中藥電子調配中心控制系統的研究
http://dyxdggzs.com/article/201612/332749.htm 由于中藥品種繁多、成份復雜、含量比例各不相同,因此傳統的中藥調配作業(yè)十分耗時(shí)費力,而且在調配成份和比例上經(jīng)常出現差錯。隨著(zhù)計算機技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和機器人技術(shù)的發(fā)展,單味中藥濃縮顆粒劑的研制成功,使中藥配藥自動(dòng)化成為可能。 中藥電子調配中心根據單味中藥濃縮顆粒劑自動(dòng)化處方配制的特點(diǎn),采用分級系統結構,將機器人控制技術(shù)、信息管理技術(shù)、分布式計算機技術(shù)和中藥調配技術(shù)結合起來(lái),可在醫生所開(kāi)的遠程處方的基礎上完成中藥處方的監控和調配以及中藥的輸送、庫存顯示和處方記錄等功能,不僅減少了人工配藥的誤差,而且提高了配藥的工作效率。中藥電子調配中心的研制和應用必將促進(jìn)中藥濃縮顆粒劑的銷(xiāo)售和推廣,對發(fā)展我國特色的藥品生產(chǎn)和管理自動(dòng)化技術(shù)具有重要意義。 1.1 功能設計 中藥電子調配中心應滿(mǎn)足復雜多變的處方配制的要求,因此控制系統必須具有下述功能: (1)醫生可在遠程工作站上進(jìn)行處方的錄入、數據的存儲和查詢(xún)操作。 (2)醫院藥房電腦應用具有處方的識別和數據分析功能;還應具備控制指令的交換、狀態(tài)的監視以及通信能力;另外,要定時(shí)上報醫院蘊含房的存藥信息,便于藥品生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行生產(chǎn)的零庫存管理。 (3)中藥電子調配中心根據配藥指令進(jìn)行調配時(shí)應具有以下功能: ·按藥型排序進(jìn)行機器人運行規劃; ·自動(dòng)取出相應數量的藥品; ·自動(dòng)供藥、計數和輸送; ·供約系統檢測,包括藥袋撕裂、卡機、缺藥等; ·系統城調配過(guò)程中同時(shí)顯示調配信息,便于進(jìn)行監控。 1.2 技術(shù)性能指標 綜合考慮系統實(shí)際運行的限制和應用的需要,要求整個(gè)系統達到如下的技術(shù)性能指標: (1)配藥容量:每套一般由2排藥柜組成,配藥容量為306味或459味,可根據需要擴展約柜排數。 (2)配藥速度:30~180秒/付。 (3)工作噪聲:<60dB;運行環(huán)境:溫度0~40℃,濕度0~80%RH。 2.1 工作流程 自動(dòng)配藥系統的功能及控制系統的結構決定了系統的工作流程,如圖1所示。醫生在遠程端的工作站開(kāi)出處方,通過(guò)Internet將處方信息傳給醫院藥房電腦,醫院藥房電腦經(jīng)一系列的識別處理之后以工業(yè)控制總線(xiàn)為載體出中藥配置命令,指揮底層硬件執行命令,完成最終的中藥調配和中藥輸送。 2.2 控制系統方案 自動(dòng)配藥系統的控制系統是基于Internet及工業(yè)控制現場(chǎng)總線(xiàn)的分級系統,如圖2所示。第級是基于Internet的數據庫管理和數字網(wǎng)絡(luò )通信;第二級是計算機檢測與控制;第三級是基于工業(yè)控制總線(xiàn)的機器人的可編程控制;第四級是機器人的驅動(dòng)單元和執行單元。這種分級結構使得系統功能清晰,功能擴充方便,有利于控制系統性能的大幅度提高。 3 控制系統的實(shí)現 3.1 機器人可編程邏輯控制器及機器人驅動(dòng)單元 中藥電子調配中心的機器人系統是由直角坐標機械臂、機械手、藥柜體、輸送系統、控制系統和配藥管理系統等部分組成。直角坐標機械臂、機械手都采用交流伺服電機驅動(dòng)??删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC)與伺服放大器之間組成絕對位置檢測系統完成機器人的位置控制。藥劑按最小劑量用鋁箔包括,并把藥袋制成相互連接的形式,順藥袋之間設置易斷工藝孔。取藥時(shí),機械手上的光電開(kāi)關(guān)累計取得的袋數并反饋給PLC,即實(shí)現了自動(dòng)秤量操作。