電氣自動化在工業(yè)機械控制中的應(yīng)用探討

趙立影

（吉林省云開科技科技有限公司，吉林 長春 130000）

1 PLC 的原理

可編程序控制器PLC 一方面可以進行調(diào)節(jié)模擬量，另一方面還可以控制開關(guān)量，使用方便，有品種小、重量輕等特點。其輸出口可以和電磁閥、繼電器、接觸器等直接連接，輸入口則可以連接現(xiàn)場的各類傳感器和開關(guān)。由于PLC有很強的抗干擾能力，所以應(yīng)用十分的廣泛。無論是從最開始的開關(guān)量的控制，還是到后來數(shù)據(jù)的監(jiān)控與采集、模擬量的控制、通訊聯(lián)網(wǎng)以及智能化集散型的控制等等，PLC 都可以現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)進行實時工作，PLC 通過與可編程終端（顯示頻） 配合來保存信息，能夠直觀的顯示數(shù)據(jù)，便捷的控制設(shè)備的各種參數(shù)，及時的取得各種信息。PLC 的應(yīng)用，實現(xiàn)了設(shè)備的自動化、信息化和智能化。PLC 還具備聯(lián)網(wǎng)通訊，將PLC 分布在控制的各個現(xiàn)場，以可以實現(xiàn)站與站之間的交流，實現(xiàn)集中管理。另外，鑒于PLC 的使用靈活、便捷，當(dāng)調(diào)整其所控制的設(shè)備中的工藝參數(shù)時，只需要編程器重新修改程序就可以滿足新的控制要求。PLC 內(nèi)部構(gòu)造主體是可編程的存儲器，用于接收用戶的操作命令和執(zhí)行邏輯運算，計數(shù)，計時，順序控制和算術(shù)運算等，然后通過輸入和輸出數(shù)字指令，控制生產(chǎn)過程中各類型機械的工作，并將生產(chǎn)過程中相關(guān)外圍設(shè)備統(tǒng)一，形成一個整體，從而達(dá)到集中管理控的目的。

2 PLC 在制藥設(shè)備中的應(yīng)用

在制藥生產(chǎn)線中，常見的藥品的生產(chǎn)工藝路線：配藥→制劑→包衣→干燥滅菌→灌裝、包裝→處理廢水。PLC 自動化控制技術(shù)可以通過自身邏輯控制程序的編寫，對制藥生產(chǎn)中的溫度、壓力、流量等進行閉環(huán)調(diào)節(jié)控制，從而達(dá)到對整個生產(chǎn)工藝各個環(huán)節(jié)的自動化控制，目前PLC 已經(jīng)在制藥工藝的各個環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用。

2.1 PLC 自動控制技術(shù)在配藥設(shè)備領(lǐng)域的具體應(yīng)用

在我國的現(xiàn)代化制藥設(shè)備應(yīng)用中，可以算得上是PLC自動化控制技術(shù)在配藥設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用典范者，那就要數(shù)中藥智能配藥機了。藥智能配藥機能依照用戶終端所輸入的藥方，自動、無誤地實現(xiàn)取藥、發(fā)藥、封裝等人工都很難實現(xiàn)的系列動作，此控制系統(tǒng)設(shè)計到了醫(yī)學(xué)、計算機、通信、電子、機械等諸多領(lǐng)域。目前常用的中藥智能配藥機控制系統(tǒng)由兩部分組成，PC 機作為上位機進行信息的系統(tǒng)管理和控制方法的規(guī)劃，PLC 作為下位機對控制任務(wù)進行具體的執(zhí)行。向中藥藥方的系統(tǒng)管理引了計算機控制、信息控制等技術(shù)，不但解決了中藥藥方的用量要求精確度高的問題，同時實現(xiàn)了配藥自動化，在提高配藥效率的同時，也為重要中藥相關(guān)從業(yè)者解決了很大的問題。通過實踐經(jīng)驗證明，采用邏輯結(jié)構(gòu)清晰的PLC 控制程序?qū)ε渌幑に囘M行控制，不僅可以提高配藥的精確性和效率，還可以有效地減少原材料的浪費，降低生產(chǎn)成本。

