一體化設備、電力電子中，經常使用的方法是用小電流控制大電流，用弱電去控制強電，或者用作于強弱電的隔離，在控制電路中起到自動開關的作用，也可以作為一種自動保護裝置。主要作用有以下幾點：

（1）放大器作用，可以用一個很弱的控制量去控制大功率的設備。

（2）擴大繼電器控制范圍，可以使用一個繼電器同時控制多個輸出點，同時切換，同時開關，來達到一點控多點的作用。

（3）繼電器信號綜合作用，多控制信號按規定輸入繼電器時，通過比較綜合，來實現預定的控制功能。

（4）通過使用矢口程序控制線路實現遙控、監測、自動化裝置的功能。

繼電器按照結構特性和工作原理共分為以下幾類：溫度繼電器、時間繼電器、電磁繼電器、極化繼電器、熱繼電器、儀表式繼電器等等。筆者在這里使用了24 V繼電器和時間繼電器。它可以根據用戶設定的時間，自動打開和關閉各種用電設備，控制對象可以一切需要設定時間打開和關閉的電器設備和家用電器；可以根據需要設置全天24 h內，每2 h交替工作一次，以實現真空泵交替工作的工作特性。

4　真空泵交替使用工作原理

真空泵交替工作需要實現以下幾點：兩臺真空泵在真空度低于下限值時，兩臺泵都開始工作；當壓力大于上線時，兩臺泵都停止工作；當壓力在上限與下限之間時，兩臺泵通過時間繼電器按一定時間交替工作。原有系統工作狀況為兩臺真空泵低于下限值時兩臺真空泵同時工作，高于上限值時兩臺真空泵同時停止，在上限與下限之間兩臺泵都停止工作。這樣的工作狀況會出現以下問題：兩臺真空泵壓力低于下限值時，它們會一直同時工作；當壓力不具備啟動真空泵時，真空泵一直處于停止狀態，這樣就會出現頻繁啟動和停止的狀態。這樣時間一長就會燒毀真空泵，浪費資源，沒有達到智能自動控制的需要。操作人員可以通過加裝一套真空壓力開關和時間繼電器來實現真空泵的交替使用，工作原理流程圖見圖6。

圖6　真空泵交替工作流程圖

5　真空泵交替工作實際設計思路

通過對壓力開關的設定與時間繼電器相互配合即可實現上述所需的功能。時間繼電器是實現真空泵在上下限值之間交替工作的關鍵器件，將時間繼電器設置全天24 h每2 h交替工作一次。現在設置真空壓力開關：根據真空泵交替工作技術要求我們把輸出點OUT1設置為常閉型（n1>n2），把OUT2設置為常開型（P1

圖7　壓力開關工作波形圖

注意：在設置OUT1的參數時，n1和n2之間存在一個很小的遲滯區間，操作人員在設置參數時要將n1與n2設置的很接近，以便消除遲滯性，不然會存在真空泵頻繁啟動和停止的工況，最好將n1與P1設置為同一個值（基本接近也可），這樣設置需根據實際的工作設備和工作狀況來微調這幾個參數來達到真空泵的最佳工作狀況。

6　結束語

在真空泵工作中巧妙地使用壓力開關和時間繼電器，可以實現真空泵交替工作，在不需要2臺真空泵同時工作的工況下使兩臺真空泵交替工作，兩臺泵都能很好地休息和保養，避免了以前出現的燒毀真空泵和損壞設備的情況。還可通過設置時間繼電器的工作時間來設置晚間或不需要真空泵工作的時間區間內智能地控制真空泵的工作時間。這樣的人工智能化改造很好地解決了在工業生產中的資源浪費和設備損壞，增加了設備資源的維護保護。這種智能小改造、小設計在很多地方可以為企業或工廠帶來維修維護方面上的節能增效，為單位企業降本增效。

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TP212

A

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.11.012

2016-8-31

呂貴瑜（1987-），男，漢族，甘肅蘭州人，大學本科，助理工程師，主要從事醫藥設備自動化維修、維護工作。