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CN111703801B - 全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统及方法 - Google Patents

全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统及方法 Download PDF

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CN111703801B
CN111703801B CN202010586548.4A CN202010586548A CN111703801B CN 111703801 B CN111703801 B CN 111703801B CN 202010586548 A CN202010586548 A CN 202010586548A CN 111703801 B CN111703801 B CN 111703801B
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Abstract

本发明涉及一种全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统及方法，属于药物生产技术领域；所述系统，包括MES管理模块、SCADA模块、AGV运输车、存储仓位、生产设备，MES管理模块用于为管理人员提供计划的执行、跟踪以及资源的当前状态，SCADA模块与MES管理模块通讯、用于数据采集与监视控制，AGV运输车与SCADA模块通讯，生产设备与SCADA模块通讯，存储仓位与SCADA模块通讯，存储仓位、生产设备通过物料桶与AGV运输车对接；所述方法，应用上述全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，实现全自动物料转移、对接、生产，减少对生产操作人员的依赖性，提高生产效率、提高操作对接的准确性和一致性。

Description

全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统及方法，属于药物生产技术领域。
背景技术
现在制药行业的药品的整体生产还是依托操作工的人工转移、对接、生产的操作模式，因为制药行业的对产品的高标准、高要求的特殊性，对于公司的人力、财力等的依赖都是非常大的，而且在整个对接过程中人工参与的因素过多容易出现操作上面的失误导致整体生产流程上面的耽搁。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统及方法，实现全自动物料转移、对接、生产，减少对生产操作人员的依赖性，提高生产效率、提高操作对接的准确性和一致性。
本发明所述全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，包括MES管理模块、SCADA模块、AGV运输车、存储仓位、生产设备，MES管理模块用于为管理人员提供计划的执行、跟踪以及资源的当前状态，SCADA模块与MES管理模块通讯、用于数据采集与监视控制，AGV运输车与SCADA模块通讯、用于执行物料运输，生产设备与SCADA模块通讯、用于执行生产，存储仓位与SCADA模块通讯、用于存储物料桶，存储仓位、生产设备通过物料桶与AGV运输车对接。
通过AGV运输车实现全自动物料转移、对接至生产设备进行自动化生产。
优选的，生产设备包括第一制粒设备、第二制粒设备，AGV运输车用于执行SCADA模块下达的指令从存储仓位运送物料至第一制粒设备或第二制粒设备，AGV运输车还用于执行SCADA模块下达的指令从第一制粒设备或第二制粒设备运送物料至存储仓位。
优选的，生产设备包括第一制粒设备、第二制粒设备、胶囊充填设备、压片设备、包衣设备、包装设备，AGV运输车用于执行SCADA模块下达的指令从存储仓位运送物料至第一制粒设备或第二制粒设备或胶囊充填设备或压片设备或包衣设备或包装设备，AGV运输车还用于执行SCADA模块下达的指令从第一制粒设备或第二制粒设备或胶囊充填设备或压片设备或包衣设备或包装设备运送物料至存储仓位。
