PLC技术在制药设备中的应用分析

黄建平

摘要：PLC技术是一种现代以数字运算程序为应用基础的智能化控制技术，它的主要优点有：结构简单、运行稳定、程序编写方便等，所以当前被广大学者进行深入的研究并开发，最终将其应用于实际的生产设备中去。本文主要是阐述了PLC技术在我国制药设备上的应用情况，并具体的了解了其运行原理和发展的背景，通过对PLC技术的原理和实践中的应用，来探索其对我国制药业的重要作用，最后还对PLC未来的发展前景进行了展望，并提出相关的建议，以供参考。

关键词：PLC技术;制药设备;应用分析;可编程控制器

0. 引言

现阶段，我国的很多药品质量检测大多是依赖于仪器进行质检，且对于整个检测的质量有着非常严格的要求。此外，在传统的制药工艺中，几乎所有的制药步骤都需要实验员进行操作，因此，整个的制药流程变得非常的缓慢、且由于人工操作的原因，误差也会相对于不理想、稳定性也不高，所以随着现代化智能技术的不断发展，制药工程师也在不断的创新和开发出一套由智能技术代替人工的制药方式。在经历了多年的研究和实践，PLC智能化控制技术顺势发展，为我国的制造行业带来了全新的生产模式，并在各个领域都取得了突出的成果，也对制药行业带来了新的模式。PLC技术让手动操作变成历史，自动化控制系统走向制造业舞台的中央，从复杂的机械设备到简单的控制和操作系统，只需要几台计算机就可以全面实现自动化的生产，并且彻底的解放的人工操作，有效的提高了生产的稳定性、精确性、安全性。因此，PLC技术对于未来的制药业的发展具有重要的意义，而制药设备也会慢慢的趋向于实现智能自动化控制[1]。

1 PLC的工作原理

PLC是一款可编程序控制器，它既可以控制设备的开关量，还可以对设备的模拟量进行自动化的调节，整个的操作过程非常的方便、简单[2]。可编程序控制器的输出口可以和制药设备的继电器、接触装置进行直接的连接，从而实现与各种各样的传感器和开关的连接。此外由于PLC本身的抗干扰能力非常的强，所以其应用的范围非常的广泛。PLC从最初用于对设备开关量的控制，到现在已经可以对设备的输出数据信息进行采集和实时的监控以及对设备模拟量的控制等等一系列便捷安全的功能。PLC还可以对现场采集到的数据信息与可编程序控制器终端的显示器进行高效的配合将其进行保存，让我们能够从显示器直观的看到数据信息，进而对设备的各种参数进行调节。目前，PLC技术已经变得更加的成熟了，它可以实现机械设备的全面自动化控制、智能化操作、和数据信息化处理。再加上PLC已经配备了联网通讯设备，工作人员可以通过PLC对各个制造现场进行控制，进而实现每个车间之间的交流互通和集中化管理。此外，由于PLC本身的便捷性、灵活性，工作人员如果需要对设备的工艺参数进行适当调节时，只需要重新编写有关的程序就可以对设备进行调节进而满足生产的实际需求。

可编程的存储器是PLC内部的主体结构，它可以用于接收使用者的操作指令和进行复杂的逻辑计算、计时从而对设备进行控制，并通过对指令的输入输出，来自动化的控制着整个的生产机械设备，并保障生产过程和设备的和谐统一，最终达到对设备的集中化管理。因此PLC主要是被应用在工业的设备控制领域，并且它本质的原理就是通过电子计算机和PLC内部的存储器对设备的信号进行输入和输出，最终控制设备的自动化生产[3]。

2  PLC技术在制药设备中的应用分析

在现在工业的制药生产流程中，大多数的药品的生产流程主要是：配药 → 制剂 → 包衣 → 干燥灭菌 → 灌装、包装 → 处理废水[4]。在制药工业流程中应用PLC自动化控制技术，就是由工程师编写相对应的设备控制程序，进而对整个制药工业路线中的温度、流量、压力等参数实现闭环调节控制，最终让整个制药流程都由电子计算机来进行自动化控制。就目前的发展现状来看，PLC技术已经被广泛的应用于我国制药工业流程中去了。

2.1  PLC自动控制技术在配药设备领域的具体应用

在当前这个现代化的制药机械设备的实际应用中，PLC自动控制技术可以说是目前在配药设备控制领域非常重要的技术支撑，就目前的智能化中药配制机器为例来综合性的看待：在中药配置机器上应用PLC技术可以让机器实现对数据终端指令的有序操作，进而可以比人工更加准确无误的对药品进行取、分、封装等自动化的操作流程，因此PLC控制技术才能够被广泛的设计到医学、机械设备、电子通讯等其他领域中去。中药智能配药机的控制系统主要有两个组成部分，一个是由PLC作为的上位机的信息管理系统，另一个就是PLC作为的下位机的任务执行系统。我们人工所需要做的工作就是将不同中药的配方信息输入到计算机中，并运行程序，设备就会根据接收到的指令对各个环节进行精准化控制，最终实现配药系统的全面自动化，其在提高我国医药行业配药的运行效率的同时，还极大的解决的从业者的劳动力。通过大量的实践工作证明，科学合理的编写PLC控制程序可以实现配药设备的自动化控制，并极大的提高配药的精确性，还可以降低企业的生产成本和原料浪费现象。

