模塊化設計工業用液相色譜層析分離系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種工業用液相色譜層析分離系統。
【背景技術】
[0002]在當前快速發展的經濟條件下，工業用液相色譜層析分離系統的用途和涉及的領域越來越廣泛。工業用液相色譜層析分離系統，對于分離不同的產品，需要提供不同的分離條件。例如:液體入口的個數，出料閥門的控制，溫度的調節能力，系統的壓力調節能力，通道流量梯度的變化等等。傳統工業用液相色譜層析分離的生產企業在這種快速變化的市場的需求下，很難拿出最小投入，最大產出的設計方案，并且當設備的設計發生改變后，配套的軟件也需要更改，有的甚至需要重新開發，并且經過實際的驗證才能用在產品的生產環境下，特別是在要求嚴格的醫藥生產環境。一些在市場上現有的，由較大經濟實力公司開發的工業用液相色譜層析分離系統，往往有現成的固有設計和相配套的軟件，他們占有一定的市場和擁有一定的用戶，從經濟的角度上，這些企業不情愿再投入額外的資金或時間，來及時地開發出滿足市場變化需求的產品。

【發明內容】

[0003]對于前述問題，本實用新型提出了一種模塊化的工業用液相色譜分離系統，對于不同的化工和醫藥生產條件，選擇相配套對應的物理模塊，搭積木的方式組合成達到用戶要求的產品。這樣設計的好處是:1.通過模塊的添加或減少來滿足市場對產品變化的需求，2.節省企業的設計和研究投入，可以快速的生產出產品。3.軟件模塊之間的相互獨立，提高了軟件代碼的調試性和可靠性。并且值得一提的是，功能相同的軟件模塊可以重復使用對應的軟件代碼，節省了軟件的設計調試時間。
[0004]所述系統是將功能齊全的工業用液相色譜層析分離系統模塊化，即把一個或多個在物理位置上接近、且在功能上相似或接近的流程操縱、監控設備有機合理劃分為模塊，稱為物理模塊。每個物理模塊具有相對應的控制模塊，該控制模塊又分為PLC程序模塊和人機交換界面模塊。PLC程序模塊分為主程序，單元操作模塊和與每個物理模塊對應的從屬模塊。其中所述的主程序實現系統的信號報警，報警信號阻止，控制設備的聯鎖，系統參數和全局參數的存儲和調用，與各個其他模塊之間的調用和值的傳輸，以及系統的其他功能等等。其中所述單元操作模塊用于實現所述系統的液相色譜分離功能，其中所述的從屬模塊用于實現物理模塊的操作和控制，從屬模塊隨相應物理模塊個數，在流程中的出現位置做到一一對應，通過這種"主程序-單元操作模塊-從屬模塊"的設計從而實現系統的控制模塊化。同時在系統的人機交互界面軟件上，按照物理模塊的劃分而劃分出對應的人機交互界面模塊。這樣就通過選擇需要的物理模塊，搭配軟件模塊，實現系統的人機交互界面的模塊化。
[0005]本實用新型公開了一種模塊化的工業用液相色譜層析分離系統，用于液體色譜層析分離操作，該系統包括多個模塊，這些模塊是物理模塊，PLC程序模塊和人機交互界面模塊，其中物理模塊包括一個或多個流體操縱設備組件，PLC程序模塊包括一個或多個與流體操縱設備組件相對應的控制和監控顯示軟件模塊，人機交互界面模塊包括一個或多個監控和顯不軟件模塊。該設備可處理的液體流量范圍為0.003升每分鐘到100升每分鐘，管道的外徑為3/8" -2"，系統的操作壓力為5ps1-1500psi。所述的物理模塊包括入料栗模塊A，系統壓力控制模塊B，熱交換器模塊C，除泡器模塊D，分離柱閥模塊E，和出料閥模塊F。所述的入料栗模塊A主要由一個軟件可控的栗和若干個開關可控的閥門組成；所述的系統壓力控制模塊B主要由一個開放度可控的閥門組成；所述的熱交換器模塊C主要由一個帶有溫度控制的加熱器組成；所述的除泡器模塊D主要由具有一定體積的透明容器組成；所述的分離柱閥模塊E包括若干個開關可控的閥門；所述的出料閥模塊F包括多個開關可控的閥門。可以根據需要來添加一個或是多個物理模塊，物理模塊在流程中的位置可以根據層析分離的要求而變化，即可以出現在流體入口處，也可以出現在流體出口處。所述系統由一個工業級PLC控制，預先編制好的邏輯程序駐留在控制器的內存中，PLC程序模塊又分為主程序，單元操作模塊以及從屬模塊。由PLC程序模塊中的主程序來調用單元操作模塊和從屬模塊，單元操作模塊沒有相對應的物理模塊，或定義為不直接驅動物理設備，從屬模塊有相對應的物理模塊，從屬模塊可以定義為物理模塊的驅動程序。