优选的，存储仓位设置有限位导向块，物料桶放置在限位导向块上方，物料桶下端设置有限位块，限位导向块上表面设置有与物料桶下端的限位块相适应的第一定位块，物料桶下端与AGV运输车插架之间设置有定位机构；生产设备上设置有旋转提升装置，旋转提升装置包括旋转提升机构、固定在旋转提升机构上的提升插架，提升插架上设置有与物料桶下端的限位块相适应的第二定位块；物料桶上端设置有与生产设备出料口相适应的进料口，物料桶下端设置有与生产设备进料口相适应出料口，出料口设置有气动蝶阀。
AGV运输车执行物料运输时，当生产设备有上料请求，AGV运输车运行至限位导向块，物料桶下端与AGV运输车插架之间通过定位机构定位，AGV运输车运送物料桶至第二定位块，旋转提升装置将物料桶提升至相应高度位置、旋转至分料位置，旋转提升装置下降，物料桶的出料口与生产设备完成对接，旋转提升装置控制打开物料桶的出料气动蝶阀，所需物料下料进入生产设备生产，完成一次上、下料动作。
在此，物料桶下端与AGV运输车插架之间设置的定位机构可以为物料桶下端的定位销和与定位销相配套的定位销孔，所述定位销孔位于AGV运输车插架。旋转提升装置的动力源为压缩空气气源，旋转提升装置通过压缩空气气源的通断控制物料桶的出料气动蝶阀的开闭。
优选的，还包括充电站，AGV运输车为电池动力AGV运输车，充电站用于给AGV运输车充电。
优选的，MES管理模块与SCADA模块通讯采用TCP/IP网络协议，SCADA模块与AGV运输车、存储仓位、生产设备通讯采用MODBUS协议。
本发明所述全自动物料转移、对接、生产的制药控制方法，应用上述全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，第一种制粒生产方法如下：
步骤S1，管理人员通过MES管理模块向SCADA模块下达第一制粒设备生产指令；
步骤S2，SCADA模块向AGV运输车下达制粒所需物料运输至第一制粒设备指令；
步骤S3，AGV运输车从存储仓位运输制粒所需物料至第一制粒设备并自动对接；
步骤S4，SCADA模块监控到第一制粒设备和AGV运输车的对接完成，下达生产指令给第一制粒设备，同时下达返回指令给AGV运输车；
步骤S5，第一制粒设备进行制粒生产，AGV运输车返回待令；
步骤S6，SCADA模块监控到第一制粒设备制粒生产完成，向AGV运输车下达制粒生产物料运输至存储仓位指令；
步骤S7，AGV运输车从第一制粒设备运输制粒生产物料至存储仓位。
第二种制粒生产方法如下：
步骤S1，管理人员通过MES管理模块向SCADA模块下达第二制粒设备生产指令；
步骤S2，SCADA模块向AGV运输车下达制粒所需物料运输至第二制粒设备指令；
步骤S3，AGV运输车从存储仓位运输制粒所需物料至第二制粒设备并自动对接；
步骤S4，SCADA模块监控到第二制粒设备和AGV运输车的对接完成，下达生产指令给第二制粒设备，同时下达返回指令给AGV运输车；
步骤S5，第二制粒设备进行制粒生产，AGV运输车返回待令；
步骤S6，SCADA模块监控到第二制粒设备制粒生产完成，向AGV运输车下达制粒生产物料运输至存储仓位指令；
步骤S7，AGV运输车从第二制粒设备运输制粒生产物料至存储仓位。
优选的，SCADA模块监控到AGV运输车电量不足时，向AGV运输车下达充电指令，AGV运输车前往充电站自动充电，SCADA模块监控到AGV运输车电量充满时，向AGV运输车下达返回指令，AGV运输车返回待令。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
实现了全自动物料转移、对接、生产，减少了对生产操作人员的依赖性，提高了生产效率、提高了操作对接的准确性和一致性。
附图说明
图1为本发明所述全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统框图；
图2为本发明所述存储仓位正视结构示意图；
图3为本发明所述存储仓位右视结构示意图；
图4为本发明所述限位导向块结构示意图；
图5为本发明所述旋转提升装置正视结构示意图；
