王濤

（蘭州佛慈制藥股份有限公司，甘肅 蘭州730046）

PLC技術(shù)在制藥設(shè)備中的應(yīng)用

王濤

（蘭州佛慈制藥股份有限公司，甘肅 蘭州730046）

現(xiàn)如今，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，將提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，節(jié)能減排作為首要任務(wù)。如果通過(guò)自身生產(chǎn)工藝的研發(fā)和改進(jìn)，利用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，減少人工，可以大大降低生產(chǎn)中原材料的浪費(fèi)，提高產(chǎn)品數(shù)量，從而為企業(yè)節(jié)約成本，帶來(lái)效益。本文以PLC（可編程控制器）技術(shù)為核心的自動(dòng)化制藥設(shè)備為主，闡述PLC技術(shù)是如何在中成藥制藥過(guò)程中應(yīng)用的，并對(duì)PLC的前景發(fā)表一些個(gè)人看法。

PLC；GMP；PID；制藥設(shè)備

用于藥品生產(chǎn)所遵循的《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（GoodManufacturePractice，GMP），國(guó)家對(duì)其大力推行，主要原因在于最大限度避免藥品生產(chǎn)過(guò)程中的污染與交叉污染，減少出錯(cuò)率，提高藥品質(zhì)量。隨著藥品生產(chǎn)工藝的提高，制藥設(shè)備也不斷更新，GMP提出之前，藥品生產(chǎn)基本采用人工操作，由操作人員帶著手套去完成制劑、包裝等一些過(guò)程，這樣就會(huì)增加藥品質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)產(chǎn)能落后。本文旨在對(duì)藥品使用PLC控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)述。

1 PLC的簡(jiǎn)介及原理

PLC是1969年由美國(guó)DEC（即美國(guó)數(shù)字設(shè)備）公司首先研制出來(lái)的一種新型自動(dòng)化控制裝置。當(dāng)時(shí)只有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)及順序控制功能的它主要用于替代傳統(tǒng)的繼電器，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的開關(guān)量控制。隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，PLC之所以被很快的接受是因?yàn)樵赑LC基礎(chǔ)上，它又與先進(jìn)的微機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展起來(lái)一種操作方便,維修容易，穩(wěn)定可靠且嶄新的工業(yè)控制器，其控制功能遠(yuǎn)超出邏輯控制的范疇。近幾年來(lái)，PLC技術(shù)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)、日本、德國(guó)的PLC生產(chǎn)廠家多達(dá)150多家，產(chǎn)品數(shù)百種。

在電子系統(tǒng)的工業(yè)環(huán)境中，PLC是一種數(shù)字化運(yùn)算操作系統(tǒng)。通過(guò)數(shù)字來(lái)模擬輸入和輸出，從而控制設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程。按其功能可分為：輸入、邏輯和輸出部分。邏輯部分是PLC的主體，它包括中央處理器、存儲(chǔ)器等。它的作用是處理由輸入部分送入的各種信息，并按照程序規(guī)定對(duì)這些信息進(jìn)行邏輯判斷，最后確定需要何種輸出，三者相互協(xié)調(diào)工作。

2 以PLC為核心的制藥設(shè)備在生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用

用PLC來(lái)編寫工藝流程中相對(duì)應(yīng)的程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的智能控制。

第一，制粉為中成藥制劑的首要工序，以超微粉碎機(jī)組為例，它是由自動(dòng)喂料機(jī)、破碎機(jī)、風(fēng)選、除塵器、引風(fēng)機(jī)等組成的一套粉碎系統(tǒng)，其喂料裝置為系統(tǒng)的核心，物料在喂料電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)入破碎研磨室，電流監(jiān)測(cè)裝置對(duì)研磨裝置的工作電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)工作電流超過(guò)破碎機(jī)額定電流，即喂料過(guò)多，一個(gè)電信號(hào)由電流互感器產(chǎn)生并傳送給PLC，與事先設(shè)定的電流值進(jìn)行PID計(jì)算，再根據(jù)喂料電機(jī)測(cè)速傳感器反饋的電機(jī)速度，調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果，使喂料電機(jī)降速，從而使破碎電機(jī)的工作電流降低，反之......

