自動化控制與計算機系統在制藥生產、管理領域中的應用

隨著科學技術的高速發展，計算機與自動化控制在各個工業生產領域中的被運用有了普遍的提升。作為當今的制藥行業更是融合了現代科技手段和高新技術中的精華，為傳統的制藥企業帶來了一場新的革命，并開辟了一條嶄新的道路。作為制藥企業的每一位管理者及每一位員工都應該熟練掌握一些現代科技技術及生產設備的自動控制技術，為企業發展、壯大打下堅實基礎。
　　
一、 自動化控制在凈化空調系統中的應用
　　有一個良好的潔凈環境是每一個制藥企業應具備的。但是怎么能夠保證具有一個良好潔凈環境和如何保持好這一特殊環境是企業管理水平及產品質量水準的一種體現，除在初期要有一正確、合理的工程設計和工程安裝外，正常的生產操作及設備維護也是不容忽視的。但是如何保證最終產品的質量除以上條件需達到外，將檢測儀表與自控裝置運用到生產中才是更有保證的。
　　環境凈化工程是系統性很強的一項工程，它涉及到的領域是廣闊的。作為凈化工程，圍體結構是根本。它好比我們的軀體。而凈化空調系統是否合理將最終影響到產品的質量，是凈化工程的核心部分。它又好比我們的心臟和向人體各個部位輸送血液的血管。證明一個人是否健康是靠一些指標來衡量的，而指標又來源于儀器檢測。作為凈化空調系統是否合理、是否最終能夠滿足空氣凈化級別和生產所要求的各項指標或參數，關鍵在于儀器儀表的檢測和自動化程度的高低。下面就凈化空調系統做以下討論：對于整個凈化空調系統來說，凈化空調機組和風管是這個系統的重要組成部分。它承擔的責任是將有污染的空氣經過幾級過濾、加熱或降溫后送至各生產房間。但是送入房間的空氣是否達到了潔凈要求，空氣的溫度、濕度是否滿足生產要求，還需要一些檢測和控制設備來實現。
　　1、空氣的潔凈度控制：潔凈度的控制主要通過過濾器和室內需達到一定的換氣量來實現。過濾器的性能好壞及長時間的堵塞，直接影響到空氣的潔凈度。如我們靠人為的觀察去實現這一目標是遠不夠的，還是要借助于科學儀器來檢測即壓差式儀表。根據要求，儀表可采用就地式和遠傳式。遠傳式儀表配合計算機網絡系統可實現時時監控和控制。國內制藥企業大多采用美國公司生產的微壓差表。
　　2、溫度的控制：溫度的來源主要是通過空調機組內表冷及加熱段提供的冷熱源與經過的空氣進行冷熱交換得來的。以往溫度控制是靠手動來控制冷熱源的流量，帶來的精度不夠且溫度波動較大。現可采用室內遠傳傳感器通過變送器、各種調節器來控制各種管道上面的執行機構來實現溫度自動控制的目的。儀器儀表、執行機構多采用日產、德產等品牌。
　　3、濕度的控制：濕度的過大或過小對于生產操作人員來講都是感覺不太舒適的，而對于藥品來說濕度的大小直接影響到產品質量。如生產的大部分產品對濕度要求范圍可寬一些，只有個別工序對溫濕度要求高一些，那么個別工序可采用具有恒溫恒濕功能的機組來單獨控制，其它可利用大系統來調節控制。這樣既能控制相對精確一些又能夠減少投資。濕度的調節可用蒸汽或噴淋的方法進行加濕，除濕方法通常采用高溫加熱然后低溫冷卻或采用物理方法的轉輪除濕技術。控制方式同溫度控制。
　　4、壓差的控制：所謂結凈室的壓差就是使潔凈室與周圍的空間必須維持一定的靜壓差。其目的是為了保證潔凈室在正常工作或空氣平衡暫時受到破壞時，潔凈室的潔凈度免受鄰室的污染或污染鄰室。按工藝要求可維持正壓或負壓。壓差控制可通過幾種方式實現：手動可采用回風口或余壓閥控制，自動可采用差壓變送器和微機控制等。差壓變送器控制是利用差壓變送器檢測室內壓力，通過調節器、執行機構來控制回風調節閥，相應的控制必要的新風量。微機控制是在正壓值各不相同的多個房間進行正壓控制時，利用微機和電動風閥控制不同房間的送風和回風，可使控制系統簡單化。
　　上述控制僅是凈化空調系統中的主要幾項，其它諸因素還有待討論。下面將潔凈環境諸多參數的檢測做一下論述：
　　1、風量、風速檢測：風量的檢測是其他檢測項目的前提，也是驗證系統設計的合理性。過大勢必造成系統浪費，過小將影響到潔凈度的達標或即便達標也無法保證在有意外情況發生時能夠達到。風量的檢測方法有套管法、風口法、風管法。風量的數據是通過送風截面的平均風速與截面積相乘得來的。檢測儀器根據不同的風速及檢測方法來選用：熱球式風速儀、畢托管和微壓差計等。
　　2、靜壓差檢測：需要檢測的目的前面已經論述過了，那么對檢測又有哪些要求、方法和標準呢？首先將潔凈區的所有門全部關閉，順序由潔凈度高的區域向低區域進行。不同級別的潔凈室或潔凈區與非潔凈區之間的靜壓差應大于5Pa，潔凈室（區）與室外應大于10Pa。有些區域按規范或工藝要求還需負壓。檢測儀器為微壓力計，國產、進口均有，儀表靈敏度要小于0.1Pa。