图6为本发明所述旋转提升装置俯视结构示意图。
其中：1、MES管理模块；2、SCADA模块；3、AGV运输车；4、第一制粒设备；5、第二制粒设备；6、胶囊充填设备；7、压片设备；8、包衣设备；9、包装设备；10、定位销；11、限位导向块；12、限位块；13、旋转提升机构；14、提升插架；15、第一定位块；16、第二定位块；17、进料口；18、出料口；19、气动蝶阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
如图1-6所示，本发明所述全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，包括MES管理模块1、SCADA模块2、AGV运输车3、存储仓位、生产设备，MES管理模块1用于为管理人员提供计划的执行、跟踪以及资源的当前状态，SCADA模块2与MES管理模块1通讯、用于数据采集与监视控制，AGV运输车3与SCADA模块2通讯、用于执行物料运输，生产设备与SCADA模块2通讯、用于执行生产，存储仓位与SCADA模块2通讯、用于存储物料桶，存储仓位、生产设备通过物料桶与AGV运输车3。
通过AGV运输车3实现全自动物料转移、对接至生产设备进行自动化生产。
存储仓位设置有限位导向块11，物料桶放置在限位导向块11上方，物料桶下端设置有限位块12，限位导向块11上表面设置有与物料桶下端的限位块12相适应的第一定位块15，物料桶下端与AGV运输车3插架之间设置有定位机构；生产设备上设置有旋转提升装置，旋转提升装置包括旋转提升机构13、固定在旋转提升机构13上的提升插架14，提升插架14上设置有与物料桶下端的限位块12相适应的第二定位块16；物料桶上端设置有与生产设备出料口相适应的进料口17，物料桶下端设置有与生产设备进料口相适应出料口18，出料口18出料气动蝶阀19。
AGV运输车3执行物料运输时，当生产设备有上料请求，AGV运输车3运行至限位导向块11，物料桶下端与AGV运输车3插架之间通过定位机构定位，AGV运输车运送物料桶至第二定位块16，旋转提升装置将物料桶提升至相应高度位置、旋转至分料位置，旋转提升装置下降，物料桶的出料口18与生产设备完成对接，旋转提升装置控制打开物料桶的出料气动蝶阀19，所需物料下料进入生产设备生产，完成一次上、下料动作。
资源的当前状态包括设备、物料、客户需求的当前状态，管理人员根据MES管理模块1提供的计划的执行、跟踪以及资源的当前状态下达指令。
生产设备包括第一制粒设备4、第二制粒设备5、胶囊充填设备6、压片设备7、包衣设备8、包装设备9，AGV运输车3用于执行SCADA模块2下达的指令从存储仓位运送物料至第一制粒设备4或第二制粒设备5或胶囊充填设备6或压片设备7或包衣设备8或包装设备9，AGV运输车3还用于执行SCADA模块2下达的指令从第一制粒设备4或第二制粒设备5或胶囊充填设备6或压片设备7或包衣设备8或包装设备9运送物料至存储仓位。
还包括充电站，AGV运输车3为电池动力AGV运输车3，充电站用于给AGV运输车3充电。
MES管理模块1与SCADA模块2通讯采用TCP/IP网络协议，SCADA模块2与AGV运输车3、存储仓位、生产设备通讯采用MODBUS协议。
工作过程：
第一种制粒生产方法如下：
步骤S1，管理人员通过MES管理模块1向SCADA模块2下达第一制粒设备4生产指令；
步骤S2，SCADA模块2向AGV运输车3下达制粒所需物料运输至第一制粒设备4指令；
步骤S3，AGV运输车3从存储仓位运输制粒所需物料至第一制粒设备4并自动对接；
步骤S4，SCADA模块2监控到第一制粒设备4和AGV运输车3的对接完成，下达生产指令给第一制粒设备4，同时下达返回指令给AGV运输车3；
步骤S5，第一制粒设备4进行制粒生产，AGV运输车3返回待令；
步骤S6，SCADA模块2监控到第一制粒设备4制粒生产完成，向AGV运输车3下达制粒生产物料运输至存储仓位指令；
步骤S7，AGV运输车3从第一制粒设备4运输制粒生产物料至存储仓位。
