模拟制药设备的监控和管理系统设计
摘 要
随着经济的发展，制药设备的制药精度越来越高，国家对药品质量的监管也越来越严格，企业为提高药品的质量控制，使得计算机自动监控系统在制药行业中有了更好的发展。以S7-300系列PLC为核心设计了制药设备的控制系统，在此基础上重点进行了以组态王为监控软件，以ACCESS为数据库的监控管理系统设计。应用组态王绘制组态画面，完成实时数据和报警信息实时显示，通过ODBC实现组态王与ACCESS数据库的连接，把设备中的实时信息以及运行报警存储在ACCESS数据库中，利用组态王内部提供的SQL函数访问功能，对监控画面进行实时查询，ACCESS数据库的建立保存了现场的基础实时数据，为上层管理软件的开发提供了可能。
关键词：模拟制药，组态王，ACCESS数据库
I
模拟制药设备的监控和管理系统设计
Abstract
With the development of economy, the precision of pharmaceutical equipment is improved. The country has become more and more strict with the quality of medicines.Computer automatic monitoring system in the pharmaceutical industry was better developmented inorder to improve the quality of medicines.A control system of the pharmaceutical equipment in which the S7-300 series of PLC were the core, was designed. On this basis, a monitoring management system which use kingview as the monitoring software and ACCESS as the database was designed. Applying kingview to draw the configuration frames, the real-time data and alarm information were displayed in real-time. Connecting kingview and ACCESS through ODBC, the real-time data of equipment and alarm information were stored in the ACCESS database. Using the SQL access function provided by the internal kingview, the query of the historical data was realized. The basic real-time data were saved by ACCESS. It is potential to develop the upper manage software.
Key words：Simulated pharmaceutical，Kingview, ACCESS database
II
模拟制药设备的监控和管理系统设计
目 录
第一章 前 言 ................................................................................................... - 1 -
1.1 选题背景和研究意义 ............................................................................ - 1 - 1.2 制药的监控和管理现状 ........................................................................ - 2 - 1.3 本文主要研究工作内容 ........................................................................ - 3 - 第二章 模拟制药系统总体设计方案 ............................................................... - 4 -
2.1 模拟制药设备介绍 ................................................................................ - 4 -
2.1.1 A4200设备简介 ............................................................................... - 4 - 2.1.2 系统工艺流程图 .............................................................................. - 5 - 2.1.3 系统流程模拟简介........................................................................... - 5 -
2.2.系统工艺设备 ......................................................................................... - 6 -
2.2.1 原料混合系统.................................................................................. - 6 - 2.2.2 锅炉和换热系统 .............................................................................. - 7 -
第三章 控制系统设计 ......................................................................................... - 9 -
3.1 控制方案 ................................................................................................ - 9 - 3.2 设备选型 ................................................................................................ - 9 -
3.2.1 传感器选型 ..................................................................................... - 9 - 3.2.2 执行机构选型................................................................................ - 10 - 3.2.3 PLC选型及I/O模块选择 ............................................................... - 11 -
3.3控制系统I/O点清单及寄存器地址 .................................................... - 11 - 第四章 监控系统设计 ..................................................................................... - 14 -
4.1 组态王监控软件简介 .......................................................................... - 14 - 4.2组态王硬件组态 ................................................................................... - 15 - 4.3建立数据词典 ....................................................................................... - 18 - 4.4 上位机监控画面设计 .......................................................................... - 19 -
4.4.1 主画面设计 ................................................................................... - 19 - 4.4.2 登录界面设计................................................................................ - 23 - 4.4.3 报警界面设计................................................................................ - 27 -
III
模拟制药设备的监控和管理系统设计
4.4.4 实时趋势曲线图界面设计 .............................................................. - 30 -
第五章 管理系统数据库设计 ......................................................................... - 32 -
5.1 数据库的创建与关联 .......................................................................... - 32 -
5.1.1建立数据库及表 ............................................................................. - 32 - 5.1.2 设置 ODBC 数据源 ...................................................................... - 33 - 5.1.3 定义变量....................................................................................... - 34 - 5.1.4 定义记录体 ................................................................................... - 34 - 5.1.5 建立数据库与组态王的关联........................................................... - 35 -
5.2 利用SQL函数进行浏览 ..................................................................... - 37 - 5.3 数据库的查询 ...................................................................................... - 38 -
5.3.1利用 KVADODBGrid 控件进行查询 .............................................. - 38 - 5.3.2 KVADODBGrid 控件的具体使用 ................................................... - 38 -
5.4 数据库的实现示例 .............................................................................. - 43 - 第六章 技术经济分析 ....................................................................................... - 46 -
6.1 理论分析 .............................................................................................. - 46 - 6.2 市场分析 .............................................................................................. - 47 - 第七章 结论与展望 ........................................................................................... - 48 -
7.1 研究结论 .............................................................................................. - 48 - 7.2 对研究结果进一步展望 ...................................................................... - 48 - 参考文献 ............................................................................................................. - 49 - 致 谢 ............................................................................................................. - 51 -
IV
模拟制药设备的监控和管理系统设计
第一章 前 言
1.1 选题背景和研究意义
随着经济的发展，制药设备的功能越来越多，国家对药品的监管越来越严格，企业为提高产品的质量控制，使得计算机自动监控系统在制药行业中有了更好的发展[1]。随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式，对项目来说是费时费力、得不偿失的[2]。因此，在1995 年以后，组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。组态软件产品于80 年代初出现，并在80 年代末期进入我国。国内应用较多的组态软件有InTouch 、MCGS iFIX、WinCC、EcHmi、组态王等。目前看到的所有组态软件都能完成类似的功能：比如几乎所有运行32位Windows 平台的组态软件都采用类似资源浏览器的窗口结构，并且对工业控制系统中的各种资源（设备、标签量、画面等）进行配置和编辑；都提供多种数据驱动程序；都使用脚本语言提供二次开发的功能等等。但上述这些组态软件都是工控厂家的配套产品，不是专业的组态软件生产商，存在一些局限性。如对设备厂家硬件接口的支持程度有限、软件开发环境相对封闭、灵活性较差等。而采用组态王软件开发制药设备监控工程，可以极大地增强设备控制能力、提高制药的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发。它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。利用组态软件与Access 数据库在内部通过ODBC 实现连接, 把采集回的实时数据存储到Access 数据库中, 组态王软件内部还提供了SQL(结构化查询语言)函数访问功能, 这样便于日后查询和数据报表打印归档保存, 人工录入数据, 并可对因仪器失灵而采集到的失真数据进行修正, 还可以通过组态王的SQL 函数在系统中实现对数据库的操作, 完成相应的功能[3]。
随着科技的发展,目前自动化在生产领域应用的范围越来越广,制药企业要想提高生产效率,提高经济收益,自动控制技术的应用是必然趋势。由组态软件和数据库组成的制药设备监控和管理系统，具有实时性好、可靠性高、易于扩充及调整灵活等优点。整个系统运行稳定、安全可靠，提高了制药设备运行管理的自动化水平，
- 1 -