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浅谈在工业机械控制中电气自动化发挥的作用

2020-02-17 287 上传者：管理员

摘要：近年来，随着科学技术不断的创新，我国制药设备的电气自动化控制水平也越来越高。就目前而言，如何提高产品的产量和内在质量，降低生产成本、降低产品的原材料及动力消耗以及防止或减少污染，成为了化工制药企业的必备课题，也逐渐成为了社会各界关注的焦点，基于此，本文对电气自动化在工业机械控制中的应用进行了深入探讨，以期提供参考。

关键词：
制药工业
工业机械控制
应用
电气自动化
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1、PLC的原理

可编程序控制器PLC一方面可以进行调节模拟量，另一方面还可以控制开关量，使用方便，有品种小、重量轻等特点。其输出口可以和电磁阀、继电器、接触器等直接连接，输入口则可以连接现场的各类传感器和开关。由于PLC有很强的抗干扰能力，所以应用十分的广泛。无论是从最开始的开关量的控制，还是到后来数据的监控与采集、模拟量的控制、通讯联网以及智能化集散型的控制等等，PLC都可以现场采集数据进行实时工作，PLC通过与可编程终端（显示频）配合来保存信息，能够直观的显示数据，便捷的控制设备的各种参数，及时的取得各种信息。PLC的应用，实现了设备的自动化、信息化和智能化。

PLC还具备联网通讯，将PLC分布在控制的各个现场，以可以实现站与站之间的交流，实现集中管理。另外，鉴于PLC的使用灵活、便捷，当调整其所控制的设备中的工艺参数时，只需要编程器重新修改程序就可以满足新的控制要求。PLC内部构造主体是可编程的存储器，用于接收用户的操作命令和执行逻辑运算，计数，计时，顺序控制和算术运算等，然后通过输入和输出数字指令，控制生产过程中各类型机械的工作，并将生产过程中相关外围设备统一，形成一个整体，从而达到集中管理控的目的。

2、PLC在制药设备中的应用

在制药生产线中，常见的药品的生产工艺路线：配药→制剂→包衣→干燥灭菌→灌装、包装→处理废水。PLC自动化控制技术可以通过自身逻辑控制程序的编写，对制药生产中的温度、压力、流量等进行闭环调节控制，从而达到对整个生产工艺各个环节的自动化控制，目前PLC已经在制药工艺的各个环节广泛应用。

2.1 PLC自动控制技术在配药设备领域的具体应用

在我国的现代化制药设备应用中，可以算得上是PLC自动化控制技术在配药设备领域的应用典范者，那就要数中药智能配药机了。药智能配药机能依照用户终端所输入的药方，自动、无误地实现取药、发药、封装等人工都很难实现的系列动作，此控制系统设计到了医学、计算机、通信、电子、机械等诸多领域。目前常用的中药智能配药机控制系统由两部分组成，PC机作为上位机进行信息的系统管理和控制方法的规划，PLC作为下位机对控制任务进行具体的执行。向中药药方的系统管理引了计算机控制、信息控制等技术，不但解决了中药药方的用量要求精确度高的问题，同时实现了配药自动化，在提高配药效率的同时，也为重要中药相关从业者解决了很大的问题。通过实践经验证明，采用逻辑结构清晰的PLC控制程序对配药工艺进行控制，不仅可以提高配药的精确性和效率，还可以有效地减少原材料的浪费，降低生产成本。

2.2 PLC自动控制技术在制药设备领域的具体应用

在现代化的制药设备中，新型全自动恒温恒压中药滴丸机采用西门子的PLC在封闭环境进行全自动操作，即在实心滴丸过程中，药液始终处于封闭的环境中。全自动滴丸机的全自动控制过程有两个特点：1）西门子PLC根据相应的压力、温度、液位等传感器以及PLC的扩展模块对整个滴丸工艺过程中的压力、温度、液位等进行全面的闭环控制和实时调节，从而达到在恒温恒压下进行药丸滴制的目的；2)连接PLC与TP270特有的触摸屏进行连接，从而使得人机交互得以实现，例如：此装置可以把药液高度、药丸表面温度与压力等制药数据实时显示在对应控制屏幕上，也可以人工通过触摸屏对液位、温度以及压力等数据进行设定控制，此控制系统不仅工作可靠、操作方便，而且产品质量、效率都远远高于传统人工操作的设备。沸腾干燥器是中药机械中常用的颗粒冲剂的设备，其工艺过程是将根据药方混合搅拌好的药料经过烘干、冷却、筛选等工艺环节，制成符合标准规格要求的冲剂颗粒，以PLC控制系统为核心的沸腾干燥器，不但有结构紧凑、运行稳定，而且抗干扰能力过硬、编程手段灵活、调试方面、维护简单。

2.3 PLC自动控制技术在包衣设备中的实际应用

在现代化制药包衣设备中，某制药包衣设备以西门子系列PLC为控制器，以TP270为人机交互界面。原始包衣设备拥有的进风排风系统、蠕动泵、喷枪控制阀等原有设备简化为对机器内温度、仪器主机滚筒转速、滚筒承压的控制以及排风量等制造包衣是的重要因素的直接控制。通过以上方式，让制药包衣设备的自动化控制得以实现。经过大量相关仪器的生产运用可证明，此控制完全能满足现阶段制药包衣制造流程的所有需求。

2.4 PLC自动控制技术在药品灌装和包装设备中的实际应用

PLC控制的片剂和胶囊装瓶联动机是药品灌装、包装流程中最常使用的设备。其原因是：它采用的是机电一体化，以此常常发生联动机各个结构的协调不稳定的现象，然而PLC控制系统的抗干扰能力极强，即使在恶劣的自然条件环境下也能可靠工作。真空拉模包装机在兼顾包装精度和生产效率的条件下，充分利用PLC控制系统的计数功能以及逻辑控制功能，将传统的步进链传统系统、模具加热系统、传动系统、气动系统、真空系统以及控制系统有效组合起来，形成多功能连续真空拉伸膜包装机，有效的控制步进链的启动、运行、降速以及停车，同时对热风磨具加热、成型等进行精确控制，此系统的造价仅为伺服控制系统的1/5，却实现了更好的控制效果。另外，PLC自动控制技术在制药生产的高温杀菌、废水处理等方面具有非常广泛的应用。

3、结语

以数字运算操作电子系统及计算机技术为基础的可编程控制器，可轻巧、安全的操作控制简单的控制设备到复杂的控制系统。在制药工业的自动化控制系统中PLC技术将得到广泛应用。

参考文献：

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赵立影.电气自动化在工业机械控制中的应用探讨[J].建材发展导向(下),2019,17(9):375.