清洗设备
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清洗设备范文第1篇
1 工艺流程
人工上件清洗液喷洗压缩空气吹干热风烘干人工卸件。
2 主要结构
本装置由机身、箱体、气动门、输送机构、水箱、清洗液喷洗系统、压缩空气吹干系统、清洗液加热系统、热风烘干系统和电气控制系统等组件共同组成，机体外形尺寸:控制在1800*900*1500mm(长*宽*高)之内。
2.1 机身 机身采用结构件形式，全部由钢板焊接而成，是基础部分，箱体中各工作腔以及输送机构等其他组件均设置其上，为了接收清洗液而将水箱摆放在其底部的膛内。台面上为便于设置输送机构的滑轨和推杆导向槽以及回水孔等，采用不小于40毫米厚的钢板，机身两端面/侧面、地脚和筋板为15毫米厚的钢板。输送推杆导向槽深30毫米，宽45毫米，纵向贯通整个台面，回水孔两处，位于喷洗吹干腔的下方，该处设置接水漏斗将清洗液引回水箱，烘干腔下方开设热风导引口亦将热风引入水箱散热。
2.2 箱体 采用结构件形式，由Q235板材焊接组装而成，该部分是本装置工作的核心部分，外形根据实际需要设定，其由隔板分隔成两个工作腔，按照工艺流程，首先是清洗液喷洗和压缩空气吹干共用工作腔，另一个是热风烘干工作腔。箱体的两个端面和中间隔板的底部中间位置开设通道门，在输送方向上相互贯通米。各工位之间在输送通道上由设置在箱体上的三个气动门相通断，各连接处做到密封不渗漏。
2.3 气动门 在箱体的端面外侧和烘干腔隔板一侧，设有由气缸控制的气动门，共三个，尺寸自行设定。气缸采用前法兰型，带有缓冲，立式安装于箱体的上盖板上，用J型接头与门体连接，门体由台阶压板导向。气动管路并联连接，共同动作，气缸带动门体沿台阶压板导向进行上升下降，由此形成各工作腔之间以及装卸工位之间的输送通道的互通与隔断。三个气缸上均设有磁性开关并互锁，与输送机构实现顺序动作，在进气处设有气动三联件，电磁换向阀等进行控制。
2.4 水箱 水箱单独设置，由扶手来拖动，以便清洗液的更换和排放，摆放于机身底部空膛内，与机身和箱体采用软管连接。，水泵根据实际情况选用，侧面设有电加热管、液位计和进排水接口等。考虑到清洗液温度需控制在40-60℃，可不设隔热层。
2.5 输送机构 采取步伐输送方式，每个工步间隔自定，该装置由气缸、滑动导轨、推杆和料筐等共同组成。两条半圆形滑动导轨，平行固定在机身台面上的推杆槽两侧，推杆放置在推杆导向槽内，上面与台面平，其上设置轴承和单方向棘爪，由气缸带动，气缸采用轴向底座型带有磁性开关，用Y型接头与推杆连接。气缸带动推杆向前，推杆上的棘爪沿滑动导轨方向推动料筐向下一个工位进给，进给到位后，气缸带动推杆退回，推杆上的棘爪在料筐的重力作用下压下，不再起作用，为此料筐停留在进给后的工位上，不跟随推杆往回退。气缸前进后退一次，料筐前进一个工步，气缸带动推杆如此往返动作，一步一步地将装有料筐从一个工位输送到下一个工位。
2.6 清洗液喷洗系统 该系统由水泵、电磁截止阀、盘型喷头、软管和立式前法兰气缸等组成，立式前法兰气缸设置于喷洗吹干工作腔的上盖板上，行程自定，其管路中设节流阀，以调节气缸动作速度的快慢，气缸动作带动喷头做上下往复运动，喷头上均匀开设无数个小细孔。当输送到位后，气动门关闭，电磁阀切换到喷洗状态，对放置于料筐内的工件进行上下扫描式喷淋冲洗，以便将油污湿润-渗透-乳化-分散而完成清洗过程。喷洗完后，水泵切换至卸荷，清洗液直接流回水箱，管路内换成压缩空气，进入吹气状态。
2.7 压缩空气吹干系统 为确保工件在烘干之前表面水珠较少，在喷洗完成之后，用干净的压缩空气进行吹干。从外形尺寸上考虑，为避免占用空间太大，将吹干和喷洗两道工序布置在了同一个工作腔内进行，当喷洗完后，通过电磁换向阀换向，让水泵卸荷，同时打开压缩空气，压缩空气利用清洗液喷洗管路和喷头，先将管道内的清洗液吹掉，同时仍由气缸带动喷头做上下往复运动，对工件进行扫描式吹气。
2.8 热风烘干系统 采用电热管加热和轴流风机送风，放置烘干腔的顶部，电热管周围加装隔热层，烘干腔内温度常温至120℃可调，由热电偶反馈控制，工件靠热风的吹佛将其表面的水气烘干，在烘干腔底部用铜管将热风引入水箱作为通路，借助于铜管的散热，也可以对水箱内的清洗液起到加热的作用，最后将热风引出水箱之外。
2.9 清洗液加热系统 采用不锈钢电加热方式.温度控制采用热电偶和数显式温控仪控制，温度在20-90℃之间连续可调，电加热管设置在水箱内，自动控制水箱内清洗液的温度。
2.10 电气控制系统 采用PLC控制，设有手动调整和自动工作两种工作状况，电器接线盒设置于机身端面，上件工位设置电器控制盒，在装卸工位均设有急停按钮，以保证发生故障时紧急停止，确保安全。自动工作应保证顺序动作和互锁，以便于工作循环的顺利完成。
清洗设备范文第2篇
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清洗设备范文第3篇
关键词：发动机 系统 清洗 控制
中图分类号：TG502.16 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）11-0001-02
发动机是汽车的核心部件，其质量决定了整车的性能与品质。汽车发动机系统是保证发动机正常工作的一个重要系统，它在长期工作后，许多杂质沉积在系统各个部位，而一般发动机机油滤芯能够将大于25μm的微粒过滤掉，再小的微粒就不能被过滤掉，时间长了会堵塞油路，造成各种故障，影响发动机系统的正常工作，因此需要对发动机系统定期进行清洗保养。
对于汽车发动机系统的清洗方式大体分为两种，人工清洗和自动清洗。人工清洗方法体现为拆油底壳、缸盖、解体发动机等清洗油道，这样会增加劳动强度，质量也无法保证。特别是发动机的结构精密，人工清洗方法会造成发动机渗漏、寿命缩短等问题。
自动清洗法是采用专用的清洗设备完成，清洗设备提供具有合适的温度、流量、压力及浓度的清洗液，并对各个工位进行精确控制清洗、干燥和清洗液回收。汽车发动机系统清洗设备控制系统利用先进的自动控制技术，能够实现清洗过程自动化，保证系统清洁度，提高了清洗质量和效率，并改善了劳动条件。汽车发动机系统清洗设备替代人工清洗已成为现代工业发展的必然，具有广阔的市场前景。