在此，步骤S3、S4中，AGV运输车3执行物料运输时，当生产设备有上料请求，AGV运输车3运行至限位导向块11，物料桶下端与AGV运输车3插架之间通过定位机构定位，AGV运输车运送物料桶至第二定位块16，旋转提升装置将物料桶提升至相应高度位置、旋转至分料位置，旋转提升装置下降，物料桶的出料口18与生产设备完成对接，旋转提升装置控制打开物料桶的出料气动蝶阀19，所需物料下料进入生产设备生产，完成一次上、下料动作。步骤S6、S7中，SCADA模块2监控存储仓位的当前状态，AGV运输车3从第一制粒设备4运输制粒生产物料至存储仓位的空闲仓位。
第二种制粒生产方法如下：
步骤S1，管理人员通过MES管理模块1向SCADA模块2下达第二制粒设备5生产指令；
步骤S2，SCADA模块2向AGV运输车3下达制粒所需物料运输至第二制粒设备5指令；
步骤S3，AGV运输车3从存储仓位运输制粒所需物料至第二制粒设备5并自动对接；
步骤S4，SCADA模块2监控到第二制粒设备5和AGV运输车3的对接完成，下达生产指令给第二制粒设备5，同时下达返回指令给AGV运输车3；
步骤S5，第二制粒设备5进行制粒生产，AGV运输车3返回待令；
步骤S6，SCADA模块2监控到第二制粒设备5制粒生产完成，向AGV运输车3下达制粒生产物料运输至存储仓位指令；
步骤S7，AGV运输车3从第二制粒设备5运输制粒生产物料至存储仓位。
在此，步骤S3、S4中，AGV运输车3执行物料运输时，当生产设备有上料请求，AGV运输车3运行至限位导向块11，物料桶下端与AGV运输车3插架之间通过定位机构定位，AGV运输车运送物料桶至第二定位块16，旋转提升装置将物料桶提升至相应高度位置、旋转至分料位置，旋转提升装置下降，物料桶的出料口18与生产设备完成对接，旋转提升装置控制打开物料桶的出料气动蝶阀19，所需物料下料进入生产设备生产，完成一次上、下料动作。步骤S6、S7中，SCADA模块2监控存储仓位的当前状态，AGV运输车3从第二制粒设备5运输制粒生产物料至存储仓位的空闲仓位。
应当注意的是，胶囊充填设备6、压片设备7、包衣设备8、包装设备9的生产方法参照制粒生产方法，均由管理人员发出相应设备生产指令，AGV运输车3自动转移、对接物料，相应设备自动生产，生产完毕，AGV运输车3再次自动转移、对接物料。
SCADA模块2监控到AGV运输车3电量不足时，向AGV运输车3下达充电指令，AGV运输车3前往充电站自动充电，SCADA模块2监控到AGV运输车3电量充满时，向AGV运输车3下达返回指令，AGV运输车3返回待令。

Claims (8)

1.一种全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，其特征在于：包括MES管理模块(1)、SCADA模块(2)、AGV运输车(3)、存储仓位、生产设备，MES管理模块(1)用于为管理人员提供计划的执行、跟踪以及资源的当前状态，SCADA模块(2)与MES管理模块(1)通讯、用于数据采集与监视控制，AGV运输车(3)与SCADA模块(2)通讯，生产设备与SCADA模块(2)通讯，存储仓位与SCADA模块(2)通讯、存储仓位内存储有物料桶，存储仓位、生产设备通过物料桶与AGV运输车(3)对接；
存储仓位设置有限位导向块(11)，物料桶放置在限位导向块(11)上方，物料桶下端设置有限位块(12)，限位导向块(11)上表面设置有与物料桶下端的限位块(12)相适应的第一定位块(15)，物料桶下端与AGV运输车(3)插架之间设置有定位机构；生产设备上设置有旋转提升装置，旋转提升装置包括旋转提升机构(13)、固定在旋转提升机构(13)上的旋转提升插架(14)，旋转提升插架(14)上设置有与物料桶下端的限位块(12)相适应的第二定位块(16)；物料桶上端设置有与生产设备出料口相适应的进料口(17)，物料桶下端设置有与生产设备进料口相适应的出料口(18)，出料口(18)设置有气动蝶阀(19)。
2.根据权利要求1所述全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，其特征在于：生产设备包括第一制粒设备(4)、第二制粒设备(5)，AGV运输车(3)用于执行SCADA模块(2)下达的指令从存储仓位运送物料至第一制粒设备(4)或第二制粒设备(5)，AGV运输车(3)还用于执行SCADA模块(2)下达的指令从第一制粒设备(4)或第二制粒设备(5)运送物料至存储仓位。
