化工制药工艺PLC控制过程探讨

王成林

摘要：随着经济的发展与科技的进步，PLC已经在化工制药领域中得到了广泛应用。为了让PLC在化工制药中发挥出良好的应用效果，本文特对其在化工制药控制过程中的具体应用进行分析，以此来为PLC的应用与化工制药工艺的优化提供参考。

关键词：PLC;自动化控制;化工制药工艺;控制过程

引言：在化工制药工艺中，PLC自动化控制技术和控制系统在各个环节都能够发挥出显著优势，让化工制药环节得到良好的分段控制。因此，在具体的化工制药过程控制中，制药企业一定要加强PLC技术的应用研究，以此来实现整个化工制药过程中各个阶段的自动化控制。

一、PLC过程控制概述

在通过PLC进行化工制药工艺过程控制时，首先需要将采样输入，然后让程序运行，最后将结果输出。这个过程每进行一次转换都会完成一个周期的扫描。在采样输入过程中，主要是对相应的参数进行设置，这一阶段中，PLC会对各种参数做初级读写和录入处理，通过I/O协议接口实现数据到相应操作单元的接入。当PLC程序运行的过程中，逻辑顺序会进行储存单元的扫描、逻辑判断、逻辑运算，然后根据相应的逻辑来实现程序运行[1]。在输出阶段，数据在经逻辑运算之后会借助于I/O接口实现到状态量的转化，然后通过不同途径将相应的控制指令输出，这样便实现了自动化的过程控制。

二、PLC过程控制在化工制药工艺中的具体应用

在通过PLC过程控制方法进行化工制药工艺的过程控制中，主要包括配药过程、转化过程、无菌过滤过程、结晶过程以及无菌包装过程的控制。具体控制中，制药企业一定要根据实际的工作需求与工作情况来做好各项参数的设置，将其作为对照参数，以此来实现各个制药工作过程的自动化控制。以下是对其过程控制所进行的具体分析：

（一）在配药过程中的应用

配料过程中，主要是通过注射用水使溶解罐内的钾盐粉被溶解，然后将适量的正丁醇加入其中，将水分控制在22%-28%之间，搅拌到澄清透明状态。在通过PLC进行配药过程控制的过程中，首先需要对取药电机进行转动步数和步长控制，这一过程一般需借助于步进电机驱动器实现。未达到这一目标，就需要根据实际的配药需求对电磁序列进行脉冲信号设置，以此来保障控制效果。其次是对布局角和步数加以合理设置，确保其快速转过，实现药物配送速度的合理提升。就整体而言，在整个的配药这一环节中，PLC需要按照具体的药物类型以及配药数量等的各种因素来进行科学设置，其取药电机的转速通常设置为从低到高形式的正传，再从高到低形式的反转，最后时限高速反转。通过这样的方式，便可以确保整个配药工作的自动化循环进行。

（二）在转化过程中的应用

转化过程中需要通过空白正丁醇对树脂柱进行顶洗，在完成了顶洗之后，再按照0.4-0.6t/h的深度将溶解液压入到树脂柱中开始转型，并将药剂的实际生产需求作为根据，对其温度、液位、湿度和压力等进行合理设置。在此过程中，借助于PLC自动化控制模块，可以对各个参数传感器以及各个方面进行科学的自动化控制。比如，在生产过程中，可以通过闭环调节的方式对各种参数进行调节。这样的自动化控制不仅可以有效提升药物的生产效率，同时也可以使其质量得到更好的保障[2]。尤其是在当今科技的发展中，伴随着PLC技术的不断优化，其操作也变得更加简单便捷。

（三）在无菌过滤过程中的应用

无菌过滤就是将转化之后获得到的钠盐转化液先用0.45μm的滤芯进行预过滤处理，再通过0.22μm的无菌滤芯进行除菌过滤处理，之后再使其进入到结晶罐中。在通过PLC对这一过程进行自动化控制的过程中，首先需要對各个部件中的主变频开启时间、关闭时间、运行时间、进风温度、排风量、进风量以及滚筒负压等的各项参数进行科学设置。然后通过各种的传感器来进行相应工作参数的实时采集与上传。在PLC控制终端接收到来自于各个传感器的参数信息之后，会将实际的运行数据与设置好的参数进行比对，如果发现实际运行数据不再规定范围内，便会向控制器发出相应的控制指令，以此来实现运行参数的合理调整，让无菌过滤过程得到良好的自动化控制。

