OPC技术在制药系统中的应用

2010-07-09魏盛彪符瑞秋

制造业自动化 2010年2期

张辑，魏盛彪，符瑞秋

（1. 厦门理工学院电子与电气工程系，厦门 361024；2. 福建省南平电业局，南平 350003；3. 北京煤炭科学研究院，北京 100013）

0 引言

随着国家加强对药品及保健食品质量的监控力度，一些药用辅材的质量也随着提高到了一个新高度。目前，国内生产药片的设备有全自动及半自动生产线两种，相比较而言各有优缺点。全自动设备对环境要求不是很苛刻，但是价格不菲，需要一定的经济实力及较高的操作水平，中小型企业不具备这个优势；而半自动设备较前者更为实用一些，价格适中，操作简单，但对环境的温度和湿度要求严格。很多企业现有的设备没有达到GMP要求，为适应药品生产GMP的要求，需要对现有的生产线进行电气改造，使其达到生产标准。

针对实际设备实际情况，开发了一套可自动化程度高、可靠性强、成本低的包药片衣生产线监控系统。

1 系统硬件构成

药片在包衣机内作连续的轨迹运动，控制系统按选定的工艺参数，将泵压的包衣液，经喷枪自动喷洒在药片表面。同时热风柜吹入洁净的热风，对药片进行加热干燥，排风柜及时抽出机内的废气，而后在药片表面快速形成坚固、细密、光滑的衣膜。整个系统的构成如图1所示。

系统由上位机、PLC控制器、主机、热风柜、排风柜、喷雾机构和控制系统等部分组成。本系统操作用到的所有控制开关按钮，定时器、计数器、工程参数设定、实时显示和数据报表均在上位机上实现。PLC控制器负责控制热风柜、主机、喷雾柜和排风柜协调工作，实现温度的闭环控制。

图1 系统结构图

系统硬件参数：工控机采用研华工控机IPC-610-H，PLC采用台达DVP32EH00R，扩展模块有DVP04AD和DVP04DA，变频器采用台达VFD022M22A、VFD037M22A和VFD055M22A。DVP04AD－H模块主要将进风和出风的温度进行AD转换，然后送入PLC。系统输入/输出点信号如表1所示。

2 上位机软件的开发

2.1 OPC（OLE for Process Control）技术简介

OPC是一种基于Window NT技术规范的标准接口协议，使得在使用第三方硬件时，只要硬件开发商提供OPC Server 软件，开发人员无需编写低层的驱动程序，通过用户软件的OPC Client，即可与之进行数据交互，不同厂家之间软硬件的集成变得易于实现。采用OPC技术，客户不需要了解工控系统的内核，而只需要以OPC Client/OPC Server的访问方式获取实时数据。

表1 I/O表

OPC可称为“软件总线”，应用程序读取OPC数据源，OPC Server 将现场数据转换为OPC统一格式的数据，从而可以是配置更加简洁通用。

图2 OPC 的数据访问方式

2.2 基于台达OPC服务器的设计

在设计之前，必须知道台达PLC的通讯口的设置：波特率9600,一个帧有7位的数据位、偶校验（EVEN）、1个停止位、Modbus协议的ASCII模式。

本设计用到的台达的OPC服务器的名称为OPC Techs Delta Serial OPC Server，如下针对OPC服务器的设计步骤。

1）在XP系统的“开始”中“所有程序”找到OPC Techs OPC Server320，打开“OPC Configurator”，点击新建项目，如图3所示。

2）在左边的管理器“Address Space ”新建个通讯口“Port”，从中可以设计波特率，通讯口，Modbus协议，校验位和停止位。如图4所示。

图3 OPC 服务器

图4 OPC服务器通讯口的设置

3）在工作区内右击，选择“New”“Device Ctrl＋D”，新建设备，可以选择台达PLC的型号和通讯时间。如图5所示。

图5 OPC服务器的通讯类型

4）在工作区内右击，选择“New”“Data Item”，新建一个PLC的内存地址，在这里可以新建用户所要取得的数据内容，如：X, Y, D等寄存器，选择相应的地址和数据类型。如图6所示。

5）在工具栏上点击“glass”图标，就可以从PLC里取得你想要的数据。如图7所示。

注意：Item ID记得打勾，才能取得数据。

3 WinCC通讯原理图

3.1 WinCC通讯结构及原理

图6 变量类型选择

图7 变量连接图

WinCC使用变量管理器来处理变量的集中管理。此变量管理器不为用户所见。它处理WinCC项目产生的数据和存储在项目数据库中的数据。在WinCC运行系统中，它管理WinCC变量。WinCC的所有应用程序必须以WinCC变量的形式从变量管理器中请求数据。这些WinCC应用程序包括图形运行系统、报警记录运行系统和变量记录运行系统等。