陳東

廣東正源分子中藥有限公司 廣東梅州 514299

伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用和普及，社會(huì)生活出現(xiàn)了方方面面的變化，中藥房管理工作也開始積極應(yīng)用技術(shù)手段，運(yùn)用技術(shù)手段進(jìn)行中藥配方顆粒調(diào)劑工作。通過設(shè)計(jì)自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)，能夠有效應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)藥片調(diào)劑方式的不足，提高系統(tǒng)應(yīng)用效能，切實(shí)提高工作效率和稱量精度。

1 中藥房中藥配方顆粒自動(dòng)化調(diào)劑常見問題

在現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展下，雖然許多藥房已經(jīng)開始采用技術(shù)手段進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)劑。但是還有很大一部分藥房依舊采用人工調(diào)劑中藥配方顆粒的方式，使得管理效率、稱量精度都存在諸多不足，在一定程度上阻礙了中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的恒穩(wěn)發(fā)展。

一方面，現(xiàn)如今中藥飲片自動(dòng)化調(diào)劑機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)力度有限，設(shè)備自動(dòng)化操作水平較低。需要注意的是，中藥類別多樣、形態(tài)各異，在存儲(chǔ)時(shí)，很多時(shí)候都會(huì)采用散裝形式進(jìn)行存儲(chǔ)。而中藥師開藥方多是采用重量進(jìn)行中藥使用量記錄，這也就使得機(jī)械手段進(jìn)行中藥抓取總是存在一些偏差。中藥形態(tài)也存在一些差別，很多時(shí)候，為了提高自動(dòng)化水平，都會(huì)將中藥打碎成粉末，粉末狀的中藥處理更加方便，但是在具體進(jìn)行中藥煎煮時(shí)則很容易生成許多泡沫，這些泡沫的存在，將會(huì)影響到中藥效果[1]。

另一方面，顆粒稱重較為復(fù)雜，應(yīng)用技術(shù)手段進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)劑，也很容易影響稱重效果。事實(shí)上，對(duì)于中藥稱重一共有兩種方式，第一種稱重方式是進(jìn)料式稱重，第二種方式是卸料式稱重，具體如何測(cè)量，則需要結(jié)合中藥配方顆粒進(jìn)行選擇。而在中藥配料環(huán)節(jié)，想要給料系統(tǒng)快速運(yùn)作，準(zhǔn)確性則會(huì)相應(yīng)降低，想要給料系統(tǒng)準(zhǔn)確給料，系統(tǒng)運(yùn)行效率將會(huì)減慢。由此可見，今后應(yīng)當(dāng)不斷改進(jìn)方法，充分發(fā)揮中藥房中藥配方顆粒的自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2 中藥房中藥配方顆粒的自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 控制系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)中藥房中藥配方顆粒的自動(dòng)化調(diào)劑、合理進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本文則從中藥房中藥配藥機(jī)系統(tǒng)出發(fā)，通過智能獲取醫(yī)師處方信息、靈活調(diào)控立式回轉(zhuǎn)藥柜、智能控制取藥稱量裝置等一系列操作，完成對(duì)應(yīng)指令。具體而言，為了實(shí)現(xiàn)中藥房中藥配方顆粒自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)的應(yīng)用功能，則需要加強(qiáng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)，將會(huì)應(yīng)用到立式回轉(zhuǎn)藥柜、取藥稱量裝置、回收裝置、包裝機(jī)、貼標(biāo)機(jī)以及緩存機(jī)構(gòu)等。整個(gè)自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)則將中央系統(tǒng)服務(wù)器作為設(shè)備核心，能夠同步連接多臺(tái)柜式自動(dòng)抓藥機(jī)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，則可以通過醫(yī)院HIS系統(tǒng)同步發(fā)送藥方信息，醫(yī)院HIS系統(tǒng)界面如圖1所示?；诰唧w的任務(wù)安排相應(yīng)分配給藥機(jī)系統(tǒng)服務(wù)器，藥劑服務(wù)器還會(huì)相應(yīng)連接本機(jī)人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫(kù)、通訊模塊，通訊模塊則可以具體進(jìn)行配藥顆粒的包裝作業(yè)。抓藥機(jī)的應(yīng)用核心在于服務(wù)器，借助服務(wù)器的作用，能夠接收并讀取模塊狀態(tài)信息、發(fā)出動(dòng)作指令，每次配藥完成，則會(huì)同步更新數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖1 醫(yī)院HIS系統(tǒng)

