CN102586100B - 细菌、真菌培养室恒温控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细菌、真菌培养室恒温控制系统，它包括PLC控制电路、冷水机、两组循环风机、两组电加热器、显示屏和控制触摸屏，显示屏和控制触摸屏分别通过总线与PLC控制电路连接，冷水机和电加热器的位置分别设有传感器，各传感器的输出通过模拟量输入模块与PLC控制电路的输入连接，PLC控制电路包括供电电源控制电路、循环风机温度控制电路、冷水机温度控制电路、报警保护电路和输入输出保护隔离电路。本发明具有结构简单，操作简单方便，不易污染培养室；对供电电源进行控制保护，确保系统正常供电；系统自动报警，便于及时做出处理，并可将报警信息远传；对输入输出端进行隔离保护，消除各种设备之间的干扰等特点。

Description

细菌、真菌培养室恒温控制系统

技术领域

本发明涉及一种细菌、真菌培养室恒温控制系统。

背景技术

在医院临床和医学研究试验中，往往需要对含有多种细菌、真菌的生物样本进行细菌、真菌分离培养等操作。细菌培养的温度一般需要维持在30～35℃，真菌培养的温度一般需要维持在23～28℃，现有的细菌、真菌分离培养方法多为手工方式，其大致过程为：将样本进行必要的前处理，再采用接种器将处理后的样本划线接种到培养皿上，进行分离培养，以便获得菌落，进一步做细菌、真菌的鉴定与药物敏感检测。

这种手工操作方法存在相当大的弊端，它具有以下缺点：

（1）由于操作人员直接接触带有一定传染性的样本，容易造成传染，对操作人员的身体健康构成严重威胁；

（2）操作过程存在相当多的人为因素影响，从而影响分离培养的质量；

（3）手工分离过程繁琐，前期处理耗费时间较多，工作量较大，且不利于样本的随到随作，从而导致延误了良好的培养时机，进而影响分离培养质量；

（4）由于是人工手工分离培养，工作量较大，不便于实施批量化大规模的细菌培育。

基于以上不足，细菌、真菌培养室恒温控制系统应运而生，培养室可用于大规模的培育生物细菌、真菌，可保证维持生物菌种在适宜的温度、湿度等条件下存活生长，其中，以培养室温度的控制最为重要。

然而，目前常用的细菌培养室恒温控制系统存在以下不足：只能针对一种培育温度的菌种进行培养，比如细菌恒温培养室或真菌恒温培养室，因为两种菌种培育的温度要求不同，不能根据需求对培养室进行分开控温；无法智能调节和显示培养室温度，温度调节的过程较为复杂且存在一定的操作危险性，温度控制精度差、误差大，在循环风机没有正常开启或系统设备出现故障等情况下不能及时做出报警保护，无法实现对各设备输入输出端的隔离保护，设备之间的干扰较强，且人工操作的过程易使培养室受到污染，系统耗电量较大、电源设计不合理。