在藥品的配制過(guò)程中,PLC通過(guò)RS232接口來(lái)控制LED顯示屏,保證報警信息的及時(shí)顯示。醫院藥房電腦只要發(fā)出配藥命令,PLC根據存儲器里相應的功能模塊程序完成中藥的配置、輸入送、顯示以及報警功能。中藥電子調配中心機器人系統依靠其控制系統的高效性、伺服機構的良好電氣性能、機械傳動(dòng)系統的高精度以及三種報警方式保證整個(gè)取藥系統工作的可靠性。 3.2 計算機監測與控制 計算機監測與控制 底層監控級采用模塊化的PLC對裝置或設備運行狀態(tài)進(jìn)行監測,并實(shí)時(shí)上報狀態(tài)信息;并且通過(guò)RS232接口來(lái)控制LED顯示屏,保證報警信息的及時(shí)顯示。中間監控級采用工業(yè)控制計算機完成系統機械執行單元的控制,實(shí)現中藥處方的識別處理,生成底層監控級控制設備(PLC)的配藥命令,并實(shí)時(shí)監測系統的運行狀態(tài)。兩級之間以及PLC之間通過(guò)現場(chǎng)控制總線(xiàn)進(jìn)行通信,交換控制指令和運行狀態(tài)數據。這樣通過(guò)兩層監控級就建立了中藥處方自動(dòng)配置系統的基本構件。 3.3 數據庫管理以及數字網(wǎng)絡(luò )通信 目前,局域網(wǎng)和Internet網(wǎng)絡(luò )應用技術(shù)已經(jīng)十分成熟,可以充分利用這種技術(shù)將醫生門(mén)診、中藥生產(chǎn)廠(chǎng)家藥品庫、醫院藥房藥品收費系統、藥房供藥系統以及供藥監控系統等連接起來(lái)以實(shí)現整個(gè)控制系統的最優(yōu)化。在局域網(wǎng)級,監測與控制工作站實(shí)現了配藥系統動(dòng)態(tài)地監測和控制,也可以進(jìn)一步建立處方工作站和處方錄入工作站以解決遠程門(mén)診工作站的不足之處。在Internet級,建立了門(mén)診工作站和中藥生產(chǎn)廠(chǎng)家工作站,可實(shí)現配藥系統的遠程控制以及藥品生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行生產(chǎn)的零庫存管理。由此而建立的處方數據庫可提供給門(mén)診工作站專(zhuān)家系統級的知識庫,而中藥廠(chǎng)家數據庫可將醫院藥房藥品信息和生產(chǎn)廠(chǎng)家庫存信息提供給中藥生產(chǎn)廠(chǎng)家。另外,還可進(jìn)一步建立處方輔助生成系統以及聯(lián)合網(wǎng)絡(luò )處方配制系統等,以滿(mǎn)足日趨復雜的自動(dòng)化處方配制的要求。因此,這種基于Internet的數據庫管理系統格數字通信系統富于魯棒性,便于今后系統的擴展和延伸。 中約電子調配中心根據單味中藥濃縮顆粒劑自動(dòng)化處方配制的特點(diǎn),功能設計的基礎上提出了控制系統的分級系統結構,把可編程控制技術(shù)、信息管理技術(shù)和機器人技術(shù)結合起來(lái),新將的技術(shù)和理論引用到中藥調配技術(shù)中,促進(jìn)了機器人技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的研究應用,擴大了產(chǎn)品的適用范圍,使該產(chǎn)品不僅能夠調配袋裝“免煎中藥”,而且能夠發(fā)放西藥。目前中藥生產(chǎn)加工和前處理如中成藥丸劑、沖劑生產(chǎn)和藥品包裝等仍以手工勞動(dòng)為主,且國內外在中藥制藥設備自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)發(fā)與應用上仍然是個(gè)盲點(diǎn),因此大力發(fā)展機器人技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù),不僅能提高產(chǎn)品的性能指標、降低勞動(dòng)強度、提高生產(chǎn)率,而且對開(kāi)拓藥品市場(chǎng)、提高市場(chǎng)競爭力有重要意義。
1 控制系統的功能
2 控制系統的設計
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