自動化改裝設(shè)計技術(shù)在醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊慶峰

（黑龍江省黑寶藥業(yè)股份有限公司，黑龍江 牡丹江 157000）

醫(yī)藥企業(yè)在生產(chǎn)的過程中應(yīng)用自動化改裝設(shè)計技術(shù)，能在縮短生產(chǎn)周期的同時，為設(shè)備使用率的提升提供支持，并且從根本上減少了設(shè)備因為維修產(chǎn)生的后期成本，也在一定程度上降低了設(shè)備的染菌風(fēng)險。

1 醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)中自動化改裝設(shè)計技術(shù)

1.1 技術(shù)要點(diǎn)

技術(shù)要點(diǎn)主要針對變送器，在完全維持原設(shè)備的基礎(chǔ)上，利用隔膜式差壓變送器進(jìn)一步完成對活性炭沉積的控制，從而達(dá)到遠(yuǎn)程顯示以及歷史趨勢查詢等功能，實(shí)現(xiàn)自動化管理。具體功能見表1。

表1 自動化改裝設(shè)計技術(shù)系統(tǒng)硬件功能表

1.1.1 液位變送器

借助雙法蘭差壓變送器進(jìn)行傳導(dǎo)，能有效減少傳感器和被測液體之間的直接接觸，真正意義上地規(guī)避了由于活性炭沉積造成傳感器運(yùn)行不暢。其中，變送器隔膜片還能對壓力信號進(jìn)行收集，借助導(dǎo)油管就能實(shí)現(xiàn)信號傳導(dǎo)。液位變送器最大的優(yōu)勢就在于對安裝高度和安裝角度沒有硬性要求，一般要完成底端法蘭線復(fù)檢，確保高壓室和低壓室都能連接配液罐法蘭。

變送器要對以下2個參數(shù)進(jìn)行控制。1）變送器量程L=Hρ1。2）零點(diǎn)遷移量 A1=h1ρ1。

在進(jìn)行液位最低點(diǎn)測量時，要對作用在變送傳感器上的等效靜壓差予以判定，為Δρ1=A1。而在進(jìn)行最高點(diǎn)測量時，相應(yīng)的等效靜壓差為Δρ1=A1+Hρ1。參數(shù)中H表示的是最低測量液位與最高測量液位之間的數(shù)值差，h1表示的是底端法蘭和設(shè)備最低測量液位之間的差值，ρ1表示的是變送器中被測量液體的密度。

1.1.2 溫度變送器

在滿足現(xiàn)場需求的基礎(chǔ)上，溫度變送器具備雙設(shè)定組，能對中繼輸出、SSR輸出和電流輸出進(jìn)行控制，尤其是對4-20mADC進(jìn)行主輸出約束。值得一提的是，相較于電流控制輸出，中繼輸出能轉(zhuǎn)變溫度測量值，并將負(fù)載值控制在600 Ω以下。基本流程為以下4步。1）從FS-H、FS-L 2個設(shè)定組中選取基礎(chǔ)設(shè)定輸出模式。2）如果PV數(shù)值滿足FS-L設(shè)定參數(shù)，此時輸出數(shù)值為4 mA。如果PV數(shù)值滿足FS-H設(shè)定參數(shù)，此時輸出數(shù)值為20 mA。結(jié)合具體要求，按照標(biāo)準(zhǔn)將其分為若干等份，每一個基礎(chǔ)單元等份對應(yīng)一個基礎(chǔ)溫度數(shù)值。3）第二設(shè)定組中溫度單位設(shè)定為攝氏度，確保高限位輸入組設(shè)定為150 ℃，且低限位輸入組設(shè)定為20 ℃。4）電流輸出和溫度輸出并行，形成對應(yīng)傳導(dǎo)輸出模式，這樣就能確保相應(yīng)的操作按照標(biāo)準(zhǔn)模式要求有序進(jìn)行[1]。

