PLC技術在制藥設備中的應用

王濤

（蘭州佛慈制藥股份有限公司，甘肅 蘭州730046）

PLC技術在制藥設備中的應用

王濤

（蘭州佛慈制藥股份有限公司，甘肅 蘭州730046）

現如今，對生產企業來說，將提高產品數量和質量，降低生產成本，節能減排作為首要任務。如果通過自身生產工藝的研發和改進，利用自動化設備進行生產，減少人工，可以大大降低生產中原材料的浪費，提高產品數量，從而為企業節約成本，帶來效益。本文以PLC（可編程控制器）技術為核心的自動化制藥設備為主，闡述PLC技術是如何在中成藥制藥過程中應用的，并對PLC的前景發表一些個人看法。

PLC；GMP；PID；制藥設備

用于藥品生產所遵循的《藥品生產質量管理規范》（GoodManufacturePractice，GMP），國家對其大力推行，主要原因在于最大限度避免藥品生產過程中的污染與交叉污染，減少出錯率，提高藥品質量。隨著藥品生產工藝的提高，制藥設備也不斷更新，GMP提出之前，藥品生產基本采用人工操作，由操作人員帶著手套去完成制劑、包裝等一些過程，這樣就會增加藥品質量的風險，同時產能落后。本文旨在對藥品使用PLC控制實現自動化生產進行簡述。

1 PLC的簡介及原理

PLC是1969年由美國DEC（即美國數字設備）公司首先研制出來的一種新型自動化控制裝置。當時只有邏輯運算、定時、計數及順序控制功能的它主要用于替代傳統的繼電器，只能進行簡單的開關量控制。隨著時代的進步與發展，PLC之所以被很快的接受是因為在PLC基礎上，它又與先進的微機控制技術相結合，發展起來一種操作方便,維修容易，穩定可靠且嶄新的工業控制器，其控制功能遠超出邏輯控制的范疇。近幾年來，PLC技術發展很快，據不完全統計，美國、日本、德國的PLC生產廠家多達150多家，產品數百種。

在電子系統的工業環境中，PLC是一種數字化運算操作系統。通過數字來模擬輸入和輸出，從而控制設備和生產過程。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，并按照程序規定對這些信息進行邏輯判斷，最后確定需要何種輸出，三者相互協調工作。

2 以PLC為核心的制藥設備在生產工藝中的應用

用PLC來編寫工藝流程中相對應的程序，來實現對各個環節的智能控制。

第一，制粉為中成藥制劑的首要工序，以超微粉碎機組為例，它是由自動喂料機、破碎機、風選、除塵器、引風機等組成的一套粉碎系統，其喂料裝置為系統的核心，物料在喂料電機的驅動下，進入破碎研磨室，電流監測裝置對研磨裝置的工作電流進行實時監測，當工作電流超過破碎機額定電流，即喂料過多，一個電信號由電流互感器產生并傳送給PLC，與事先設定的電流值進行PID計算，再根據喂料電機測速傳感器反饋的電機速度，調節計算結果，使喂料電機降速，從而使破碎電機的工作電流降低，反之......

第二，混粉為中成藥制劑第二工序，主要由混合機完成，混合機是由一個旋轉的容器（料鍋）和固定支架組成，料鍋上方有兩個進料口A和B，下方則為出料口，并且PLC的輸入信號有三個位置傳感器，分別在料室位置、料中位、料高位，料鍋旋轉由一臺三相交流電動機傳動，其工作狀態由PLC輸出端進行控制，進料口與出料口開合由電磁閥控制。

當在觸摸屏按下自動按鈕后，啟動進料口A的進料泵，當料中位的信號到位時，料中位將會給傳感器給PLC一個輸入信號，關閉A泵并啟動進料口B的進料泵，當料高位信號到位時，關閉B泵，在此同時啟動料鍋旋轉，物料在規定的時間內均勻混合后停止旋轉，打開排放閥后進行放料，當料空信號到位時，關閉排放閥，按下停止按鈕后結束所有過程。

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喂料口內，在壓板和螺旋推進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，為后續的制丸工序提供了良好的藥料，整機運行使用PLC、變頻器、伺服控制系統運行，可使設備進行自動、手動、點動切換功能。

第四，制丸機由制條部分，搓丸部分及PLC控制系統等組成，整機采用PLC及人機界面觸摸屏控制，實現全自動生產。工作過程為將混合或煉制好的藥料送入料倉內，在螺旋推進器的擠壓下制出6根規格相同的藥條，在光電測速的跟蹤下，經過導輪、順條器同步進入制丸刀具中，經過快速切磋，制成大小均勻的藥丸，制出的藥丸丸型圓整光滑，無異形丸，丸重均勻。

第五，物料的烘干也是制藥過程中非常重要的環節，隨著技術的發展，烘箱的生產制造已趨于成熟，新一代的烘箱重點在于觸摸屏和PLC上面。由觸摸屏配合PLC可以實現加熱、鼓風等操作的同時，通過探頭還可以讀取烘箱內的溫度，并且實施記錄，繪制溫度曲線，便于觀察。與此同時，我們還可以把時間控制系統寫入PLC中，替換常規的時間控制儀，節省了成本的同時又能得到良好的外觀效果。

第六，藥品包裝為制藥過程的最后環節，全自動化包裝線主要由PLC、人機界面、各類傳感器、接近開關、伺服電機、真空閥、電磁閥等組成。整條包裝線可以完成對藥品灌裝、封口、旋蓋、貼標、說明書折疊、裝盒封盒、廢品剔除以及各個檢測等，每個部分都可以看作獨立的功能模塊，整個包裝線以PLC為核心，針對可編程控制器的輸入和輸出點較多，因而對輸入采樣、用戶程序執行以及輸出刷新采用集中批處理，這樣就可以簡化操作過程，易于控制，并可以提高控制系統的可靠性。

3 最后結論及PLC發展前景

作為生產企業，質量就是生命。質量觀是企業對產品質量所持的認知、態度和價值的選擇，反映了一個企業對社會、對消費者的責任和對市場的自信承諾。傳統的手工控制設備，不僅耗時、耗力，而且產量小，產品的產量也相對不穩定。PLC因其具有控制能力強、可靠性高、靈活的配置、使用方便等優點，在當今及今后的工業領域都將占有重要的一席，是工業控制的主要手段。特別是在機械控制自動化和過程控制自動化兩大領域里，小到單機，大到大規模自動生產線、集散控制系統、聯網集中控制，一般都能用PLC作為電氣控制裝置，尤其是在超大規模自動生產線、集散控制系統中更能體現出PLC無與倫比的優勢，前景可觀。

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[4] 卜力,周民,尹岳婷,等.基于PLC的超微粉碎機喂料控制系統[J].計算技術與自動化,2014,33(4):38-41.

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