1 发动机系统的组成及工作原理
汽车发动机系统的组成基本相同，主要由油底壳、机油集滤器、机油泵、机油粗、精滤清器和油道、机油冷却器、机油压力表、机油温度表等组成。油底壳：用来储存油。机油泵：将足够量的油以足够的压力供给主油道，以克服机油滤清器及管道的阻力。集滤器：安装在机油泵前，并置于油底壳内，用来滤除机油中较大直径的杂质。机油粗、精滤清器：通过机油滤清器过滤杂质。机油冷却器：冷却油，使油温度保持在一定范围内。机油压力表、机油温度表：监视压力油压力和温度。
2 发动机系统清洗设备控制系统设计
从汽车发动机系统的组成和工作原理来看，反复的机油中，会带有磨损的金属末或灰尘等杂质。虽然机油集滤器和机油粗、精滤清器进行过滤，但时间过长，机油一样会变脏。因此在车辆行驶一定里程后必须对发动机系统进行清洗，以保证清除发动机内小于25μm的杂质，改善发动机系统的品质，保证发动机正常工作。
发动机系统清洗设备控制系统能够对发动机系统清洗设备进行控制，完成抽油、排油、吹扫、加注等控制，实现对发动机系统的静态清洗和动态清洗。同时，能够通过液晶屏显示当前的系统状态以及进行设置，通过射频卡记录用户的清洗次数以及金额，并提醒用户及时进行充值等。整个系统设计包括面板设计、硬件系统设计、软件系统设计等三个部分。
2.1 面板设计
系统面板如图1所示。
2.2 硬件系统设计
硬件系统由MCU模块、LCD显示模块、RFID读卡模块、键盘输入模块、温度传感器模块、电加热器模块、电源模块、继电器模块、8路电磁气阀模块等组成。如图2所示。
键盘输入模块设置车型和清洗要求，MCU模块对信号进行分析处理并输出控制信号给继电器驱动模块，控制8路电磁气阀模块相应的电磁气阀A-H打开或关闭，完成对发动机系统的清洗。清洗过程会在LCD显示模块同步显示，温度传感器模块对清洗过程油温进行检测。当温度低于40℃时，将信号发送给MCU模块，MCU模块控制电加热器模块进行加热，保持温度恒定在40℃。RFID读卡模块对每张卡刷卡次数进行记录，次数超过设置值时，发送信号给MCU模块，MCU模块控制LCD显示模块报警提示进行充值。电源模块对其它模块进行供电。
2.3 软件系统设计
软件系统实现抽油、排油、吹扫、加注等控制，主要包括静态清洗和动态清洗。
（1）静态清洗：发动机静止，清洗液从发动机机油滤芯接口处注入发动机油道，通过冲洗和溶解作用把杂质溶入清洗液中一起流下，到达油底。随后在一定负压下，从油底口抽出过滤后循环清洗。静态清洗流程如图3所示。
（2）动态清洗：发动机怠速运转，发动机自身的油泵和清洗机内油泵同时工作，清洗液可达到静态清洗时不能清洗的地方，清洗更彻底。动态清洗流程如图4所示。
3 结语
本文设计一种汽车发动机系统清洗设备控制系统，该控制系统能够对汽车发动机系统清洗设备进行控制，完成抽油、排油、吹扫、加注等控制，实现对发动机系统的静态清洗和动态清洗。同时，能够通过液晶屏显示当前的系统状态以及进行设置，通过射频卡记录用户的清洗次数以及金额，并提醒用户及时进行充值等，完成了整个系统的硬件设计和软件设计。现场实验表明，该汽车发动机系统清洗设备控制系统，性能稳定，能够满足实际汽车发动机系统清洗的要求，具有广阔的市场前景。
参考文献
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清洗设备范文第4篇
关键词： 清洗技术；机加零件；动清洗；表面清洗
中图分类号： TP23 文献标识码： A 文章编号： 2095-8153（2016）01-0107-05
1 课题研究的背景与意义
人们生活质量的提高刺激着工业制造产品的生产产量大幅度提升，同时人们也对产品的质量要求越来越严格。其中，构成产品中的核定零件是决定产品质量与性能的核心部分，其内部零部件的性能稳定要求零件之间装备精确，所以在装配前，对零件的清洗环节至关重要。企业和研究单位不得不重视零件的制造过程中清洗工艺[1]。
目前国内对机加零件清洗的研究还不是非常广泛，清洗方法也较少，没有一个成熟的清洗技术和体系[2]，传统的清洗方法还仅限于人工的泡洗、浸洗、刷洗等，清洗剂多采用煤油，或者采用单槽的超声波清洗作业，自动化程度不高。另外，使用这些传统清洗方法清洗工序有以下弊端：（1）重复而不合理，清洗效率非常低；（2）工人们工作强度大，工作环境恶劣，给身体带来危害；（3）清洗完成后的清洁度不高，不合格率较高；（4）开放性的清洗方式导致清洗液挥发到空中，对车间造成空气污染，甚至影响其他精密设备的正常工作；（5）每次清洗完成后都直接倒掉，不能循环利用，导致资源的严重浪费，也直接污染周边环境[3]。
综上所述，在目前清洗技术落后以及制造业行业迅猛发展的背景下，提高零件的清洗技术水平，开发设计出符合当下生产要求的通用型自动高效机加零件清洗机显得很有必要。另外，对机加零件的清洗工艺的研究以及清洗机的开发不但有利于零件制造质量的提高、制造资源的有效利用和节约，而且提高了生产线的自动化水平，降低工人们的劳动强度，改善相应的工作环境，实现环保、高效安全的现代科学清洗生产模式[4]。
2 机加零件污染物特性分析与清洗工艺选择
2.1 机加零件特性
根据机械零件加工工艺与本身的结构特点可知：零件制造加工过程中经过多次加工工序后，加工杂质或其他污渍会残留在配合表面、细孔、螺栓通孔及盲孔等[5]。所以一般的机械零件在加工制造过程中需要完成的清洗零件污染物包括：切削油、机器专用的油、制造过程中残留在零件表面的冷却液、零件表面的加工用料残渣及切屑、依附在零件表面的空气灰尘。平时检测一产品的表面清洗合格的指标参数为清洁度，清洁度是指零件或产品清洗后残留其表面上污物的量[6]，是我们评价零件清洗完成后清洗质量好坏的参数标准，可经过专门检测机构得到准确数据，也是检验清洗设备的清洗能力的手段。
2.2 清洗工艺分析
从平时企业的生产制造过程知道，零件清洗工序主要包括上料、清洗、卸料这三部分[7]。
考虑清洗对象种类多，形状和尺寸不一，上料时必须满足两个条件：对于尺寸小，质量轻，数量多，可采用人工直接上料到通用型清洗篮模式（清洗篮设计下面有介绍）；对于尺寸相对大，质量大，数量不多，而且对清洗表面清洗度要求较高，可采用专用清洗篮来放置。