　　3、潔凈度檢測：在檢測之前，首先上述兩項已通過檢測且達到標準，其次要對檢測區域和空調系統作一下清掃和清洗，然后系統連續運行24h以上再測試。對于每一潔凈室（區）的采樣次數要≥3次，對于我們常見的非單向流潔凈室，儀器的采樣口宜朝上。根據潔凈度級別所要求的粒徑范圍來選用不同的檢測儀器。一般采用的儀器有光學粒子計數器、激光光學粒子計數器等。
　　4、溫濕度檢測：檢測前應具備系統連續運行24h以上，如有恒溫要求的環境，那么還要根據溫濕度波動范圍要求，測定要連續進行8～48h。測點范圍依《潔凈室施工及驗收規范》，測點高度同一，一般為距地0.8，,距墻大于0.5m。儀器選用溫濕度測量儀，國產、進口均有。
　　5、照度檢測：測定必須在室溫、光輸出等趨于穩定條件下進行。新安裝的熒光燈必須點燃100h。測定儀器選用便攜式照度計，檢測方法依《潔凈室施工及驗收規范》，檢測值除滿足設計及規范要求外，它的均勻度還應大于0.7。
　　6、噪聲檢測：噪聲污染雖然不會直接對生產產品的質量產生影響，但對操作人員造成直接傷害，也就間接影響到產品質量，故噪聲應控制在一定范圍之內。按規范要求，在空態狀態下，非單向流潔凈室的噪聲級不大于60dB（A）。檢測儀器選用帶倍頻程分析儀的聲級計。檢測背景應在空調系統全部運行和其他設備全部停機下，且宜在晚上進行。
　　7、微生物的檢測：微生物的檢測方法目前普遍采用的是浮游菌和沉降菌。測定的基本過程都是經過捕集—培養—計數的過程。主要檢測儀器、設備有采樣器、培養皿、恒溫培養箱、高壓消毒鍋、真空抽氣泵等。值得注意的是在檢測之前應做好儀器、設備的消毒滅菌工作。
　　除上述必檢項目外，在必要時還可選測以下項目：自凈時間、氣流流型、物體表面導靜電性能等。
　　
二、 計算機控制在潔凈室管理中的應用
　　隨著潔凈技術的高速發展，不同規模、潔凈級別的潔凈室在諸多行業發揮著重要作用，為研究開發高科技產品及提高產品質量做出了巨大貢獻。能夠擁有一個良好的生產環境，除了具有正確設計、精心施工外，與企業嚴格的維護管理也是分不開的。維護管理的不嚴格會導致生產環境被污染，不能夠滿足生產要求，從而影響產品質量。
　　潔凈室的維護管理主要包括人員管理、設備管理、空氣、水、運輸管理等。下面主要論述一下計算機控制與網絡技術在人員及運輸管理中的作用。
　　要具有一個良好的潔凈環境，除了前面所述的一些參數指標必須達到外，如何保持這一指標作為企業的管理者來說是至關重要的。環境的被污染被破壞，雖然與諸多因素有關，但是人的因素也是占主要方面的。對于潔凈室來說，潔凈度達標是它的基本，那么影響潔凈度的主要原因就是塵埃。塵埃的來源，主要來自生產設備運轉、材料運輸、人員產塵。設備產塵可通過局排解決；材料運輸產塵可按“GMP”規定執行，且發塵量相對較少；如何解決人員產塵，即便按規定進行了人身凈化，也是無法做到控制。在潔凈環境內，生產操作人員的發塵量均與人員多少、潔凈服材質、人員活動幅度、范圍以及門的關閉程度等有關。雖然可采取合理的人員數量，減少人員流動，減少門的開啟等方法來控制，但在實際當中是很難實現的，尤其是人流、物流通道各區間門的關閉程度。由于門的關閉不嚴，造成壓差的變化，最終造成潔凈區被污染。這時，我們將門禁這一控制系統運用到制藥行業是非常實用和有效的。門禁系統控制主要是通過計算機編程來實現門與門之間的互鎖，尤其是人員凈化通道各區之間門的互鎖。比如說，人員從一更凈化緩沖區進入二更，如果本區的門沒有關閉，那么進入二更的門是打不開的，下面依此類推。這樣的話就很安全、有效的控制了由于在管理上的一些漏洞而帶來的空氣污染，進而提高了產品質量。
　　
三、 自動化控制在潔凈室節能中的表現
　　前面所述，潔凈室的送風量是由潔凈度等級決定的，但送風量不可避免的會受到產塵量、壓差等因素的影響而發生變化，造成設備能耗加大，運行費用增加。為了降低能耗，我們將變風量這一自動化控制運用到潔凈空調系統中。下面就這一控制做一下簡單論述。
　　在一般的設計當中，房間的送風量基本上按潔凈度等級采用定風量，排風量也是如此。這樣的話，不論每個工序是否工作，系統都要送一定的風量和排一定的風量。如系統采用變頻裝置，再根據生產工藝特點，現場設置檢測、控制裝置來調節排風量，相繼改變送風量，避免了因個別工序不生產時仍需開啟排風機，造成電能的消耗。由于采用了變頻裝置，根據系統所需送風量值，來改變風機轉速，從而大大降低電能消耗。
　　當然，潔凈室的節能措施還很多，如變流量控制、熱回收系統等。這里就不再討論了。
　　設備的自動化、管理的自動化決定著企業的發展，利用高新技術來改造傳統的制藥企業，是眾多企業面臨的問題，也是科學發展與社會進步的必然。
編輯：何世平