浅析制药企业中发酵PLC自控系统的应用

浅析制药企业中发酵PLC自控系统的应用

才玮岩

哈药集团制药总厂

摘要：随着我国经济水平的日益发展下，制药企业所具有的发酵环节也作为当前工业生产的主要技术之一。基于此，本文主要从以下几个方面进行分析，对存在的不足之处进行研究，提出相应的解决措施，为提升发酵车间自动化控制质量及其生产水平等方面带来重要的参考依据，提供给相关人士，供以借鉴。

关键词：制药企业；发酵PLC自控系统；应用

由于发酵工艺不但在化学及其食品等相关行业中扮演着重要的角色，同时也作为制药企业不可或缺的一项技术。然而，以往发酵技术已经无法紧跟时代的潮流，并且不能对其发酵环节做好严格的控制。因此，以往发酵工艺没有较高的生产水平，但是却要花费较多的成本。对于发酵PLC自动系统来说，简单的说是在发酵的时候不需要人工监督，进而达到全自动化控制的效果，在某种意义上弥补了以往发酵工艺存在的缺陷。基于此，本文主要从关于发酵PLC自控系统、制药企业发酵PLC自控系统的应用现状、制药企业发酵PLC自控系统的优化多个方面进行分析，提出合理化建议，供以借鉴。

1、关于发酵PLC自控系统

1.1发酵PLC自控系统的概念

随着科学技术的不断发展，中国的制药企业生产整体自动化的程度也在不断提高，发酵PLC自控系统是可以在发酵过程中没有人现场控制的情况下实行智能化控制的一种系统，一般应用在单台机器上实现对药材生产过程的自动控制，很大程度上改善了传统发酵工艺效率低下的问题。从整体的药物生产技术流程来讲，PLC自控系统的自动化主要集中于生产前端和生产后端机器。生产前端主要是对药材原料的发酵和提取过程，生产后端主要是对药材加工成品的包装过程。发酵PLC自控系统可以根据事先设置好的控制程序进行工作，系统上它分为开环系统和闭环系统，结构上包括控制器、操作部分和变送器三个部分。制药企业的发酵车间一般都有发酵罐，每个发酵罐都有温度控制系统、液位控制系统、空气流量控制系统，还有循环水流量显示、溶解氧显示等。此外，自动补料控制、pH控制和消沫控制也都是PLC自控系统中必不可少的部分。每个发酵大罐下还有种子罐，种子罐里边设有温度控制和循环水流量显示。

PLC自控系统一般配置一个现场控制站、二个操作员站和一个工程师站。系统采用单路供电的方式进行供电。PLC自控系统的显示画面主要有：种子罐的技术流程显示画面、发酵大罐的技术流程显示画面、种子罐的温度控制显示画面、系统状态显示画面、系统操作主菜单显示画面、系统参数概况显示画面、发酵罐参数概况显示画面、发酵罐补料参数概况显示画面、种子罐参数概况显示画面等。现在，发酵PLC自控系统已经广泛应用于制药企业。

1.2发酵PLC自控系统的主要特点

发酵PLC自控系统运行过程稳定、可靠，且系统的性价比高；系统的开放性和可扩展性比较优良；系统的控制周期短，能够保证对药物原料补给的精确控制；对系统控制条件的考虑比较周全，能够防止误动作的影响；系统运行的稳定性高；系统出现故障点的可能性比较小，系统有安全的双重接地保护；系统的电路控制周期比较，有效提高系统的安全性和运行效率；在系统运行过程中，不同技术水平的操作人员设置不同的操作权限，同时，系统还具有自动和手动补料功能，防止出现故障，影响生产效率。

2、制药企业发酵PLC自控系统的应用现状

PLC自控系统的应用贯穿整个药物生产线上，比如在药材原料的生产过程中，结晶罐、干燥机、包装机、超滤设备、纳滤设备、分装机、洗瓶机的流程基本上都应用了它。与其他的医药子行业相比，原料药材的发酵对于使用自动化控制系统的要求较高，所以，发酵环节一般都使用PLC自控系统。由于PLC自控系统有解放人工劳力且效率高、还比较经济的优势，所以，随着发酵技术水平的不断提高和生产管理上的高标准，以前的单仪表控制发酵温度和压力的方法，已经完全不能满足制药企业的需要。

虽然PLC自控系统的运行过程基本正常，但是还仍然存在以下问题，比如系统的维护比较困难：PLC自控系统所使用的专用功能板，目前在市场上很难买到备件，系统运行的时间如果很长，万一系统的硬件出现故障，肯定会对生产安全造成不利的影响；系统的控制精度不够高：受到技术水平的限制，计算机的运行速度很慢，在计算机上手动关闭开关都需要长达几分钟的时间，这对生产过程会产生很大的影响；人机界面比较落后：受软件发展状况的限制，PLC自控系统的运行过程中全部显示的是英文操作的界面，对于我国的企业来讲，操作很不方便；要对系统进行扩容比较困难，且很难进行控制优化；仪表和自控系统的连接和响应不是很灵活；系统执行单位出现有误的信号情况越来越多。所以，制药企业应该开始研究优化PLC自控系统，改造以前陈旧落后的控制方式，为整体的制药企业的自动化水平的提高做出贡献。

3、制药企业发酵PLC自控系统的优化

当前，由于制药企业所采取的发酵PLC自控系统有着诸多的优势，基于这个背景下相关人员应当积极研制更为适合制药企业的系统。随着当前制药企业的不断发展下，发酵这个环节需要从多个内容进行控制，比如药材的具体使用量、液位、消沫等步骤。因此，相关人员需要对已经存在的系统做好进一步的完善，从而为制药企业提供更为科学的生产工艺。能够在该系统中使用连续的电源对电力进行充分的供应，并依据发酵流程对不同类型的传感设备的信息进行收集，从而可以落实相应的控制操作。与此同时相关人员需要依据数据信息得到的反馈对其发酵的整个环节做好相应的补偿操作。对于信息界面来说，可以依据参数的具体要求、工艺流程等相关内容做到熟练掌握，为相关人员的实际操作创造有利条件。由于该系统使用的是集散控制系统，这种系统有以下几个内容共同构成：第一部分是一个现场控制站；第二部分是二个操作人员站；第三部分是一个不间断电源；第四部分是自动控制操作软件四个部分一起组成的。

由于自动控制操作软件通常是在CPU不大的条件下进行运作的，这样在计算机存在的兼容性中较为适合。对于硬件来说，控制站可以起到通讯的用途，并且及时掌握不同种类的参数，还可以对相关反馈信息做到熟练掌握。不仅仅如此，控制站还能够将已经得到的信息通过数据的方式输送到指定地方进行展示。PLC自控系统对发酵的整个流程进行输送的时候，相关人员应当对这些信息做好详细的分析，并将它们转变成信号做好科学的处理，加大系统输出功能的力度，从而掌握最精准的信息，利用相关操作形式得到更多的信号，为该系统可以顺利的运作提供重要的保障。

4、结语

通过以上内容的论述可以看出，当制药企业通过相关生产进行验证的时候，经过优化以后的系统能够在实际生产中变得更加具有稳定性，出现的差错概率逐渐降低，节约了大量资金，因此在未来的道路上值得大力推广及其使用。

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