自動化技術(shù)在制藥設(shè)備中的應用探究

王童

【摘 要】隨著科學技術(shù)的不斷進步，自動化技術(shù)逐漸被應用到各行各業(yè)，制藥企業(yè)也不例外，其利用先進的自動化技術(shù)進行藥物生產(chǎn)與包裝，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力成本，對促進藥企的發(fā)展有著重要的意義。論文主要對制藥設(shè)備自動化技術(shù)的發(fā)展背景與研究意義，及其在制藥設(shè)備中的具體應用作了介紹，希望對相關(guān)制藥企業(yè)有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】制藥設(shè)備;自動化;應用

【中圖分類號】TP29? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）01-0142-02

1 引言

隨著社會的不斷進步和科學技術(shù)的發(fā)展，新時代對制藥企業(yè)提出了更高的要求，制藥企業(yè)要想適應社會發(fā)展的步伐，就必須提高生產(chǎn)效率，而提高生產(chǎn)效率離不開自動控制技術(shù)在生產(chǎn)設(shè)備中的應用。常見的自動化技術(shù)有CNT技術(shù)和PLC技術(shù)，這些技術(shù)的應用在很大程度上提高了藥企的生產(chǎn)效率，推動了藥企的發(fā)展。

2 制藥設(shè)備自動化技術(shù)的發(fā)展背景與研究意義

傳統(tǒng)的制藥企業(yè)生產(chǎn)主要依靠人力，尤其是藥品的包裝，需要的勞動力更多。大量的勞動力意味著高成本的投入，為了降低勞動力成本，制藥企業(yè)需要對生產(chǎn)設(shè)備進行技術(shù)改造和升級，通過先進的自動化技術(shù)來代替人力勞動[1]。在科學技術(shù)快速發(fā)展的時代，自動化理論逐漸成熟，自動化設(shè)備越來越多，例如，干/濕法制粒機、旋轉(zhuǎn)式壓片機等。自動化技術(shù)的應用，一方面大大減少了勞動力，降低了人力成本消耗，另一方面提高了生產(chǎn)效率，使資源得到充分利用，并且提高了制藥企業(yè)的競爭力，有利于企業(yè)適應社會發(fā)展潮流，避免被時代所淘汰。

3 自動化技術(shù)在制藥設(shè)備中的應用

3.1 CNT技術(shù)在制藥設(shè)備中的應用

3.1.1 CNT技術(shù)在抗菌素發(fā)酵中的應用

CNT技術(shù)主要應用于抗菌素發(fā)酵，目的是對發(fā)酵過程進行控制和優(yōu)化，而優(yōu)化的依據(jù)則是抗生素在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的各種工藝參數(shù)，其在抗菌素發(fā)酵過程中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

第一，能夠準確地檢測到抗菌素發(fā)酵時產(chǎn)生的各類參數(shù)，使獲取的數(shù)據(jù)更加準確，使數(shù)據(jù)分析更加方便，通常包括溫度、體積和壓力等物理量參數(shù);包含pH值、CO2和O2等物化測量參數(shù);基質(zhì)、濃度和產(chǎn)物等化學測量參數(shù);生物量、酶活性和細胞形態(tài)等生物學與生化測量參數(shù)。

第二，能夠在抗菌素發(fā)酵時對技術(shù)指標進行有效的控制。例如，確?？咕匕l(fā)酵溫度偏差不大于0.3度;pH值的精度在0.05左右;保證發(fā)酵液重量的精度在1%左右等一系列參數(shù)。

3.1.2 CNT技術(shù)在合成藥生產(chǎn)中的應用

在生產(chǎn)合成藥時，通常會借用CNT-3000系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對藥物的分解和結(jié)晶過程進行控制，一般用于規(guī)模較小的合成藥生產(chǎn)[2]。同時，倘若藥物的反應非常劇烈，也應該選用CNT-3000系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是將影響藥物合成的因素的反應過程與時間的關(guān)系以曲線的形式表達出來，再進一步將曲線劃分為段，將段劃分為點，利用設(shè)定點逼近法將這些點組成若干個功能模塊，從而完成藥物合成的控制。

3.2 PLC控制技術(shù)在制藥設(shè)備中的應用

3.2.1 PLC控制技術(shù)的基本原理

通常我們也將PLC技術(shù)稱作可編程控制器，這種技術(shù)不但可以對模擬量進行調(diào)控，還能夠控制開關(guān)量，便于工作人員對其進行操作。PLC的輸入口能夠與傳感器以及開關(guān)相連接，輸出口可以和繼電器、接觸器等相連接。另外，PLC還具有非常好的抗干擾功能，因此，在制藥領(lǐng)域深受歡迎。其基本工作原理就是通過和顯示屏相連接來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲與表達。

在對數(shù)據(jù)進行采集時，PLC經(jīng)過掃描將數(shù)據(jù)信息輸入系統(tǒng)中，輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過I/O接口被儲存下來。在對數(shù)據(jù)進行處理時，PLC工作原理主要是對存儲的數(shù)據(jù)進行掃描，然后對其進行分析與運算，最后經(jīng)過I/O接口轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)量而被輸出。

PLC控制技術(shù)結(jié)構(gòu)具有一定的信息存儲功能，當接收到客戶相關(guān)的指令和信息的時候，便可以對整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程中相應的環(huán)節(jié)進行一定的調(diào)整處理。