PLC程序模塊中的主程序的功能包括:信號報警，報警信號阻止，控制設備的聯鎖，系統參數和全局參數的存儲和調用，以及與各個其他模塊之間的調用和值的傳輸。所述系統能處理一個色譜分離柱，，分離柱在一次處理流體后，經過再生進行下一批次流體的處理。PLC程序模塊包括單元操作模塊，所包含的單元操作模塊可進行如下操作:緩沖劑灌注，分離柱平衡，產品加載和洗滌，產品加載通過，沖洗，洗滌，分離柱重生，分離柱清洗，分離柱存貯，設備清洗，設備存貯，注射用水清洗，吹空氣。其中人機交互界面模塊，由運行在一個工業級電腦上的軟件程序來實現人機的信息交流，人機交互界面模塊與物理模塊一一對應，物理模塊在流程中出現的位置也對應于人機交互界面模塊在流程中的位置。其中人機交互界面模塊功能包括當前運行的數據顯示，歷史數據的顯示和存儲，以及歷史數據的電腦系統導出和歷史數據的導入，還包括批處理報告，批處理的報告的格式預先設定，批處理報告的生成可以設置為時間觸發或是事件觸發，批處理報告還可以打印成獨立的文件或是以郵件的方式自動發送到指定目的地，其中歷史數據的顯示功能，包括系統批運行中的所有監控設備的數值，單元操作模塊的參數值，批運行過程中的設備報警信息，以及批過程中的自動運行取消操作。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明的液相色譜層析分離系統的物理模塊圖；
[0007]圖2是物理模塊、PLC模塊、以及人機交互界面模塊之間的邏輯關系圖；
[0008]圖3A是所述單元操作模塊在PLC程序中的定義；
[0009]圖3B是所述從屬模塊在PLC程序中的定義；
[0010]圖4是單元操作模塊的一個使用實例；
[0011]圖5是單元操作模塊"沖洗"的用戶輸入參數實例；
[0012]圖6是從屬模塊"出料閥"的系統輸入參數實例；
[0013]圖7是設備運行的歷史數據顯示的實例；
[0014]圖8是可編程邏輯控制器(PLC)，本地PC，遠程PC和輸入/輸出之間通信的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]本實用新型的工業用液相色譜分離系統包括物理模塊、用于控制該物理模塊的控制模塊。如圖1所示，所述物理模塊由多個模塊組成，包括入料栗模塊A、系統壓力控制模塊
B、熱交換器模塊C、除泡器模塊D、分離柱閥模塊E、以及出料閥模塊F。所述控制模塊包括和物理模塊一一對應的從屬模塊，PLC主程序和實現液相色譜功能單元操作模塊，以及人機交互界面模塊。所述從屬模塊包括入料栗模塊，系統壓力控制模塊，熱交換器模塊，除泡器模塊，分離柱閥，出料閥模塊。
[0016]物理模塊
[0017]所述入料栗模塊A由一個可控的栗，一個壓力開關和若干個可控的開關閥門組成。所述閥門的數量一般2到6個，實際使用中閥門數量不固定的，可以根據所述系統的設計需求來添加或是減少。當閥門的數量發生變化時，與其對應的控制模塊也進行相應的調整。用于入料栗模塊中典型的閥門功能分配，例如:分離液體加載閥、分離柱平衡沖洗閥、設備沖洗閥、緩沖/存儲液加載閥等等。所述閥門選擇為衛生級的自動可控閥門(開/關可控)，典型閥門的例如ITT公司的不銹鋼隔膜閥。所述栗是速度可控的衛生級隔膜栗，并且可以由兩個或多個栗頭來通過機械或是軟件控制的方式合成單個入料栗，由此合成的栗具有更穩定的壓力和流速。壓力開關的作用是保護栗的安全運行，當栗出口的壓力達到其壓力開關設置壓力以上，關閉栗的運行，以免造成更高的壓力而產生危險。栗所能提供的流量決定了系統的管道尺寸，栗的入口管道尺寸一般在3/8"到2"，流體的流量一般為
0.003升/分鐘-100升/分鐘。所述系統的壓力由入料栗提供，栗所能提供的壓力一般為
5-1500psi。所述栗和閥門的材料均采用不銹鋼，并經過機械或是電鍍拋光。所述入料栗模塊A的數量可以根據要求增減，一般為2到4個，相應的控制模塊的數量根據該入料栗模塊的個數而增減。所述的入料栗模塊通過相對應的控制模塊-入料栗模塊(channel_x)進行控制。
[0018]所述系統壓力控制模塊B由一個開閉位置可控的閥門來調控所述系統的壓