2.2 PLC 自動控制技術(shù)在制藥設(shè)備領(lǐng)域的具體應(yīng)用

在現(xiàn)代化的制藥設(shè)備中，新型全自動恒溫恒壓中藥滴丸機采用西門子的PLC 在封閉環(huán)境進行全自動操作，即在實心滴丸過程中，藥液始終處于封閉的環(huán)境中。全自動滴丸機的全自動控制過程有兩個特點：1） 西門子PLC 根據(jù)相應(yīng)的壓力、溫度、液位等傳感器以及PLC 的擴展模塊對整個滴丸工藝過程中的壓力、溫度、液位等進行全面的閉環(huán)控制和實時調(diào)節(jié)，從而達(dá)到在恒溫恒壓下進行藥丸滴制的目的；2) 連接PLC 與TP270 特有的觸摸屏進行連接，從而使得人機交互得以實現(xiàn)，例如：此裝置可以把藥液高度、藥丸表面溫度與壓力等制藥數(shù)據(jù)實時顯示在對應(yīng)控制屏幕上，也可以人工通過觸摸屏對液位、溫度以及壓力等數(shù)據(jù)進行設(shè)定控制，此控制系統(tǒng)不僅工作可靠、操作方便，而且產(chǎn)品質(zhì)量、效率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)人工操作的設(shè)備。沸騰干燥器是中藥機械中常用的顆粒沖劑的設(shè)備，其工藝過程是將根據(jù)藥方混合攪拌好的藥料經(jīng)過烘干、冷卻、篩選等工藝環(huán)節(jié)，制成符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格要求的沖劑顆粒，以PLC 控制系統(tǒng)為核心的沸騰干燥器，不但有結(jié)構(gòu)緊湊、運行穩(wěn)定，而且抗干擾能力過硬、編程手段靈活、調(diào)試方面、維護簡單。

2.3 PLC 自動控制技術(shù)在包衣設(shè)備中的實際應(yīng)用

在現(xiàn)代化制藥包衣設(shè)備中，某制藥包衣設(shè)備以西門子系列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(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)、蠕動泵、噴槍控制閥等原有設(shè)備簡化為對機器內(nèi)溫度、儀器主機滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒承壓的控制以及排風(fēng)量等制造包衣是的重要因素的直接控制。通過以上方式，讓制藥包衣設(shè)備的自動化控制得以實現(xiàn)。經(jīng)過大量相關(guān)儀器的生產(chǎn)運用可證明，此控制完全能滿足現(xiàn)階段制藥包衣制造流程的所有需求。

2.4 PLC 自動控制技術(shù)在藥品灌裝和包裝設(shè)備中的實際應(yīng)用

PLC 控制的片劑和膠囊裝瓶聯(lián)動機是藥品灌裝、包裝流程中最常使用的設(shè)備。其原因是：它采用的是機電一體化，以此常常發(fā)生聯(lián)動機各個結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，然而PLC 控制系統(tǒng)的抗干擾能力極強，即使在惡劣的自然條件環(huán)境下也能可靠工作。真空拉模包裝機在兼顧包裝精度和生產(chǎn)效率的條件下，充分利用PLC 控制系統(tǒng)的計數(shù)功能以及邏輯控制功能，將傳統(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，形成多功能連續(xù)真空拉伸膜包裝機，有效的控制步進鏈的啟動、運行、降速以及停車，同時對熱風(fēng)磨具加熱、成型等進行精確控制，此系統(tǒng)的造價僅為伺服控制系統(tǒng)的1/5，卻實現(xiàn)了更好的控制效果。另外，PLC 自動控制技術(shù)在制藥生產(chǎn)的高溫殺菌、廢水處理等方面具有非常廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)語

以數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)及計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程控制器，可輕巧、安全的操作控制簡單的控制設(shè)備到復(fù)雜的控制系統(tǒng)。在制藥工業(yè)的自動化控制系統(tǒng)中PLC 技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用。