粉针药液配制自动控制系统研究与设计

摘要

粉针药液的配制需要进行一系列复杂的物理和化学过程。通过对企业生产工艺要求进行分析，并结合中国GMP（2010版）对工艺和控制系统提出的新要求，提出该企业粉针药液配制工艺的两大要点：灭菌时的温度控制和旋蒸过程时蒸发罐真空度和氮气流量的控制。
　　研究了灭菌时的温度控制方法。灭菌时需要将所有温度监测点的温度控制在121～127℃。考虑到纯蒸汽进汽方式、疏水阀工作特点和整个系统的管路布局，温度上下波动频繁，采用计算F0值以及合理调整纯蒸汽进汽的顺序和时间的方法，有效控制了系统所有温度，满足工艺要求和中国GMP（2010版）规范。
　　研究了蒸发罐真空度和氮气流量的控制算法。旋蒸过程中抽真空和充入氮气相互影响，罐内温度随时都在变化，采用普通PID控制难以维持系统的稳定，无法达到工艺要求。研究采用专家PID控制，根据生产步骤对PID参数进行补偿，并对氮气流量进行温度和压力补偿，有效控制了二者的平衡，提高了系统控制的稳定性，保证了工艺要求。
　　设计了一套基于西门子S7300 PLC的药液配制自动化控制系统，包括硬件设计和软件设计。通过试车生产对以上两个关键技术难点的控制算法进行了验证，结果表明，灭菌温度控制和蒸发罐真空度及流量控制均能满足工艺要求，取得了良好的控制效果，保障了企业的生产。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1课题来源

1.2课题背景

1.3国内外研究现状

1.3.1 自动控制技术在制药生产中的应用

1.3.2 温度、压力与流量控制方法研究现状

1.4论文研究内容与主要工作

2 粉针药液配制工艺分析

2.1清洗工艺

2.1.1 清洗用水

2.1.2 清洗划分

2.1.3 清洗检测

2.1.4 清洗控制

2.2灭菌工艺

2.2.1 灭菌方式

2.2.2 灭菌划分及控制

2.3配液工艺

2.3.1 配液罐

2.3.2 储液罐

2.3.3 蒸发罐1

2.3.4 蒸发罐2

2.4粉针配液控制参数及其控制要求

3 配液相关工艺参数控制算法研究

3.1灭菌温度控制算法研究

3.1.1 控制目标分析

3.1.2 控制方法分析

3.1.3 F0值与无菌保证

3.2蒸发罐真空度与流量控制算法研究

3.2.1 控制目标分析

3.2.2 控制方法分析

4 粉针药液配制控制系统设计

4.1系统硬件设计

4.1.1 控制系统概况

4.1.2 传感器选型及接口设计

4.1.3 PLC模块选型

4.2系统软件设计

4.2.1 系统总体框架和程序模块框图

4.2.2 清洗控制程序设计

4.2.3 灭菌控制程序设计

4.2.4 配液控制程序设计

4.2.5 PID控制程序设计

4.2.6 手动控制程序设计

4.2.7 HMI程序设计

4.3控制结果分析

4.3.1 灭菌控制结果

4.3.2 蒸发罐真空度与氮气流量控制结果

5 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献