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摘要：随着科技的飞速发展，PLC技术在化工制药领域得到了全面的发展。通过该技术的应用，能提高效率，降低成本，具有巨大的市场潜力。基于此，本文首先对制药工艺的概述进行了阐述，分析了PLC工作的原理，并重点探讨了PLC在制药系统中的应用。
关键词：化工制药；PLC控制过程；原理；应用
目前，GMP标准呈现出不断提升及完善的趋势，推动了化工制药工艺的全面发展，特别是PLC技术在化工制药中的应用更加深入，该技术因成本低、效率高，因而其市场潜力不容忽视。然而，该技术在实际应用中也存在一些不足，例如，当前化工制药领域还没有一套标准、专业的PLC控制系统，特别是相关理论和技术还比较薄弱，因此在后续研究中必须高度重视这些方面的完善。
一、制药工艺概述
一般情况下，制药过程都是对药品生产过程的一个模拟。它广泛地涉及了生物学、化学及物理学等多个领域。通常，要制造一种药品，首先要按照它的物理、化学性质来进行研究实验，将该药品的副作用及危害降到最低，然后再投入到中试、放大生产中。其次要保证在批量生产中，确保生产中的每一个环节都能精确无误，这样才能保证药品的质量。因为该药品的质量与人们的生命健康息息相关，需充分研究生产工艺中每一个环节，建立相配套的质量控制环节，在药品GMP的质量管理体系中，严格地按照制定的工艺流程进行制造药品。
二、PLC工作的原理
PLC技术其实是一种可编程控制器，这种技术不但能调控模拟量，而且还能对开关量进行有效掌握，从而使相关操作人员在应用过程中更加便捷。这种控制器的输入端口可和开关设备及相应的传感设备连接在一起，而输出端口可和电磁器、继电器及接触器等各种零部件实现有效联系，同时PLC还具有较好的抗干扰功能，所以目前被广泛应用于制药工艺中。无论是对开关设备的控制，还是对模拟量的控制，数据的搜集工作，智能集成设备的管控及网络通信的管控等，这种技术都能充分结合实际情况来进行一定的调整。
PLC技术相关工作原理即将显示频和自身进行有效连接，这样便能对相关信息进行很好的存储，同时还可对数据信息进行最直观的呈现，而且在很大程度上方便了对这些信息数据的搜集、管理和应用。此外，PLC技术还具有较好的建议和电荷便捷特点，这便使其对相关数据更改时只需在编程设备中进行一定的更改，便能达到想要的效果。
PLC控制技术结构具有一定的信息存储功能，当接收到客户相关的指令和信息时，便能对整个产品生产过程中相应的环节进行一定的调整处理。在此过程中，还能促使相关设备进行有效联系，共同努力发挥更大的作用，从而进一步起到有效管控的作用。
三、PLC在制药系统应用
常规制药工艺路线：配药→制剂→包衣→干燥灭菌→灌装、包装→三废处理。当前，制药工艺整体PLC控制系统仍处于研发过程中，目前应用的自动化控制基本为以不同工艺的分段PLC控制。
1、PLC在配药工艺中应用。PLC的逻辑设计主要是控制配药机的输送装置、取药电机、机械手、接料器等设备位置和运行步长，快速完成药物的抓取、定量、输送等配药过程。
PLC流程设置：①依照步进电机驱动器的励磁序列设置脉冲信号参数，控制电机转动的步距角输出；②编辑置入8255A的方式控制字；③由药物种类、数量设置电机移动步数、步长；④通过降低电机转速、延长抓取时长（延时子程序A）对药物进行抓取延时设置；⑤设置快速转过的步距角和步数；⑥设置编辑延时子程序E（快转、短延时）输出表中参数；⑦设置电机反转步距角和步数；⑧逆序慢转子程序A输出数据；⑨设置快速反转步数；⑩逐个逆序快速子程序B输出数据。步进式电机首先由低速→高速正转，再由高速→低速反转，在高速反转，循环工作。
2、PLC在制药工艺应用。
制药工艺PLC模块是西门子CS-7/TP270系列，在自动压力、温度下，实现药物制剂的封闭式生产，其特点为：①根据药物制剂生产需要，设置相应的温度、压力、湿度、液位，PLC通过各参数传感器实时控制、闭式调节生产过程参数；②PLC端口与显示触摸屏连接，具有人机直观交互界面。
例如：封闭式中药滴丸制剂生产。完成配药操作后进入制药工艺，通过显示屏编辑药液高度、生产丸剂表面温度、压力等参数，操作人员可通过数显屏实时对生产过程进行监控。PLC控制系统不仅工作可靠、操作方便，而且产品质量、效率都远高于传统人工操作。
3、PLC在包衣工艺中的应用。包衣机由主机（含蠕动泵及喷枪电磁阀）、热风机、排风机组成。主机是包衣机的核心，自动控制需设置不同部件的主变频启/停时间、运行时间、进风量、进风温度、排风量、滚筒负压等参数，主机滚筒转速闭环的执行器为MicroMaster420变频器，滚筒负压闭环的执行器为排风机。
主机的蠕动泵需对转速进行测量和检验。即可手动控制蠕动泵启停，也可通过PLC模块自动化控制，所需设置包括：蠕动泵每一工步的运行时间、运行状态。喷枪电磁阀有紧急手动启停装置，也可通过PLC通讯信号控制电磁阀的开度，同样需要设置每一工步电磁阀的运行时间及运行状态。
PLC自动化控制还需对进风温度、主机滚筒转速、进风风量及排风风量等相关参数进行设置。通常，进风温度设定区间为0～95℃，温度精度±2.0℃，调整幅度＜6.0%，调整时间＜10min；主机滚筒转速设定区间为2～15r/min，在此区间实现无级变速调整，精度±0.5r/min，转速调整时间30s，升速和降速斜率＜60；滚筒负压需保证在1～2mm H2O负压区间，精度在±5.0%；进风量及排风量设定为开环控制策略，实现进风量和排风量在设定区间波动调节。
TP270触摸数显屏具有打印功能，可进行事件打印和设定值打印。事件打印中，设备的启动和停止、设定时间间隔的设备运行状态都被视为一个事件，系统储存事件，用户根据需要选择是否将运行事件打印。设定值打印中，用户根据实际需要，选择打印每个工序中各个工步的设备运行事件、状态、参数等。
PLC系统中，进风量和排风量均通过开环控制，主机滚筒转速、滚筒负压和进风温度的闭环控制。开环控制直接采用模拟量输出模块给出给定值即可，主机滚筒转速、滚筒负压和进风温度的闭环控制是在OB35（循环中断组织块）中调用PID函数实现的。
4、PLC灌装和包装工艺应用。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，以此常发生联动机各个结构的协调不稳定现象，然而PLC控制系统的抗干扰能力较强，即使在恶劣的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，有效控制步进链的启动、运行、降速及停车，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广泛的应用。PLC的闭环控制系统在高温杀菌的温度控制、废水处理的灭菌温度、时间及投入的化学药剂量上都能达到精确的控制，而且该系统能连续监测，并完成检测结果的记录，不仅安全可靠，而且保证了操作人员的安全。
综上所述，由于PLC控制技术的不断发展，为相关领域带来了机遇，也逐渐在制药领域得到了快速进步。另外，PLC技术是化工制药工艺研究中经常应用的技术手段，其具有巨大的市场发展潜力。但PLC技术在制药工艺运行中仍存在一些弊端，因而有待进一步研究。
参考文献：
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