PLC技術(shù)在制藥設(shè)備中的應(yīng)用分析

黃建平

摘要：PLC技術(shù)是一種現(xiàn)代以數(shù)字運(yùn)算程序?yàn)閼?yīng)用基礎(chǔ)的智能化控制技術(shù)，它的主要優(yōu)點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、程序編寫方便等，所以當(dāng)前被廣大學(xué)者進(jìn)行深入的研究并開發(fā)，最終將其應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)設(shè)備中去。本文主要是闡述了PLC技術(shù)在我國制藥設(shè)備上的應(yīng)用情況，并具體的了解了其運(yùn)行原理和發(fā)展的背景，通過對PLC技術(shù)的原理和實(shí)踐中的應(yīng)用，來探索其對我國制藥業(yè)的重要作用，最后還對PLC未來的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，并提出相關(guān)的建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);制藥設(shè)備;應(yīng)用分析;可編程控制器

0. 引言

現(xiàn)階段，我國的很多藥品質(zhì)量檢測大多是依賴于儀器進(jìn)行質(zhì)檢，且對于整個(gè)檢測的質(zhì)量有著非常嚴(yán)格的要求。此外，在傳統(tǒng)的制藥工藝中，幾乎所有的制藥步驟都需要實(shí)驗(yàn)員進(jìn)行操作，因此，整個(gè)的制藥流程變得非常的緩慢、且由于人工操作的原因，誤差也會相對于不理想、穩(wěn)定性也不高，所以隨著現(xiàn)代化智能技術(shù)的不斷發(fā)展，制藥工程師也在不斷的創(chuàng)新和開發(fā)出一套由智能技術(shù)代替人工的制藥方式。在經(jīng)歷了多年的研究和實(shí)踐，PLC智能化控制技術(shù)順勢發(fā)展，為我國的制造行業(yè)帶來了全新的生產(chǎn)模式，并在各個(gè)領(lǐng)域都取得了突出的成果，也對制藥行業(yè)帶來了新的模式。PLC技術(shù)讓手動操作變成歷史，自動化控制系統(tǒng)走向制造業(yè)舞臺的中央，從復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備到簡單的控制和操作系統(tǒng)，只需要幾臺計(jì)算機(jī)就可以全面實(shí)現(xiàn)自動化的生產(chǎn)，并且徹底的解放的人工操作，有效的提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性、精確性、安全性。因此，PLC技術(shù)對于未來的制藥業(yè)的發(fā)展具有重要的意義，而制藥設(shè)備也會慢慢的趨向于實(shí)現(xiàn)智能自動化控制[1]。

1 PLC的工作原理

PLC是一款可編程序控制器，它既可以控制設(shè)備的開關(guān)量，還可以對設(shè)備的模擬量進(jìn)行自動化的調(diào)節(jié)，整個(gè)的操作過程非常的方便、簡單[2]?？删幊绦蚩刂破鞯妮敵隹诳梢院椭扑幵O(shè)備的繼電器、接觸裝置進(jìn)行直接的連接，從而實(shí)現(xiàn)與各種各樣的傳感器和開關(guān)的連接。此外由于PLC本身的抗干擾能力非常的強(qiáng)，所以其應(yīng)用的范圍非常的廣泛。PLC從最初用于對設(shè)備開關(guān)量的控制，到現(xiàn)在已經(jīng)可以對設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集和實(shí)時(shí)的監(jiān)控以及對設(shè)備模擬量的控制等等一系列便捷安全的功能。PLC還可以對現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)信息與可編程序控制器終端的顯示器進(jìn)行高效的配合將其進(jìn)行保存，讓我們能夠從顯示器直觀的看到數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而對設(shè)備的各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前，PLC技術(shù)已經(jīng)變得更加的成熟了，它可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的全面自動化控制、智能化操作、和數(shù)據(jù)信息化處理。再加上PLC已經(jīng)配備了聯(lián)網(wǎng)通訊設(shè)備，工作人員可以通過PLC對各個(gè)制造現(xiàn)場進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)每個(gè)車間之間的交流互通和集中化管理。此外，由于PLC本身的便捷性、靈活性，工作人員如果需要對設(shè)備的工藝參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)，只需要重新編寫有關(guān)的程序就可以對設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)而滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求。

可編程的存儲器是PLC內(nèi)部的主體結(jié)構(gòu)，它可以用于接收使用者的操作指令和進(jìn)行復(fù)雜的邏輯計(jì)算、計(jì)時(shí)從而對設(shè)備進(jìn)行控制，并通過對指令的輸入輸出，來自動化的控制著整個(gè)的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，并保障生產(chǎn)過程和設(shè)備的和諧統(tǒng)一，最終達(dá)到對設(shè)備的集中化管理。因此PLC主要是被應(yīng)用在工業(yè)的設(shè)備控制領(lǐng)域，并且它本質(zhì)的原理就是通過電子計(jì)算機(jī)和PLC內(nèi)部的存儲器對設(shè)備的信號進(jìn)行輸入和輸出，最終控制設(shè)備的自動化生產(chǎn)[3]。

