【摘要】本文主要介紹干燥制粒（制藥）設(shè)備上的使用臺達自動化產(chǎn)品需要用到的功能及能達到效果。從現(xiàn)有的設(shè)備要求來看，臺達自動化產(chǎn)品完全能夠滿足這些類型制藥設(shè)備的功能需求。

【關(guān)鍵詞】干燥；制粒；加熱；變頻器；觸摸屏；PLC

1   干燥制粒（制藥）設(shè)備基本原理

      人工把物料加入容器，然后PLC控制電磁閥把容器密封。啟動風(fēng)機往容器內(nèi)鼓風(fēng)（即進風(fēng)），進風(fēng)需要經(jīng)過加熱及過濾。進風(fēng)將物料吹起呈沸騰狀。物料沸騰后需要通過噴槍往物料上噴漿料（即噴霧）。噴霧完成后繼續(xù)進風(fēng)將物料吹干即可。

2  控制系統(tǒng)要求

（1）控制電磁閥按邏輯動作；

（2）控制加熱器，精確控制進風(fēng)溫度；

（3）采集傳感器信號并保存、打??；

（4）存儲設(shè)置參數(shù)；

（5）控制風(fēng)機頻率和噴液電機的頻率。

控制系統(tǒng)方案如圖1所示。

 

圖1  控制系統(tǒng)方案

      其中，觸摸屏、PLC、變頻器都采用臺達產(chǎn)品。模擬量模塊主要采用04AD和04DA模塊，溫度模塊主要采用04PT、04TC、DTC1000。打印機

為選配，主要采用EPSON的ME2或者或煒煌微打。

3  解決方案

      控制電磁閥按邏輯動作。這個是PLC的基本功能，采用臺達ES2及EH PLC均能滿足要求，而且控制可靠。PLC輸出點控制繼電器，再由繼電器控制電磁閥，這樣就解決了由于接線錯誤，造成PLC輸出點損壞的問題，而且設(shè)備出現(xiàn)動作故障后，方便客戶更簡單的判斷故障原因及解決故障。比如說，某個電磁閥不動作，只需要看對應(yīng)的繼電器燈是否亮，其觸點是否接通。如果繼電器正常，就是電磁閥的問題。得出結(jié)論后由用戶自行更換即可。避免設(shè)備廠家派人過去解決，節(jié)約了成本。采用臺達觸摸屏，可以提示操作者按步驟操作，在沒有滿足條件的情況下，禁止操作者進行某些操作，保證了操作者的人身安全和財產(chǎn)安全?？梢园褎幼鬟^程以動畫的形式顯示出來，方便客戶理解設(shè)備的原理，觀察設(shè)備的運行狀況。利用報警功能，方便客戶維修。

      控制加熱器，精確控制進風(fēng)溫度。一般要求進風(fēng)溫度控制在±0.5℃以內(nèi)。一般加熱方式有2種：電加熱和蒸汽加熱。這兩種加熱器的原理都是控制加熱器的溫度，從而影響加熱器與空氣的熱交換達到控制進風(fēng)溫度的目的。電加熱根據(jù)加熱功率大小分別采用固態(tài)繼電器和可控硅移相觸發(fā)2種方式。蒸汽加熱采用比例閥控制進入加熱器的蒸汽量，進而控制加熱器溫度。

      固態(tài)繼電器加熱（電加熱）主要應(yīng)用于小型設(shè)備，這種設(shè)備用于制藥廠家摸索工藝。溫度控制精度越高越好。這種情況我們一般采用臺達DTC1000V溫度控制模塊。該模塊測溫準確，可以接熱電阻及熱電偶等多種不同類型傳感器，其輸出的12V脈沖可以直接控制固態(tài)繼電器，簡化了電路。PLC通過RS485讀取模塊的測量值，寫入溫度控制的目標值，根據(jù)需要啟動模塊的自整定功能（AT）。使用該模塊后，試機時只需要進行一次自整定，完全可以不用手動修改PID參數(shù)就可以達到很好的控制效果，實際溫度可以控制在設(shè)定溫度的±0.1℃以內(nèi)。

