為了加強對庫存藥品的管理，保證藥品質量，保障群眾用藥安全，國家藥品監督管理局于2002年開始向國內醫藥企事業單位發布了《關于實施GSP認證工作的通知》。按照GSP認證工作的要求，對藥品庫房溫濕度監測及控制要做到“養護配合保管，每日上下午各一次并做好庫房溫濕度記錄，庫房溫濕度超出規定范圍則及時調控并予以記錄”。出于藥品的存儲質量安全保障和降低人力成本的需要，多數醫藥企業迫切需要實現藥品庫房溫濕度的自動監視和控制。 1. 概述 我公司工程技術人員在深入了解藥品庫房管理自動化需求的前提下，成功將浙大中自公司的SunyPLC250可編程邏輯控制器應用于藥品庫房的溫濕度監控：通過接受安裝在庫房的溫濕度傳感器信號可實時監測藥品庫房的溫濕度變化，同時根據預定控制方案和設定值控制風門、風機、壓縮機及水泵，以保證庫房內溫濕度符合要求。該系統與上位機相連，構成一套集采集、控制與存儲為一體的高性能控制系統，具有性能穩定、成本低廉、功能齊全、易于維護等特點。 2. 產品簡介 SunyPLC250是浙大中自公司（www.sunytech.com）自主研發的小型模塊式可編程邏輯控制器，體積小、重量輕、功耗低、功能強，適用于中、小規模裝置或設備的監測控制。該產品采用了先進的軟、硬件技術，結構靈活、維護簡單、可大幅降低使用成本，滿足各種中小規模過程控制、順序邏輯控制和數據采集任務要求。SunyPLC250可編程邏輯控制器主要包括以下組成部分： 2.1. CPU模塊 CPU模塊是SunyPLC250可編程邏輯控制器的核心，用于程序處理、操作輸入/輸出模塊及處理過程數據。 2.2. I/O模塊 I/O模塊是SunyPLC250可編程邏輯控制器的過程接口，輸入或輸出開關量、模擬量信號。 2.3. 電源模塊 電源模塊是SunyPLC250可編程邏輯控制器各電路模塊的電力驅動，用于向CPU模塊和I/O模塊提供隔離工作電源。 2.4. 軟件 SunyTech工業控制應用軟件平臺用于實時數據庫生成、控制方案編程、流程畫面設計、報表打印以及實時運行等。軟件開放、友好、方便、穩定，支持OPC、ODBC、DDE和TCP/IP，內嵌多種通訊協議，可與第三方系統實現無縫連接。 3. 系統設計 3.1. 現場設備 理論上講，藥品庫房內溫濕度傳感器布置越多，測量越準確，但這樣勢必帶來投資的增加和資源的浪費。一般情況下，在封閉或半封閉的藥品庫房空間內，如果任意兩個隨機采樣點的最大測量值之差小于2％，即認為滿足測控精度的要求。因此，為了節省成本又保證獲得準確的測量結果，在凈高6米的藥品庫房內，每500平方米安裝一臺溫濕度傳感器。 保溫除濕設備的選擇可根據庫容的大小來確定，原則上應與庫房內的溫濕度傳感器以及面積相匹配。例如，對凈高6米的庫房，每1500平方米選用一臺50kW的空調機組。 3.2. 系統結構 下圖所示為藥品庫房溫濕度監控系統結構。主要由溫濕度傳感器、SunyPLC250可編程邏輯控制器、個人計算機和空調設備等組成。其中空調設備包括風機、壓縮機、水泵和風門，一般由企業自供。 溫濕度傳感器安裝于藥品庫房內，用于實時檢測庫房內的溫度和濕度并將測量信號向SunyPLC250發送。風機、壓縮機、水泵和風門等安裝于空調機房，根據SunyPLC250運算結果產生相應動作，從而對溫濕度進行調控。 SunyPLC250可編程邏輯控制器是整個溫濕度控制系統的核心，它獲得溫濕度傳感器信號，與給定值比較并進行PID運算，結果輸出至風門控制風量，從而達到連續調節藥品庫房內溫濕度的效果。風機、壓縮機和水泵等設備的開停可由SunyPLC250實現手動操作或聯鎖動作。