根据化学反应特性知道：清洗液在某一温度下的清洗效果达到最好[8]，所以选择对清洗液进行可控调节加热方式，其中加热的温度可根据不同产品自行查询或试验找到最佳温度点。
明确了需要清洗的对象成份，其中油污残渣可根据其化学物质特性选取合适的清洗液，残渣切屑与灰尘的脱离可利用超声波和高压水射流的物理清洗方法来处理，单槽超声波清洗优势在于零件可泡在清洗液中清洗，初步清洗效果好，弊端在于清洗液经过几次清洗后会有一部分污染物依附到清洗后的零件表面，效果逐步降低，如果选择勤换清洗液方式来保证清洗质量，这会给企业带来清洗成本的增加，不符合本论文清洗设备低成本制造的出发点。高压水射流清洗主要通过液体的冲击力把污染物冲掉，流下的污染水可通过过滤方式循环利用，环保且高效，所以选择高压水射流清洗方式来处理。
避免清洗完后造成零件的二次污染，应对零件进行清水喷淋后的干燥或防锈油喷淋烘干工序处理，使其表面及其他清洗部位达到下一个工序处理的标准。同时为了实现清洗液的循环利用，我们对清洗完后的清洗液进行过滤二次利用。另外，当喷淋清洗完成后，通过温度控制装置控制排气装置的开启以及清洗完成时间，这样给整个清洗装置内部营造一个高温空间，使零件在经过喷淋清洗后通过高温快速烘干，且在清洗过程中，载有零件的工作台一直处于旋转运动，这样零件在运动过程中由于所受离心力就能把一部分残留在表面的液体甩掉，加速烘干过程，同时，清洗完后留在清洗设备内的热蒸汽可以对零件进行干燥，不用再设计专用的干燥装置，避免结构过于复杂化而降低其他零件清洗的通用性。
所以在这里我们针对研究对象所选择的清洗工序主要包括：清洗液加热、零件高压喷淋清洗、清水表面喷淋和烘干。
下料过程与上料过程对应，当整个清洗过程完成后，质量轻的零件可由操作工人手工卸料，质量大的可通过控制天车将专用清洗篮吊出运至下一道工序。
综上所述，最后我们选择的清洗工艺流程：上料――清洗液加热――高压喷淋清洗――清水喷淋――高温烘干――下料。
3 机加零件清洗机的总体结构方案
根据上面讨论的清洗工艺和工序选择，结合中小型机加零件本身的结构特点，将清洗机的结构组成如下：
整机一共分为五大结构模块：清洗装置、干燥系统、运动系统、控制系统、储液净化系统。
3.1 清洗装置模块
清洗装置模块主要包括整个清洗机的机架，夹具（一些零件专用夹具）和通用清洗篮，另外喷头的选型和布置也属于清洗装置设计的范畴。
3.2 干燥系统设计
目前干燥方式有热风干燥、气流喷射和离心装置甩干等方式。考虑到设备的通用性和制作成本等设计出发点，对清洗和干燥的要求不能太高。另外，清洗方式采用高温旋转喷射，所以干燥方法可采用离心甩干和热蒸汽烘干两种方式结合，蒸汽烘干时需要对清洗机内的高温气体浓度和温度进行调节，这就涉及到通风装置的设计。
3.3 运动系统设计
清洗对象的运载一般是依靠机械部件完成的，方式较多，如网带输送链、滚子链、气压或液压传送以及电动机式传送等。因为本次清洗采用的是旋转喷淋式清洗技术，所以采用电机传送，通过减速器带动清洗篮转动。减速器的输出轴与清洗篮之间以齿轮齿条形式传动。
3.4 控制系统设计
清洗机通过可编程控制器PLC控制清洗篮的运转、高压泵的启停、各种继电器和指示灯的启停以及液面和温度等参数的实时反馈与控制。
3.5 净化储液系统设计
为了保证清洗液的连续性以及清洗液的循环利用，设计了合适大小的储液池和高压泵，对于过滤系统，在有必要的情况下可以设计双重过滤。另外由于在零件制造加工过程中会有少量切削液等油污附在表面上，当被清洗后脱离零件会进入到储液池内，为了防止油污的二次污染，需设计油水分离系统。
4 清洗机结构模块组成及实例展示
由于本文研究的是适合多种机械零件清洗的清洗机，所以就不对具体结构进行详细设计。确定完清洗机总体结构组成设计方案，我们主要设计任务是对各个模块中在系统中的位置设计及关键问题的解决。
4.1 清洗机结构模块组成
根据上面的清洗工艺的分析与选择，下面的清洗机结构组成设计方案采用了水箱一体化且具有油水分离功能的清洗机结构方案，图1为水箱一体式且具有油水分离功能的清洗机总装示意图，整个清洗机由机箱、清洗篮、过滤系统、储液系统、隔离板、喷淋系统、传动系统以及控制系统组成。
图2为总机装配图示意图，设备右后45°视图，图3为下箱体的装配示意图，为设备左前45°视图，通过这两张装配图可清楚知道各个装置结构在整机中的位置和作用。
4.2 零件清洗工作流程
（1）将要清洗对象放置固定到图上的清洗篮中，高压水泵将预先加热的清洗液从储液池中通过喷嘴喷射到清洗零件表面进行清洗，为了达到零件上下表面全方位清洗效果，其中喷嘴设计成上下两层结构，上层固定在箱体上盖，下层装置在清洗篮下面位置，在此过程中，电机通过齿轮传动带动清洗篮以预设定的转速旋转。
（2）喷出的清洗液回收是通过隔离板的周边管型通道回到储液池中，中途经过过滤盒。其中过滤盒采用可抽离方式设计，方便工人及时清理洗下的铁屑等污染物，对于油污类型污染，利用油水分离装置的泵把清洗液表面油污一层抽出来，这样清洗液可以多次循环利用，节省清洗成本。
（3）清洗干净结束后，利用上盖的抽水雾装置把热水蒸气抽出，完成烘干工序，然后进行下料处理。
上面是清洗工作流程，在结构方面，传动系统包括电机、电机输出端小齿轮、齿条、清洗篮下滚轮以及清洗篮侧滚轮。电机位于清洗机正后方，通过减速器将动力传到电机输出端小齿轮，齿轮通过啮合带动位于清洗篮下方的一圈齿条，从而带动清洗篮旋转。清洗篮下滚轮位于清洗篮下方最外侧，支撑清洗篮的同时亦是清洗篮旋转的轨道。而清洗篮的侧滚轮位于机箱内侧四个角上与清洗篮相切的位置，主要是对清洗篮起限位作用。
隔离板位于清洗篮的下方，其四周固定于清洗机机箱的侧壁上，在与过滤盒正对的位置开有一个小孔，便于清洗液清洗完成后流经过滤盒返回到储液池中。
4.3 清洗机应用实例
结合佛山某一汽车零配件生产制造企业的项目课题，根据以上的清洗机研究基础，研制出第一代旋转式清洗机样机。目前在该厂用于生产清洗任务有5台，完成了厂里大多数汽车零配件的清洗作业，清洗后的机加零件经过专门检测机构检测，清洁度达标，得到客户认可。样机如下图所示：
5 总结
文中对于目前制造业中的清洗作业模式弊端进行分析，并针对这些问题，设计并制造出旋转式热喷淋清洗样机，并调试成功，达到清洗要求。