1.1.3 數(shù)據(jù)采集卡

在技術(shù)體系建立和應(yīng)用的過程中，數(shù)據(jù)采集要完成12位多功能數(shù)據(jù)分析和規(guī)范化處理，該文選取PCI-1718HDU型號數(shù)據(jù)采集卡，該型號符合目前市場對具體設(shè)備的操作要求，并且能實(shí)現(xiàn)總線多功能數(shù)據(jù)采集。其主要具有5個功能。1）數(shù)據(jù)采集能完成12位A/D轉(zhuǎn)換，確保數(shù)據(jù)持續(xù)更新。2）實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。3）完成數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出工作，保證數(shù)據(jù)交互的實(shí)時性。4）具備計數(shù)器功能，可以進(jìn)行數(shù)字計取和抽調(diào)。5）具備定時器功能，可以完整定時。

另外，在數(shù)據(jù)采集的過程中，設(shè)備能依據(jù)GMP進(jìn)行多項目分析，實(shí)現(xiàn)信息共享和結(jié)構(gòu)化消息存儲，保證了設(shè)備、環(huán)境以及人員的三位一體化管控，提高了采集數(shù)據(jù)的利用效率，優(yōu)化了工藝水平。

1.2 技術(shù)系統(tǒng)支持

在硬件系統(tǒng)安裝完畢和升級后，就要對技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行軟件支持和管理，以確保能對監(jiān)控對象進(jìn)行全天候數(shù)據(jù)跟蹤，并且對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，以備后續(xù)檢修和處理。具體功能見表2。

表2 系統(tǒng)軟件監(jiān)控功能

技術(shù)系統(tǒng)支持主要包括2個方面的內(nèi)容。一方面，開發(fā)工具的技術(shù)系統(tǒng)支持。主要是利用組態(tài)軟件對客戶和服務(wù)器進(jìn)行模式分離，并且在服務(wù)端進(jìn)行“點(diǎn)”的定義分類，能同時對不同客戶端進(jìn)行引用，在一定程度上減少了組態(tài)運(yùn)行中的工作量，提高了數(shù)據(jù)的一致性。另外，在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運(yùn)行的過程中，能完成報警功能、PID控制功能、流量累積分析功能等，憑借I/O驅(qū)動保證智能儀表、智能模塊和變頻器、PLC等基礎(chǔ)單元運(yùn)行通暢。

另一方面，為了確保工業(yè)控制系統(tǒng)滿足要求，就要對通信方式進(jìn)行約束處理。主要的約束模式分為無線通信、以太網(wǎng)通信、串口通信、板卡通信等。而板卡通信是效率最高的模式，能有效實(shí)現(xiàn)總線的控制，尤其是其采樣速率較好，這是因為板卡能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和計算機(jī)內(nèi)部總線的直接連接，提高了數(shù)據(jù)的處理效率。例如，目前較為常見的板卡通信采樣速率能實(shí)現(xiàn)30 m/s[2]。

除此之外，自動化改裝設(shè)計技術(shù)中還能建立實(shí)時監(jiān)控模塊。技術(shù)人員能實(shí)時讀取數(shù)字信息、趨勢圖信息以及流程表格信息，并且能完成參量極限和等級的劃分，從而有效利用聲光提示輔助維修人員進(jìn)行設(shè)備的檢修工作。

2 醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)中自動化改裝設(shè)計技術(shù)注意事項

首先，現(xiàn)場電纜、管道的布設(shè)。要在自動化改裝設(shè)計技術(shù)應(yīng)用前完成管道、氣動信號等基礎(chǔ)參數(shù)的測定，確保能避免高溫和機(jī)械損傷。

其次，變送器儀表線路絕緣要求。在安裝和操作的過程中，要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)完成電纜絕緣性測試，保證最小間距內(nèi)電力電纜交叉鋪設(shè)的角度符合要求，最好為90°。具體測試點(diǎn)見表3。

表3 變送器儀表線路絕緣要求一覽表

最后，控制制動器。為了確保技術(shù)體系的完整性，要保證調(diào)節(jié)閥等基礎(chǔ)元件的位置明確且便于維護(hù)管理，從而降低后期維護(hù)的困難程度。

3 醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)中自動化改裝設(shè)計技術(shù)應(yīng)用效果

醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)過程中之所以要運(yùn)用自動化改裝設(shè)計技術(shù)，就是要在打造標(biāo)準(zhǔn)化操作模式的基礎(chǔ)上提高質(zhì)量水平，將相應(yīng)的技術(shù)研究成果應(yīng)用在實(shí)踐中，從而打造全過程化管理模式，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和管理效益的和諧統(tǒng)一。作為重要的技術(shù)體系，其不僅能實(shí)現(xiàn)自動化、信息化的融合，還能減少信息交互的孤島效應(yīng)，為藥品生產(chǎn)過程和監(jiān)控管理提供平臺，打造信息共享以及和諧化管理的發(fā)展模式。

3.1 自動化和信息化融合

醫(yī)藥企業(yè)在生產(chǎn)過程中應(yīng)用自動化改裝設(shè)計技術(shù)，能在一定程度上實(shí)現(xiàn)自動化項目和信息化管理的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，優(yōu)化控制設(shè)備以及操作人員的具體行為，減少錯誤操作和環(huán)境因素對技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)生的制約作用，真正意義上地打造貼合醫(yī)藥品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)線，也為整體工藝的升級提供了保證。另外，技術(shù)支持GMP質(zhì)量管理模塊，在規(guī)范生產(chǎn)的基礎(chǔ)上推動了可控化質(zhì)量管理進(jìn)程，依據(jù)公式：角度百分比=設(shè)定角度/360°和角度動作脈沖數(shù)=一圈總脈沖數(shù)×角度百分比，就能計算出自動化改裝設(shè)計設(shè)備的角度控制要求。

除此之外，避免孤島效應(yīng)。應(yīng)用自動化改裝設(shè)計技術(shù)能有效地將智能設(shè)備運(yùn)行過程和檢測過程融合在一起，提高數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和實(shí)時性，創(chuàng)設(shè)了便捷化的管理氛圍，也為生產(chǎn)線上的生產(chǎn)過程以及設(shè)備調(diào)度過程的和諧化管理提供了保證。另外，在技術(shù)支持的同時，也促進(jìn)了全過程化管理的進(jìn)步[3]。

3.2 提高藥品生產(chǎn)控制

醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)過程不僅要對工作效率進(jìn)行監(jiān)督，而且也要完善藥品設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量管理，自動化改裝設(shè)計技術(shù)能從根本上提高生產(chǎn)流程、質(zhì)量監(jiān)督流程以及質(zhì)量控制流程的統(tǒng)一性。例如，應(yīng)用自動化改裝設(shè)計時借助公式：設(shè)定距離脈沖數(shù)=設(shè)定距離/ [滾輪直徑×3.1415]/一圈總脈沖數(shù)，就能計算出運(yùn)行脈沖數(shù)量，從而保證流程和過程的準(zhǔn)確控制。

并且對相應(yīng)的信息進(jìn)行記錄，確保操作人員能有效完整地進(jìn)行歷史記錄追溯，這也為項目通過GMP和FDA提供了保證，同時也能實(shí)現(xiàn)信息的多元化處理，在一定程度上提高了藥品生產(chǎn)控制的綜合效力。

3.3 實(shí)時性監(jiān)控

自動化改裝設(shè)計也能輔助醫(yī)院對設(shè)備運(yùn)行開展針對性的量化管理，依據(jù)δij=dj-Oj/1-Oj及時了解設(shè)備損耗的數(shù)據(jù)和信息，其中，δij表示誤差項、dj表示第j個輸出節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)值、Oj表示第j個輸出節(jié)點(diǎn)的總值，借助計算就能確保工序內(nèi)的設(shè)備監(jiān)管工作順利開展，滿足節(jié)能控制的技術(shù)要求，也為醫(yī)院的可持續(xù)化技術(shù)發(fā)展提供了可靠的支持。

4 結(jié)語

總而言之，在醫(yī)藥企業(yè)的生產(chǎn)過程中應(yīng)用自動化改裝設(shè)計技術(shù)時，需要對設(shè)備的改革要點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)督，有效解決實(shí)際問題，在完善設(shè)備的基礎(chǔ)上升級軟件，提升自動化運(yùn)行的水平，優(yōu)化工作效率，也為改善工作環(huán)境創(chuàng)設(shè)了良好的平臺，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和管理效益的共贏。