自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)在醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊慶峰

（黑龍江省黑寶藥業(yè)股份有限公司，黑龍江 牡丹江 157000）

醫(yī)藥企業(yè)在生產(chǎn)的過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)，能在縮短生產(chǎn)周期的同時(shí)，為設(shè)備使用率的提升提供支持，并且從根本上減少了設(shè)備因?yàn)榫S修產(chǎn)生的后期成本，也在一定程度上降低了設(shè)備的染菌風(fēng)險(xiǎn)。

1 醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)

1.1 技術(shù)要點(diǎn)

技術(shù)要點(diǎn)主要針對(duì)變送器，在完全維持原設(shè)備的基礎(chǔ)上，利用隔膜式差壓變送器進(jìn)一步完成對(duì)活性炭沉積的控制，從而達(dá)到遠(yuǎn)程顯示以及歷史趨勢(shì)查詢(xún)等功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。具體功能見(jiàn)表1。

表1 自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)系統(tǒng)硬件功能表

1.1.1 液位變送器

借助雙法蘭差壓變送器進(jìn)行傳導(dǎo)，能有效減少傳感器和被測(cè)液體之間的直接接觸，真正意義上地規(guī)避了由于活性炭沉積造成傳感器運(yùn)行不暢。其中，變送器隔膜片還能對(duì)壓力信號(hào)進(jìn)行收集，借助導(dǎo)油管就能實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳導(dǎo)。液位變送器最大的優(yōu)勢(shì)就在于對(duì)安裝高度和安裝角度沒(méi)有硬性要求，一般要完成底端法蘭線(xiàn)復(fù)檢，確保高壓室和低壓室都能連接配液罐法蘭。

變送器要對(duì)以下2個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制。1）變送器量程L=Hρ1。2）零點(diǎn)遷移量 A1=h1ρ1。

在進(jìn)行液位最低點(diǎn)測(cè)量時(shí)，要對(duì)作用在變送傳感器上的等效靜壓差予以判定，為Δρ1=A1。而在進(jìn)行最高點(diǎn)測(cè)量時(shí)，相應(yīng)的等效靜壓差為Δρ1=A1+Hρ1。參數(shù)中H表示的是最低測(cè)量液位與最高測(cè)量液位之間的數(shù)值差，h1表示的是底端法蘭和設(shè)備最低測(cè)量液位之間的差值，ρ1表示的是變送器中被測(cè)量液體的密度。

1.1.2 溫度變送器

在滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上，溫度變送器具備雙設(shè)定組，能對(duì)中繼輸出、SSR輸出和電流輸出進(jìn)行控制，尤其是對(duì)4-20mADC進(jìn)行主輸出約束。值得一提的是，相較于電流控制輸出，中繼輸出能轉(zhuǎn)變溫度測(cè)量值，并將負(fù)載值控制在600 Ω以下。基本流程為以下4步。1）從FS-H、FS-L 2個(gè)設(shè)定組中選取基礎(chǔ)設(shè)定輸出模式。2）如果PV數(shù)值滿(mǎn)足FS-L設(shè)定參數(shù)，此時(shí)輸出數(shù)值為4 mA。如果PV數(shù)值滿(mǎn)足FS-H設(shè)定參數(shù)，此時(shí)輸出數(shù)值為20 mA。結(jié)合具體要求，按照標(biāo)準(zhǔn)將其分為若干等份，每一個(gè)基礎(chǔ)單元等份對(duì)應(yīng)一個(gè)基礎(chǔ)溫度數(shù)值。3）第二設(shè)定組中溫度單位設(shè)定為攝氏度，確保高限位輸入組設(shè)定為150 ℃，且低限位輸入組設(shè)定為20 ℃。4）電流輸出和溫度輸出并行，形成對(duì)應(yīng)傳導(dǎo)輸出模式，這樣就能確保相應(yīng)的操作按照標(biāo)準(zhǔn)模式要求有序進(jìn)行[1]。

