摘要：随着科学技术的不断革新进步，自动化技术逐渐被应用到各行各业，制药企业也不例外，其利用先进的自动化技术进行药品生产与包装，提高生产效率，节省人力成本，也促进节能减排，对制药企业的可持续发展有着重要的意义。
关键词：制药设备；自动化；应用
引言
随着社会的不断进步和科学技术的发展，新时代对制药企业提出了更高的要求，制药企业要想适应社会发展的步伐，提高企业自身的竞争力，就必须在保证质量的前提下，提高生产效率，降低生产成本，这样自然离不开自动控制技术在生产设备中的应用。现今的制药设备的自动化控制技术，从控制系统逻辑化、位置定位精准化、到操作模式人性化，这无不展示着现代化的制药装备水平。制药设备常见的自动化技术有PLC控制技术、变频控制技术、伺服控制技术，这些技术的应用在很大程度上提高了制药企业的生产效率，推动了药企的发展。
1制药设备自动化技术的发展背景与研究意义
传统的制药企业生产主要依靠人力，尤其是药品的包装，需要的劳动力更多。大量的劳动力意味着高成本的投入，为了降低劳动力成本，制药企业需要对生产设备进行技术改造和升级，通过先进的自动化技术来代替人力劳动[1]。在科学技术快速发展的时代，自动化理论逐渐成熟，自动化制药装备越来越多，例如，湿法混合制粒机、高效包衣机、全自动灌装机、包装生产线等制药设备。自动化技术的应用，一方面大大减少了劳动力，降低了人力成本消耗，另一方面提高了生产效率，使资源得到充分利用，并且提高了制药企业的竞争力，有利于企业适应社会发展潮流，避免被时代所淘汰。
2 自动化技术在制药设备中的应用
2.1 PLC控制技术在制药设备中的应用
PLC可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）是工业自动化控制的核心部分。PLC体积小、重量轻、能耗低，功能完善且适用性强，由于有多种优势，因此，在制药企业得到了广泛应用。目前，PLC是制药设备里不可或缺部分，其优势具体体现在以下几个方面：第一，PLC系统既能够对模拟量进行控制，还能够对开关量进行控制，在使用时非常方便。事实上，由于PLC的输入口可以和各类开关连接，而输出口又可以和继电器、接触器等进行连接，起到较强的抗干扰作用，因此，除了模拟量控制和开关量控制外，其还可以完成智能化集散控制，实现数据的采集。第二，利用PLC系统可以实现数据的采集与储存，能够通过触摸屏将采集的数据信息显示出来，便于数据的分析和处理，同时还能够提高设备的自动化与智能化。第三，在互联网的作用下，PLC系统可以完成实时控制，通过对现场的情况进行监测与管控，达到分散控制和集中管理的目的。
就现阶段来看，PLC控制技术是目前制药企业中应用最广泛的自动化技术，其对药企的发展起到了重要的推动作用。在生产制药过程中，由于各药品的生产工艺流程不同且车间工艺控制要求不同，因此，在同一类设备，或同一台设备的设置都有所不一样。面对这问题，PLC可编程控制器就体现了它的强大能力，可以编写与之生产工艺相对应的程序，来实现自动化智能控制生产过程的各个环节。如：①PLC自动控制技术在配药设备领域的具体应用。在制药领域，PLC技术可以应用于配药设备中，通过预先在系统中设置好药物配方，配药设备便可以根据配方自动进行取药、发药和封装，节省了劳动力，提高了配药效率。现阶段，我国使用最多的中药智能配药机控制系统主要包括两部分：一部分是PC机，用来进行信息的系统管理和控制方法的规划，另一部分是PLC机，主要是对控制任务进行具体的执行。在设计配药系统时，结合了先进的计算机控制技术，一方面提高了取药的精确度，另一方面也使配药更加自动化，有效地提高了配药质量和效率，为中药相关从业者解决了很多问题。我国众多制药企业应用PLC技术的经验表明，PLC技术除了可以改进配药工艺，提高工作效率外，还能够节省大量的原材料，既节约了成本，又节约了资源。②PLC自动控制技术在包衣设备中的实际应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在现代化制药包衣设备中，常见的制药包衣设备是以西门子系列PLC为控制器，以TP270为人机交互界面。原始包衣设备拥有的进风系统、排风系统、蠕动泵和喷枪等，被简化为对机器内温度、仪器主机滚筒转速、滚筒承压的控制以及进、排风量等制造包衣等重要因素的直接控制，由此实现了包衣设备的全自动化。事实上，PLC系统的控制已经可以使包衣的所有环节都受益了。③PLC自动控制技术在药品灌装和包装设备中的实际应用。在药物的罐装和包装环节，通常也会利用PLC控制技术。由于其包装设备具有机电一体化的特征，经常导致联动机的各部件运作不稳定，此时，利用PLC控制技术就可以解决这个问题，这是因为PLC技术具有较高的抗干扰性。不论工作环境多么恶劣，其都不会受到强烈干扰，并且能够持续保持良好的工作状态。