通過ModBus總線，SunyPLC250向上位機發送實時測量數據和運算結果，接收上位機管理操作命令。 上位機實時顯示、記錄溫濕度測量值，當超限時能夠及時發出聲光報警，提醒倉管員注意或采取相應措施。現場所有電氣設備的開停操作、過程參數設置等均通過上位機完成。另外，還可以定時或人工打印報表。 3.3. 硬件配置 藥品庫房溫濕度控制系統主要包括以下類型的I/O點： 根據西北某企業藥品庫房的規模和控制要求，以SunyPLC250可編程邏輯控制器為核心構成的溫濕度控制系統的硬件配置清單如下表所示： 3.4. 軟件 SunyPLC250可編程邏輯控制器的組態軟件為浙大中自公司的SunyTech工業控制應用軟件平臺，該軟件運行于Windows2000環境，符合IEC61131-3國際標準。主要包括SunyRDB實時數據庫編輯器、SunyIEC算法編輯器和SunyMaker圖形編輯器等部分組成。組態界面采用樹形結構，傳統的菜單、按鈕操作，剪切、拷貝、貼貼、刪除快捷方便。仿真功能使工程設計人員能夠盡快找出錯誤、驗證組態結果，從而大大減少了工程周期。 3.4.1. 人機界面 人機界面用于倉管人員監視、操作、管理庫房狀態和控制系統，包括庫房總貌、報警信息、實時趨勢、歷史趨勢、打印報表等。庫房總貌用于監視藥品庫房的實時狀態；報警信息用于檢查溫濕度的超限情況；實時趨勢和歷史趨勢用于查看各檢測點的溫濕度實時變化趨勢和某時間段內的變化曲線；打印報表用于定時和人工觸發打印所有檢測點的測量值、設備運行狀態等。下圖所示為庫房總貌監控圖。 3.4.2. 控制算法 SunyIEC算法編輯器提供了FBD、LD、SFC和ST、IL五種符合IEC61131-3標準的編程語言，用戶可根據自己的習慣和控制方案的要求選擇合適的編程方法。在本控制系統中，溫濕度調節采用FBD編程，而節能聯鎖則由LD實現。 由于溫度與濕度存在一定的關聯，導致采用常規的單回路PID調節不能很好地將藥品庫房內的溫濕度控制在規定范圍。我公司技術人員憑借其豐富的控制系統應用經驗，在認真研究分析了空氣溫濕度的特性后，利用SunyIEC豐富的算法模塊，采用了下圖所示的雙測量、雙給定PID調節控制方案，獲得了良好的控制效果。 為了降低能源消耗，系統設計了節能聯鎖功能：當溫濕度偏差低于設定值并維持一定時間時，此時認為藥品庫房內的溫濕度已經符合要求，可以將風機、壓縮機和水泵停運，同時關閉風門。當溫濕度偏差重新超限時，則啟動上述設備并進行自動調節。事實上，由于空調設備通常為公用設施，對所有藥品庫房的溫濕度進行調控，而不同的藥品或不同的庫房往往對溫濕度有不同的要求，因此節能聯鎖控制必須全盤考慮所有藥品庫房的溫濕度狀況。 下圖所示為空調設備與藥品庫房呈一對一關系時的節能聯鎖控制方案原理圖。 4. 結論 使用SunyPLC250可編程邏輯控制器控制藥品庫房的溫濕度，具有安全可靠、運行穩定、性能優越、投資較少、節能降耗、操作簡單、維護方便等特點，能夠高精度地將藥品庫房的溫濕度控制在理想水平。 SunyPLC250藥品庫房溫濕度控制系統解決了藥品庫房溫濕度的自動監測與控制問題，有效地消除了藥品的霉變、結塊和潮解，極大地減少了藥品的存儲損耗，成功地降低了倉管人員的勞動強度，顯著地提高了庫房藥品保障能力。該系統也可以應用于其它有類似要求的設施，如糧倉、檔案室、人工溫室等等，因此具有很好的推廣應用價值。 當今變頻調速技術已被廣泛應用，如果將空調設備改造為變頻調節，相應風門改為兩位式，由SunyPLC250可編程邏輯控制器直接對變頻設備進行無級調速，相信能夠獲得更好的調節效果。