1.1.3 數(shù)據(jù)采集卡

在技術(shù)體系建立和應(yīng)用的過(guò)程中，數(shù)據(jù)采集要完成12位多功能數(shù)據(jù)分析和規(guī)范化處理，該文選取PCI-1718HDU型號(hào)數(shù)據(jù)采集卡，該型號(hào)符合目前市場(chǎng)對(duì)具體設(shè)備的操作要求，并且能實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)多功能數(shù)據(jù)采集。其主要具有5個(gè)功能。1）數(shù)據(jù)采集能完成12位A/D轉(zhuǎn)換，確保數(shù)據(jù)持續(xù)更新。2）實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。3）完成數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出工作，保證數(shù)據(jù)交互的實(shí)時(shí)性。4）具備計(jì)數(shù)器功能，可以進(jìn)行數(shù)字計(jì)取和抽調(diào)。5）具備定時(shí)器功能，可以完整定時(shí)。

另外，在數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，設(shè)備能依據(jù)GMP進(jìn)行多項(xiàng)目分析，實(shí)現(xiàn)信息共享和結(jié)構(gòu)化消息存儲(chǔ)，保證了設(shè)備、環(huán)境以及人員的三位一體化管控，提高了采集數(shù)據(jù)的利用效率，優(yōu)化了工藝水平。

1.2 技術(shù)系統(tǒng)支持

在硬件系統(tǒng)安裝完畢和升級(jí)后，就要對(duì)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行軟件支持和管理，以確保能對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行全天候數(shù)據(jù)跟蹤，并且對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，以備后續(xù)檢修和處理。具體功能見(jiàn)表2。

表2 系統(tǒng)軟件監(jiān)控功能

技術(shù)系統(tǒng)支持主要包括2個(gè)方面的內(nèi)容。一方面，開(kāi)發(fā)工具的技術(shù)系統(tǒng)支持。主要是利用組態(tài)軟件對(duì)客戶(hù)和服務(wù)器進(jìn)行模式分離，并且在服務(wù)端進(jìn)行“點(diǎn)”的定義分類(lèi)，能同時(shí)對(duì)不同客戶(hù)端進(jìn)行引用，在一定程度上減少了組態(tài)運(yùn)行中的工作量，提高了數(shù)據(jù)的一致性。另外，在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器運(yùn)行的過(guò)程中，能完成報(bào)警功能、PID控制功能、流量累積分析功能等，憑借I/O驅(qū)動(dòng)保證智能儀表、智能模塊和變頻器、PLC等基礎(chǔ)單元運(yùn)行通暢。

另一方面，為了確保工業(yè)控制系統(tǒng)滿(mǎn)足要求，就要對(duì)通信方式進(jìn)行約束處理。主要的約束模式分為無(wú)線(xiàn)通信、以太網(wǎng)通信、串口通信、板卡通信等。而板卡通信是效率最高的模式，能有效實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)的控制，尤其是其采樣速率較好，這是因?yàn)榘蹇軐?shí)現(xiàn)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線(xiàn)的直接連接，提高了數(shù)據(jù)的處理效率。例如，目前較為常見(jiàn)的板卡通信采樣速率能實(shí)現(xiàn)30 m/s[2]。

除此之外，自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)中還能建立實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊。技術(shù)人員能實(shí)時(shí)讀取數(shù)字信息、趨勢(shì)圖信息以及流程表格信息，并且能完成參量極限和等級(jí)的劃分，從而有效利用聲光提示輔助維修人員進(jìn)行設(shè)備的檢修工作。

2 醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)注意事項(xiàng)

首先，現(xiàn)場(chǎng)電纜、管道的布設(shè)。要在自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用前完成管道、氣動(dòng)信號(hào)等基礎(chǔ)參數(shù)的測(cè)定，確保能避免高溫和機(jī)械損傷。

其次，變送器儀表線(xiàn)路絕緣要求。在安裝和操作的過(guò)程中，要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)完成電纜絕緣性測(cè)試，保證最小間距內(nèi)電力電纜交叉鋪設(shè)的角度符合要求，最好為90°。具體測(cè)試點(diǎn)見(jiàn)表3。

表3 變送器儀表線(xiàn)路絕緣要求一覽表

最后，控制制動(dòng)器。為了確保技術(shù)體系的完整性，要保證調(diào)節(jié)閥等基礎(chǔ)元件的位置明確且便于維護(hù)管理，從而降低后期維護(hù)的困難程度。