发明内容

本发明的目的在于解决现有细菌、真菌培养室的不足，提供一种新型的细菌、真菌培养室恒温控制系统，克服传统培养室只能针对一种培育温度的菌种进行培养，比如细菌恒温培养室或真菌恒温培养室，因为两种菌种培育的温度要求不同，不能根据需求对培养室进行分开控温；无法智能调节和显示培养室温度，温度调节的过程较为复杂且存在一定的操作危险性，温度控制精度差、误差大，在循环风机没有正常开启或系统设备出现故障等情况下不能及时做出报警保护，无法实现对各设备输入输出端的隔离保护，设备之间的干扰较强，以及人工操作的过程易使培养室受到污染，系统耗电量较大、电源设计不合理等缺点。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：细菌、真菌培养室恒温控制系统，它包括PLC控制电路、冷水机、两组循环风机、两组电加热器、显示屏和控制触摸屏，一组冷水机、循环风机和电加热器置于细菌培养室中，另一组置于真菌培养室中，显示屏和控制触摸屏分别通过总线与PLC控制电路连接，冷水机和电加热器的位置分别设有传感器，各传感器的输出通过模拟量输入模块与PLC控制电路的输入连接；PLC控制电路包括供电电源控制电路、循环风机温度控制电路、冷水机温度控制电路、报警保护电路和输入输出保护隔离电路；所述的供电电源控制电路包括电源控制PLC控制器，电源检测继电器J9、J10，两组固定继电器SSR1、SSR2，两组电加热器，比例阀、控制系统电源、辅助电源以及两组比例阀控制继电器J2、J3及J5、J6，控制系统电源与辅助电源并联后串接在电源控制PLC控制器的三相输出电源T上，电源控制PLC控制器的三相输出电源T、S、R通过选择开关分别与触电器KM1、KM2内的三对常开触点连接，触电器KM1、KM2内三对常开触点的控制端分别串接有一个固定继电器SSR1、SSR2，每个固定继电器SSR1、SSR2上串接一个电加热器，每组三个电加热器的另一端并联，选择开关与触电器KM1、KM2内的三对常开触点之间的任意一条线路上连有一条外接线路，外接线路与电源检测继电器J9、J10连接，比例阀控制继电器J2、J5内常开触点、比例阀控制继电器J3、J6内常开触点的控制端分别串接在比例阀的两个输出端，比例阀控制继电器J2与J3内常开触点的另一端并联，比例阀控制继电器J5与J6内常开触点的另一端并联，比例阀控制继电器J2、J3并联后与比例阀串联，并接在电源检测继电器J9上，比例阀控制继电器J5、J6并联后与比例阀串联，并接在电源检测继电器J10上；所述的循环风机温度控制电路包括风机温度PLC控制器、进风温度检测表和回风温度检测表，循环风机的进风输出端串接进风温度检测表后与风机温度PLC控制器上的进风温度输入端口连接，循环风机的回风输出端串接回风温度检测表后与风机温度PLC控制器上的回风温度输入端口连接；所述的冷水机温度控制电路包括冷水机温度PLC控制器和冷水机温度检测表，冷水机的输出端串接冷水机温度检测表后与冷水机温度PLC控制器上的冷水机温度输入端口连接；所述的报警保护电路包括报警保护PLC控制器，报警控制继电器J1，电加热器控制继电器J4、J7，冷水机启停控制继电器J8和两组比例阀控制继电器J2、J3与J5、J6，报警控制继电器J1的控制端与报警保护PLC控制器的循环风机输出端口连接，报警控制继电器J1内设有至少两对常开触点，其中一对常开触点与蜂鸣器串联后并接在电源指示灯上，另一对常开触点与报警远传电路连接；电加热器控制继电器J4、J7的控制端分别与报警保护PLC控制器的电加热器电源输出端口连接，报警保护PLC控制器通过电加热器控制继电器J4、J7的常开触点与触电器KM1、KM2串联后与电加热器连接；冷水机启停控制继电器J8的控制端与报警保护PLC控制器的冷水机启停机输出端口连接，报警保护PLC控制器通过冷水机启停控制继电器J8的常开触点与冷水机连接；比例阀控制继电器J2、J3、J5、J6的控制端分别与报警保护PLC控制器的球阀输出端口连接，比例阀控制继电器J2、J3、J5、J6的常开触点分别与比例阀的两个输入端连接；所述的输入输出保护隔离电路包括保护隔离PLC控制器，电加热器控制继电器J4、J7，风机过载控制继电器J14、J15，冷水机启停控制继电器J8，冷水机超压控制继电器J11，冷水机过载控制继电器J12，冷水机缺水控制继电器J13，报警控制继电器J1和电源检测继电器J9、J10，以及两组比例阀控制继电器J2、J3和J5、J6，供电电源回路上串接有电源指示灯，供电电源还与电源检测继电器J9、J10的控制端连接，并通过电源检测继电器J9、J10内的常开触点与保护隔离PLC控制器上的电加热器缺电输入端口连接，保护隔离PLC控制器上的循环风机输出端口与报警控制继电器J1的控制端相连，报警控制继电器J1内设至少两对常开触点，其中，一对常开触点与蜂鸣器串联后并接在电源指示灯上，另一对常开触点与报警远传电路连接，保护隔离PLC控制器上的两组球阀输出端口分别与比例阀控制继电器J2、J3及J5、J6的控制端相连，比例阀控制继电器J2、J3及J5、J6内的常开触点分别与比例阀的两个输入端相连，保护隔离PLC控制器上的电加热器电源输出端口与电加热器控制继电器J4、J7的控制端相连，并通过电加热器控制继电器J4、J7内的常开触点与触电器KM1、KM2串联后与电加热器连接，保护隔离PLC控制器上的电加热器比例输出端口与固定继电器SSR1、SSR2连接，保护隔离PLC控制器上的冷水机启停机输出端口与冷水机启停控制继电器J8的控制端相连，并通过冷水机启停控制继电器J8的常开触点与冷水机连接，循环风机的输出端与风机过载控制继电器J14、J15的控制端连接，并通过风机过载控制继电器J14、J15内的常闭触点与保护隔离PLC控制器上的风机过载输入端口连接，冷水机的输出端分别与冷水机超压控制继电器J11、冷水机过载控制继电器J12及冷水机缺水控制继电器J13的控制端连接，并分别通过冷水机超压控制继电器J11、冷水机过载控制继电器J12及冷水机缺水控制继电器J13内的常开触点与保护隔离PLC控制器上的冷水机超压、冷水机过载及冷水机缺水的输入端口连接。