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Research and Development of Automatic Cleaning Equipment Suitable for Many Kinds of Small and Medium Sized Machine Parts
HU Shi-xiong
（Guangzhou Technician College， Guangzhou 510000，China）
清洗设备范文第5篇
关键词:CIP系统;PLC;控制;触摸屏
中图分类号:TP
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)05-0310-03
就地清洗(Clean In Place),简称CIP,是用水和清洗液对设备管道在原位进行循环冲洗,而无需拆开设备的一种清洗技术。随着近几年精细化工行业的高速发展,生产线自动化程度不断提高,对设备的要求越来越高,相对于传统的手动、半自动CIP系统相比,基于PLC控制的全自动CIP系统以其高效、清洗质量可靠等特点逐渐被越来越多的厂家所认识和接受,大有取代旧式手动CIP系统之势。本文对基于PLC控制的全自动CIP系统的基本设计进行了阐述。
食品及精细化工中的主要原料富含有机营养成分,所以在生产品种切换时或到达一定的生产周期后(如三个工作日),必须对所有的生产设备清洗消毒。传统的清洗消毒方式主要为含化学试剂(如次氯酸钠、甲醛等)的清洗液浸泡。这种方式有许多缺陷:①费时,一般为4小时才能对所有的生产设备清洗完毕。②费水及化学试剂,由于采用浸泡的方式,对清洗液的需求量大。③操作人员工作量大,由于手动操作,清洗时阀门切换频繁,一般要求两个操作工才能完成整个清洗消毒工作。④安全性差,清洗时一般采用85度的高温水,容易导致人员烫伤。
基于PLC的自动在线清洗系统是一个用于设备清洗的系统。其主要功能是为被清洗的工艺设备提供具有合适的温度、流量、压力及浓度的清洗液,并对清洗液回收。它的主体设备为一个集成的在线清洗站(CIP SKID)。它可以方便地安装在工艺生产系统附近,在机械方面通过管道与生产工艺相连,在控制方面通过现场总线与工艺系统的PLC通讯对现场设备进行高效、自动的清洗消毒。
由于每种被清洗的工艺设备结构不一样,同类设备大小也不一样,所以在线清洗时清洗液必须要有不同的流量、压力、温度。由于灭菌的需要,消毒通常采用高温消毒或化学消毒剂消毒。针对不同的产品,消毒剂的种类及剂量也不同。并且每道清洗步骤的时间需根据设备和工艺要求而调整。所以在线清洗系统的特点是清洗站设备相对简单,但是被清洗设备变量多,操作步骤多。可编程逻辑控制器PLC由于它可靠、方便、通用、价廉的特点,在工业领域内得到了广泛的应用,同样PLC也可以使在线清洗系统CIP系统的操作安全方便,提高清洗消毒效率。
1 CIP系统介绍
在线清洗(CIP)是对生产设备所有接触料体的内表面通过水及化学试剂进行清洗消毒以达到规定的卫生要求。所有工艺设备的清洗及消毒由CIP站控制,消毒剂也经CIP站加到清洗液中。操作人员可以通过操作面板来启动、停止或调整在线清洗工作。清洗液由板式换热器来加热。清洗过程中要求针对不同的目标设备对清洗液温度、流量及浓度进行控制。
1.1 在线清洗站主要工艺设备
集成的在线清洗站(CIP SKID)的流程图如图1所示,其主要设备为:
图1
在线自动清洗站工艺流程图
进水罐Balance Tank(兼做平衡坦克),容积为300L的立式不锈钢储罐
清洗泵CIP Pump,流量为45m3/h的离心泵
板片式换热器(Plate Heating Exchanger)
清洗液回流泵CIP Return Pump,流量为45m3/hr的液环泵
清洗液回收坦克CIP Return Tank,容积为2000L的立式不锈钢储罐
消毒剂配给泵Chemical Dosing Pump
1.2 清洗步骤
对于不同的清洗对象,CIP站的设定需根据清洗对象的大小、形状等特性进行调整。其基本原则是:所有的清洗控制由CIP站的PLC发出。管道类设备(如管道、阀门、泵、在线均质机等)与罐类设备(如搅拌器、储罐、灌装机等)的清洗方式应区分。不同尺寸管道内的清洗流量必须大于1.5m/s。喷淋球的压力必须在3bar左右。基于以上原则,我们将CIP清洗程序分为以下几个大块:
(1)主搅拌/反应釜清洗;
(2)预混合搅拌/反应釜;
(3)主循环管道清洗;
(4)储料罐清洗;
(5)灌装机清洗。
1.3 基本工序
(1)每台设备的在线清洗按工艺分为三个基本工序。
①初步去污。
②冲刷并消毒。
③最后冲淋。
(2)对于CIP站每个基本工序又分为两步。
①系统加热。
②清洗设备,回收或排放清洗液。
1.4 典型的CIP站工艺流程
典型的CIP站工艺流程分为以下几步:
(1) 补充清洗液,经CIP站循环加热清洗液直至整个循环管道中CIP液体达到初步去污所需的温度要求。温度可由工艺人员设定,一般为50度。
(2) 初步去污,清洗液在CIP泵的作用下以45m3/hr及3bar的压力通过喷淋球对设备内表面冲刷清洗45秒,去除表面附着的料体,清洗液经CIP回流泵排空。
(3) 补充清洗液,经CIP站循环加热清洗液直至整个循环管道中CIP液体达到消毒所需的温度要求。温度可由工艺人员设定,根据巴氏消毒原理一般为85度。
(4) 冲刷并消毒,清洗液在CIP泵的作用下以45m3/hr及3bar的压力通过喷淋球对设备内表面冲刷清洗并消毒,清洗液将由CIP回收泵收回平衡罐并在系统中循环,此段工序将持续3分钟,板片式换热器控制从CIP站中送出的液体温度为85度。最后,清洗消毒液经CIP回流泵排空。
(5) 补充工艺水,经CIP站循环加热清洗液直至整个循环管道中CIP液体达到最后冲淋所需的温度要求。温度可由工艺人员设定,一般为50度。
(6) 最后冲淋,清洗液在CIP泵的作用下以45m3/hr及3bar的压力通过喷淋球对设备内表面冲刷清洗30秒,去除表面残存的消毒液,清洗液经CIP回流泵收到回收罐内做为下一次清洗的补充水。
