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摘要：随着电气自动化行业的不断发展，PLC技术作为一种应用广泛的控制技术，在制药行业中发挥出重要的应用价值。在制药流程中，利用PLC技术进行电气控制设计，选择合理的控制单元、驱动执行机构以及其他组件，从而实现对制药设备的运行控制，进一步提升了制药效率和质量。本文对PLC技术原理及特点进行了分析，并探讨了PLC技术在制药设备中的应用。
关键词：PLC技术；制药设备；原理；应用
引言
随着制药行业的不断发展，制药设备和技术得到不断的更新，自动化水平不断提高，PLC自动控制技术在制药行业中的应用日渐增多。制药设备应用到的PLC技术具有编程简单、灵活，可靠性强等特点，因此在该领域开始得到广泛的应用。同时，在运用PLC技术的时候，一定要控制好温度、湿度、机械振动和电源等外界环境，保证制药设备有一个良好的工作环境。因此，PLC技术不仅有效地提高制药系统性能，也使制药系统的可靠性得到了进一步完善，为制药生产控制效率的改进提供了可靠的技术支持，有利于促进我国制药行业智能化发展。
1PLC技术原理及特点
1.1技术原理
PLC技术是一门运用计算机技术、自动化技术的综合性控制技术。PLC技术通过采用可编程存储器，可以对存储的数据进行高效分析计算，并通过数字模拟技术，实现各项数据的输入和输出，最大限度地保证系统运行的合理性。PLC即可编程控制器，主要由电源、CPU、存储器以及功能模块等组成，其基本结构如图1。基于PLC技术的控制过程主要分为三个步骤：第一，输入采样过程，在该过程中，需要完成数据输入、处理和分类存储等基础操作；第二，程序执行过程，PLC技术首先扫描采样数据的安装梯形图模式，并进行必要的逻辑计算，一般采取从左到右、从上到下的计算顺序，并根据网络扫描结果进行域内数据更新；第三，输出刷新过程，在程序执行后，需要对此前阶段产生的所有信息数据进行统一分析，得到一个总结分析结果，根据这一结果进行数据信息输出。
图1PLC基本结构示意图
1.2技术特点
第一，操作简便，在PLC技术中使用的是逻辑图、语句以及梯形图来进行编程，开发周期较短，现场试用简便，在必须修改程序的情况下，也不需要进行硬件的拆除；第二，反应迅速，PLC内部结构来中包含辅助继电器，还具有许多连接导线，一般情况下，该类继电器的节点变位时间往往不予考虑，在出现信息变化时具有相对较快的速度；第三，抗干扰性强，PLC控制器能顺利解决触点接触不良等问题，运用输出、输入元件来增强整个系统的运行效果，降低故障发生概率，将一系列的软硬件抗干扰措施应用到电气控制系统之中，能增强系统的抗干扰性，进而可大大提高可靠度；第四，功能完善，在PLC的设备中有着数千件编程元件，其功能及运算能够实现复杂的控制，在与继电器系统相比又具有一定的价格优势，在通信互联网中，PLC可以实现分散控制，集中管理。
2PLC技术在制药设备中的应用
对于我国现代的制药企业来说，由于对生产的工艺和车间工艺的管控需求，因而大量企业采用了PLC自动控制技术来控制药品生产过程，实现对各个环节制药设备的自动化控制。实际应用方面，PLC技术主要体现在以下几点：
2.1制粉
制药第一道程序为利用超微粉碎机进行制粉，该制粉系统一般由自动喂料机、破碎机、风选、除尘器、引风机组成，其中该系统的核心为喂料机。在喂料机的作用下，物料进入破碎研磨室，在这一过程中，需要对工作电流进行监测来判断喂料量是否合适。这时候，电流互感器产生电信号并传送给PLC进行PID计算，再根据喂料电机测速传感器反馈过来的电机速度对计算结果进行调节，从而降低喂料电机的速度和破碎机的工作电流。
2.2炼药
炼药是将已混合的药料投入到炼药机喂料口内，在压板和螺旋推进器的作用下使药物充分混合、均匀分布，混压成有一定直径的均匀药段，为后续的制丸工序提供了良好的药料，整机运行使用PLC、变频器、伺服控制系统运行，可使设备进行自动、手动、点动切换功能。此外，PLC与人机界面进行有效的结合，实现制丸的全自动生产。将药料制成药条后，在光电测速的跟踪下进入制丸系统，在自动控制系统的控制下药丸大小均匀，外表光滑。
2.3灭菌
灭菌是制药设备的重要操作，PLC技术在制药设备杀菌控制上也有明显优势，传统的杀菌方式一般采用的是水浴式湿热灭菌的灭菌方式。由于灭菌柜的体积较大，对于所需要的灭菌注射剂的用量也就很大，而这样就会导致药品中是否有杀菌剂的残余，严重影响药品的安全性。在这种情况下，制药企业可以采用PLC技术来避免此困扰，用PLC技术优势来扩展模块，主要利用PLC中的A/D转换器将模拟信号转化成为数字信号，最后经过PLC的逻辑计算来有效的控制、测定灭菌的程序和过程的曲线。由此可见，应用用PLC技术控制灭菌柜，不仅程序简单，而且具有较强的通用性，提高测定曲线的准确度。
2.4烘干
对于药品而言，烘干工艺也十分关键，药品烘箱是一种重要的制药设备，在科学技术的推动下，新一代的烘箱重点在于触摸屏和PLC技术的应用和完善上面。由触摸屏配合PLC技术可以实现加热、鼓风等操作的自动化开工至，同时，通过探头还可以读取烘箱内的温度，并且实施记录相关数据，绘制温度曲线，便于相关工作人员更加观察的了解烘干效果。与此同时，还可以利用PLC编制时间控制程序，替换常规的时间控制仪，节省了成本的同时又能得到良好的外观效果。
2.5灌装
在药物灌装的过程中，PLC与触摸屏连接，能够实现人机交互功能，通过触摸屏显示和设定洗灌封机组所监视的各种实时参数，而PLC技术还可以通过调整相关参数实现对灌装过程的自动化调节和控制，确保灌装效率。例如，PLC技术可以在自动恒压罐中恒定控制灌装液位，传感器可以全程闭环控制灌装生产过程中的液位、压力、温度。
2.6冻干
一些特殊药物需要经过冻干过程，PLC技术在冻干系统的自动控制中有着有效的运用。当自动控制的实现需要使用冻干曲线的时候可以通过PLC进行编程，将冻干的流程在荧光屏或者模拟板上进行显示，然后通过计算机进行编程，同时还可以进行备份。除此之外，制品、真空冷凝器的温度、导热液等可以通过多点记录仪显示出来。在冷却的过程中，将隔板通入冷媒进行冷却等过程也需要PLC系统来进行控制。
结束语
总而言之，PLC技术在制药领域具有重要的应用价值，能够很好地实现药剂生产的自动控制，提高制药设备的工作效率。实现药剂生产的自动控制是实现药企和现代社会接轨、和现代科技接轨的重要手段，所以研究和探讨PLC等自动控制技术在制药设备中的应用对我国药企的发展具有重要的意义。
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[3]郭维图.自动控制技术在制药设备中的应用[J].机电信息，2005，（20）：34-37.
论文作者:王春丽
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/4
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