X MG-1.2脉动真空蒸汽灭菌柜控制电路解析与维护实例

张方林，张超群，王丽香

0 引言

脉动真空蒸汽灭菌柜的灭菌原理是：通过真空泵借助水流抽出灭菌柜内的冷空气，使其处于负压状态，然后输入饱和热蒸汽，迅速穿透到物品内部，如此反复3～4次，在高温高压的作用下使微生物蛋白质变性凝固而灭活，从而达到灭菌要求[1]。整个灭菌过程在计算机控制下完成，缩短了灭菌时间，灭菌彻底可靠，是目前医院医用物品消毒灭菌不可缺少的设备之一。但设备长期工作在高温环境下，控制电路出现故障的概率较高，现将控制电路与维护实例介绍如下，供参考。

1 设备结构

XMG-1.2脉动真空蒸汽灭菌柜主要由筒体、管路系统和控制系统3个部分组成[2]。筒体内胆采用不锈钢板压制而成。管路系统由三向电动阀、过滤器、单向阀、减压阀、真空泵和各种管件连接而成。控制系统采用日本樱花原装部件，由计算机板、继电器、压力开关、温控、双门联锁和各种辅助器件组成。

2 控制系统

控制系统由控制器对温度、压力控制元件及其他方式输入的开关量进行处理，并输出不同的控制信号。控制管路系统的电动元件使蒸汽和洁净空气进出灭菌室，在-0.098 MPa的真空条件下，根据温度对灭菌时间自动调整，避免了因温度变化太大而影响灭菌效果，自动完成控制过程。

控制电路主要由计算机板、显示板和电源组成。

计算机板由4个部分组成：（1）由 CPU（D78C10 AGQ）、ROM、3只接口（M82C55）和 CPU 开关 SW1组成核心器件，控制各项工作程序自动完成。（2）由主继电器MC201～MC203、输出继电器MC101～MC107和维修检测开关S1、S2组成，受CPU指令输出110 V AC，驱动三向电磁阀MV1进蒸汽或空气、MV2排汽或抽真空，同时也为供水电磁阀、蒸汽电磁阀、外筒电磁阀等供电。（3）由AD620、调整电位器VR2～VR10和T1等组成A/D变换，将内筒温度传感器信号变换成可视数字显示。（4）接口端，50P接操作显示面板，TB1接变压器输出110 VAC，TB2接功能继电器输出，BT3接门开关、压力开关和热保护继电器等输入的ON-OFF动作，CN5接筒内温度传感器。

显示操作面板：由工作状态组件DIPSW1和时间设定组件DSW1-8组成，执行参数设置和信息显示。

电源：380 V经交流接触器和过热保护器为真空泵电动机供电。220 V分2路：一路经开关电源输出5、±12 V为计算机板供电；另一路经变压器输出110 V，经主继电器和功能继电器为电动阀供电。

3 器件的工作状态

灭菌柜为水、电、汽于一体的综合设备，计算机板与主要部件都安装在灭菌柜的顶部，为了减轻维护的工作强度，设备分别在计算机板和显示面板上设置了负载工作状态指示灯，直观显示负载器件的动作状态。计算机板输出器件与指示灯对应关系见表1。显示面板左侧从上向下指示灯对应关系，依次为进汽阀、空气阀、泵阀、排气阀、供水阀、真空泵控制接触器的输出工作状态[2]。