（四）在结晶过程中的控制

结晶过程中，需要将真空阀缓缓打开，将罐内的真空度降低到-0.09MPa以下，在真空度稳定之后再进行机械搅拌，同时应对饱和蒸汽做好压力控制，使其控制在0.01-0.05MP之间。在蒸汽压力值得到合理确定之后，应及时进行正丁醇的流加，使其液面始终处在结晶罐加热面的上方。在共沸液到达了过饱和状态后，便可在液料中形成少量的晶体，此时便可开始养晶操作。而在这样的情况下，如果罐内的真空度达不到标准，便会出现液相温度过高情况。基于此，需要通过PLC来做好罐内真空度的实时控制，以此来保障出晶效果。

在养晶操作进行15-30min之后，便可适当进行正丁醇的补充，以此来达到良好的降温效果。在出晶之后需继续保持2-4h的共沸，使母液中的水分达到3%及以内。此时方可从放料阀门中将结晶好的母液放进三合一形式的设备中，对其进行过滤处理，同时应将真空泵开启，在下部管道对母液进行真空抽滤处理。在抽干了母液之后，才可以对晶体进行洗涤操作。洗涤操作中，主要通过适量的正丁醇进行洗涤，洗涤时间应控制在20-30min之间[3]。此时也需要借助于PLC对正丁醇冲量以及洗涤时间进行自动化控制。

在完成了洗涤之后需要进行干燥处理，而此时，则需要借助于PLC自动化控制将三合一设备调整到真空干燥状态，其真空度应控制在-0.08MPa及以下，然后将蒸汽干燥功能开启，将蒸汽压力控制在0.03-0.1MPa之间。在气相温度降低到40℃及以内时，干燥操作便可结束，此时需借助于PLC自动化控制来实现真空排净以及分装处理。

（五）在无菌薄膜包装中的应用

在从三合一装置中将钠盐干粉通过搅拌而自动推出之后，需要经过过筛操作、装袋操作、称重操作和内袋扎口操作之后再将其装上两层外袋，并通过热合机做好热合密封处理。在经过了三层密封之后才可以将其装入到铝箔中进行热合密封处理，并存放到包装间内等待检验。在此过程中，可借助于PLC自动化控制技术来进行相应工作流程以及机械手操作的合理控制。同上述所有的控制过程类似，在通过PLC进行控制的过程中，首先需要对各项的工艺操作参数进行合理设置，然后根据这些参数来进行各个工艺流程以及机械手操作等的自动化控制，以此来确保无菌包装中各项生产操作的规范性，在确保无菌包装重量的基础上显著提高其工作效率，避免由于人为因素所造成的不利影响，并进一步降低这一过程中的人力资源消耗。

结束语：

综上所述，在化工制药领域中，随着PLC技术的合理应用，不仅可以让整个化工制药过程实现自动化的过程控制，同时也可以实现其生产质量与效率的显著提升，并在人力资源方面节约大量成本。因此，在具体的化工制药中，化工企业一定要明确PLC技术的应用原理及其特征，并通过合理的参数设计与自动化控制来实现化工制药过程的科学控制，以此来实现PLC技术应用优势的充分发挥，促进化工制药领域的良好发展。

参考文献：

[1]成筑丽.制药设备运行中自动化技术的运用研究[J].湖北农机化，2020（06）：77.

[2]赵安，马彬彬.基于PLC及HMI的洗瓶机自动控制设计[J].机械制造与自动化，2019（04）：209-211.

[3]皋元.基于模糊智能控制系统应用于制药废水混凝装置研究[D].导师：朱勇强;袁传敏.上海应用技术大学，2019.