3.根据权利要求1或2所述全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，其特征在于：生产设备包括第一制粒设备(4)、第二制粒设备(5)、胶囊充填设备(6)、压片设备(7)、包衣设备(8)、包装设备(9)，AGV运输车(3)用于执行SCADA模块(2)下达的指令从存储仓位运送物料至第一制粒设备(4)或第二制粒设备(5)或胶囊充填设备(6)或压片设备(7)或包衣设备(8)或包装设备(9)，AGV运输车(3)还用于执行SCADA模块(2)下达的指令从第一制粒设备(4)或第二制粒设备(5)或胶囊充填设备(6)或压片设备(7)或包衣设备(8)或包装设备(9)运送物料至存储仓位。
4.根据权利要求3所述全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，其特征在于：还包括充电站，AGV运输车(3)为电池动力AGV运输车(3)，充电站用于给AGV运输车(3)充电。
5.根据权利要求4所述全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，其特征在于：MES管理模块(1)与SCADA模块(2)通讯采用TCP/IP网络协议，SCADA模块(2)与AGV运输车(3)、存储仓位、生产设备通讯采用MODBUS协议。
6.一种全自动物料转移、对接、生产的制药控制方法，应用于权利要求2所述的全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，其特征在于：制粒生产方法如下：
步骤S1，管理人员通过MES管理模块(1)向SCADA模块(2)下达第一制粒设备(4)生产指令；
步骤S2，SCADA模块(2)向AGV运输车(3)下达制粒所需物料运输至第一制粒设备(4)指令；
步骤S3，AGV运输车(3)从存储仓位运输制粒所需物料至第一制粒设备(4)并自动对接；
步骤S4，SCADA模块(2)监控到第一制粒设备(4)和AGV运输车(3)的对接完成，下达生产指令给第一制粒设备(4)，同时下达返回指令给AGV运输车(3)；
步骤S5，第一制粒设备(4)进行制粒生产，AGV运输车(3)返回待令；
步骤S6，SCADA模块(2)监控到第一制粒设备(4)制粒生产完成，向AGV运输车(3)下达制粒生产物料运输至存储仓位指令；
步骤S7，AGV运输车(3)从第一制粒设备(4)运输制粒生产物料至存储仓位。
7.一种全自动物料转移、对接、生产的制药控制方法，应用于权利要求2所述的全自动物料转移、对接、生产的制药控制系统，其特征在于：制粒生产方法如下：
步骤S1，管理人员通过MES管理模块(1)向SCADA模块(2)下达第二制粒设备(5)生产指令；
步骤S2，SCADA模块(2)向AGV运输车(3)下达制粒所需物料运输至第二制粒设备(5)指令；
步骤S3，AGV运输车(3)从存储仓位运输制粒所需物料至第二制粒设备(5)并自动对接；
步骤S4，SCADA模块(2)监控到第二制粒设备(5)和AGV运输车(3)的对接完成，下达生产指令给第二制粒设备(5)，同时下达返回指令给AGV运输车(3)；
步骤S5，第二制粒设备(5)进行制粒生产，AGV运输车(3)返回待令；
步骤S6，SCADA模块(2)监控到第二制粒设备(5)制粒生产完成，向AGV运输车(3)下达制粒生产物料运输至存储仓位指令；
步骤S7，AGV运输车(3)从第二制粒设备(5)运输制粒生产物料至存储仓位。
8.根据权利要求6或7所述的全自动物料转移、对接、生产的制药控制方法，其特征在于：SCADA模块(2)监控到AGV运输车(3)电量不足时，向AGV运输车(3)下达充电指令，AGV运输车(3)前往充电站自动充电，SCADA模块(2)监控到AGV运输车(3)电量充满时，向AGV运输车(3)下达返回指令，AGV运输车(3)返回待令。
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