专利名称：以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种机械设备领域，具体是一种适用于多组分液态产品生产过程分析、质量控制的以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统。
背景技术：
目前全球正处于生物制药技术大规模产业化生产阶段，并逐步成为世界经济的主导产业之一。我国生物技术药物的研究和开发起步较晚，尤其是在生物医药自动化装置方面，与先进的西方国家相比存在较大差距。但在国家产业政策(特别是国家863高科技计划)的大力支持下，生物医药产业正在成为我国重点发展的新兴战略性产业之一，未来几年将有可能超过许多西方国家而成为全球第二大生物制药市场。最近几年，国际上正逐渐将过程分析技术(Process Analytical Technology，下简为PAT)应用于制药工业。PAT是一个系统，即作为生产过程的分析和控制，是依据生产过程中的质量检测数据用于反馈控制，实现原材料或中间产品的生产过程的智能化质量控制，确保最终产品达到稳定精确的质量标准。在PAT的应用方面，我国起步很晚，且研发与制造此类产品的企业较少，特别是其与制药装备相结合的应用尤为罕见。因此，开发制造含过程分析技术的制药装备具有重要的经济价值和广阔的市场前景。现有的配液技术大多数配液仍然采用落后的手工操作控制，最终导致配液质量一致性差、合格率低、污染机会多，返工浪费率高、成本高、工作效率低。
实用新型内容本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统，该系统不仅可用于生物医药领域的柱层析智能溶液配送系统，也能应用于可口可乐等饮品的生产过程分析、质量控制，使其实现可预设产品质量标准的自动配液、恒流输送目标。本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括顺次连接的配液罐、原料液输出阀、智能泵和在线监控检测器，其中配液罐的回流管路端与在线监控检测器的输出端通过回流阀相连，在线监控检测器的信号端与智能泵的数据采集输入端相连，输出端设有缓冲液输出阀。所述的智能泵，包括PLC(可编程控制器)及与其连接的泵体和压力变送器，其中原料液输出阀、泵体、压力变送器与在线监控检测器顺次相连。所述的PLC包括中央处理器及与其相连的模数转换器、控制电平输出器和控制指令输出器，其中模数转换器与压力变送器连接，控制电平输出器与泵体连接，控制指令输出器分别与泵体、回流阀、原料液输出阀和缓冲液输出阀连接。所述的模数转换器接收压力变送器的压力信号并输出至中央处理器进行模数转换处理、逻辑判断后通过控制指令输出器启动泵体、回流阀、原料输出阀、缓冲液输出阀，通过控制电平输出器调节泵体的转速。[0010]所述的回流阀、原料液输出阀和缓冲液输出阀通过设置于智能泵上的外部接口连接至PLC的控制指令输出器，通过控制指令输出器的开关信号来操作回流阀、原料液输出阀和缓冲液输出阀的开关动作。所述的在线监控检测器与设置于PLC的测试端口相连，该在线监控检测器接收 PLC的检测启动指令并反馈检测数据。所述的配液罐的内部设有自动清洗装置。所述的在线监控检测器为pH检测仪、电导率检测仪或近红外光谱检测仪。当缓冲液经过在线监控检测器检测达不到预设的质量规范时，打开回流阀、关闭用于缓冲液产品的输出阀。确保输出缓冲液产品达到预设质量标准、不合格缓冲液立即回收流入配液罐进行再配制处理，实现缓冲液产品全合格、原料液无浪费的理想境界。本实用新型有助于提高配液和送液的质量，并且作业过程封闭，预防配液污染，减轻劳动强度并提高柱层析工作效率，可满足规模化生物医药柱层析分离纯化配液生产需求，且符合FDA对21世纪生物制药生产设备的要求。本实用新型不仅可用于生物医药领域的柱层析智能溶液配送系统，也能应用于可口可乐等饮品生产过程分析、质量控制，使其实现可预设产品质量标准的自动配液、恒流输送目标。
图1是本实用新型的系统原理图。图2是本实用新型的控制原理图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1和图2所示，本实施例包括顺次连接的配液罐1、原料液输出阀5、智能泵 2和在线监控检测器3，其中配液罐1的回流管路端与在线监控检测器3的输出端通过回流阀4相连，在线监控检测器3的信号端与智能泵2的数据采集输入端相连，在线监控检测器3的输出端设有缓冲液输出阀8。当管内的缓冲液达不到预设的质量规范时，打开回流阀、关闭缓冲液输出阀。确保输出缓冲液产品达到预设质量标准、不合格缓冲液立即回收流入配液罐1进行再配制处理，实现缓冲液产品全合格、原料液无浪费的理想境界。所述的智能泵2，包括PLC及与其连接的泵体6和压力变送器7，其中原料液输出阀5、泵体6、压力变送器7与在线监控检测器3顺次相连。