需要注意的是，中藥房中藥配方顆粒自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)備類別多、功能應(yīng)用較為復(fù)雜，在具體使用時(shí)，則可以選取分布式控制系統(tǒng)。對(duì)于系統(tǒng)應(yīng)用的立式回轉(zhuǎn)藥柜，還會(huì)相應(yīng)配套取藥稱量裝置，可同時(shí)配藥多貼，包裝機(jī)則可以相應(yīng)配備貼標(biāo)機(jī)，同步打上患者名稱、醫(yī)囑，還需要將其與控制接口連接控制（包裝機(jī)應(yīng)該配備貼標(biāo)機(jī)，可以打上患者名稱跟醫(yī)囑）。

2.2 I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

對(duì)于中藥房中藥配方顆粒自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)，中藥自動(dòng)化調(diào)劑設(shè)備如圖2所示，可以根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)作流程、控制要求，將系統(tǒng)控制信號(hào)一共劃分為以下幾個(gè)部分，分別是數(shù)字量的輸出信號(hào)、數(shù)字量的輸入信號(hào)以及模擬量的輸入信號(hào)。

圖2 中藥自動(dòng)化調(diào)劑設(shè)備

第一，對(duì)于數(shù)字量的輸出信號(hào)，主要包括中藥房擋板電機(jī)、伺服電機(jī)、封袋電機(jī)，配藥旋轉(zhuǎn)電機(jī)還有拉袋電機(jī)等。第二，對(duì)于數(shù)字量的輸入信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種設(shè)備的啟動(dòng)、停止以及光電保護(hù)等工作。第三，對(duì)于模擬量的輸入信號(hào)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)稱重傳感器電信號(hào)檢測(cè)工作，還可以完成橫封、縱封溫度的檢測(cè)作業(yè)。基于中藥房中藥配方顆粒自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)用到4臺(tái)PLC自身的I/O接口數(shù)量存在一些差異。其中，以中藥房中藥顆粒的自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)中某臺(tái)S7-200PLC的I/O接口分配情況展開分析：對(duì)于手動(dòng)啟停系統(tǒng)，系統(tǒng)一共設(shè)置三個(gè)按鈕和3個(gè)數(shù)字量輸入通道，能夠?qū)崿F(xiàn)啟動(dòng)、停止、急停的作用效果。對(duì)于單臺(tái)立式回轉(zhuǎn)藥柜，一共需要2個(gè)數(shù)字量輸入通道、2個(gè)數(shù)字量輸出通道，數(shù)字量輸入通道多用于進(jìn)行計(jì)層檢測(cè)開關(guān)、光電保護(hù)，數(shù)字量輸出通道多用于進(jìn)行控制三相異步電機(jī)正轉(zhuǎn)、控制三相異步電機(jī)反轉(zhuǎn)[2]。對(duì)于取藥稱量裝置，一共需要14個(gè)數(shù)字量輸入通道、7個(gè)模擬量輸入通道、42個(gè)數(shù)字量輸出通道，數(shù)字量輸入通道分別用于取藥氣缸首端磁性開關(guān)、取藥氣缸尾端磁性開關(guān)，模擬量輸入通道分別用于稱重傳感器，數(shù)字量輸出通道分別用于取藥氣缸伸出與收回動(dòng)作電磁閥、取藥吸盤電磁閥、直線振動(dòng)器快、慢振。

2.3 傳感器模塊選型

對(duì)于中藥房中藥配方顆粒自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)，將會(huì)應(yīng)用到許多傳感器，代替人工模式進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控和動(dòng)作支護(hù)。主要應(yīng)用的設(shè)備包括稱重傳感器、光電開關(guān)以及溫度傳感器。

首先，對(duì)于稱重傳感器，承載量程較大、工作沖擊力大，這就需要合理把控承載量程，促使稱重傳感器承載量程能夠保持在整個(gè)傳感器量程的40%以內(nèi)。系統(tǒng)稱量對(duì)象則是已經(jīng)經(jīng)過預(yù)處理的中藥配方顆粒，這些中藥顆粒小，需要相應(yīng)準(zhǔn)備好稱量漏斗接納中藥配方顆粒，避免出現(xiàn)稱重傳感器偏載情況[3]。

