PLC在藥丸包衣制粒機上的應用

1 引言

醫藥小丸包衣制粒機是用于實(shí)驗室或小批量生產(chǎn)小丸顆粒的制藥設備。由于實(shí)驗室原有的控制系統使用的是十年前的人機界面和PLC，故其硬件均已老化，性能下降，在運行的過(guò)程中經(jīng)常出現死機、黑屏、重啟動(dòng)，甚至某些畫(huà)面參數不能修改;同時(shí)由于無(wú)相應的PLC編程器、編程軟件和人機界面軟件，因此可維修性也差。為了解決這些問(wèn)題，我們采用奧越信200PLC和北京亞控公司的組態(tài)王6.05工控組態(tài)軟件的控制方案對小丸包衣制粒機的控制系統作了改進(jìn)。

2 小丸包衣制粒機系統組成

小丸包衣制粒機系統組成如圖1所示。小丸包衣制粒機是專(zhuān)門(mén)用于實(shí)驗室或車(chē)間小批量生產(chǎn)的。藥粉或類(lèi)似的物料能在流化床中進(jìn)行干燥、制粒以及包衣等過(guò)程。流化床物料容器底部裝有篩網(wǎng)，藥粉或小丸顆粒等類(lèi)似的物料被盛放在篩網(wǎng)上。流動(dòng)的空氣經(jīng)過(guò)濾處理后經(jīng)容器底部的篩網(wǎng)向上流過(guò)，當流速達到一定速度時(shí)，顆粒(藥粉)就會(huì )被空氣托起，床內粒子就開(kāi)始流化起來(lái)，形成流化床。流化床內的顆粒(藥粉)在容器中劇烈攪動(dòng)，并延伸到容器的擴展區，細微的粉末或輕微的顆粒則被粘附在袋式過(guò)濾器上。為了防止袋式過(guò)濾器的堵塞，控制濾袋升降的氣缸會(huì )有一個(gè)間歇的抖動(dòng)操控?？諝饨?jīng)過(guò)袋式過(guò)濾器、控制風(fēng)量大小的風(fēng)門(mén)和風(fēng)道被風(fēng)機引出室外的大氣中。在這個(gè)過(guò)程中，流化床容器內的微粒能完全充分的與空氣流接觸，并且攪動(dòng)劇烈，因而能夠很好的完成充分干燥，良好制粒，精致包衣等制藥過(guò)程。

圖1 小丸包衣制粒機系統組成

3 系統主要控制要求

小丸包衣制粒機操作的基本控制要求包括五個(gè)方面。

(1) 產(chǎn)品溫度控制

通過(guò)控制進(jìn)風(fēng)溫度來(lái)控制產(chǎn)品溫度。進(jìn)風(fēng)溫度控制精度為±3℃，產(chǎn)品溫度控制精度為±2℃。

(2) 進(jìn)風(fēng)風(fēng)量的控制

控制精度為±40m3/h。

(3) 霧化壓力的控制

即噴液裝置噴射壓力的控制，控制精度為±0.1bar。

(4) 密封壓力的控制

產(chǎn)品容器必須與擴展倉密封，形成一個(gè)密閉的流化床反應器。采用油壓裝置進(jìn)行密封，密封壓力在35-70bar之間。

(5) 濾袋的抖動(dòng)控制

抖動(dòng)有單濾袋抖動(dòng)和雙濾袋抖動(dòng)，有手動(dòng)抖袋和自動(dòng)抖袋。

4.1 在滿(mǎn)足控制要求的前提下，控制系統硬件設備的選擇應該追求最佳的性能價(jià)格比。由于該機器的使用頻率不高，平均每月一次，同時(shí)環(huán)境良好，因此采用PC+PLC的控制方案。當機器不用時(shí)，PC機可作它用。換句話(huà)說(shuō)，利用公用PC機即可作人機界面。

4.2 PLC硬件配置

根據前面對控制系統的要求，選用奧越信200系列PLC。OYES-200系列PLC體積小，重量輕、安裝方便、功能齊全、配置靈活、運行可靠、編程簡(jiǎn)單，具有可觀(guān)的經(jīng)濟性和更強的適應性，完全可以滿(mǎn)足上述控制要求。

4.3 人機界面組態(tài)軟件

組態(tài)軟件選擇北京亞控公司的組態(tài)王6.05。這是一款具有易用性、開(kāi)放性和集成能力的通用組態(tài)軟件。組態(tài)王使用簡(jiǎn)單，適合各種簡(jiǎn)單和復雜的任務(wù)。只需要進(jìn)行填表式操作，即可生成適合于用戶(hù)的“監控和數據采集系統”，可有效用于控制自動(dòng)化過(guò)程, 組態(tài)王6.05版是在Windows2000的平臺上運行的，因此選用組態(tài)王是較為完善和方便的選擇。整個(gè)控制系統的構成如圖2所示

5 系統硬件設計

控制系統選用奧越信200系列PLC，選用了中央處理單元模塊CPU224C、奧越信數字量擴展模塊EM223、模擬量輸入模塊EM231、模擬量輸出模EM232、模擬量輸入輸出模塊EM235。其中的中央處理單元模塊CPU224C外部接線(xiàn)圖如圖3所示.

圖4 主程序框圖

6 系統軟件設計

6.1 PLC程序設計

主程序框圖如圖4所示，其中子程序0為初始化程序，子程序1為檢查擴展模塊是否正常，子程序2為模擬量采樣子程序，子程序3為對各執行設備輸出的采樣，子程序4為對各被控量和執行設備異常的報警子程序。由于篇幅所限，各子程序框圖在此從略.

圖5 設備控制畫(huà)面

7 結束語(yǔ)

由于奧越信200系列PLC具有方案多、配置靈活、接線(xiàn)簡(jiǎn)單、安裝方便、抗干擾性強等特點(diǎn)，同時(shí)與同類(lèi)的產(chǎn)品相比性?xún)r(jià)比高，很好的滿(mǎn)足了此系統技術(shù)上的要求。新系統人機界面友好(全中文界面)，操作簡(jiǎn)單快捷，運行可靠穩定，受到業(yè)主的好評。