制药设备电气系统应用及问题浅析

贾建　翟鹏飞

【摘要】本文根据实践经验对制药设备中电气系统的核心结构保护功能、控制调节功能以及预警功能进行了具体的分析，并对制药设备工作期间可能出现的接地电路外露问题、电阻绝缘性能问题、承压能力问题等进行了详细的探讨，并对这些常见问题的解决措施进行了论述。

【关键词】制药设备；电气系统；故障；分析

一、引言

在科技高速发展的今天，制药设备的自动化水平也越来越高。目前常用的制药设备按照使用性质可以分为以下八种类型：（1）原料使用类；（2）药剂制造类；（3）饮片制作类；（4）药用粉碎类；（5）药用水制作类；（6）药用仪器制造类；（7）药品包装类；（8）非主制药机械类。在制药企业领域，这八类设备属于企业的核心设备，是药品生产的基础性保障，制药设备的工作状态直接关系到产品的质量和企业的经济效益，而电气系统是不仅可以有效的提高设备的自动化水平和工作效率，还可以对设备及产品的状态进行检测，并及时报警，大大提高产品的质量，降低了工人的劳动强度，保障了工人的工作安全。然而在制药设备的长期运行中，总会经常性的出现一些故障，不仅影响了设备的正常工作，还有可能对工人的人身安全造成威胁。本文根据自身的多年经验，对制药设备中电气系统的应用及遇到的问题进行具体的论述，以期为制药设备的电气系统使用及维护提供有效的借鉴，同时为制药设备中电气设备的推广应用提供有力的技术支撑。

二、制药设备中电气系统的应用

1、电气系统在制药设备中的保护功能应用

在制药设备中，所有的重要动作执行结构和运转部件都有着相应的电气系统保护措施，如：在高速旋转的电动机上设有短路保护、断路保护、过电流保护、电压异常保护等一系列的保障措施；空调机组在上述保护措施之外还设有温度异常保护、流量异常保护、压差保护等；还有一些设备中为了生产需要设有液位保护、压力保护等，这些保护措施不仅可以有效的保护设备安全可靠的长时间运行，还可以提高产品的质量，而且在一些特殊的结构上还可以根据需要安装监控装置，如：温控系统、润滑系统等。

2、电气系统在制药设备中的预警功能应用

在制药设备中，通过电气系统可以对一些危险部位、故障部位进行实时检测，常见的作法是在需要报警的位置设置传感器，通过传感器发出的信号异常情况，发出警报。与国外制药设备相比，目前国产的制药设备中，各类设备的报警信号还是相对比较完善的，但一些国外进口的设备中除了这些常用的报警设備外，还设置了设备自检系统，这个系统不仅可以在发生问题的时候进行报警，还能在正常工作状态下对设备自身进行系统的检测，从而在设备的问题发生之前，对设备可能发生的问题进行预警，从而将可能发生的危险扼杀在摇篮里。国内制药设备考虑到成本问题，大多没有配备这种自检系统。

在科技日新月异的今天，制药机械设备也在不断的更新换代。近几年来，我国自主研发的GMP4-30-20型计量包装机就装备了自检装置，可以通过智能检测系统对设备的运行状态进行实时监控，并在设备发生故障之前进行预警，从而让人们提前维修，保障设备的正常运行。

3、电气系统在制药设备中的控制调节功能应用

在制药设备中，控制功能应用非常广泛，如：在胶囊填充机工作时，对胶囊填充动作的启动、停止进行控制；调节功能通常是对制药设备中的模拟量进行调节，从而达到调节液体流速、温度、压力等，以满足用户的使用要求，如：滴丸机的液位调节、房间温湿度的调节、密闭容器的压力调节等。

