浅谈PLC对药丸包衣制粒机系统的改造

1、引言 　　医药小丸包衣制粒机是用于实验室或小批量生产小丸颗粒的制药设备。由于实验室原有的控制系统使用的是十年前的人机界面和PLC，故其硬件均已老化，性能下降，在运行的过程中经常出现死机、黑屏、重启动，甚至某些画面参数不能修改；同时由于无相应的PLC编程器、编程软件和人机界面软件，因此可维修性也差。为了解决这些问题，我们采用西门子S7-200PLC和北京亚控公司的组态王6.05工控组态软件 的控制方案对小丸包衣制粒机的控制系统作了改进。 　　2、小丸包衣制粒机系统组成 　　小丸包衣制粒机系统组成如图1所示。小丸包衣制粒机是专门用于实验室或车间小批量生产的。药粉或类似的物料能在流化床中进行干燥、制粒以及包衣等过程。流化床物料容器底部装有筛网，药粉或小丸颗粒等类似的物料被盛放在筛网上。流动的空气经过滤处理后经容器底部的筛网向上流过，当流速达到一定速度时，颗粒(药粉)就会被空气托起，床内粒子就开始流化起来，形成流化床。流化床内的颗粒(药粉)在容器中剧烈搅动，并延伸到容器的扩展区，细微的粉末或轻微的颗粒则被粘附在袋式过滤器上。为了防止袋式过滤器的堵塞，控制滤袋升降的气缸会有一个间歇的抖动操控。空气经过袋式过滤器、控制风量大小的风门和风道被风机引出室外的大气中。在这个过程中，流化床容器内的微粒能完全充分的与空气流接触，并且搅动剧烈，因而能够很好的完成充分干燥，良好制粒，精致包衣等制药过程。 　　图1 小丸包衣制粒机系统组成 　　3、系统主要控制要求 　　小丸包衣制粒机操作的基本控制要求包括五个方面。 　　(1) 产品温度控制 　　通过控制进风温度来控制产品温度。进风温度控制精度为±3℃，产品温度控制精度为±2℃。 　　(2) 进风风量的控制 　　控制精度为±40m3/h。 　　(3) 雾化压力的控制 　　即喷液装置喷射压力的控制，控制精度为±0.1bar。 　　(4) 密封压力的控制 　　产品容器必须与扩展仓密封，形成一个密闭的流化床反应器。采用油压装置进行密封，密封压力在35-70bar之间。 　　(5) 滤袋的抖动控制 　　抖动有单滤袋抖动和双滤袋抖动，有手动抖袋和自动抖袋。 　　4、控制方案的选择 　　4.1 两种不同方案的比较 　　小丸包衣制粒机的改进有两种方案可供选择，见表1： 　　在满足控制要求的前提下，控制系统硬件设备的选择应该追求最佳的性能价格比。由于该机器的使用频率不高，平均每月一次，同时环境良好，因此采用PC+PLC的控制方案。当机器不用时，PC机可作它用。换句话说，利用公用PC机即可作人机界面。 　　4.2 PLC硬件配置 　　根据前面对控制系统的要求，选用西门子S7-200系列PLC。S7-200系列PLC体积小，重量轻、安装方便、功能齐全、配置灵活、运行可靠、编程简单，具有可观的经济性和更强的适应性，完全可以满足上述控制要求。 　　4.3 人机界面组态软件 　　组态软件选择北京亚控公司的组态王6.05。这是一款具有易用性、开放性和集成能力的通用组态软件。组态王使用简单，适合各种简单和复杂的任务。只需要进行填表式操作，即可生成适合于用户的“监控和数据采集系统”，可有效用于控制自动化过程, 组态王6.05版是在Windows2000的平台上运行的，因此选用组态王是较为完善和方便的选择。整个控制系统的构成如图2所示： 　　图2 控制系统的构成 　　5、系统硬件设计 　　控制系统选用西门子S7-200系列PLC，选用了中央处理单元模块CPU224、数字量扩展模块EM223、模拟量输入模块EM231、模拟量输出模EM232、模拟量输入输出模块EM235。其中的中央处理单元模块CPU224外部接线图如图3所示、输入输出地址分配如表2所示： 　　图3 PLC外部接线图 　　6、系统软件设计 　　6.1 PLC程序设计 　　主程序框图如图4所示，其中子程序0为初始化程序，子程序1为检查扩展模块是否正常，子程序2为模拟量采样子程序，子程序3为对各执行设备输出的采样，子程序4为对各被控量和执行设备异常的报警子程序。 　　