中藥房中藥配方顆粒的自動化調劑系統設計研究

陳東

廣東正源分子中藥有限公司 廣東梅州 514299

伴隨著現代信息技術的應用和普及，社會生活出現了方方面面的變化，中藥房管理工作也開始積極應用技術手段，運用技術手段進行中藥配方顆粒調劑工作。通過設計自動化調劑系統，能夠有效應對傳統藥片調劑方式的不足，提高系統應用效能，切實提高工作效率和稱量精度。

1 中藥房中藥配方顆粒自動化調劑常見問題

在現代社會的快速發展下，雖然許多藥房已經開始采用技術手段進行自動化調劑。但是還有很大一部分藥房依舊采用人工調劑中藥配方顆粒的方式，使得管理效率、稱量精度都存在諸多不足，在一定程度上阻礙了中醫藥產業的恒穩發展。

一方面，現如今中藥飲片自動化調劑機械產品的研發力度有限，設備自動化操作水平較低。需要注意的是，中藥類別多樣、形態各異，在存儲時，很多時候都會采用散裝形式進行存儲。而中藥師開藥方多是采用重量進行中藥使用量記錄，這也就使得機械手段進行中藥抓取總是存在一些偏差。中藥形態也存在一些差別，很多時候，為了提高自動化水平，都會將中藥打碎成粉末，粉末狀的中藥處理更加方便，但是在具體進行中藥煎煮時則很容易生成許多泡沫，這些泡沫的存在，將會影響到中藥效果[1]。

另一方面，顆粒稱重較為復雜，應用技術手段進行自動化調劑，也很容易影響稱重效果。事實上，對于中藥稱重一共有兩種方式，第一種稱重方式是進料式稱重，第二種方式是卸料式稱重，具體如何測量，則需要結合中藥配方顆粒進行選擇。而在中藥配料環節，想要給料系統快速運作，準確性則會相應降低，想要給料系統準確給料，系統運行效率將會減慢。由此可見，今后應當不斷改進方法，充分發揮中藥房中藥配方顆粒的自動化調劑系統的應用優勢。

2 中藥房中藥配方顆粒的自動化調劑系統設計

2.1 控制系統整體架構設計

實現中藥房中藥配方顆粒的自動化調劑、合理進行系統設計，本文則從中藥房中藥配藥機系統出發，通過智能獲取醫師處方信息、靈活調控立式回轉藥柜、智能控制取藥稱量裝置等一系列操作，完成對應指令。具體而言，為了實現中藥房中藥配方顆粒自動化調劑系統的應用功能，則需要加強整體架構設計。對于自動化調劑系統，將會應用到立式回轉藥柜、取藥稱量裝置、回收裝置、包裝機、貼標機以及緩存機構等。整個自動化調劑系統則將中央系統服務器作為設備核心，能夠同步連接多臺柜式自動抓藥機，系統運行時，則可以通過醫院HIS系統同步發送藥方信息，醫院HIS系統界面如圖1所示。基于具體的任務安排相應分配給藥機系統服務器，藥劑服務器還會相應連接本機人機界面、數據庫、通訊模塊，通訊模塊則可以具體進行配藥顆粒的包裝作業。抓藥機的應用核心在于服務器，借助服務器的作用，能夠接收并讀取模塊狀態信息、發出動作指令，每次配藥完成，則會同步更新數據庫。

圖1 醫院HIS系統

需要注意的是，中藥房中藥配方顆粒自動化調劑系統執行機構設備類別多、功能應用較為復雜，在具體使用時，則可以選取分布式控制系統。對于系統應用的立式回轉藥柜，還會相應配套取藥稱量裝置，可同時配藥多貼，包裝機則可以相應配備貼標機，同步打上患者名稱、醫囑，還需要將其與控制接口連接控制（包裝機應該配備貼標機，可以打上患者名稱跟醫囑）。

2.2 I/O點統計

對于中藥房中藥配方顆粒自動化調劑系統，中藥自動化調劑設備如圖2所示，可以根據系統動作流程、控制要求，將系統控制信號一共劃分為以下幾個部分，分別是數字量的輸出信號、數字量的輸入信號以及模擬量的輸入信號。

圖2 中藥自動化調劑設備

第一，對于數字量的輸出信號，主要包括中藥房擋板電機、伺服電機、封袋電機，配藥旋轉電機還有拉袋電機等。第二，對于數字量的輸入信號，能夠實現各種設備的啟動、停止以及光電保護等工作。第三，對于模擬量的輸入信號，不僅能夠實現稱重傳感器電信號檢測工作，還可以完成橫封、縱封溫度的檢測作業。基于中藥房中藥配方顆粒自動化調劑系統，系統應用到4臺PLC自身的I/O接口數量存在一些差異。其中，以中藥房中藥顆粒的自動化調劑系統中某臺S7-200PLC的I/O接口分配情況展開分析：對于手動啟停系統，系統一共設置三個按鈕和3個數字量輸入通道，能夠實現啟動、停止、急停的作用效果。對于單臺立式回轉藥柜，一共需要2個數字量輸入通道、2個數字量輸出通道，數字量輸入通道多用于進行計層檢測開關、光電保護，數字量輸出通道多用于進行控制三相異步電機正轉、控制三相異步電機反轉[2]。對于取藥稱量裝置，一共需要14個數字量輸入通道、7個模擬量輸入通道、42個數字量輸出通道，數字量輸入通道分別用于取藥氣缸首端磁性開關、取藥氣缸尾端磁性開關，模擬量輸入通道分別用于稱重傳感器，數字量輸出通道分別用于取藥氣缸伸出與收回動作電磁閥、取藥吸盤電磁閥、直線振動器快、慢振。

