電氣自動化在工業機械控制中的應用探討

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 一方面可以進行調節模擬量，另一方面還可以控制開關量，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場的各類傳感器和開關。由于PLC有很強的抗干擾能力，所以應用十分的廣泛。無論是從最開始的開關量的控制，還是到后來數據的監控與采集、模擬量的控制、通訊聯網以及智能化集散型的控制等等，PLC 都可以現場采集數據進行實時工作，PLC 通過與可編程終端（顯示頻） 配合來保存信息，能夠直觀的顯示數據，便捷的控制設備的各種參數，及時的取得各種信息。PLC 的應用，實現了設備的自動化、信息化和智能化。PLC 還具備聯網通訊，將PLC 分布在控制的各個現場，以可以實現站與站之間的交流，實現集中管理。另外，鑒于PLC 的使用靈活、便捷，當調整其所控制的設備中的工藝參數時，只需要編程器重新修改程序就可以滿足新的控制要求。PLC 內部構造主體是可編程的存儲器，用于接收用戶的操作命令和執行邏輯運算，計數，計時，順序控制和算術運算等，然后通過輸入和輸出數字指令，控制生產過程中各類型機械的工作，并將生產過程中相關外圍設備統一，形成一個整體，從而達到集中管理控的目的。

2 PLC 在制藥設備中的應用

在制藥生產線中，常見的藥品的生產工藝路線：配藥→制劑→包衣→干燥滅菌→灌裝、包裝→處理廢水。PLC 自動化控制技術可以通過自身邏輯控制程序的編寫，對制藥生產中的溫度、壓力、流量等進行閉環調節控制，從而達到對整個生產工藝各個環節的自動化控制，目前PLC 已經在制藥工藝的各個環節廣泛應用。

2.1 PLC 自動控制技術在配藥設備領域的具體應用

在我國的現代化制藥設備應用中，可以算得上是PLC自動化控制技術在配藥設備領域的應用典范者，那就要數中藥智能配藥機了。藥智能配藥機能依照用戶終端所輸入的藥方，自動、無誤地實現取藥、發藥、封裝等人工都很難實現的系列動作，此控制系統設計到了醫學、計算機、通信、電子、機械等諸多領域。目前常用的中藥智能配藥機控制系統由兩部分組成，PC 機作為上位機進行信息的系統管理和控制方法的規劃，PLC 作為下位機對控制任務進行具體的執行。向中藥藥方的系統管理引了計算機控制、信息控制等技術，不但解決了中藥藥方的用量要求精確度高的問題，同時實現了配藥自動化，在提高配藥效率的同時，也為重要中藥相關從業者解決了很大的問題。通過實踐經驗證明，采用邏輯結構清晰的PLC 控制程序對配藥工藝進行控制，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，降低生產成本。

2.2 PLC 自動控制技術在制藥設備領域的具體應用

在現代化的制藥設備中，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 根據相應的壓力、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控制和實時調節，從而達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，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據實時顯示在對應控制屏幕上，也可以人工通過觸摸屏對液位、溫度以及壓力等數據進行設定控制，此控制系統不僅工作可靠、操作方便，而且產品質量、效率都遠遠高于傳統人工操作的設備。沸騰干燥器是中藥機械中常用的顆粒沖劑的設備，其工藝過程是將根據藥方混合攪拌好的藥料經過烘干、冷卻、篩選等工藝環節，制成符合標準規格要求的沖劑顆粒，以PLC 控制系統為核心的沸騰干燥器，不但有結構緊湊、運行穩定，而且抗干擾能力過硬、編程手段靈活、調試方面、維護簡單。

2.3 PLC 自動控制技術在包衣設備中的實際應用

在現代化制藥包衣設備中，某制藥包衣設備以西門子系列PLC 為控制器，以TP270 為人機交互界面。原始包衣設備擁有的進風排風系統、蠕動泵、噴槍控制閥等原有設備簡化為對機器內溫度、儀器主機滾筒轉速、滾筒承壓的控制以及排風量等制造包衣是的重要因素的直接控制。通過以上方式，讓制藥包衣設備的自動化控制得以實現。經過大量相關儀器的生產運用可證明，此控制完全能滿足現階段制藥包衣制造流程的所有需求。

2.4 PLC 自動控制技術在藥品灌裝和包裝設備中的實際應用

PLC 控制的片劑和膠囊裝瓶聯動機是藥品灌裝、包裝流程中最常使用的設備。其原因是：它采用的是機電一體化，以此常常發生聯動機各個結構的協調不穩定的現象，然而PLC 控制系統的抗干擾能力極強，即使在惡劣的自然條件環境下也能可靠工作。真空拉模包裝機在兼顧包裝精度和生產效率的條件下，充分利用PLC 控制系統的計數功能以及邏輯控制功能，將傳統的步進鏈傳統系統、模具加熱系統、傳動系統、氣動系統、真空系統以及控制系統有效組合起來，形成多功能連續真空拉伸膜包裝機，有效的控制步進鏈的啟動、運行、降速以及停車，同時對熱風磨具加熱、成型等進行精確控制，此系統的造價僅為伺服控制系統的1/5，卻實現了更好的控制效果。另外，PLC 自動控制技術在制藥生產的高溫殺菌、廢水處理等方面具有非常廣泛的應用。

3 結語

以數字運算操作電子系統及計算機技術為基礎的可編程控制器，可輕巧、安全的操作控制簡單的控制設備到復雜的控制系統。在制藥工業的自動化控制系統中PLC 技術將得到廣泛應用。