表1 计算机板功能继电器输出与负载的对应关系

4 故障实例

4.1 故障一

4.1.1 故障现象

灭菌柜在进行第二锅灭菌时按启动按钮，真空泵电动机工作几分钟后交流接触器跳闸，机器停止工作，不能抽真空，多次启动，故障依旧。

4.1.2 故障分析与处理

灭菌柜自动完成的整个灭菌过程依次为准备、真空、灭菌、干燥、结束。筒体真空是由三相电动机带动真空泵完成，抽空电动机急停，可能存在诸多因素，通常情况是真空泵水垢阻塞、给水阀和真空阀不能打开导致电动机过载保护。遵循先易后难的原则，启动设备观察故障前后的变化，故障时功能罩板指示灯显示排气阀指示灯长亮，说明排气阀开启。进一步验证对应关系，检查控制箱计算机板，LD6指示灯长亮，MC104工作，三向电磁阀MV2有动作。LD7不亮，继电器MC105没有工作，确定真空阀未开启。在真空程序时，电动阀正常工作状态为进气阀、回气阀、排气阀处于关闭状态，即LD3、LD5、LD6均不亮；此时真空阀和给水阀应打开，交流继电器应吸合，LD7、LD8应长亮。现在正好相反，说明真空泵和电动机基本正常，故障应出在输入系统或控制系统，因排气阀接受错误指令，造成系统的不正常排汽。通常情况该灭菌柜计算机板程序故障概率较小，且拆卸非常麻烦，故从简单入手，首先检查控制系统输入信号的相关器件，检查热继电器和PT100热电阻温度传感器，经实验验证两者均正常，说明输入器件工作正常。在检查面板信息时，发现温度显示值为260℃，灭菌柜正常灭菌温度范围为126～136℃，超温报警为136℃[2]，此时CPU指令排气阀开启，保障了设备在超温时的安全，说明CPU指令正常。经分析，判断故障应出在A/D转换部分。检查计算机板温度接口CN5、筒内温度零调整电阻WR4和筒内温度增幅调整电阻WR5，微调WR4显示温度无变化，静态测量其阻值为无穷大，检查发现WR4中间炭膜脱落，电阻开路。因微调电阻损坏，系统误认为内筒温度超温，产生不正常的排汽，导致电动机急停。

为了方便调整，彻底排除故障，去掉原有WR4和WR5微调电阻，从控制箱引出4根延长线用2只10 kΩ的多圈精密电位器替代，固定在记录仪的空当处，调整2只电位器的设定温度范围，试机，设备恢复正常运行。

4.2 故障二

4.2.1 故障现象

开机，按始动按钮，能正常进入真空程序抽真空。真空完成后，不能进蒸汽。

4.2.2 故障分析与处理

真空程序完成之后就是灭菌程序，此时只有蒸汽阀打开，其余电动阀都应处于关闭状态。控制流程MC203、MC202接通，CUP指令MC101接通，LD3亮，7脚输出110 V驱动三向电动阀MV1进蒸汽。此时设备不能进蒸汽，故障应出在MV1和供电电源。查MV1三向电动阀，该阀由凸轮组控制4只限位开关，将110 V电压传递给2只继电器和步进电动机供电，使三向阀按指令执行3种工作模式，其工作原理和工作状态如图1、2所示。

图1中黑白线接110 V电压，红线接7脚蒸汽控制端，绿线接9脚回气控制端。1状态通路为进蒸汽，2状态通路为回空气，3状态为关闭状态。三向电动阀具有手动操作功能，保障特殊情况时的安全操作。观察MV1在灭菌程序时电动阀无动作，LD3闪亮熄灭，测量7脚无输出，黑白线110 V正常。经分析，判断故障出在控制电路。为进一步区分负载和计算机板故障，将计算机板上的SW1置于ON位，切断CPU控制，手动S1-2开关测试MC101，继电器无动作，即7脚无输出，断开负载MV1，测量7脚故障依旧，说明计算机板故障。测量MC203、MC202继电器供电电压110 V正常，MC101供电电压12 V正常，继电器有吸合感，但无输出，说明继电器触点接触不良，故障出在继电器。更换MC203（G2R-2，110 V）、MC101（G6B，12 V），手动测试 LD3 长亮，MV1工作，但不能完全开启，调整凸轮限位开关，复位计算机板SW1和S1开关，试机，故障排除。

图1 MV1三向电动阀原理图

图2 MV1三向电动阀工作状态图

5 维护体会

蒸汽灭菌柜作为消毒供应室的主要设备，灭菌效果和工作效率直接影响医院的医疗质量和医疗安全。该设备集水、电、汽于一体，控制部件与管道相连，长期工作在高温环境下，元器件易老化，故障率较高，受空间限制维护极为不便，设备一旦出现故障必须现场快速处理。因此设备工作场所的通风散热不可忽视，定期对泵、阀、压力表、过滤器等重要部件维护保养至关重要，这样可以防止和减少设备故障的发生。在无维修资料的情况下，解析设备控制线路，充分利用设备工作状态指示灯和功能开关，可快速定位故障部位，缩短维修时间，提高设备使用率，确保灭菌质量，降低医院感染的发生率。

[1]宫素萍，宋明萍.脉动真空压力蒸汽灭菌柜常见故障原因分析及对策[J].护理研究，2005，19（1）：170-171.

[2]樊军.PMG-1.2型脉动真空蒸汽灭菌柜的故障检查及维修[J].医疗卫生装备，2005，26（5）：57.