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： 摘要：造粒流化床技术具有能够高效进行固液分离，它广泛用于高浊度给水处理、高悬浮物浓度废水处理与回用、水厂和城市污水厂污泥浓缩、建筑工地废水处理、灾害救助水处理等。 　　关键词：造粒流化床 污水处理 　　造粒流化床技术用于污水处理的研究现状 　　一、污水处理背景 　　我国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 　　据监测，目喷雾干燥塔系统, 用于可再分散乳胶粉的试验。系统自丹麦引进, 由麦尼鲁公司生产, 型号Production minor/12.5, 干燥塔由高速雾化器、吹风机、旋风分离器、加热箱、加料系统、填料推动器、引风系统、防爆门和控制柜组成。 　　1.喷雾干燥塔运行中突然冒烟、报警 　　冒烟、报警的原因是系统进风过滤器燃烧。现场立即断电、扑灭火源。检查发现, 进风过滤器燃烧产生大量灰烬; 控制柜进风温度显示器显示正常; 电加热器损坏一组; 接料桶中有大量块状物料。 　　系统长期处于粉尘环境中, 大量粉尘粘附于进风过滤器滤芯( 纸质) , 导致进风速度远低于工艺设计要求( 2m3/s)     在硬质合金的生产中，振动干燥机一直是混合料制备工艺(以下简称制粉)中的主要配套设备，就是在科学技术迅速发展的今天，新型的真空搅拌干燥器和先进的喷雾干燥制粒工艺等都已应用于硬质合金制粉生产的情况下，振动干燥机仍以结构简单，造价低廉、工效高、体积小、重量轻等优点，在目前的硬质合金行业的制粉工艺中，仍然占有一定的地位，某厂仅用于生产的就有20多台。       从生产实践和发展的情况看，用一台相同功率的电机难以满足不同品牌合金的制粉要求。株洲硬质合金厂在生产过程中经过长期的不断探索试验，有了很大改进。由于规格尺最近研制的肥皂生产最新干燥设备— — 真空干燥制皂设备，是一种多用途， 既经济又实惠的肥皂制品生产装置。它可以制造香皂、洗衣皂、工业肥皂和半透朋洗衣皂，是目前国内比较先进的制皂设备。传统的框架式冷板批量生产洗衣皂，常压供房生产香皂，透明皂占地面积大，人工劳动量大， 大量的废皂又必须重新进行加工而使产品等级降低，并且对环境也造成污染，成品皂质量低，不适合生产高档香皂、洗衣皂。而真空干燥制皂设备在肥皂生产中显示出其独特的先进性，改变 传统的制皂工艺，提高了生产自动化程度， 并能连续生产，是生产高档肥皂的最佳设备。 　　一、高档肥皂的基本要求 　　高档肥n/HtmlEdit/UploadFile/200865135410439.jpg" border=0>                   碳铵一经造粒后，其理化性质发生了根本性变化，7 d后形成晶体。粉状硫铵的含水量是越来越高，含氮量却越来越低；而粒状碳铵却发生了逆转变化，水分含量越来越低，而含氮量却越来越高。粒状碳铵不结块、不潮解，施用方便，在土中溶解时间长、肥效长，化肥利用高，增产效果显著。

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