      可控硅移相觸發(fā)方式（電加熱）和蒸汽加熱方式一般用在大設(shè)備上，這種設(shè)備大批量生產(chǎn)。二者都需要用0～10V或者4～20mA的模擬量信號控制。這種情況我們一般采用臺達04PT或者04TC模塊測量溫度，配合PLC的模糊溫度控制功能（FTC指令），通過04DA模塊輸出模擬量信號進行加熱控制。FTC指令主要有2個參數(shù)，控制周期和加熱環(huán)境選擇，這2個參數(shù)都在觸摸屏上列出供用戶更改，如下圖2所示。用戶根據(jù)加熱器功率不同，選擇合適的控制周期和加熱環(huán)境，可以讓實際溫度控制在設(shè)定溫度的±0.3℃以內(nèi)。

 

圖2  柱狀圖顯示當前FTC指令的輸出值，方便技術(shù)人員調(diào)試。

      采集傳感器信號并保存、打印。在生產(chǎn)過程中需要采集進風(fēng)的風(fēng)量，容器內(nèi)的負壓值等信號。這些信號由傳感器變成4～20mA的模擬量信號輸出到04AD模塊上，PLC讀取04AD的轉(zhuǎn)換值并計算后在觸摸屏上顯示。利用觸摸屏的歷史緩沖區(qū)功能，可以定時把這些信號存儲在觸摸上。存儲的數(shù)據(jù)量根據(jù)不同型號的觸摸屏略有不同，如果需要大量存儲數(shù)據(jù)，可以插入U盤，把數(shù)據(jù)存入U盤。數(shù)據(jù)存儲到觸摸屏上以后，可以用歷史趨勢圖做成曲線，或者用

歷史數(shù)值數(shù)據(jù)表顯示在觸摸屏上，可以復(fù)制到U盤上（CSV格式），然后在計算機上編輯。這些只需要在觸摸屏上作個元件就可以完成，非常方便。還可以用宏指令GETHISTORY配合觸摸屏的打印功能打印出來。如圖3所示。

 

圖 3  用戶選擇打印起始記錄和打印結(jié)束記錄后，會顯示出起始記錄和結(jié)束記錄的時間及數(shù)據(jù)，還可以顯示出當時的參數(shù)值（SET PARAMETERS部分）。按“打印按鈕”開始打印。打印的格式可以自己設(shè)計，例如加入自己公司的LOGO、必要的提示信息等。

 

      在存儲設(shè)置參數(shù)方面，使用觸摸屏的配方功能可以很方便地實現(xiàn)。只需要改變RCPNO的值就可以選擇對應(yīng)的配方，使用BMOV宏指令可以把配方傳到PLC里或者把PLC的值傳到配方里。

      在控制風(fēng)機頻率和噴液電機的頻率方面，風(fēng)機使用臺達VFD-F系列變頻器，噴液電機一般采用VFD-M系列變頻器。臺達變頻器都帶有RS485通訊口，可以很方便的和PLC連接，PLC使用MODWR、MODRD指令和變頻器通訊，可以在觸摸屏上修改變頻器頻率，顯示變頻器工作狀態(tài)并控制變頻器的啟停，不需要額外增加元件。臺達變頻器的可靠性，大大減少設(shè)備廠家的售后服務(wù)成本。

4  總結(jié)

      在干燥制粒（制藥）設(shè)備上使用臺達的觸摸屏、PLC、變頻器可以滿足該類型設(shè)備的控制要求，而且線路簡單、集成度很高、使用方便、故障率低、節(jié)約成本。

      現(xiàn)在的工廠自動化程度越來越高，需要把工廠里不同的設(shè)備集中起來進行監(jiān)控和控制，對設(shè)備廠家提出了更多的要求，要求廠家提供的設(shè)備能接入工廠現(xiàn)有的控制系統(tǒng)。在這方面，臺達提供了串口的MODBUS、以太網(wǎng)的MODBUS解決方案以及CANOPEN總線的解決方案。目前已經(jīng)有很多廠家在采用串口的MODBUS將臺達觸摸屏連接到上位機監(jiān)控系統(tǒng)上。臺達提供的解決方案，將幫助更多的設(shè)備廠家方便地將設(shè)備融入到集中控制系統(tǒng)中。