另外，制药设备中，还有一些设备的转换功能通过电气设备来实现，通常有多个设备之间的互相转换、单个设备的分时段运行等。如：电动机的高低速的转换。

三、制药设备中的电气系统问题分析

在制药设备中，常见的电气问题有很多种，如：安全问题、PLC故障、其它硬件故障等。下面对其进行一一论述。

1、制药设备中的电气安全问题及措施

在制药设备的运行过程中，电气安全问题非常重要，一旦发生危险不但造成设备的不良运行，还会对操作人员的人身安全造成威胁，所以必须谨慎处理此问题。常见的电气安全问题有三种：（1）接地电路外漏问题。在制药设备运行中，电气系统或机械设备内部会出现一些导电的零部件，机械设备的管理人员应当将这些外露的电路进行保护。在制药企业中，设备外壳通常采用金属材料，原因之一就是可以良好的帮助电路进行导电，从而使运行的导电零件能够很好的帮助电路进行导电；（2）选择绝缘性能良好的电阻。在制药设备的电气系统中，要保证设备良好的运行，就要选择合理适合的电阻，尤其对于关键部位的电阻一定要选择绝缘性能良好的电阻，这样可以有利的保护接地电路和设备电路之间的相互转换连接；（3）电路的承压能力。企业在对制药设备投入运行之前，要对制药设备所需的电气系统进行模拟计算，并根据计算结果核对电气系统的运行，通常电路的承压能力应是计算值的两倍或者一千伏特的电压，这样即使遇到高压也可以很好的保护设备以及操作人员的人身安全。

2、制药设备中的PLC故障及措施

在制药设备的电气系统中，PLC的应用非常广泛，其最常出现的故障有三种：粘结不良连接不上以及电路短路。如：蒸馏水机、灭菌柜等设备连续运行时间长、自动化程度高，一旦PLC出现故障，制药设备就无法自动运行，靠手动输入不仅会增加操作人员的工作强度，还大大增加了人员出错的可能性，降低了生产效率。PLC故障常见的维修措施有更换故障点位和程序结构修改点位两种。

3、制药设备中的其它硬件故障及措施

在制药设备中，除了PLC外常见的故障还有开关故障、光电补偿器故障、温控设备故障等。设备开关故障大多表现为电机停止运转，引发这种故障的原因通常是电气系统发生短路，其常见的损坏多为电路损坏和开关损坏，电路损坏多为电路漏电发生短路，开关损坏多为开关失灵，常用的维修措施是更换开关或更换设备外层材质，消除漏电短路的故障根源。

光电补偿系统的主要作用是对色标进行定位，多在药品包装设备上使用，这种系统性能良好，很少发生故障，主要问题是材料错位，维修方法是对错位的材料重新安装、定位，确保材料的位置正确。

在制药设备的长期运行中，电气系统最常发生故障的是温控系统。温控系统在制药设备中的作用至关重要，其运行良好与否直接关系到制药机械设备的生产质量，如灭菌系统的消毒效果。温控系统最常见的故障是温度显示不正确和加热功能不正常两类。对于温控设备的故障常见的处理措施为：首先检查电路，尤其是加热管线，出现故障要及时更换；如果电路正常，要对温控器进行跟换。

此外，还有一些其它常见的硬件故障，如光电设备的开关故障，常用于制药设备的色标追踪以及切带定位，出现故障的原因多为开关接触不灵敏或位置不正确，解决多事是对光电开关的位置进行重新设定，并定期进行清洁。

四、结论

在制药设备中，电气系统是保证设备良好运行的有力保障，也是企业产品质量的重要保证。本文根据自身实践经验和理论探讨，对制药设备中电气系统的应用进行了具体的论述，并对电气系统常见的故障以及其解决措施进行了系统的总结，电气系统在制药设备中的推广应用提供了有力的支撑，同时为制药设备的维修工人提供了有效的借鉴。

【参考文献】

[1] 麦康聪， 梁雄新， 黎坤德， 蒋德清， 董博华. 全自动尿囊液收获机的改进[J]. 广东畜牧兽医科技， 2010，35（1）：46-48.

[2] 吴德飞.基于制药机械中电气安全问题的分析研究[J].科技与企业， 2013，（4）：389.

[3] 孙惠丽. 制药机械电气安全问题分析[J].自动化与控制， 2012，347（29）：41-42.