浅谈PLC对药丸包衣制粒机系统的改造-常州市广博干燥设备有限公司

常州市广博干燥设备有限公司(http://www.yfdry.cn)专业生产实验室专用小型电加热双锥回转真空干燥机,喷雾干燥机,热风循环烘箱等干燥设备。产品广泛应用于化工、制药、食品、冶金、建材、农副等行业，深受用户好评。

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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：

　　传导干燥法通过金属等蜀面间接传递干燥所需要的热量。干燥速率比直接干燥法低。恒速干燥期间产品温度与加热源的温度没有关系，大体与装置内气体压力的饱和温度相同。为了提高干燥速率和防止干燥不均，通常用机械搅拌或使容器本身旋转，以增加或不断更新物料的传热面，因此有必要深入研究传热机构的附着问题。干燥装置本身价格昂贵，但其特点是集尘系统的负荷小，热效率高，溶剂容易回收，总的费用比直接干燥法便宜得多。
　　（1）带式干燥机
　　带式干燥机锥形混合机，锥形混合机广泛用于化工、农药、染料、食品、饲料、建材、稀土等粉体与粉体（固—液）的混合。锥形混合机对混合物料适应性广，对热敏性物料不会产生过热，对颗粒物料不会压馈和磨碎，对比重悬殊和粒度不同的物料混合不会产生分屑离析现象；
　　锥形混合机工作原理：
　　锥形混合机筒内两只非对称螺旋自转将物料向上提升，转臂慢速公转运动；使螺旋外的物料，不同程度进入螺柱，从而达到全圆周方位物料的不断更新扩散，被提到上部的两股物料再向中心凹穴汇合，形成一股向下的物料流，补充了底部的空缺，从而形成对流循环的三重混合效展出时间： 2009-6-10 至 2009-6-12
　　申请截止： 2009-6-8
　　展会对象：商家
　　展会区域：国内展会
　　展会地区：广东/广州
　　具体地址：中国进出口商品交易会琶洲展馆
　　展出行业：
　　参展范围：
　　1.加工处理设备：清洗、输送、分选、粉碎、分离、萃取、混合搅拌、浓缩、均质、杀菌、干燥、成型、热交换、冷冻保鲜、生化等机械设备；
　　2.包装机械：灌装成套设备、成型/充填/封口机、贴标机械、套标机、喷码机械、打码机械、真空包装机、颗粒/粉末包装机、裹包机械、容器及部件整理机、开/封箱机、自动化包

1.对氨基酚，原料含水10%，产品含水0.4%，产量100KG/H
	真空耙式干燥机		干燥，b,使热扩散与湿扩散方向一致，即设法使物料中心温度高于表面温度，如远红外加热、微波加热方式，c,降低介质的总压力，有利子提高湿扩散系数，从而提高湿扩散速率， d,减薄坯体厚度，变单面干燥为双面干燥，e,其他坯体性质和形状等方面的因素。　　最后，我们需要加快传热速率。要做到：a,增加传热面积：如改单面干燥为双面干燥，分层码坯或减少码坯层数，增加于与热气体接触面； b,提高干燥介质温度，如提高干燥窑中的热气体温度，增加热风炉等，但不能使坯体表面温度升高太快，避免开；c,提高对流传热系数。

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