PLC在制藥設備中的應用

翟鵬飛 賈建

【摘要】隨著現代科技的發展，化工制藥領域的的自動化水平也越來越高。本文根據自身實踐經驗和理論研究，對PLC自動控制技術在制藥設備中應用進行了具體的論述，并詳細的闡述了PLC控制技術在提高產品質量、降低生產成本等方面的巨大作用，為PLC技術在制藥設備中的推廣應用提供了有力的支撐。

【關鍵詞】PLC自動控制技術；制藥設備；應用

一、引言

在大多數傳統的制藥企業中，由于生產工藝相對比較簡單，多數生產步驟有人工進行操作，工藝數據也有人工采用儀表就地測量，而人工操作往往執行相對緩慢，精度低、穩定性差，所以現代企業生產需要一種新的高效率、高精度、高穩定性的生產方式。PLC自動控制技術的迅速發展以及其在制造業的廣泛應用，給制藥生產線的生產帶來了極大地影響。PLC控制的自動化控制制藥生產線不僅有效的提高了藥品的生產效率和質量，還有效的改善了工人的勞動強度和安全性。本文根據自身實踐，對PLC控制的原理、組成進行了簡單的闡述，然后對PLC自動控制技術在制藥生產線中各個方面的應用進行了詳細的論述，并對PLC自動控制系統在制藥設備中的應用前景進行了展望。

二、PLC自動控制技術簡介

1、PLC控制技術基本原理

PLC自動控制的工作過程通常可以分為三個階段：輸入采樣、程序運行和輸出，這個三個階段完成一次稱為一個掃描周期。在采樣輸入階段，PLC通過掃描將各個輸入數據及狀態進行初步讀入，然后將這些數據通過I/O接口存入在相應的單元中；在程序運行階段，PLC控制器從上到下依次掃描并執行程序，將相應存儲單元中的數據進行相應的邏輯運算；在輸出階段，進行邏輯運算后的數據通過I/O接口轉化成狀態量或數據量，通過電路、氣路等輸出相應的控制指令信息，即：PLC自動控制技術是通過可以編程的存儲器，將邏輯運算、順序控制、計時、計數以及算術運算等面向用戶的操作指令存儲在存儲器內，并能通過模擬量和數據量的輸入、輸出，對機械設備進行有效的控制，從而達到自動化控制生產線生產過程的目的。

2、PLC自動控制系統的基本結構

PLC自動控制系統通常包括硬件和軟件兩部分，硬件部分與計算機相似，包括電源、處理器（CPU）、存儲器、輸入輸出接口、通信、總線以及功能模塊等。

3、PLC在制藥設備中的應用

在制藥生產線中，一般藥品的生產工藝路線通常包括配藥、制劑、包衣、干燥滅菌、灌裝與包裝、廢水處理等工序。PLC自動化控制技術可以通過自身邏輯控制程序的編寫，對制藥生產中的溫度、壓力、流量等進行閉環調節控制，從而達到對整個生產工藝各個環節的自動化控制，目前PLC已經在制藥工藝的各個環節廣泛應用，下面對其應用進行具體的探討。

（1）PLC自動控制技術在配藥設備中的應用

在現代化制藥設備中，中藥智能配藥機是PLC自動化控制技術在配藥設備中應用的典范，它能根據計算機輸入的藥方自動、準確的進行取藥、發藥、封裝等動作，此控制系統設計到了醫學、計算機、通信、電子、機械等諸多領域。目前常用的中藥職能配藥機控制系統由兩部分組成，PC機作為上位機進行信息的系統管理和控制方法的規劃，PLC作為下位機對控制任務進行具體的執行。將計算機技術、信息技術等應用到中藥藥方的系統管理，不僅解決了中藥藥方的精確性問題，還實現了配藥的自動化，大大提高了配藥的效率。通過實踐經驗證明，采用邏輯結構清晰的PLC控制程序對配藥工藝進行控制，不僅可以大大的提高配藥的精確性和效率，還可以有效的減少原材料的浪費，降低生產成本。