第二，混粉為中成藥制劑第二工序，主要由混合機(jī)完成，混合機(jī)是由一個(gè)旋轉(zhuǎn)的容器（料鍋）和固定支架組成，料鍋上方有兩個(gè)進(jìn)料口A和B，下方則為出料口，并且PLC的輸入信號(hào)有三個(gè)位置傳感器，分別在料室位置、料中位、料高位，料鍋旋轉(zhuǎn)由一臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，其工作狀態(tài)由PLC輸出端進(jìn)行控制，進(jìn)料口與出料口開合由電磁閥控制。

當(dāng)在觸摸屏按下自動(dòng)按鈕后，啟動(dòng)進(jìn)料口A的進(jìn)料泵，當(dāng)料中位的信號(hào)到位時(shí)，料中位將會(huì)給傳感器給PLC一個(gè)輸入信號(hào)，關(guān)閉A泵并啟動(dòng)進(jìn)料口B的進(jìn)料泵，當(dāng)料高位信號(hào)到位時(shí)，關(guān)閉B泵，在此同時(shí)啟動(dòng)料鍋旋轉(zhuǎn)，物料在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)均勻混合后停止旋轉(zhuǎn)，打開排放閥后進(jìn)行放料，當(dāng)料空信號(hào)到位時(shí)，關(guān)閉排放閥，按下停止按鈕后結(jié)束所有過(guò)程。

第三，煉藥為中成藥制劑的第三部工序。將已混合的藥料投入到煉藥機(jī)喂料口內(nèi)，在壓板和螺旋推進(jìn)器的作用下使藥物充分混合、均勻分布，混壓成有一定直徑的均勻藥段，為后續(xù)的制丸工序提供了良好的藥料，整機(jī)運(yùn)行使用PLC、變頻器、伺服控制系統(tǒng)運(yùn)行，可使設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)切換功能。

第四，制丸機(jī)由制條部分，搓丸部分及PLC控制系統(tǒng)等組成，整機(jī)采用PLC及人機(jī)界面觸摸屏控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)。工作過(guò)程為將混合或煉制好的藥料送入料倉(cāng)內(nèi)，在螺旋推進(jìn)器的擠壓下制出6根規(guī)格相同的藥條，在光電測(cè)速的跟蹤下，經(jīng)過(guò)導(dǎo)輪、順條器同步進(jìn)入制丸刀具中，經(jīng)過(guò)快速切磋，制成大小均勻的藥丸，制出的藥丸丸型圓整光滑，無(wú)異形丸，丸重均勻。

第五，物料的烘干也是制藥過(guò)程中非常重要的環(huán)節(jié)，隨著技術(shù)的發(fā)展，烘箱的生產(chǎn)制造已趨于成熟，新一代的烘箱重點(diǎn)在于觸摸屏和PLC上面。由觸摸屏配合PLC可以實(shí)現(xiàn)加熱、鼓風(fēng)等操作的同時(shí)，通過(guò)探頭還可以讀取烘箱內(nèi)的溫度，并且實(shí)施記錄，繪制溫度曲線，便于觀察。與此同時(shí)，我們還可以把時(shí)間控制系統(tǒng)寫入PLC中，替換常規(guī)的時(shí)間控制儀，節(jié)省了成本的同時(shí)又能得到良好的外觀效果。

第六，藥品包裝為制藥過(guò)程的最后環(huán)節(jié)，全自動(dòng)化包裝線主要由PLC、人機(jī)界面、各類傳感器、接近開關(guān)、伺服電機(jī)、真空閥、電磁閥等組成。整條包裝線可以完成對(duì)藥品灌裝、封口、旋蓋、貼標(biāo)、說(shuō)明書折疊、裝盒封盒、廢品剔除以及各個(gè)檢測(cè)等，每個(gè)部分都可以看作獨(dú)立的功能模塊，整個(gè)包裝線以PLC為核心，針對(duì)可編程控制器的輸入和輸出點(diǎn)較多，因而對(duì)輸入采樣、用戶程序執(zhí)行以及輸出刷新采用集中批處理，這樣就可以簡(jiǎn)化操作過(guò)程，易于控制，并可以提高控制系統(tǒng)的可靠性。

3 最后結(jié)論及PLC發(fā)展前景

作為生產(chǎn)企業(yè)，質(zhì)量就是生命。質(zhì)量觀是企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量所持的認(rèn)知、態(tài)度和價(jià)值的選擇，反映了一個(gè)企業(yè)對(duì)社會(huì)、對(duì)消費(fèi)者的責(zé)任和對(duì)市場(chǎng)的自信承諾。傳統(tǒng)的手工控制設(shè)備，不僅耗時(shí)、耗力，而且產(chǎn)量小，產(chǎn)品的產(chǎn)量也相對(duì)不穩(wěn)定。PLC因其具有控制能力強(qiáng)、可靠性高、靈活的配置、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今及今后的工業(yè)領(lǐng)域都將占有重要的一席，是工業(yè)控制的主要手段。特別是在機(jī)械控制自動(dòng)化和過(guò)程控制自動(dòng)化兩大領(lǐng)域里，小到單機(jī)，大到大規(guī)模自動(dòng)生產(chǎn)線、集散控制系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)集中控制，一般都能用PLC作為電氣控制裝置，尤其是在超大規(guī)模自動(dòng)生產(chǎn)線、集散控制系統(tǒng)中更能體現(xiàn)出PLC無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，前景可觀。

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