質(zhì)量源于設計 風(fēng)險源于認知
摘要：隨著(zhù)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，將無(wú)線(xiàn)數據采集監控應用在制藥用水運行監控系統，實(shí)時(shí)將關(guān)鍵數據以手機短信形式發(fā)送到相關(guān)人員手機上，可以快速高效的對系統運行狀態(tài)進(jìn)行診斷，減輕了現場(chǎng)操作維護的工作量，提高設備運行的安全性、穩定性，提升了工廠(chǎng)管理的現代化水平。
關(guān)鍵詞：手機短信；制藥用水系統；運行安全；現代化；信息化；智能化
0 引言
制藥用水系統的分配單元是整個(gè)儲存與分配系統的核心單元，分配系統沒(méi)有純化功能，主要功能是將符合藥典要求的制藥用水輸送到工藝用點(diǎn)，并保證其壓力、流量和溫度符合工藝生產(chǎn)的需求。分配系統采用流量、壓力、溫度、TOC、電導率、臭氧等在線(xiàn)監測儀器來(lái)進(jìn)行水質(zhì)的實(shí)時(shí)監測和趨勢分析[1]。
水系統制備和分配系統運行現場(chǎng)空間受工業(yè)蒸汽、噪聲等影響，同時(shí)設備需要定期進(jìn)行點(diǎn)檢，對現場(chǎng)操作人員的素質(zhì)要求較高?，F場(chǎng)自動(dòng)化監控系統減輕了工人的勞動(dòng)強度，提高了設備預警的響應速度，為工廠(chǎng)信息化管理奠定了良好的基礎。
1 制藥用水分配系統
分配系統主要由如下元器件組成：帶變頻控制的輸送泵、換熱器及其加熱或冷卻調節裝置、取樣閥、隔膜閥、316L材質(zhì)的管道管件、溫度傳感器、壓力傳感器、電導率傳感器與變送器，傳感器及其配套的集成控制系統（含控制柜、1 /〇模塊、觸摸屏、有紙記錄儀等）[2]。系統結構如圖1所示。
圖1制藥用水儲存與分配系統的原理圖
2 電氣控制系統
制藥用水儲存于分配系統的電氣控制系統設計是單獨設置一個(gè)可編程邏輯控制器(簡(jiǎn)稱(chēng)PLC)，它是系統控制的核心，其用途是對回路的運行狀況進(jìn)行控制，使之能夠正確運行。采用的S7-300 PLC為模塊化結構，可以根據實(shí)際使用情況選擇不同模塊。本系統采用CPU315系列，數據處理速度快，可以擴展安裝通訊模塊，集成多點(diǎn)通信接口，具有智能化的診斷系統功能，可以監控程序、模塊的運行情況；對設備運行過(guò)程進(jìn)行高精度的控制，以各種傳感器為反饋元件，及時(shí)檢測水質(zhì)情況，操作人員終端是一個(gè)監測面板，可對設備的操作參數進(jìn)行顯示，報警、行動(dòng)，滅菌步驟、工藝設定點(diǎn)和工藝數值均在操作人員界面終端上顯示。
手機短信是一種通過(guò)無(wú)線(xiàn)控制信號進(jìn)行短消息傳輸的業(yè)務(wù)，經(jīng)短信中心完成存儲和轉發(fā)。具有隨時(shí)在線(xiàn)，自動(dòng)傳送，價(jià)格便宜，覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，適合用于傳送小流量、低頻率監控數據。西門(mén)子自動(dòng)化產(chǎn)品MD720-3可以使用GSM/GPRS收發(fā)手機短信，將實(shí)時(shí)數據發(fā)送到控制系統、維護人員手機上，及時(shí)進(jìn)行預報檢修，減少了工人勞動(dòng)強度，減少損失，提高資源利用率，產(chǎn)生更大經(jīng)濟效益。
控制系統的硬件構成為：S7300CPU后模塊接CP340(RS232串口)，再通過(guò)串口直連線(xiàn)連接CP340到MD720-3的串口上，MD720-3插有SIM卡，其網(wǎng)絡(luò )結構如下圖2所示：
PS307 10A CPU300 CP340
圖2 網(wǎng)絡(luò )結構圖
SMS（Short Messaging Service）短消息業(yè)務(wù)的短消息長(cháng)度被限制在140 個(gè)字節。短消息始終是通過(guò)SMS中心轉發(fā)的。SMS發(fā)送模式有Text和PDU兩種，Text模式不能發(fā)送中文消息，PDU模式可以使用Unicode編碼發(fā)送中文。漢字的Unicode碼可以通過(guò)編碼轉換軟件得到[2]。
3 自動(dòng)控制系統工作流程
純化水和注射用水系統采用液位、流量、壓力、溫度、TOC、電導率等在線(xiàn)監測儀器進(jìn)行水質(zhì)的安全節能、實(shí)時(shí)監測和趨勢分析。主要信號參數見(jiàn)表1。
表1儲存與分配系統主要信號參數
在制藥用水分配系統裝置中，不同功能傳感器的信號，經(jīng)由輸入模塊采集轉化，由CPU進(jìn)行處理，在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示。在生產(chǎn)、消毒過(guò)程中，如果有傳感器檢測到信號異常情況，輸出模塊會(huì )發(fā)出聲光報警提醒工作人員注意，并在觸摸屏上提示故障原因及相關(guān)解決辦法，同時(shí)，通信模塊會(huì )根據程序內置編碼內容發(fā)送短消息到指定手機號碼，防止工作人員不在現場(chǎng)而無(wú)法及時(shí)確認報警的情況發(fā)生。
4 結論
該系統能實(shí)時(shí)準確檢測制藥用水系統工作狀態(tài)，結合短信模塊使用，操作簡(jiǎn)單，可以實(shí)現設備無(wú)人值守狀態(tài)下安全經(jīng)濟的運行方式，節約了人力成本，提高了工廠(chǎng)的現代化管理水平。本裝置系統設計科學(xué)、合理，可以作為未來(lái)控制方式發(fā)展的方向。
參考文獻：
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3. European Pharmacopoeia 9th，2016
4. U.S. Pharmacopeia National Formulary 41，2017
5. The American Society of Mechanical Engineers，ASME BPE 2014，2014
6. ISPE，Volume 4：Water and Steam Systems (Second Edition)，2011
7. WHO Expert Committee on Specifications for Pharmaceutical Preparations fourty-sixth Report，Annex 2：WHO Good Manufacturing Practices：Water for Pharmaceutical Use，2012
8. FDA，Guide to Inspections of High Purity Water Systems，1993
9. 國家食品藥品監督管理局藥品認證管理中心，中國醫藥科技出版社，GMP實(shí)施指南，2010
10. 張功臣，化學(xué)工業(yè)出版社，制藥用水系統，2016
【專(zhuān)家簡(jiǎn)介】張功臣，制藥行業(yè)專(zhuān)家，主要從事制藥流體與生物工藝系統的研究與實(shí)踐，全國制藥工程設計競賽委員會(huì )專(zhuān)家，ISPE培訓專(zhuān)家，國家藥監局檢查員培訓專(zhuān)家，國家標準《GB50913-2013 醫藥工藝用水系統設計規范》編委。
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