2.2  PLC自动控制技术在制药设备领域的具体应用

在我国的现代化的制药设备中对于全自动的恒温恒压装置基本上都是采用西门子的PLC的控制技術[5]，并在全密闭的环境下实现全自动化的操作，即让药液全程处于一个封闭的环境下。这种全自动的制药机的特点有两点：其一是，西门子 PLC控制系统可以根据设备的压力、温度等传感器对药液反应实现全自动化的控制，保障制药过程能够在恒温恒压的环境下实现制备的目的。其二是，PLC控制系统可以和机械设备特有的TP270触摸显示屏进行连接，最终为了实现人机交互的作用。例如，这个控制系统可以让药液反应过程中的表面温度、压力等一些重要的数据信息直观的反映到显示屏上，工作人员就可以对触摸屏，进行调节选择合适的参数来控制设备的反应，这项技术不仅仅在制药设备上有应用，其实在很多的机械设备的显示系统中都有广泛的应用。这个控制系统可以让整个操作流程变得更加的简单化，而且最终的产品质量和生产效率都比人工操作较高。

此外，在中药制作机械中沸腾干燥器也常常被用做颗粒冲剂的制作[6]，其工作的流程就是根据药品的配方，对各种原料进行混合搅拌，后再经历烘干、冷却、筛选等流程，最终制成符合国家药检部门合格的冲剂颗粒。PLC技术在沸腾干燥器中的应用非常的重要，它主要是让整个设备的运行变得更加的流畅和紧凑，进而及时的调节设备在运行中出现的故障，从而提高沸腾干燥器的抗干扰能力和灵活性。

2.3  PLC自动控制技术在包衣设备中的实际应用

PLC技术在现代化制药的包衣设备中得到了广泛的应用，就某制药企业的PLC控制器为例，其除了利用与TP270触摸显示屏的连接来实现人机交互的作用，其在包衣设备上的应用也非常的重要。传统的制药企业对于包衣设备的控制主要是通过进风排风系统、喷枪控制阀等一些简单的设备来控制滚筒转速和压力，以及排放量。通过大量的实践证明其实这个过程是可以实现全面自动化操作的。因此，制药企业开始将PLC控制系统与包衣设备进行连接，最终实现通用型的自动化包衣生产设备，这个系统的优势在于他有两种操作模式，即可以手动控制也可以自动控制，并且具有多个驱动，让整个设备的灵活性变得更好也应用范围也不断扩大了。

2.4  PLC自动控制技术在药品灌装和包装设备中的实际应用

PLC控制的片剂和胶囊填充剂是药物填充和包装过程中最常用的设备[7]。这样做的原因是使用了机电一体化的操作系统，所以经常出现发生在各种系统之间联动的协调和不稳定现象。但是，PLC控制系统本身就具有很强的抗干扰能力，即使在恶劣的环境条件下也可以稳定的进行运行。在考虑包装精度和生产效率的前提下，真空拉模包装机充分利用PLC控制系统的计数功能和逻辑控制功能，将传统的传统步进链系统、模具加热系统、齿轮系统、气动系统和真空系统集成在一起进而进行精确的控制，最终达到最佳的控制效果。

此外，PLC控制技术还被广泛的应用于制药企业生产过程中的高温杀菌、废水处理等工作。这主要依赖于PLC的闭环控制系统，它可以实现对高温杀菌所需要的温度、时间、以及化学药剂用量上的全自动化精准控制，与此同时，它还可以实现实时的监测，并及时的记录相关的数据信息。这个流程不仅安全可靠，还能最大限度的保障工作人员的生命安全。

3 最后结论及PLC 发展前景

产品的质量问题是一个企业最核心的地方，企业只有在确保产品的质量合格的前提下，才能够获得更多市场投资者和消费者的认可。从传统的手工操作设备的缺陷上来看：其特别的耗时、耗力并且生产的产品质量的稳定性不高。而PLC设备控制技术具有极强的控制力和灵活性，它可以实现机械设备的自动化运行且运行效果非常的稳定。目前PLC技术已经慢慢的成为我国工业自动化领域中非常重要的组成成分。尤其是将PLC技术应用到设备控制自动化系统和过程自动化两大工业生产的核心领域中，从一台简简单单的操作设备到整个工业大规模的生产设备，PLC控制系统可以让其实现全面自动化的生产，进而表现出PLC技术与其他控制技术和人工操作的优势和发展前景广泛。

4.小结

综上所述，现阶段PLC已经在我国的制药设备领域的应用越来越广泛了，并且随着我国科技水平的不断提升，PLC技术也在逐渐趋于完整化，但是就当前的制药生产设备的实际应用来看，还是存在一些不足之处，需要进一步的改进。与此同时，在我国的制药自动化设备方面，还没有开发出一套完整的专业化的PLC智能技术控制系统，因此，当前的实践经历将对在我国的制药设备自动化领域提供更多的参考，从而开发出能够让制药设备效率极大提升的重要技术支撑，最终促进我国制药行业的可持续稳定发展。

参考文献

[1]高秀哲，卢雪芹.浅析化工技术在制药设备及流程中的应用——评《制药化工过程及设备》[J].材料保护，2020，53（04）：177.

[2]王童.自动化技术在制药设备中的应用探究[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2019（01）：142-143.

[3]刘惠玲.PLC自动控制技术在制药设备中的應用[J].化工设计通讯，2018，44（08）：194-195.

[4]袁静静.化工技术在制药设备及流程中的应用探析[J].山东工业技术，2017（18）：62.

[5]王涛.PLC技术在制药设备中的应用[J].甘肃科技，2016，32（22）：77-78.

[6]毛云峰.关于PLC自动控制技术在制药设备中的应用[J].化工管理，2016（09）：96.

[7]洪丹丹.PLC智能控制技术在制药设备中的应用与案例分析[J].数字技术与应用，2015（04）：14+16.