2.3 傳感器模塊選型

對于中藥房中藥配方顆粒自動化調劑系統，將會應用到許多傳感器，代替人工模式進行數據監控和動作支護。主要應用的設備包括稱重傳感器、光電開關以及溫度傳感器。

首先，對于稱重傳感器，承載量程較大、工作沖擊力大，這就需要合理把控承載量程，促使稱重傳感器承載量程能夠保持在整個傳感器量程的40%以內。系統稱量對象則是已經經過預處理的中藥配方顆粒，這些中藥顆粒小，需要相應準備好稱量漏斗接納中藥配方顆粒，避免出現稱重傳感器偏載情況[3]。

其次，對于光電開關，應用光電傳感器可以直接將光信號轉變成為電信號，從而實現智能檢測的作用效果。通常而言，中藥房中藥配方顆粒自動化調劑系統光電開關基于感應模式，可以將其劃分為三種類別，第一種是反射型，第二種是對射式，第三種即為槽型。光電開關主要是指接收器、發射器，以及日常應用到的檢測電路。在立式回轉藥柜處，還會相應設置安全保護傳感器，通過安全保護裝置，切實保證回轉藥柜使用安全、技術人員操作方便。處于緩存機柜處的光電傳感器，則需要預先設置好參考原點，線性模組運行到目標位置后，還能夠將此位置作為基本的坐標原點，并預先設置好限位傳感器起到保護工作，避免出現裝置損壞的情況。

再次，對于溫度傳感器，主要應用于進行溫度檢測，不僅可以實現包裝機橫封裝置溫度檢測，還可以實現包裝機縱封裝置溫度監督。需要注意的是，如果溫度檢測結果較低且明顯低于封裝溫度，則需要應用加溫裝置不斷升溫，直到溫度達到塑料薄膜最佳封裝溫度。如果應用螺釘式E型熱電偶溫度傳感器，溫度測量范圍廣泛，最高能夠測量的溫度達到800℃，而塑料薄膜封裝溫度則始終約為140℃，變化幅度較小。

2.4 試制樣機氣動回路

對于中藥房中藥配方顆粒的自動化調劑系統，氣體回路則由執行元件、控制元件、氣源多部分構成。具體而言，通過執行元件，能夠實現壓力轉換的作用，直接將空氣中的壓力轉換成為機械能，可以直接將執行元件劃分為兩個類別，分別是氣動馬達、氣缸，可以用于支持機構運動。通過控制元件，便能夠完成壓縮空氣的精細化調節，不僅能夠控制壓縮空氣壓力大小，還可以轉換壓縮空氣壓力流動方向。氣源則能夠實現氣體供應的作用，氣源的使用能夠保障整個氣體回路的正常使用，通過空氣壓縮機提供氣體，直接將機械能進行轉化，從而達成基本要求。在自動化調劑系統進行具體設計時，將會應用到二位五通雙線圈電磁閥，從而完成氣缸動作控制的作用。

2.5 試制樣機組態開發

中藥房中藥配方顆粒自動化調劑系統組態軟件能夠實現中藥調劑系統的全過程監控，作為自動化系統中的基礎性軟件開發平臺，合理展開組態開發，能達成形成人機交互界面，提高運行效率。通常而言，可以直接使用WINCC設計人機交互界面，而交互界面的設計工作，不僅需要合理設計主頁面、包裝控制界面，還需要科學設計立式回轉藥柜控制界面、取藥稱量回收裝置控制界面；同時建立數據庫，管理藥品的庫存及與醫院數據系統實現對接，快速對醫生發出的處方信息作出反應。其中，主界面作為整個中藥配方顆粒自動化調劑系統的核心部分，當接收到處方信息或者工作人員輸入所需中藥配方顆粒的具體信息，如目標貼數、目標克數等，便可以借助系統自身功能，做好進一步的動作。緩存包裝控制則需要用戶結合自身實際情況進行操作，合理設定滑臺位置距離、運動速度，還可以通過手動控制緩存機構、包裝機，促使工作人員能完成點位控制的作用效果。

2.6 試制樣機控制程序

對于中藥房中藥配方顆粒的自動化調劑系統，試制樣機控制程序作為調劑系統的控制基礎，無論是取藥階段，還是稱量階段、包裝貼標、收尾階段，具體的動作操作都存在諸多差別。具體而言，對于取藥階段，整個中藥房中藥配方顆粒自動化調劑系統將會應用到取藥氣缸、取藥吸盤等多個設備，等到取藥結束，則會相應進入稱量階段。基于系統獲取得到中醫師開具藥方，根據調劑中藥配方顆粒劑量、貼數等情況，發送指令給PLC，通過回轉柜直接恢復到取藥層，通過線性模組的滑臺復位，則可以直接恢復到參考原點。與此同時，包裝機開始進入加熱狀態，直接處理橫封裝置、縱封裝置。當中藥集成藥箱處于取藥層，通過RFID核對藥品名稱后便能夠通過取藥氣缸、取藥吸盤吸取藥箱。當收回取藥氣缸，還可以同步將藥箱拉出。隨后，取藥氣缸伸出，集成藥箱就可以直接送回到原有位置，而吸盤當處于放氣狀態后，也會直接收回取藥氣缸。

3 結語

綜上所述，對中藥房中藥配方顆粒的自動化調劑系統設計展開分析具有至關重要的意義。在現代社會的快速發展下，許多中藥房都開始加強技術應用、實現自動化調劑。為了提高中醫藥配比準確性和處理效率，今后，應當不斷加強技術研究，切實推動中藥自動化調劑產業朝向現代化、智能化方向發展。