工控組態(tài)軟件在藥品滅菌控制系統(tǒng)中的應(yīng)用1概述在輸液用藥的制藥過程中，對于已經(jīng)調(diào)配好的藥液進行滅菌是極其重要的一環(huán)，它涉及到無菌操作和恒溫滅菌的嚴格過程。水浴式滅菌柜是目前國內(nèi)比較先進的滅菌系統(tǒng)，所以對于水浴式滅菌柜控制系統(tǒng)的要求很高。在大同市某制藥廠的滅菌流程中，我們把visidaq組態(tài)軟件應(yīng)用于水浴式滅菌柜的自動控制系統(tǒng)的控制軟件編制，控制整個滅菌自動化過程，取得了良好的效果。

2藥品滅菌控制系統(tǒng)2.1工藝流程及設(shè)計思路簡介大同市某制藥廠采用水浴式滅菌柜進行藥液滅菌操作。其整個滅菌過程可以分成兩個部分：由于滅菌柜的柜體長度可達8 ~10m而柜體深處是工作人員不能到達的地方，另外，柜體內(nèi)部的衛(wèi)生是滅菌一個極為重要的因素，所以采用了電機拖動加定位開關(guān)來實現(xiàn)小車的自動進出柜，而計數(shù)的工作則由visdaq所開發(fā)的軟件來完成。

根據(jù)滅菌要求，溫度控制是關(guān)鍵，其過程可分為6個階段：加溫預(yù)備階段；快速升溫階段；繼續(xù)升溫階段和藥溫控制繼續(xù)升溫階段；恒溫滅菌階段；降溫階段以及后處理階段。是滅菌過程幾個階段的溫度示意陳今潤祖正容程若愚（重慶大學(xué)工業(yè)自動化儀表研究所，重慶400044）滅菌恒溫溫度可以根據(jù)具體的藥品進行設(shè)定，控制精度為±0.5g并要求在達到控制要求的前提下，充分利用能量資源，應(yīng)使藥液在規(guī)定的時間范圍內(nèi)溫度達到滅菌溫度（即恒溫溫度）并恒溫至達到設(shè)定條件，即達到恒溫時間和最小f值（一個制藥過程中的重要參數(shù)）的指標(biāo)要求，這些都要通過實時地控制各氣動閥的開、閉和水泵的動作來完成，然后進行藥液降溫和藥品出柜。

本控制系統(tǒng)根據(jù)用戶的要求設(shè)計為單機集中式控制系統(tǒng)?？紤]到滅菌過程的連貫性，如果工控機出現(xiàn)意外而不能工作，可以回到傳統(tǒng)的手動控制方式，不會影響藥品的滅菌質(zhì)量。同時，所采用的各氣動閥也具有手動控制裝置，現(xiàn)場還備有顯示儀表。

2.2硬件設(shè)備組成簡介根據(jù)滅菌流程的具體要求，本控制系統(tǒng)的硬件配置如所示。

滅菌柜控制系統(tǒng)硬件組成硬件組成可以分成控制和檢測兩部分，檢測由adam5000系列模板及檢測器件組成；控制執(zhí)行部分由研華pcl―724和pcld―885以及電磁閥、各種氣動閥、電機組成。

用于溫度測量的模塊，可以進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換、量程變換及工程量的轉(zhuǎn)換；adam5052是一個8通道的數(shù)字量輸入模板，高低電平可調(diào)，在該系統(tǒng)中用于對一些重要狀態(tài)的監(jiān)測；adam5017是模擬輸入模板，可以進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，這里用來轉(zhuǎn)換壓力變送器的信號。adam5000系列模板通過rs――485與主機通信。

―724是16通道數(shù)字i/o模板，用于連接pcld―885數(shù)字輸出模板。pcld―885有隔離功能和較大的驅(qū)動能力，可以直接連接到繼電器，控制電磁閥，進而控制各氣動閥門和電機。

8路di（數(shù)字量輸入）、16路do（數(shù)字量輸出）以及7路9路ai（模擬量輸入）。

3visidaq工控組態(tài)軟件簡介1是一個內(nèi)容豐富、功能強大的數(shù)據(jù)采集、處理及控制的組態(tài)軟件。較之前幾個版本的gen正系列組態(tài)軟件，visidaq3. 1已經(jīng)從簡單的數(shù)據(jù)采集和控制軟件轉(zhuǎn)換成各種自動化層次適用的應(yīng)用編制平臺，具有更好的擴展性、兼容性和可編程性。同時，該軟件的結(jié)構(gòu)更為開放，硬件支持更加強大，除兼容研華公司本身的所有工業(yè)產(chǎn)品外，還支持國際上流行的許多硬件產(chǎn)品和協(xié)議。

visidaq3.1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如所示，它提供了比以往更為強大和靈活的功能。

4控制系統(tǒng)軟件的功能要求水浴式滅菌柜滅菌系統(tǒng)對控制軟件提出了新的要求：實現(xiàn)對滅菌柜系統(tǒng)的準(zhǔn)確控制，對滅菌流程的全自動化控制；實現(xiàn)對現(xiàn)場各儀表、各通信模塊的功能及狀態(tài)監(jiān)測，對現(xiàn)場各動作元器件的實時監(jiān)測；實現(xiàn)友好的人機界面，實時監(jiān)控和動畫顯示現(xiàn)場各管道、元器件的工作狀態(tài)；實現(xiàn)專門的數(shù)據(jù)處理功能。