3.2.2 PLC系統(tǒng)的優(yōu)點

PLC的體積非常小，質(zhì)量也很輕，由于它有很多優(yōu)勢，因此，在制藥企業(yè)得到了廣泛應用。其優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下四個方面：第一，PLC系統(tǒng)既能夠?qū)δM量進行控制，還能夠?qū)﹂_關(guān)量進行控制，在使用時非常方便。事實上，由于PLC的輸入口可以和各類開關(guān)連接，而輸出口又可以和繼電器、接觸器等進行連接，起到較強的抗干擾作用，因此，除了模擬量控制和開關(guān)量控制外，其還可以完成智能化集散控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集[3]。第二，利用PLC系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與儲存，能夠通過觸摸屏將采集的數(shù)據(jù)信息顯示出來，便于數(shù)據(jù)的分析和處理，同時還能夠提高設(shè)備的自動化與智能化。第三，在互聯(lián)網(wǎng)的作用下，PLC系統(tǒng)可以完成實時控制，通過對現(xiàn)場的情況進行監(jiān)測與管控，達到分散控制和集中管理的目的。第四，PLC系統(tǒng)的可操作性強，倘若系統(tǒng)設(shè)定的程序出現(xiàn)了問題或者不滿足生產(chǎn)要求時，可以對其進行重新編程，操作方便快捷。

3.2.3 PLC技術(shù)在制藥設(shè)備中的應用

①PLC自動控制技術(shù)在配藥設(shè)備領(lǐng)域的具體應用。就現(xiàn)階段來看，我國制藥企業(yè)中應用最廣泛的自動化技術(shù)就是PLC技術(shù)，其對藥企的發(fā)展起到了重要的推動作用。在制藥領(lǐng)域，PLC技術(shù)可以應用于配藥設(shè)備中，通過預先在系統(tǒng)中設(shè)置好藥物配方，配藥設(shè)備便可以根據(jù)配方自動進行取藥、發(fā)藥和封裝，節(jié)省了勞動力，提高了配藥效率?，F(xiàn)階段，我國使用最多的中藥智能配藥機控制系統(tǒng)主要包括兩部分：一部分是PC機，用來進行信息的系統(tǒng)管理和控制方法的規(guī)劃，另一部分是PLC機，主要是對控制任務(wù)進行具體的執(zhí)行。在設(shè)計配藥系統(tǒng)時，結(jié)合了先進的計算機控制技術(shù)，一方面提高了取藥的精確度，另一方面也使配藥更加自動化，有效地提高了配藥質(zhì)量和效率，為中藥相關(guān)從業(yè)者解決了很多問題。我國眾多制藥企業(yè)應用PLC技術(shù)的經(jīng)驗表明，PLC技術(shù)除了可以改進配藥工藝，提高工作效率外，還能夠節(jié)省大量的原材料，既節(jié)約了成本，又節(jié)約了資源。②PLC自動控制技術(shù)在包衣設(shè)備中的實際應用。在現(xiàn)代化制藥包衣設(shè)備中，常見的制藥包衣設(shè)備是以西門子系列PLC為控制器，以TP270為人機交互界面。原始包衣設(shè)備擁有的進風排風系統(tǒng)、蠕動泵和噴槍控制閥等原有設(shè)備被簡化為對機器內(nèi)溫度、儀器主機滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒承壓的控制以及排風量等制造包衣等重要因素的直接控制，由此實現(xiàn)了包衣設(shè)備的全自動化。事實上，PLC系統(tǒng)的控制已經(jīng)可以使包衣的所有環(huán)節(jié)都受益了。③PLC自動控制技術(shù)在藥品灌裝和包裝設(shè)備中的實際應用。在藥物的罐裝和包裝環(huán)節(jié)，通常也會利用PLC控制技術(shù)。由于其包裝設(shè)備具有機電一體化的特征，經(jīng)常導致聯(lián)動機的各部件運作不穩(wěn)定，此時，利用PLC控制技術(shù)就可以解決這個問題，這是因為PLC技術(shù)具有較高的抗干擾性。不論工作環(huán)境多么惡劣，其都不會受到強烈干擾，并且能夠持續(xù)保持良好的工作狀態(tài)。

真空拉模包裝機通過引用PLC控制系統(tǒng)，不僅可以保持包裝精度，保證工作效率，還能夠?qū)鹘y(tǒng)的步進鏈傳統(tǒng)系統(tǒng)、模具加熱系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、真空系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)有效組合起來，最終形成的包裝機具有多種功能，可以靈活控制步進鏈的啟動、運行、降速以及停車，同時對熱風磨具加熱、成型等進行精確控制。應用此系統(tǒng)不僅可以節(jié)約生產(chǎn)成本，還可以提高控制效果，提高生產(chǎn)效益。

除此之外，制藥企業(yè)還會利用PLC控制技術(shù)對工作環(huán)境進行高溫殺菌，對生產(chǎn)廢水進行相應的處理。不論是高溫殺菌還是廢水處理，PLC系統(tǒng)都可以保持較高的精確度，進而確保工作的質(zhì)量。另外，PLC控制系統(tǒng)還可以實現(xiàn)實時監(jiān)測，將監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行記錄與儲存，便于工作人員了解設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，也在一定程度上保證了工作人員的安全。

4 結(jié)語

制藥企業(yè)要想在社會快速發(fā)展的背景下緊跟潮流，在激烈的競爭中拔得頭籌，就必須提高企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和水平，這需要企業(yè)綜合利用先進的自動化技術(shù)，將其優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。自動化技術(shù)是制藥企業(yè)與社會接軌的重要橋梁，是推動我國制藥水平的重要武器，對推動我國藥企發(fā)展具有重要意義。

【參考文獻】

【1】譚棠麗.PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（2）：18.

【2】楊靖宇.化工技術(shù)在制藥設(shè)備及流程中的應用探析[J].化工管理，2016，26（1）：138.