6.2 人机界面组态 　　组态软件选择北京亚控公司的基于WINDOWS2000平台的工业控制组态软件“组态王”6.05版。只需要进行正常通信设置和填表式操作即可完成人机界面组态。运行组态画面程序和PLC用户程序，根据小丸机操作的顺序功能，点击组态画面上的各个按钮，通过模块上各输出位对应的发光二极管，观察各输出信号的变化是否满足设计的要求。组态画面设计了设备控制、过程控制、过程参数等画面。 　　7、结束语 　　由于S7-200系列PLC具有体积小、系统集成度高(电源、主机、机架、开关量输入输出等功能集成一体)、配置灵活、接线简单、安装方便、抗干扰性强等特点，同时与同性能的产品相比性价比高，很好的满足了此次系统改造经济上技术上的要求。新系统人机界面友好(全中文界面)，操作简单快捷，运行可靠稳定，受到广大用户的好评。 · 行业聚焦： 工厂生产的饮料、糖果、饼干等食品，几乎无不添香加味，食用香精是可影响食品口感和风味的特殊高倍浓缩添加剂，可弥补因食品经加工制造过程而会损失的风味。 　　由于香精的使用方法不同，可赋予产品特有的风味，创造新产品。产品实现标准化，可使产品不易被模仿。香精的用量一般很少，但它却决定着食品的风味，因此，食用香精是食品工业必不少食品添加剂。在食品添加剂中它自成一体，有千余个品种。食用香精种类可分为： 　　（1）天然香精。它是通过物理方法，从自然界的动植物（香料）中提取出来的完全天然的物质。通常可获得天然香味物质的载体有水果、动物器官、叶子、茶及种子等。其提取方法有萃取、蒸馏、浓缩。用萃取法可 筛分机械的结构及工作特点 振动筛工作特点:①采用块偏心作为激振力，激振力强。 ②筛子横梁与筛箱采用高强度螺栓，结构简单，维修方便快捷； ③采用轮胎联轴器，柔性连接，运转平稳； ④采用小振幅，高频率，大倾角结构，使该机筛分效率高、处理最大、寿命长、电耗低、噪音小 根据筛分机械的结构及工作原理大致有以下几类： （1）固定筛 工作部分固定不动，靠物料沿工作面滑动而使物料得到筛分。固定格筛是在选矿厂应用较多的一种，一般用于粗碎或中碎之前的预先筛分。它结构简单，制造方便。不耗动力、可以直接把矿石卸到筛面上。主要缺点是生产率低、筛分效率低，一般只有50什么叫带式干燥机呢?带式干燥机又名连续式干燥设备，带式干燥机是中药饮片，食品，农副产品，水产品，饲料及化工原料等片状、条状、块状和颗粒物料脱水作业的理想设备.它是利用热空气介质进行工作的方试,使湿物料中所含的水分随热能扩散，气化和蒸发排除，以达到实现干燥效果. 　　带式干燥机在干燥设备市场是比较占着有利的优势的,这全是因为带式干燥机工作特点与应用范围非常广,从而得到了不少干燥厂家的支持与顾用.因此在市场上得到了很好的认证,以及目前国内味精菌体蛋白干燥主要使用的设备有：  　　1 管束式干燥机  　　2 高速搅拌干燥机  　　3 旋转闪蒸干燥机。  　　　从干燥的产品质量看，高速搅拌干燥机最佳，其次为旋转闪蒸干燥机和管束式干燥机。  　　　从干燥产品的成本上看，管束干燥机的成本最低,其次为高速搅拌干燥机和旋转闪蒸干燥机管束式干燥机使用热源为蒸汽，其他干燥机使用机械炉排燃煤热风炉或手烧热cn/products.asp?TypeName=粉碎设备系列">粉碎设备，若将大块破碎成小块时应采用压缩式、冲击式或剪切式粉碎设备；若将小块粉碎成细粉、细粒时，则主要采用研磨式粉碎设备。 　　废旧料由于受到外界条件的影响及光、热的作用，已经有不同程度的老化，显然各种添加剂也有不同程度的损失。为了尽可能提高再生制品的质量，在再制造过程中需要添加一定量的助剂，从而改善回料成型加工及制品的多方面性能。 　　基于考虑上面的一些因素，在确定再制品配方时应当考虑到以下几点： 　　1、添加剂种类的选择； 　　2、添加剂加入量的确定； 　　3、配方的调整。

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