所述的PLC包括中央处理器及与其相连的模数转换器、控制电平输出器和控制指令输出器，其中模数转换器与压力变送器7连接，控制电平输出器与泵体6连接，控制指令输出器分别与泵体6、回流阀4、原料液输出阀5和缓冲液输出阀8连接。所述的模数转换器接收压力变送器的压力信号并输出至中央处理器进行模数转换处理、逻辑判断后通过控制指令输出器启动泵体6、回流阀4、原料输出阀5、缓冲液输出阀8，通过控制电平输出器调节泵体6的转速。所述的回流阀4、原料液输出阀5和缓冲液输出阀8通过设置于智能泵2上的外部接口连接至PLC的控制指令输出器，通过控制指令输出器的开关信号来操作回流阀4、原料液输出阀5和缓冲液输出阀8的开关动作。所述的在线监控检测器3与设置于PLC的测试端口相连，该在线监控检测器3接收PLC的检测启动指令并反馈检测数据。所述的PLC的第一通讯口通过串口 RS232与PC连接。所述的PLC的第一通讯口通过串口 RS485转USB的适配器进而与PC连接。所述的PLC的第二通讯口与控制面板连接。所述的配液罐1的内部设有自动清洗装置。所述的在线监控检测器3为pH检测仪、电导率检测仪或近红外光谱检测仪。本实施例的PLC使用SIEMENS中央处理器和扩展模块EM系列。如图2所示，本实施例通过以下方式进行工作首先PLC输出指令并分别控制泵体 6、输出阀5、回流阀4、缓冲液产品输出阀8和在线监控检测器3的运行，由智能泵2输送配制溶液，由原料液输出阀5、回流阀4和缓冲液产品输出阀8控制配制溶液的流向，其中输出阀5控制配制溶液从配液罐1中输出，配制溶液经在线监控检测器3检测，符合参数设定标准通过缓冲液产品输出阀8输送至生产线，不符合参数设定标准的配制溶液通过回流阀 4回流至配液罐1 ；由在线监控检测器3监控配制溶液的各项指标，如pH、电导率等组分。图2中A表示系统启动时打开，B表示启动，C表示压力信号传输，D表示数据反馈， E表示PC对PLC的设定，F表示判断pH值或导电率是否满足要求，满足则打开缓冲液产品输出阀8，关回流阀4，不满足则打开回流阀4，关闭缓冲液产品输出阀8。
权利要求1.一种以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统，其特征在于包括顺次连接的配液罐、原料液输出阀、智能泵和在线监控检测器，其中配液罐的回流管路端与在线监控检测器的输出端通过回流阀相连，在线监控检测器的信号端与智能泵的数据采集输入端相连，在线监控检测器的输出端设有缓冲液输出阀。
2.根据权利要求1所述的以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统，其特征是，所述的智能泵，包括PLC及与其连接的泵体和压力变送器，其中原料液输出阀、泵体、 压力变送器与在线监控检测器顺次相连。
3.根据权利要求2所述的以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统，其特征是，所述的PLC包括中央处理器及与其相连的模数转换器、控制电平输出器和控制指令输出器，其中模数转换器与压力变送器连接，控制电平输出器与泵体连接，控制指令输出器分别与泵体、回流阀、原料液输出阀和缓冲液输出阀连接。
4.根据权利要求3所述的以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统，其特征是，所述的回流阀、原料液输出阀和缓冲液输出阀通过设置于智能泵上的外部接口连接至 PLC的控制指令输出器。
5.根据权利要求1-4中任一所述的以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统，其特征是，所述的在线监控检测器与PLC的测试端口相连。
6.根据权利要求1-4中任一所述的以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统，其特征是，所述的在线监控检测器为PH检测仪、电导率检测仪或近红外光谱检测仪。
7.根据权利要求1所述的以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统，其特征是，所述的配液罐的内部设有自动清洗装置。
专利摘要一种机械设备领域的适用于多组分液态产品生产过程分析、质量控制的以过程分析技术为基础的缓冲液智能返馈控制系统，包括顺次连接的配液罐、原料液输出阀、智能泵和在线监控检测器，其中配液罐的回流管路端与在线监控检测器的输出端通过回流阀相连，在线监控检测器的信号端与智能泵的数据采集输入端相连，输出端设有缓冲液输出阀。所述的智能泵，包括PLC及与其连接的泵体和压力变送器，其中原料液输出阀、泵体、压力变送器与在线监控检测器顺次相连。本实用新型有助于提高配液和送液的质量，并且作业过程封闭，预防配液污染。
文档编号G05B19/05GK202306247SQ20112041906
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者李国荣, 李大平 申请人:上海申越实验器材有限公司