1.5 在线清洗工艺控制要求
一般情况为三步进行CIP,具体步骤如下:
第一步:预冲洗,以热水冲洗
第二步:清洗,以热水+清洁剂+消毒剂清洗。
第三步:最终冲洗,以热水冲洗。
三步均可设定CIP温度和喷淋时间。
以上每个步骤中均包括预热,喷淋,排空三个小的步骤。排空以流量开关动作为准。
CIP坦克水位控制。
(1)CIP坦克水位控制在低液位开关和高液位开关之间。
(2)当水位低于低液位开关时,打开进水阀。
(3)当水位高于高液位开关时,关闭进水阀。
CIP水温控制。
(1)蒸汽调节阀根据出口温度进行闭环PID调节,具有手动和自动功能。
(2)当温度开关动作时,关闭蒸汽入口阀。
CIP泵出口管道压力保护。
当CIP泵出口管道压力开关动作时,停止清洗泵。
当清洗每个目标结束时,画面需提示操作工是否打开排水阀排放CIP管道的水,操作工在OP37上按“是”打开排水阀进行排放,当排放时间到操作结束,按“否”不排放。排水阀打开的时间可以在OP37上设定。
(1)当CIP启动时,首先打开相关的阀门,然后启动泵。
(2)当CIP停止时,首先停止泵,然后关闭相关的阀门。
(3)当CIP启动前,首先打开被清洗设备的清洗水进口阀。
1.6 在线清洗站控制流程框图
在线清洗站控制流程框图如下所示:
图2
2 控制系统硬件构成
系统在控制上采用Siemens_S7_PLC作为现场控制站主控制器,以西门子信号模块(如AI、AO、DI、DO模块)作为和现场设备的接口,以Siemens_OP作为现场控制面板,并配有一个SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)工作站作为上位处理平台。系统结构见图2。操作面板用于对在线清洗状态参数的显示,清洗消毒的操作控制。SCADA Station用于状态监视,连接数据库和原料用量的统计,报表输出等。PROFIBUS-DP现场总线用于实现PLC与现场I/O站数据通讯。
根据系统控制要求,考虑系统先进性、可靠性以及以后扩展系统的要求,选用SIEMENS S7-300系列PLC,该系列控制器功能强大,性能稳定。硬件配置如下:(1)电源模块:PS307/10A,(2)中央处理模块:CPU315-2DP(可满足以后利用PROFIBUS-DP总线远程监控要求),(3)数字量输入模块:SM321 DI 32×24V,(4)数字量输出模块:SM322 DO 32×24V/0.5A,(5)模拟量输入模块:SM331 AI8×12BIT,(6)模拟量输出模块:SM332 AO 4×12BIT,(7)触摸屏:OP37。
3 系统软件设计
(1)系统通讯。S7-300 PLC自带MPI(Multi Point Interface)接口,MPI允许主-主通讯,主-从通讯,无需其他通讯模板,本系统触摸屏(HMI)与PLC之间要求相互之间有信息交流,所以采用MPI协议通讯,通讯速率为1875kbps。使用STEP-7编程软件对系统硬件进行配置和参数设置。使用Siemens Profibus-DP实现在线清洗PLC与分布式I/O(ET200)及分散的现场设备之间的高速通信。
(2)PLC程序设计。采用基于WINDOWS环境的SIMATIC Manager-STEP7 V5.2+SP1编程软件进编程。系统操作分手动、自动两种方式。手动方式主要为了系统调试和检修时使用,或者有自动化仪表失灵时应急使用。自动方式则根据输入要求自动完成整个清洗过程。自动操作连联锁条件多,控制参数包括温度、液位、流量等都需要根据加工顺序段不断改变,控制程序为典型的时间顺序控制程序。
根据系统控制特点采用模块化结构编程,这种编程方法结构简单、清晰、可读性强,便于程序编程和调试。整个CIP程序由主程序和六个子程序组成。主程序主要完成系统初始化,执行各事件中断处理程序及根据系统功能调用子程序。对子程序的调用在各控制段调用相应的控制参数,控制子程序的运行。
温度控制程序,温度控制是系统控制的重点,对温度的控制采用控制蒸汽调节阀开度的方法来实现,温度信号为4-20mA的电流信号,通过A/D、D/A转换,采用PID控制。在S7-300中集成了PID功能,通过设置PID算法的回路参数表,很容易实现过程量的闭环控制。参数设定程序,对温度、时间等参数,通过编程使其可以根据工艺的需要在触摸屏上进行修改,使用方便灵活,PID参数同样也可在触摸屏上设定,以方便调试。故障报警程序,对检测到的超出设定范围的参数,通过触摸屏提示和闪光灯报警,对比较严重的报警,会暂停程序运行,直到故障排除方可继续运行。
(3)触摸屏画面设计。采用SIMATIC ProTool/Pr0 V6.0 SP2软件进行组态,画面由主菜单、子菜单、下一级菜单组成,各子画面可由“主菜单”画面切入。通过触摸屏组态设计可以达到以下功能:系统操作、系统运行状态监控、工艺参数适时显示,故障报警信息及故障诊断记录显示、工艺参数历史数据查询、工艺参数设定,参数设定采用口令保护,只有持有口令的相关人员才能进入此画面。CIP系统的控制,由于PLC和HMI的引入,其自动化程度显著提高,系统性能更加稳定、操作更加简单。全自动CIP清洗系统的投入使用可以降低生产过程中的清洗成本,保证清洗的彻底和安全。
4 结束语
在设计和调试过程中,我们体会到了Profibus现场总线的优点。通过Profibus DP实现工艺生产线PLC与清洗站PLC的通讯,使清洗站可以被2个以上的工艺线共享。另外,通过PROFIBUS实现PLC与Festo公司提供的电磁阀岛、Spasax的智能蒸汽调节阀等现场控制元件实现通讯,使设计及安装工作简化。PROFIBUS-DP确实实现了设备级的高速数据传送,以及中央控制器通过高速串行线同分散的现场设备(如I/O、驱动器、阀门等)进行通信的功能。
本控制系统已应用在精细化工生产工艺线上,取得了较好的实际使用效果。基于PLC的在线清洗控制系统提高了生产线自动化程度,清洗和消毒效果明显改善,离子水及蒸汽消耗比传统的方法减少20%左右。
参考文献
[1] 郭宗仁,吴亦锋,郭永.可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术[M].北京:人民邮电出版社,2002.