本发明的有益效果是：

（1）通过PLC控制电路分别对冷水机组、风机和电加热器进行控制，只需要在控制触摸屏上调节输入值，就可以分别实现对细菌培养室和真菌培养室温度的调节和控制，操作简单方便、安全性高，且干净卫生、不易污染培养室；

（2）通过传感器测量冷水机组和电加热器的实际温度并通过显示屏反馈给工作人员，方便工作人员根据需要对温度进行进一步微调；

（3）对供电电源进行控制保护，确保系统正常供电，辅助电源确保系统断电时仍能正常工作，采用PLC三相供电，还能进行漏电保护，确保工作人员的人身安全；

（4）当设备出现故障或循环风机未开启等情况时，系统自动报警，便于及时做出处理，并可将报警信息远传，管理人员可以远程控制细菌培养室的情况，便于管理人员及时远程修改或设置培养室内参数，便于管理人员及时得知培养室内的报警信息，及时做出相应处理；

（5）对输入输出端进行隔离保护，消除各种设备之间的干扰。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明供电电源控制电路结构示意图；

图3为本发明循环风机温度控制电路、冷水机温度控制电路及报警保护电路结构示意图；

图4为本发明输入输出保护隔离电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：如图1所示，细菌、真菌培养室恒温控制系统，它包括PLC控制电路、冷水机、两组循环风机、两组电加热器、显示屏和控制触摸屏，一组冷水机、循环风机和电加热器置于细菌培养室中，另一组置于真菌培养室中，显示屏和控制触摸屏分别通过总线与PLC控制电路连接，冷水机和电加热器的位置分别设有传感器，各传感器的输出通过模拟量输入模块与PLC控制电路的输入连接；PLC控制电路包括供电电源控制电路、循环风机温度控制电路、冷水机温度控制电路、报警保护电路和输入输出保护隔离电路。

如图2所示，所述的供电电源控制电路包括电源控制PLC控制器，电源检测继电器J9、J10，两组固定继电器SSR1、SSR2，两组电加热器，比例阀、控制系统电源、辅助电源以及两组比例阀控制继电器J2、J3及J5、J6，控制系统电源与辅助电源并联后串接在电源控制PLC控制器的三相输出电源T上，电源控制PLC控制器的三相输出电源T、S、R通过选择开关分别与触电器KM1、KM2内的三对常开触点连接，触电器KM1、KM2内三对常开触点的控制端分别串接有一个固定继电器SSR1、SSR2，每个固定继电器SSR1、SSR2上串接一个电加热器，每组三个电加热器的另一端并联，选择开关与触电器KM1、KM2内的三对常开触点之间的任意一条线路上连有一条外接线路，外接线路与电源检测继电器J9、J10连接，比例阀控制继电器J2、J5内常开触点、比例阀控制继电器J3、J6内常开触点的控制端分别串接在比例阀的两个输出端，比例阀控制继电器J2与J3内常开触点的另一端并联，比例阀控制继电器J5与J6内常开触点的另一端并联，比例阀控制继电器J2、J3并联后与比例阀串联，并接在电源检测继电器J9上，比例阀控制继电器J5、J6并联后与比例阀串联，并接在电源检测继电器J10上；

如图3所示，所述的循环风机温度控制电路包括风机温度PLC控制器、进风温度检测表和回风温度检测表，循环风机的进风输出端串接进风温度检测表后与风机温度PLC控制器上的进风温度输入端口连接，循环风机的回风输出端串接回风温度检测表后与风机温度PLC控制器上的回风温度输入端口连接；所述的冷水机温度控制电路包括冷水机温度PLC控制器和冷水机温度检测表，冷水机的输出端串接冷水机温度检测表后与冷水机温度PLC控制器上的冷水机温度输入端口连接；所述的报警保护电路包括报警保护PLC控制器，报警控制继电器J1，电加热器控制继电器J4、J7，冷水机启停控制继电器J8和两组比例阀控制继电器J2、J3与J5、J6，报警控制继电器J1的控制端与报警保护PLC控制器的循环风机输出端口连接，报警控制继电器J1内设有至少两对常开触点，其中一对常开触点与蜂鸣器AL串联后并接在电源指示HL灯上，另一对常开触点与报警远传电路连接；电加热器控制继电器J4、J7的控制端分别与报警保护PLC控制器的电加热器电源输出端口连接，报警保护PLC控制器通过电加热器控制继电器J4、J7的常开触点与触电器KM1、KM2串联后与电加热器连接；冷水机启停控制继电器J8的控制端与报警保护PLC控制器的冷水机启停机输出端口连接，报警保护PLC控制器通过冷水机启停控制继电器J8的常开触点与冷水机连接；比例阀控制继电器J2、J3、J5、J6的控制端分别与报警保护PLC控制器的球阀输出端口连接，比例阀控制继电器J2、J3、J5、J6的常开触点分别与比例阀的两个输入端连接；