5利用visidaq進行控制軟件的開發(fā)本工業(yè)控制系統(tǒng)軟件由研華公司的visidaq3. 1工業(yè)組態(tài)軟件生成，輔以visualbasic編寫的記錄、打印程序。軟件編制的目標(biāo)是實現(xiàn)滅菌過程的全自動化，并帶有對溫度場的驗證功能；同時設(shè)有對工作程序的控制權(quán)限及對歷史數(shù)據(jù)的訪問功能。

5.1控制程序內(nèi)核task部分的開發(fā)我們利用visidaq3.1提供的編程環(huán)境，把程序運轉(zhuǎn)的內(nèi)核編制在task部分。這部分包括對顯示部分各對象與外部設(shè)備的關(guān)聯(lián)；對顯示部分聯(lián)系到的各變量的定義、計算和存儲；對顯示畫面的實時動畫的實現(xiàn)；對各種數(shù)據(jù)處理算法的編制和實現(xiàn)；對整個控制程序流程的設(shè)計和實現(xiàn)。這部分是程序?qū)崿F(xiàn)其目標(biāo)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，其中涉及到數(shù)據(jù)中心（datacenter）與主程序、數(shù)據(jù)中心與子程序，以及數(shù)據(jù)中心與組態(tài)模塊單元的數(shù)據(jù)交換問題。虛擬變量（virtualtags）成為數(shù)據(jù)中心與其它模塊進行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)管理的紐帶。

另外，task部分是實現(xiàn)各種算法和數(shù)據(jù)處理的基地。例如在處理溫度數(shù)據(jù)時涉及到對溫度壞值的剔除以及對失效模塊的判斷，這就涉及到排序、設(shè)標(biāo)志、循環(huán)比較等算法的編制問題；又如用微分算法處理繼續(xù)升溫階段的溫度控制問題，就是要從算法上盡量減小溫度滯后對控制的影響；還有，如程序運行的保護功能中，將不允許在準(zhǔn)備不充分或異常情況下運行的問題，涉及到一些互鎖功能的實現(xiàn)，這些都是在task環(huán)境中完成。

5.2人機接口display的開發(fā)最終與操作員接觸的是人機界面display，是該控制系統(tǒng)人機接口畫面的組成示意圖。它是控制程序的一種實現(xiàn)，也是visidaq組態(tài)軟件的一個優(yōu)點，即可以方便、簡易地實現(xiàn)友好的人機界面。在這部分人機界面組成示意圖的開發(fā)中，最重要的是做好顯示畫面中的各圖形元件與task部分中的對應(yīng)變量或?qū)?yīng)模塊的正確關(guān)聯(lián)和設(shè)置。人機界面的開發(fā)，包括實現(xiàn)滅菌主程序運行前對各種參數(shù)的鼠標(biāo)設(shè)置；利用模擬表盤、數(shù)字表盤實現(xiàn)對現(xiàn)場各種儀表和監(jiān)測元件的實時顯示；利用歷史趨勢圖實現(xiàn)對各歷史趨勢曲線的顯示；利用報警指示對可能出現(xiàn)的故障的監(jiān)控和報警提示；對各個執(zhí)行機構(gòu)的動畫顯示和狀態(tài)顯示等。也就是說，顯示部分的各個顯示畫面提供給操作人員的是完備的運行信息和方便的參數(shù)設(shè)置，并提供友好生動的監(jiān)控畫面。

所示滅菌參數(shù)設(shè)置畫面提供操作員鼠標(biāo)置數(shù)的功能，在滅菌主程序開始運行前可以和監(jiān)控主畫面相互切換，一旦滅菌程序開始運行，要等到程序運行完畢才自動切換回來；滅菌流程監(jiān)控主畫面實現(xiàn)對各檢測器和工作器件的監(jiān)控，在程序運行前可以對工作器件進行測試（在工作測試畫面中完成）進行溫度場驗證可切換到溫度驗證畫面進行；當(dāng)有故障時，可以切換到故障查詢畫面進行故障查詢。

5.3控制程序的主要特點總的說來，控制程序的具有以下幾個顯著特點：分階段升溫策略有提高功效和提高控制精度的作用；藥溫控制繼續(xù)升溫階段的微分控制可克服溫度的大滯后特性，減小溫度超調(diào)量；溫度計故障和異常數(shù)據(jù)的判斷與處理；對于電磁干擾所導(dǎo)致的各種故障的報警與保護處理；動畫顯示各元器件的工作狀態(tài)和工作過程，提供實時監(jiān)控。

1所提供的報表不能滿足用戶的需求，故用visualbasic來實現(xiàn)數(shù)據(jù)打印程序的編制，這就滿足了打印格式的靈活性和打印程序人機界面的友好性。其實，打印數(shù)據(jù)格式的單一性，是該工程控組態(tài)軟件的主要缺點。

6結(jié)束語通過利用工控組態(tài)軟件對滅菌控制系統(tǒng)程序的開發(fā)，我們認識到該軟件在工業(yè)控制系統(tǒng)程序設(shè)計中有突出的優(yōu)點，其人機界面的友好性和程序編制的自由性給我們留下了深刻的印象。同時，開發(fā)出的滅菌系統(tǒng)在該廠的應(yīng)用后提高生產(chǎn)效率達50%以上，而且滅菌效果也高于國家標(biāo)準(zhǔn)。