清洗设备范文第6篇
关键词：航空发动机；低涡轴；清洗
中图分类号：V267 文献标识码：A
现代的航空发动机是一个典型的复杂工程技术系统，包含了众多的相关子系统，其工作过程是极其复杂的气动热力传动的过程。在众多的部件中，发动机低涡轴是航空发动机传动系统中的关键部件之一。发动机低涡轴在工作时，其表面会吸附很多杂质，影响其工作性能。在发动机修理过程中，需要对低涡轴进行超声清洗，除去其表面附着的杂质。如果这些杂质不能被彻底的清除，那么航空发动机的安全性能得不到保证。所以，对航空发动机低涡轴进行超声清洗是发动机大修过程中至关重要的一个环节。
低涡轴超声清洗机就是专门由于清洗低涡轴的设备，本文详细介绍了发动机低涡轴超声清洗机控制系统的设计过程及功能。
1 低涡轴超声清洗机总体设计
基于低涡轴超声清洗的工艺要求及超声清洗机机械设计对电气控制系统的要求，低涡轴超声清洗机电气控制系统应具备以下功能：
（1）电气系统应具有漏电保护功能。
（2）清洗机具有对清洗槽及储液槽中清洗液测温、加热及自动控温的功能。
（3）清洗机具有清洗槽中清洗液低位控制功能。
（4）清洗机能够自动设定及控制超声清洗时间。
2 清洗液测温及控温系统设计
2.1 清洗机测温功能设计
工艺要求在进行低涡轴超声清洗时，超声清洗试机清洗槽内的清洗液要一直保持在特定的温度区间内，因此设备要对清洗槽内的清洗液进行温度测量。而且由于储液槽内的清洗液根据需要会向清洗槽内补液，为防止在工作中达不到温度要求的清洗液被补进清洗槽中，影响清洗效果，所以对储液槽内的清洗液进行温度测量也是十分必要的。
铂电阻作为一种精密的温度检测元件被广泛应用于智能仪表和自动控制系统。铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器，由于其测量准确度高、测量范围大、稳定性和复现性好等特点，被广泛用于中温（-200℃～650℃）范围的温度测量中。本试验器采用铂电阻测温方式来测量清洗槽及储液槽内清洗液的温度。
2.2 清洗机控温功能设计
由于低涡轴清洗时需要清洗液温度保持在一定范围内，而在工作过程中，清洗液的温度必然会降低，所以设备需要一套能够自动加热控温的系统。本设备采用温控表来实现温度的显示及自动控制。
现就清洗槽为例，对清洗液的加温，控温过程进行说明。工作前，将温度表的温度上下限设定好。工作时，由于清洗液的温度低于温控表的温度下限，所以温度下限报警触点闭合，加热管开始工作，清洗槽开始加温；当清洗液的温度超过温控表设定的温度下限，温度下限报警触点断开，加热管继续工作，清洗液的温度继续升高；当清洗液的温度超过温控表设定的温度上限，温度上限报警触点断开，加热管停止工作，随着超声清洗工作的进行，清洗液的温度将会降低；当清洗液的温度低于温控表设定的温度下限，温度下限报警触点再次闭合，加热管开始工作，清洗液温度升高，直到清洗液的温度超过温控表设定的温度上限，加热管停止工作。以此往复，清洗槽内的清洗液的温度将一直保持在设定的工作温度范围内。
3 超声控制系统设计
由于低涡轴为空心轴，为了能够使清洗的效果更好，所以超声系统振源分为两部分：超声振板――主要功能是使清洗槽内清洗液超声振动，清洗轴的外表面；超声振动棒――主要功能是使低涡轴内部的清洗液超声振动，清洗轴的内表面。
低涡轴的清洗工艺还要求超声清洗的时间，所以在本设备超声控制系统中采用定时器来设定超声振板及振动棒的工作时间，并且在到达工作时间后，设备自动停止超声振板及振动棒工作，达到精确控制的目的。
4 其它系统设计
4.1 漏电保护系统设计
用于清洗低涡轴的清洗液是导电的液体，加热管、超声振板及振动棒出现漏电现象，那么直接威胁着操作者的生命安全，所以设备在设计中增加漏电保护的功能。设备带有漏电保护功能的空气断路器，加热管、超声振板及振动棒出现漏电现象，漏电保护器将动作，切断该用电器主回路电源，使设备处于安全状态中，保护操作者的人身安全。
4.2 清洗液液位保护系统设计
清洗机工作时，可能出现两种清洗槽“干烧”现象。第一，工作前忘记向清洗槽中添加清洗液时就开始加热，由于清洗槽内没有清洗液造成“干烧”现象；第二，超声清洗工作时间过长，清洗液挥发严重，操作者没有及时发现造成“干烧”现象。这两种情况都会对设备造成严重的损坏，甚至发生火灾等安全事故。为避免这种情况的发生，在清洗槽中增加了液位传感器。当清洗槽中的清洗液超过液位传感器设定的下限值时，液位传感器的常开触点闭合，将这个触点串联在控制回路中，只有这个触电闭合的情况下才可以进行加热的工作。
结语
低涡轴是航空发动机的重要部件，其在发动机修理过程中超声清洗的结果，直接影响着发动机的性能及安全。所以低涡轴超声清洗机是修理航空发动机必不可缺的试验设备。通过对低涡轴的技术资料及工艺文件要求的消化理解，确定设计电气控制系统所需的技术参数，完成试验器的电气控制系统设计。设备具有自动控温、超声计时控制、清洗液液位低位控制、漏电保护等功能。超声清洗机的电气性能完全可以满足低涡轴的超声清洗工艺要求，而且系统还具有性能稳定、操作简单、维护方便、安全性高等特点。
参考文献
[1]杨帆.某型航空发动机滑油系统试验台计算机控制系统设计与实现[D].西安：西北工业大学硕士学位论文，2009.
[2]李博.航空发动机燃滑油散热器热动力性能研究[D].沈阳：东北大学硕士学位论文，2008.
清洗设备范文第7篇
关键词：啤酒；设备结构；清洗；杀菌
中图分类号：TS26 文献标识码：A
一、桶装啤酒设备灌装线的分类
1 基本桶装线。基本桶装线包括挡桶器、拨桶器、清洗灌装机、输送机等设备。灌装过程是用手工清洗回收的啤酒桶外表面，将空桶倒放在输送机上，挡桶器自动将桶逐一放出，拨桶器将啤酒桶拨入桶清洗灌装机后就开始自动进行桶内清洗、杀菌、灌装等工序，啤酒桶装满后人工将桶从输送机上取下，人工过磅，合格后出厂。此灌装线属半自动化生产，有很大工作量需人工完成。
2 标准桶装线。标准桶装线除基本桶装线上必须设备外，增加了桶外清洗机、称重器、下滑导轨和缓冲台等。对比基本灌装线，可以对啤酒桶进行外部全自动清洗，对装酒后的啤酒桶自动称重，自动显示重量以及自动剔出重量不足的啤酒桶。
3 全自动桶装线。全自动桶装线只需要用叉车将装有空啤酒桶的托盘送入卸码垛机，将装有满桶的托盘从卸码垛机上运走，其他的工序全部自动化进行。一套完整的全自动桶装灌装线包括：卸码垛机、输送机组、揭盖器、桶外洗机、翻转机、预清洗机、桶清洗灌装机、称重器、翻转机、上盖机以及瞬时杀菌装置等。此灌装线完全是自动化生产，可在很大程度上提高工作效率。
二、啤酒设备发酵罐的结构特点
啤酒已有6000多年的历史，从二十世纪传入我国就慢慢产生了变化，啤酒设备发酵罐的种类很多，世界各啤酒生产国为了增加扩大产量，减少投资，在传统工艺的基础上，开始广泛采用大型露天锥底发酵罐，也就是我们现在通常说的锥形发酵罐。目前我国绝大多数啤酒厂都采用锥形发酵罐罐。以下为大家说一下啤酒设备发酵罐的结构特点：
1 具有锥底，主发酵完成后回收酵母更加方便，所采用的酵母菌株应该有良好的凝聚性。锥底角度多在60°～90°之间，以70°为最好，有利于酵母沉降和排放。
2 罐体设有冷却夹层或盘管，冷却能力可满足工艺降温要求。罐圆柱体部分设2～3段冷却夹套，锥体部分调斜一段冷却夹套，这样有利于酵母的沉降，并可使酵母在重复利用时保持良好的酵母活性。
3 锥形罐是密闭的，它在可以回收二氧化碳的同时，也可以进行二氧化碳洗涤；可以做发酵罐，同时也可以做储酒罐。