如图4所示，所述的输入输出保护隔离电路包括保护隔离PLC控制器，电加热器控制继电器J4、J7，风机过载控制继电器J14、J15，冷水机启停控制继电器J8，冷水机超压控制继电器J11，冷水机过载控制继电器J12，冷水机缺水控制继电器J13，报警控制继电器J1和电源检测继电器J9、J10，以及两组比例阀控制继电器J2、J3和J5、J6，供电电源回路上串接有电源指示灯HL，供电电源还与电源检测继电器J9、J10的控制端连接，并通过电源检测继电器J9、J10内的常开触点与保护隔离PLC控制器上的电加热器缺电输入端口连接，保护隔离PLC控制器上的循环风机输出端口与报警控制继电器J1的控制端相连，报警控制继电器J1内设至少两对常开触点，其中，一对常开触点与蜂鸣器AL串联后并接在电源指示灯HL上，另一对常开触点与报警远传电路连接，保护隔离PLC控制器上的两组球阀输出端口分别与比例阀控制继电器J2、J3及J5、J6的控制端相连，比例阀控制继电器J2、J3及J5、J6内的常开触点分别与比例阀的两个输入端相连，保护隔离PLC控制器上的电加热器电源输出端口与电加热器控制继电器J4、J7的控制端相连，并通过电加热器控制继电器J4、J7内的常开触点与触电器KM1、KM2串联后与电加热器连接，保护隔离PLC控制器上的电加热器比例输出端口与固定继电器SSR1、SSR2连接，保护隔离PLC控制器上的冷水机启停机输出端口与冷水机启停控制继电器J8的控制端相连，并通过冷水机启停控制继电器J8的常开触点与冷水机连接，循环风机的输出端与风机过载控制继电器J14、J15的控制端连接，并通过风机过载控制继电器J14、J15内的常闭触点与保护隔离PLC控制器上的风机过载输入端口连接，冷水机的输出端分别与冷水机超压控制继电器J11、冷水机过载控制继电器J12及冷水机缺水控制继电器J13的控制端连接，并分别通过冷水机超压控制继电器J11、冷水机过载控制继电器J12及冷水机缺水控制继电器J13内的常开触点与保护隔离PLC控制器上的冷水机超压、冷水机过载及冷水机缺水的输入端口连接。

Claims (1)

1.细菌、真菌培养室恒温控制系统，其特征在于：它包括PLC控制电路、冷水机、两组循环风机、两组电加热器、显示屏和控制触摸屏，一组冷水机、循环风机和电加热器置于细菌培养室中，另一组置于真菌培养室中，显示屏和控制触摸屏分别通过总线与PLC控制电路连接，冷水机和电加热器的位置分别设有传感器，各传感器的输出通过模拟量输入模块与PLC控制电路的输入连接；

PLC控制电路包括供电电源控制电路、循环风机温度控制电路、冷水机温度控制电路、报警保护电路和输入输出保护隔离电路；

所述的供电电源控制电路包括电源控制PLC控制器，电源检测继电器J9、J10，两组固定继电器SSR1、SSR2，两组电加热器，比例阀、控制系统电源、辅助电源以及两组比例阀控制继电器J2、J3及J5、J6，控制系统电源与辅助电源并联后串接在电源控制PLC控制器的三相输出电源T上，电源控制PLC控制器的三相输出电源T、S、R通过选择开关分别与触电器KM1、KM2内的三对常开触点连接，触电器KM1、KM2内三对常开触点的控制端分别串接有一个固定继电器SSR1、SSR2，每个固定继电器SSR1、SSR2上串接一个电加热器，每组三个电加热器的另一端并联，选择开关与触电器KM1、KM2内的三对常开触点之间的任意一条线路上连有一条外接线路，外接线路与电源检测继电器J9、J10连接，比例阀控制继电器J2、J5内常开触点、比例阀控制继电器J3、J6内常开触点的控制端分别串接在比例阀的两个输出端，比例阀控制继电器J2与J3内常开触点的另一端并联，比例阀控制继电器J5与J6内常开触点的另一端并联，比例阀控制继电器J2、J3并联后与比例阀串联，并接在电源检测继电器J9上，比例阀控制继电器J5、J6并联后与比例阀串联，并接在电源检测继电器J10上；