3 醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用效果

醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中之所以要運(yùn)用自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)，就是要在打造標(biāo)準(zhǔn)化操作模式的基礎(chǔ)上提高質(zhì)量水平，將相應(yīng)的技術(shù)研究成果應(yīng)用在實(shí)踐中，從而打造全過(guò)程化管理模式，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和管理效益的和諧統(tǒng)一。作為重要的技術(shù)體系，其不僅能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、信息化的融合，還能減少信息交互的孤島效應(yīng)，為藥品生產(chǎn)過(guò)程和監(jiān)控管理提供平臺(tái)，打造信息共享以及和諧化管理的發(fā)展模式。

3.1 自動(dòng)化和信息化融合

醫(yī)藥企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)，能在一定程度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化項(xiàng)目和信息化管理的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，優(yōu)化控制設(shè)備以及操作人員的具體行為，減少錯(cuò)誤操作和環(huán)境因素對(duì)技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)生的制約作用，真正意義上地打造貼合醫(yī)藥品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)線(xiàn)，也為整體工藝的升級(jí)提供了保證。另外，技術(shù)支持GMP質(zhì)量管理模塊，在規(guī)范生產(chǎn)的基礎(chǔ)上推動(dòng)了可控化質(zhì)量管理進(jìn)程，依據(jù)公式：角度百分比=設(shè)定角度/360°和角度動(dòng)作脈沖數(shù)=一圈總脈沖數(shù)×角度百分比，就能計(jì)算出自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)設(shè)備的角度控制要求。

除此之外，避免孤島效應(yīng)。應(yīng)用自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)能有效地將智能設(shè)備運(yùn)行過(guò)程和檢測(cè)過(guò)程融合在一起，提高數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和實(shí)時(shí)性，創(chuàng)設(shè)了便捷化的管理氛圍，也為生產(chǎn)線(xiàn)上的生產(chǎn)過(guò)程以及設(shè)備調(diào)度過(guò)程的和諧化管理提供了保證。另外，在技術(shù)支持的同時(shí)，也促進(jìn)了全過(guò)程化管理的進(jìn)步[3]。

3.2 提高藥品生產(chǎn)控制

醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程不僅要對(duì)工作效率進(jìn)行監(jiān)督，而且也要完善藥品設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量管理，自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)能從根本上提高生產(chǎn)流程、質(zhì)量監(jiān)督流程以及質(zhì)量控制流程的統(tǒng)一性。例如，應(yīng)用自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)時(shí)借助公式：設(shè)定距離脈沖數(shù)=設(shè)定距離/ [滾輪直徑×3.1415]/一圈總脈沖數(shù)，就能計(jì)算出運(yùn)行脈沖數(shù)量，從而保證流程和過(guò)程的準(zhǔn)確控制。

并且對(duì)相應(yīng)的信息進(jìn)行記錄，確保操作人員能有效完整地進(jìn)行歷史記錄追溯，這也為項(xiàng)目通過(guò)GMP和FDA提供了保證，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)信息的多元化處理，在一定程度上提高了藥品生產(chǎn)控制的綜合效力。

3.3 實(shí)時(shí)性監(jiān)控

自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)也能輔助醫(yī)院對(duì)設(shè)備運(yùn)行開(kāi)展針對(duì)性的量化管理，依據(jù)δij=dj-Oj/1-Oj及時(shí)了解設(shè)備損耗的數(shù)據(jù)和信息，其中，δij表示誤差項(xiàng)、dj表示第j個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)值、Oj表示第j個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)的總值，借助計(jì)算就能確保工序內(nèi)的設(shè)備監(jiān)管工作順利開(kāi)展，滿(mǎn)足節(jié)能控制的技術(shù)要求，也為醫(yī)院的可持續(xù)化技術(shù)發(fā)展提供了可靠的支持。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在醫(yī)藥企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化改裝設(shè)計(jì)技術(shù)時(shí)，需要對(duì)設(shè)備的改革要點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)督，有效解決實(shí)際問(wèn)題，在完善設(shè)備的基礎(chǔ)上升級(jí)軟件，提升自動(dòng)化運(yùn)行的水平，優(yōu)化工作效率，也為改善工作環(huán)境創(chuàng)設(shè)了良好的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和管理效益的共贏。