（2）2PLC自動控制技術在制藥設備中的應用

在現代化的制藥設備中，新型全自動恒溫恒壓中藥滴丸機采用西門子的PLC在封閉環境進行全自動操作，即在實心滴丸過程中，藥液始終處于封閉的環境中。全自動滴丸機的全自動控制過程有兩個特點：①西門子PLC根據相應的壓力、溫度、液位等傳感器以及PLC的擴展模塊對整個滴丸工藝過程中的壓力、溫度、液位等進行全面的閉環控制和實時調節，從而達到在恒溫恒壓下進行藥丸滴制的目的；②將PLC與TP270的觸摸屏進行連接，實現了人機交互，可以將藥液的高度、藥丸的溫度和壓力等數據進行實時顯示，也可以人工通過觸摸屏對液位、溫度以及壓力等數據進行設定控制，此控制系統不僅工作可靠、操作方便，而且產品質量、效率都遠遠高于傳統人工操作的設備。

沸騰干燥器是中藥機械中常用的顆粒沖劑的設備，其工藝過程是將根據藥方混合攪拌好的藥料經過烘干、冷卻、篩選等工藝環節，制成符合標準規格要求的沖劑顆粒，采用PLC控制系統的沸騰干燥器，不僅實現了結構緊湊、運行可靠，還具有抗干擾能力強、編程靈活、調試簡單、維護方便的特點，充分實現的制藥設備的機-電-氣一體化，大大提高了制藥設備的效率。

（3）PLC自動控制技術在制藥包衣設備中的應用

在現代化制藥包衣設備中，某制藥包衣設備以西門子系列PLC為控制器，以TP270為人機交互界面，將對包衣設備的進風系統、蠕動泵、噴槍電磁閥、排風系統等設備的控制轉化成對進風溫度的控制、主機滾筒轉速的控制、滾筒負壓的控制、進風的風量控制以及排風量的控制等，從而實現了制藥包衣設備的自動化控制，根據實踐調研證明，此控制系統具有良好的運行效果，系統性能穩定、操作方便、運行可靠。此外，某企業的以三菱PLC為控制核心的通用性自動化包衣生產設備，其控制系統可以兼有手動、自動兩種模式；可以進行多種狀態選擇、多種驅動控制以及多種顯示的功能，使用范圍廣、通用性強。研究證明，新型自動控制的制藥包衣設備實現了在封閉環境下的自動運行，沒有傳統設備的粉塵飛揚和噴灑液飛濺現象，是新型、高效、節能、環保的生產設備。

（4）PLC自動控制技術在藥品灌裝和包裝設備中的應用

在藥品灌裝和包裝設備中，最常用的是PLC控制的片劑和膠囊裝瓶聯動機，它采用機電一體化解決聯動機各個結構的協調能力，而PLC控制系統具有較強的抗干擾能力，即使在比較惡劣的環境下也可以可靠的工作，此外還設有檢驗裝置，保證產品的質量和準確性。

真空拉模包裝機在兼顧包裝精度和生產效率的條件下，充分利用PLC控制系統的計數功能以及邏輯控制功能，將傳統的步進鏈傳統系統、模具加熱系統、氣動系統、真空系統以及控制系統有效組合起來，形成多功能連續真空拉伸膜包裝機，有效的控制步進鏈的啟動、運行、降速以及停車，同時對熱風磨具加熱、成型等進行精確控制，此系統的造價僅為伺服控制系統的五分之一，卻完成了更好的控制效果。

另外，PLC自動控制技術在制藥生產的高溫殺菌、廢水處理等方面具有非常廣泛的應用。PLC的閉環控制系統在高溫殺菌的溫度控制、廢水處理的滅菌溫度、時間以及投入的化學藥劑量上都可以達到非常精確的控制，而且該系統可以連續監測，并完成檢測結果的記錄，不僅安全可靠，而且保證了操作人員的安全。

三、結論

目前，PLC在制藥設備領域已經有了很大的發展，并隨著科技的發展日趨完善，但設備在具體的實踐應用中仍然暴露出了一些明顯的不足之處。在制藥設備領域，還沒有專門的PLC控制系統，將來應針對制藥設備領域開發出專業化的PLC產品，為提供制藥設備的效率、降低制藥成本提供有力的技術支撐。

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