所述的循环风机温度控制电路包括风机温度PLC控制器、进风温度检测表和回风温度检测表，循环风机的进风输出端串接进风温度检测表后与风机温度PLC控制器上的进风温度输入端口连接，循环风机的回风输出端串接回风温度检测表后与风机温度PLC控制器上的回风温度输入端口连接；

所述的冷水机温度控制电路包括冷水机温度PLC控制器和冷水机温度检测表，冷水机的输出端串接冷水机温度检测表后与冷水机温度PLC控制器上的冷水机温度输入端口连接；

所述的报警保护电路包括报警保护PLC控制器，报警控制继电器J1，电加热器控制继电器J4、J7，冷水机启停控制继电器J8和两组比例阀控制继电器J2、J3与J5、J6，报警控制继电器J1的控制端与报警保护PLC控制器的循环风机输出端口连接，报警控制继电器J1内设有至少两对常开触点，其中一对常开触点与蜂鸣器串联后并接在电源指示灯上，另一对常开触点与报警远传电路连接；电加热器控制继电器J4、J7的控制端分别与报警保护PLC控制器的电加热器电源输出端口连接，报警保护PLC控制器通过电加热器控制继电器J4、J7的常开触点与触电器KM1、KM2串联后与电加热器连接；冷水机启停控制继电器J8的控制端与报警保护PLC控制器的冷水机启停机输出端口连接，报警保护PLC控制器通过冷水机启停控制继电器J8的常开触点与冷水机连接；比例阀控制继电器J2、J3、J5、J6的控制端分别与报警保护PLC控制器的球阀输出端口连接，比例阀控制继电器J2、J3、J5、J6的常开触点分别与比例阀的两个输入端连接；

所述的输入输出保护隔离电路包括保护隔离PLC控制器，电加热器控制继电器J4、J7，风机过载控制继电器J14、J15，冷水机启停控制继电器J8，冷水机超压控制继电器J11，冷水机过载控制继电器J12，冷水机缺水控制继电器J13，报警控制继电器J1和电源检测继电器J9、J10，以及两组比例阀控制继电器J2、J3和J5、J6，供电电源回路上串接有电源指示灯，供电电源还与电源检测继电器J9、J10的控制端连接，并通过电源检测继电器J9、J10内的常开触点与保护隔离PLC控制器上的电加热器缺电输入端口连接，保护隔离PLC控制器上的循环风机输出端口与报警控制继电器J1的控制端相连，报警控制继电器J1内设至少两对常开触点，其中，一对常开触点与蜂鸣器串联后并接在电源指示灯上，另一对常开触点与报警远传电路连接，保护隔离PLC控制器上的两组球阀输出端口分别与比例阀控制继电器J2、J3及J5、J6的控制端相连，比例阀控制继电器J2、J3及J5、J6内的常开触点分别与比例阀的两个输入端相连，保护隔离PLC控制器上的电加热器电源输出端口与电加热器控制继电器J4、J7的控制端相连，并通过电加热器控制继电器J4、J7内的常开触点与触电器KM1、KM2串联后与电加热器连接，保护隔离PLC控制器上的电加热器比例输出端口与固定继电器SSR1、SSR2连接，保护隔离PLC控制器上的冷水机启停机输出端口与冷水机启停控制继电器J8的控制端相连，并通过冷水机启停控制继电器J8的常开触点与冷水机连接，循环风机的输出端与风机过载控制继电器J14、J15的控制端连接，并通过风机过载控制继电器J14、J15内的常闭触点与保护隔离PLC控制器上的风机过载输入端口连接，冷水机的输出端分别与冷水机超压控制继电器J11、冷水机过载控制继电器J12及冷水机缺水控制继电器J13的控制端连接，并分别通过冷水机超压控制继电器J11、冷水机过载控制继电器J12及冷水机缺水控制继电器J13内的常开触点与保护隔离PLC控制器上的冷水机超压、冷水机过载及冷水机缺水的输入端口连接。

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