2 ?PLC技術(shù)在制藥設(shè)備中的應(yīng)用分析

在現(xiàn)在工業(yè)的制藥生產(chǎn)流程中，大多數(shù)的藥品的生產(chǎn)流程主要是：配藥 → 制劑 → 包衣 → 干燥滅菌 → 灌裝、包裝 → 處理廢水[4]。在制藥工業(yè)流程中應(yīng)用PLC自動化控制技術(shù)，就是由工程師編寫相對應(yīng)的設(shè)備控制程序，進(jìn)而對整個(gè)制藥工業(yè)路線中的溫度、流量、壓力等參數(shù)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)控制，最終讓整個(gè)制藥流程都由電子計(jì)算機(jī)來進(jìn)行自動化控制。就目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，PLC技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于我國制藥工業(yè)流程中去了。

2.1 ?PLC自動控制技術(shù)在配藥設(shè)備領(lǐng)域的具體應(yīng)用

在當(dāng)前這個(gè)現(xiàn)代化的制藥機(jī)械設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用中，PLC自動控制技術(shù)可以說是目前在配藥設(shè)備控制領(lǐng)域非常重要的技術(shù)支撐，就目前的智能化中藥配制機(jī)器為例來綜合性的看待：在中藥配置機(jī)器上應(yīng)用PLC技術(shù)可以讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)終端指令的有序操作，進(jìn)而可以比人工更加準(zhǔn)確無誤的對藥品進(jìn)行取、分、封裝等自動化的操作流程，因此PLC控制技術(shù)才能夠被廣泛的設(shè)計(jì)到醫(yī)學(xué)、機(jī)械設(shè)備、電子通訊等其他領(lǐng)域中去。中藥智能配藥機(jī)的控制系統(tǒng)主要有兩個(gè)組成部分，一個(gè)是由PLC作為的上位機(jī)的信息管理系統(tǒng)，另一個(gè)就是PLC作為的下位機(jī)的任務(wù)執(zhí)行系統(tǒng)。我們?nèi)斯に枰龅墓ぷ骶褪菍⒉煌兴幍呐浞叫畔⑤斎氲接?jì)算機(jī)中，并運(yùn)行程序，設(shè)備就會根據(jù)接收到的指令對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)化控制，最終實(shí)現(xiàn)配藥系統(tǒng)的全面自動化，其在提高我國醫(yī)藥行業(yè)配藥的運(yùn)行效率的同時(shí)，還極大的解決的從業(yè)者的勞動力。通過大量的實(shí)踐工作證明，科學(xué)合理的編寫PLC控制程序可以實(shí)現(xiàn)配藥設(shè)備的自動化控制，并極大的提高配藥的精確性，還可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本和原料浪費(fèi)現(xiàn)象。

2.2 ?PLC自動控制技術(shù)在制藥設(shè)備領(lǐng)域的具體應(yīng)用

在我國的現(xiàn)代化的制藥設(shè)備中對于全自動的恒溫恒壓裝置基本上都是采用西門子的PLC的控制技術(shù)[5]，并在全密閉的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)全自動化的操作，即讓藥液全程處于一個(gè)封閉的環(huán)境下。這種全自動的制藥機(jī)的特點(diǎn)有兩點(diǎn)：其一是，西門子 PLC控制系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)備的壓力、溫度等傳感器對藥液反應(yīng)實(shí)現(xiàn)全自動化的控制，保障制藥過程能夠在恒溫恒壓的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)制備的目的。其二是，PLC控制系統(tǒng)可以和機(jī)械設(shè)備特有的TP270觸摸顯示屏進(jìn)行連接，最終為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的作用。例如，這個(gè)控制系統(tǒng)可以讓藥液反應(yīng)過程中的表面溫度、壓力等一些重要的數(shù)據(jù)信息直觀的反映到顯示屏上，工作人員就可以對觸摸屏，進(jìn)行調(diào)節(jié)選擇合適的參數(shù)來控制設(shè)備的反應(yīng)，這項(xiàng)技術(shù)不僅僅在制藥設(shè)備上有應(yīng)用，其實(shí)在很多的機(jī)械設(shè)備的顯示系統(tǒng)中都有廣泛的應(yīng)用。這個(gè)控制系統(tǒng)可以讓整個(gè)操作流程變得更加的簡單化，而且最終的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率都比人工操作較高。

此外，在中藥制作機(jī)械中沸騰干燥器也常常被用做顆粒沖劑的制作[6]，其工作的流程就是根據(jù)藥品的配方，對各種原料進(jìn)行混合攪拌，后再經(jīng)歷烘干、冷卻、篩選等流程，最終制成符合國家藥檢部門合格的沖劑顆粒。PLC技術(shù)在沸騰干燥器中的應(yīng)用非常的重要，它主要是讓整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行變得更加的流暢和緊湊，進(jìn)而及時(shí)的調(diào)節(jié)設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，從而提高沸騰干燥器的抗干擾能力和靈活性。