4 酒液在罐中的对流强度与罐体高度、罐形状、容量大小和冷却系统有关。锥形发酵罐具有相当的高度，所以罐中酒液的自然对流比较强烈。锥形发酵罐中发酵液的高度一般不超过15m，径高比为1：3～1：5为宜。如果锥形发酵罐高度过大，发酵液对流过强，容易形成搅拌发酵，影响酵母的活性和正常的代谢。
5 锥形发酵罐的容量可大可小，小的仅10～100t，大的可达1500t。国内锥形发酵罐的容量大多在100～500t之间。
6 为了降低地建费用，锥形发酵罐多设置于露天，所以发酵罐有良好保温层。常用的保温材料有聚氨酯，保温层厚度为15～20cm。
三、啤酒设备的清洗与杀菌技术
啤酒生产过程中，与物料接触的设备表面，由于各种原因总会沉积一些污物。对发酵罐来说，其积垢成分主要是酵母和蛋白质类杂质、酒花和酒花树脂化合物以及啤酒石等。啤酒设备的清洗和杀菌技术是提高啤酒质量最关键的技术措施。因此，在啤酒的生产过程中，除了采取正确的生产工艺外，还必须对设备进行正确、及时的清洗，并定期进行消毒和杀菌。
1 清洗剂
清洗剂的分类根据清洗剂的pH可分为酸性洗涤剂和碱性洗涤剂两种。下面简单介绍几种清洗剂的组合方式。
（1）清水、碱水、清水组合。这种方法是比较原始的洗涤方法，由于此种方法洗罐成本低，所以目前在中小型啤酒厂中使用较多。但是此方法最大的不足就是洗涤方法简单，不能充分杀死所有微生物，因而会对啤酒口感带来影响。
（2）清水、碱水、清水、杀菌剂（CIO2、过氧乙酸、双氧水）组合。一般认为CIO2、过氧乙酸、双氧水三种消毒剂最终分解产物无毒副作用，洗涤后不必冲洗。此种方法目前使用也较多，其啤酒质量特别是口感、保鲜期会比第一种方法提高一个档次。
（3）清水、碱水、清水、消毒剂、无菌水组合。这种方法最大的优点是对微生物控制比较安全，又可避免万一消毒剂残留而带来的副作用，但如果无菌水细菌控制不合格会带来大罐重复污染，所以使用此种方法时最要注意的就是控制无菌水的细菌量。
（4）清水、稀酸、清水、碱水、清水、杀菌剂、无菌水组合。此种方法被认为是比较理想的洗涤方法。通过对长期使用的大罐内壁的检查，可发现在内壁、输送管道等处粘附有由草酸钙、磷酸钙和有机物组成的啤酒石，而这些啤酒石很难清洗。先用稀酸（磷酸、硝酸、璜酸）除去啤酒石，再进行洗涤和消毒杀菌，这样会对啤酒质量有很大提高。
2 清洗剂的要求和选择
清洗剂应具有、溶解、渗透、皂化及消化的功能，且腐蚀性低、使用成本和效果以及环保要求要综合考虑。而对清洗剂pH值也是有要求的，pH值太低，洗涤效果差，瓶标不易脱落；pH值太高，生产使用不安全。因此，根据生产和使用的实际情况，将pH值（1%水溶液，25℃）定为11～13为最佳范围。
3 清洗技术及方法
采用一定冲击强度的水流冲去设备表面上的附着物，然后，清洗剂在温度和表面活性物质的协同作用下发挥物理、化学作用。即使用酸性或是碱性清洗剂，并在清洗剂中加入表面活性剂来降低设备表面附着物的表面张力，破坏污垢膜，使污物疏松、崩裂或溶解下来，提高清洗效果。同时提高清洗的温度，能促使清洗剂更快的进入污物内部，使其快速膨胀并脱落。
4 清洗过程的基本要求
（1）必须将被清洗设备封闭起来，保证清洗后不会重复污染；
（2）为保证清洗彻底，清洗液必须直接与污物接触；
（3）清洗下来的污物必须以流动方式从设备中全部排出，要做到随清洗随排放，防止污物重新污染；
（4）清洗过程中需定期调节和检测清洗液浓度，既要达到清洗效果，又要保证清洗彻底。
参考文献
清洗设备范文第8篇
关键词：网络安全；分布式拒绝服务攻击；流量控制；流量清洗
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)33-1326-03
A Study on DDoS Defense Campus Network Platform to Attack the Building Program
ZHANG Hu
(College of Information Technology, Anhui University Finance & Economics, Bengbu 233041, China)
Abstract: Distributed Denial of Service attack (DDoS) has become one of the greatest threat to the Internet. Analysis of the campus network the status, the establishment of a business model, a flow of cleaning equipment functional requirements, design a campus network DDoS attacks defense platform design. And an analysis of DDOS attacks cleansing program flow traction technology, trigger technology, clean technology and traffic flow back to the technical note.
Key words: network security; DDos; flow control; traffic cleaning technology
随着互联网技术的飞速发展，各类政府部门、高校、科研机构信息化水平的持续提高，各项业务对于互联网的依赖性越来越大。同时，由于网络安全技术和网络攻击手段的不断发展和演变，使得这类用户的互联网业务面临着极大的威胁和风险。其中，分布式拒绝服务型攻击（Distributed Denial of Services，简称DDoS攻击）是目前互联网中存在的最常见、危害性最大的攻击形式之一。DDoS攻击不但能够给各类互联网用户和服务提供商造成业务中断、系统瘫痪等严重后果，同时也严重威胁到高校校园网的基础设施。
目前，由于商业竞争、政治情绪、经济勒索等因素的驱动，DDoS攻击越来越呈现出组织化、规模化、专业化的特点，攻击流量动辄数G、十几G，攻击频率也大有愈演愈烈之势。在这种紧迫形势下，配合当前数字化校园的建设战略，建设专门的DDoS 攻击流量监测和清洗平台是一个必然之选。基于该平台，一方面可以为校园网的网络基础设施提供安全保障，有效提高校园网网络的健壮性；另一方面能够结合数字化校园应用系统的安全需求提供DDoS 攻击的防护业务，从而达到提高网络带宽高利用率和网络高可用性的目的。
1 校园网网络现状
在网络资源方面，现在高校校园网通过多期扩容工程，已经形成了核心、汇接、接入三个网络层次，这种清晰的网络层次，给实施流量的监控、控制提供了良好的网络基础。在设备资源方面，各高校校园网核心层以及汇接层大部分采用了Cisco、Juniper、华为等主流厂商的高端设备，支持Netflow功能，性能上可以提供保障，支持DDoS 攻击防护平台的建设实施。
可以说，目前高校校园网网络已经具备了建设DDoS 攻击防护平台所需要的网络和设备资源。除此之外，需要相关的管理部门尽量落实建设方案，包括规划、设计、实施以及业务维护等各个环节所涉及的服务队伍。