2.2 变频器控制技术在制药设备中的应用
变频器（Variable-frequency Drive）是用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。实际上，变频器就是一个逆变器，先将三相或单相交流电变为直流电（DC），然后用电子元件对直流电进行开关，变为交流电（AC）。另外，变频器其他功能，如调压、稳压和过载保护等。
随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了广泛应用，制药企业也广泛使用变频控制技术，把普通的三相异步电动机，加装变频器可实现调速功能，从而达到节能降耗和保护机器设备的作用。制药设备中，变频控制技术起着至关重要作用，如制水设备需要水泵不断的供水或者冷却设备需要对生产设备进行循环冷却；制粒机、包衣机、洁净空调系统等设备需要风机进行不断的送风和排风；搅拌机、混合机、粉碎机等需要不停控制转动；生产线能按照生产进度来调整生产线的传输速度。纵所周知，机器电机的启动电流很大，甚至是几倍的额定电流，通过变频器V/F控制，从而实现软启动，不但能有效的使电机正常运行，还能检测到电压波动、电机过载和非正常电流过大等情况，及时发出报警，及时停车，避免生产中的不必要损伤。由于变频器的优势，药企的一些原生产设备或动力设备没有变频控制的，通过变频技术改造，消除原有缺点，满足生产工艺要求外，方便调试，提高生产效率，提高设备使用寿命，且节能降耗，一举多得。
2.3 伺服控制技术在制药设备中的应用
伺服驱动器（Servo Drives），通常我们称作伺服控制器，是用来控制伺服马达或伺服执行器的一种控制器，一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高进度的传递系统定位。从结构上看，伺服电机的伺服控制器和变频器差不多，但对于元器件的要求进度和可靠性更高。目前市面上主流的伺服控制器均采用数字型号处理器（DSP）作为控制核心，可实现较复杂的控制算法，实现自动化、数字化、网络化和智能化。伺服驱动器也通常被我们称作伺服放大器，是将从控制器输入的脉冲信号或模拟量信号经内部计算放大后输出电机。
随着技术的革新提高，全伺服驱动制药设备越来越多，价格也随之提升，尽管成本提高了，但药企也乐意为此埋单，从运行维护成本考虑，大大减低了维护停机时间和调整时间，提高生产率，提升的一点成本价也就不足为虑了，这是一种双赢的商机，制药设备采用伺服控制也必然是未来的发展趋势。
结语
制药企业要想在社会快速发展的背景下紧跟潮流，在激烈的竞争中拔得头筹，就必须提高企业的生产质量和水平，这需要企业综合利用先进的自动化技术，将其优势充分发挥出来。自动化技术是制药企业与社会接轨的重要桥梁，是推动我国制药水平的重要武器，对推动我国药企发展具有重要意义。
参考文献
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[2]李兵．中国制药装备企业战略定位与增长战略研究[J]．机电信息,2011,(11):1-4．
[3]覃仲欣，蔡锦源.PLC在制药工业中应用研究 [J].广西轻工业,2010,(11):41-42.
论文作者:叶华强
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第06期
论文发表时间:2019/7/31
标签：技术论文; 设备论文; 包衣论文; 制药企业论文; 变频器论文; 控制器论文; 系统论文; 《当代电力文化》2019年第06期论文;