2.3 ?PLC自動控制技術(shù)在包衣設(shè)備中的實(shí)際應(yīng)用

PLC技術(shù)在現(xiàn)代化制藥的包衣設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，就某制藥企業(yè)的PLC控制器為例，其除了利用與TP270觸摸顯示屏的連接來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的作用，其在包衣設(shè)備上的應(yīng)用也非常的重要。傳統(tǒng)的制藥企業(yè)對于包衣設(shè)備的控制主要是通過進(jìn)風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)、噴槍控制閥等一些簡單的設(shè)備來控制滾筒轉(zhuǎn)速和壓力，以及排放量。通過大量的實(shí)踐證明其實(shí)這個(gè)過程是可以實(shí)現(xiàn)全面自動化操作的。因此，制藥企業(yè)開始將PLC控制系統(tǒng)與包衣設(shè)備進(jìn)行連接，最終實(shí)現(xiàn)通用型的自動化包衣生產(chǎn)設(shè)備，這個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于他有兩種操作模式，即可以手動控制也可以自動控制，并且具有多個(gè)驅(qū)動，讓整個(gè)設(shè)備的靈活性變得更好也應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大了。

2.4 ?PLC自動控制技術(shù)在藥品灌裝和包裝設(shè)備中的實(shí)際應(yīng)用

PLC控制的片劑和膠囊填充劑是藥物填充和包裝過程中最常用的設(shè)備[7]。這樣做的原因是使用了機(jī)電一體化的操作系統(tǒng)，所以經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)生在各種系統(tǒng)之間聯(lián)動的協(xié)調(diào)和不穩(wěn)定現(xiàn)象。但是，PLC控制系統(tǒng)本身就具有很強(qiáng)的抗干擾能力，即使在惡劣的環(huán)境條件下也可以穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)行。在考慮包裝精度和生產(chǎn)效率的前提下，真空拉模包裝機(jī)充分利用PLC控制系統(tǒng)的計(jì)數(shù)功能和邏輯控制功能，將傳統(tǒng)的傳統(tǒng)步進(jìn)鏈系統(tǒng)、模具加熱系統(tǒng)、齒輪系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)和真空系統(tǒng)集成在一起進(jìn)而進(jìn)行精確的控制，最終達(dá)到最佳的控制效果。

此外，PLC控制技術(shù)還被廣泛的應(yīng)用于制藥企業(yè)生產(chǎn)過程中的高溫殺菌、廢水處理等工作。這主要依賴于PLC的閉環(huán)控制系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)對高溫殺菌所需要的溫度、時(shí)間、以及化學(xué)藥劑用量上的全自動化精準(zhǔn)控制，與此同時(shí)，它還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)測，并及時(shí)的記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。這個(gè)流程不僅安全可靠，還能最大限度的保障工作人員的生命安全。

3 最后結(jié)論及PLC 發(fā)展前景

產(chǎn)品的質(zhì)量問題是一個(gè)企業(yè)最核心的地方，企業(yè)只有在確保產(chǎn)品的質(zhì)量合格的前提下，才能夠獲得更多市場投資者和消費(fèi)者的認(rèn)可。從傳統(tǒng)的手工操作設(shè)備的缺陷上來看：其特別的耗時(shí)、耗力并且生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性不高。而PLC設(shè)備控制技術(shù)具有極強(qiáng)的控制力和靈活性，它可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動化運(yùn)行且運(yùn)行效果非常的穩(wěn)定。目前PLC技術(shù)已經(jīng)慢慢的成為我國工業(yè)自動化領(lǐng)域中非常重要的組成成分。尤其是將PLC技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備控制自動化系統(tǒng)和過程自動化兩大工業(yè)生產(chǎn)的核心領(lǐng)域中，從一臺簡簡單單的操作設(shè)備到整個(gè)工業(yè)大規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)備，PLC控制系統(tǒng)可以讓其實(shí)現(xiàn)全面自動化的生產(chǎn)，進(jìn)而表現(xiàn)出PLC技術(shù)與其他控制技術(shù)和人工操作的優(yōu)勢和發(fā)展前景廣泛。

4.小結(jié)

綜上所述，現(xiàn)階段PLC已經(jīng)在我國的制藥設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛了，并且隨著我國科技水平的不斷提升，PLC技術(shù)也在逐漸趨于完整化，但是就當(dāng)前的制藥生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用來看，還是存在一些不足之處，需要進(jìn)一步的改進(jìn)。與此同時(shí)，在我國的制藥自動化設(shè)備方面，還沒有開發(fā)出一套完整的專業(yè)化的PLC智能技術(shù)控制系統(tǒng)，因此，當(dāng)前的實(shí)踐經(jīng)歷將對在我國的制藥設(shè)備自動化領(lǐng)域提供更多的參考，從而開發(fā)出能夠讓制藥設(shè)備效率極大提升的重要技術(shù)支撐，最終促進(jìn)我國制藥行業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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