高校校园网网络分为核心层、汇接层、边缘层和业务层，核心层、汇接层、边缘层节点根据业务发展需要配置相应档次的路由器。核心节点设备及之间的互连链路、核心节点设备与汇接节点设备的互连链路以及汇接节点的设备组成的网络定义为骨干层。校园网网络的其他部分为接入层，具体包括各接入节点设备间互连链路、接入节点设备与边缘层设备的互连链路。
2 业务需求分析
2.1 用户分析
目前，各高校校园网通常通过互联网向外提供各种应用和业务，如网站门户、远程教学、电子邮件、教学科研管理等等。他们对业务的连续性要求较高，DDoS 攻击造成的业务中断会对高校造成非常大的经济或社会利益的损失。高校校园网内部也需要建立一套有效的异常流量监控和控制机制来保护其基础业务系统。愈演愈烈的DDoS 攻击，可在短时间内使网络堵塞、关键节点资源耗尽，给校园网基础业务系统系统的稳定性、安全性带来严重的威胁。
2.2 业务模型分析
DDOS 攻击防御系统主要为用户提供的业务模式为：1）长期在线检测和清洗；2）长期在线监测，触发清洗。
为校园网所能够提供的基础服务可以包括：
1）资源预留：在DDoS 攻击防护平台上为校园网应用保留攻击防护所必须的资源，包括流量采样和分析设置、流量清洗空间（空间大小根据流量清洗需求及清洗设备能力确定）、牵引/回注电路及相关网络设备及其配置等。
2）制定安全基线：通过分析校园网业务流量特征、常见攻击流量特征，构建校园网安全基线和基础攻击防护策略。
3）7*24实时监控：校园网安全专家运维团队对针对校园网的流量进行7*24实时采集和分析，对异常流量进行跟踪并记录，对可能造成校园网业务中断的恶意攻击启动预警机制。
4）安全事件通告：对造成业务影响的恶意攻击或其他异常及时以约定的响应模式告知用户并与用户进一步协商应对策略。
5）流量分析报告：按照约定时间周期为用户提供流量采样的分析报告，无论此间是否收到攻击或者启动过防护措施。
3 流量清洗设备功能要求
1）流量清洗设备必须满足能够有效防护目前常见的DDoS 攻击类型，具体为：Syn flood、ICMP flood、Ack flood、DNS query request flood、TCP 连接耗尽、HTTP Get Flood、CC、UDP FLOOD 攻击等。通过软件升级，以保证流量清洗设备能够防御新型的DDoS攻击。
2）流量清洗设备满负荷运行时，对攻击流量的清洗精度应大于99%，对合法用户流量误判率应小于0.1%。
3）系统流量清洗与DDoS 过滤的方式与原理，包括过滤，反欺骗，异常识别，协议分析，速率限制等尽可能多的方式方法。
4）当流量监控设备发现DDoS 攻击流量时，流量监控设备直接触发流量清洗设备以启动对目标攻击流量的流量清洗操作：
5）设备提供二次开发接口，当通过IDS/IPS 或其它方式发现DDoS 攻击后，网管系统可通过SSH-script 等方式向流量清洗设备发出启动指令；
6）支持旁路(Offline)工作模式。当发生DDoS攻击时，清洗设备可通过BGP路由宣告的方式将去向被保护目标的流量导入流量清洗进行处理。
4 总体建设方案
DDoS攻击防护系统的建设是在降低对现有网络的影响，保证业务系统的连续性和可用性的基础上，针对不断发展的攻击形式，有效地进行检测和清洗。防护平台涉及两个关键系统，及异常流量检测系统和DDoS 攻击清洗系统，平台架构可以参照图1。
1）异常流量检测系统
提供对DDoS 攻击行为的深入分析。检测设备被动监测网络业务，搜寻与“正常” 行为的偏差或DDoS 攻击的基本行为。攻击被识别后，检测设备发警报给清洗设备，触发清洗设备启动，以实现清洗设备对正常流量中的攻击流量进行清洗，同时也支持提供攻击报警来通知相关的维护人员，以手工启动清洗设备以及相关的快速响应措施。异常流量检测设备由综合网管系统提供，主要支持手动启动清洗。
2）DDoS 攻击清洗系统
DDoS 攻击防护解决方案的关键部件。该设备是一个高性能DDoS 攻击缓解设备，当流量被“牵引”到该设备后，能通过流量分析验证技术对正常业务流量和恶意攻击流量进行识别和分离，通过限速或过滤等手段遏制攻击流量，同时保证合法的数据包能继续传送到目标地址。
图1 平台构架示意图
5 DDOS攻击清洗方案
5.1 流量牵引技术
流量牵引主要指将去往被攻击目标的流量重路由到一个用于攻击缓解的流量清洗中心，以便在清洗中心中处理, 丢弃攻击流量。当发现了一个攻击时，流向攻击目标的流量需转移到一个清洗中心。有多种技术都可触发这种流量转移，触发可为集中或分布式，手动或自动进行。
5.2 集中触发与分布式触发
集中触发是在安全管理中心配置一个“触发器”，所有的转移动作从这个触发器触发。触发就是在路由器上增加一条静态路由添加一个特殊标记，随后重到BGP中。当攻击结束以后，可以删除这条路由，停止牵引。集中转移触发的主要优势在于，流量转移由网络中的单一点控制，管理和触发转移过程更方便，但是需要单独购置攻击触发设备。
分布式触发是当清洗中心的清洗设备需要工作时， 它们各自向网络中的一个路由器发送一个BGP更新，将到目标地址的下一跳设置为它们自身。采用分布式触发的主要优势在于，它能灵活地将清洗设备资源分配给遭受攻击的特定用户。
由于校园网需要对全网进行保护，把攻击流量在尽可能靠近攻击源的地方消灭，所以可采用集中触发。
5.3 流量清洗技术
流量“牵引”到清洗设备后，通过流量分析验证技术对正常业务流量和恶意攻击流量进行识别和分离，丢弃攻击流量，保留正常流量。
典型的流量清洗的过程由五个模块（步骤）组成：
1）过滤：包括静态和动态的DDoS 过滤器filters。
2）反欺骗：用以验证进入系统的数据包没有欺骗信息。
3）异常识别：监测所有通过了filter 和反欺骗模块的流量，并将其与随时间纪录的基准行为相比，搜寻那些非正常的流量，识别恶意包的来源。
4）协议分析：处理反常事件识别模块发现的可疑数据流，目的是为了识别特定的应用攻击，例如http-error攻击。
5）速率限制：提供了另一个执行选项，防止不正当数据流攻击目标。
5.4 流量回注技术
经过流量清洗后，正常流量被重新转发回网络，到达原来的目标地址。根据网络环境不同，目前主要有以下几种注入方式：
1） L2 injection：注入路由器和清洗设备在同一个二层子网；
2） PBR based injection：通过策略路由实现流量注入；
3） GRE Injection in an IP Core：注入通过一个GRE 隧道实现。GRE隧道发起在清洗设备, 终结在CPE 设备；
4） VRF Injection in an MPLS core：流量通过一个独立的“inject” VRF进行注入；
6 小结
DDOS攻击防御业务平台将根据校园网自有异常流量检测和分析系统、IDS或者其它网络监控系统对DDOS攻击检测结果，或者应用户申告对相应用户进行DDOS攻击防御。项目建设范围将包括针对DDOS 攻击的流量引导、清洗和回注过程等的前端功能实体以及后端业务管理平台和设备系统管理平台，针对DDOS 攻击的检测和分析综合网管工程等其它工程完成。它的建成将极大地缓解高校校园网由于DDOS攻击造成的弊端，最终更好地为教学和科研工作服务。
参考文献：
[1] 尹春霖,张强,李鸥.基于IXP1200平台的DDoS防御系统实现[J].信息工程大学学报,2005,6(4):59-62.
[2] 盖凌云,黄树来.分布式拒绝服务攻击及防御机制研究[J].通信技术,2007,(6):32-33.
[3] 吴潇,沈明玉.基于流量牵引和陷阱系统的DDoS防御技术[J].合肥工业大学学报：自然科学,2008(01):25-28.