其次，對(duì)于光電開關(guān)，應(yīng)用光電傳感器可以直接將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)智能檢測(cè)的作用效果。通常而言，中藥房中藥配方顆粒自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)光電開關(guān)基于感應(yīng)模式，可以將其劃分為三種類別，第一種是反射型，第二種是對(duì)射式，第三種即為槽型。光電開關(guān)主要是指接收器、發(fā)射器，以及日常應(yīng)用到的檢測(cè)電路。在立式回轉(zhuǎn)藥柜處，還會(huì)相應(yīng)設(shè)置安全保護(hù)傳感器，通過安全保護(hù)裝置，切實(shí)保證回轉(zhuǎn)藥柜使用安全、技術(shù)人員操作方便。處于緩存機(jī)柜處的光電傳感器，則需要預(yù)先設(shè)置好參考原點(diǎn)，線性模組運(yùn)行到目標(biāo)位置后，還能夠?qū)⒋宋恢米鳛榛镜淖鴺?biāo)原點(diǎn)，并預(yù)先設(shè)置好限位傳感器起到保護(hù)工作，避免出現(xiàn)裝置損壞的情況。

再次，對(duì)于溫度傳感器，主要應(yīng)用于進(jìn)行溫度檢測(cè)，不僅可以實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)橫封裝置溫度檢測(cè)，還可以實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)縱封裝置溫度監(jiān)督。需要注意的是，如果溫度檢測(cè)結(jié)果較低且明顯低于封裝溫度，則需要應(yīng)用加溫裝置不斷升溫，直到溫度達(dá)到塑料薄膜最佳封裝溫度。如果應(yīng)用螺釘式E型熱電偶溫度傳感器，溫度測(cè)量范圍廣泛，最高能夠測(cè)量的溫度達(dá)到800℃，而塑料薄膜封裝溫度則始終約為140℃，變化幅度較小。

2.4 試制樣機(jī)氣動(dòng)回路

對(duì)于中藥房中藥配方顆粒的自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)，氣體回路則由執(zhí)行元件、控制元件、氣源多部分構(gòu)成。具體而言，通過執(zhí)行元件，能夠?qū)崿F(xiàn)壓力轉(zhuǎn)換的作用，直接將空氣中的壓力轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能，可以直接將執(zhí)行元件劃分為兩個(gè)類別，分別是氣動(dòng)馬達(dá)、氣缸，可以用于支持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。通過控制元件，便能夠完成壓縮空氣的精細(xì)化調(diào)節(jié)，不僅能夠控制壓縮空氣壓力大小，還可以轉(zhuǎn)換壓縮空氣壓力流動(dòng)方向。氣源則能夠?qū)崿F(xiàn)氣體供應(yīng)的作用，氣源的使用能夠保障整個(gè)氣體回路的正常使用，通過空氣壓縮機(jī)提供氣體，直接將機(jī)械能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而達(dá)成基本要求。在自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)，將會(huì)應(yīng)用到二位五通雙線圈電磁閥，從而完成氣缸動(dòng)作控制的作用。

2.5 試制樣機(jī)組態(tài)開發(fā)

中藥房中藥配方顆粒自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)組態(tài)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)中藥調(diào)劑系統(tǒng)的全過程監(jiān)控，作為自動(dòng)化系統(tǒng)中的基礎(chǔ)性軟件開發(fā)平臺(tái)，合理展開組態(tài)開發(fā)，能達(dá)成形成人機(jī)交互界面，提高運(yùn)行效率。通常而言，可以直接使用WINCC設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面，而交互界面的設(shè)計(jì)工作，不僅需要合理設(shè)計(jì)主頁(yè)面、包裝控制界面，還需要科學(xué)設(shè)計(jì)立式回轉(zhuǎn)藥柜控制界面、取藥稱量回收裝置控制界面；同時(shí)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，管理藥品的庫(kù)存及與醫(yī)院數(shù)據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，快速對(duì)醫(yī)生發(fā)出的處方信息作出反應(yīng)。其中，主界面作為整個(gè)中藥配方顆粒自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)的核心部分，當(dāng)接收到處方信息或者工作人員輸入所需中藥配方顆粒的具體信息，如目標(biāo)貼數(shù)、目標(biāo)克數(shù)等，便可以借助系統(tǒng)自身功能，做好進(jìn)一步的動(dòng)作。緩存包裝控制則需要用戶結(jié)合自身實(shí)際情況進(jìn)行操作，合理設(shè)定滑臺(tái)位置距離、運(yùn)動(dòng)速度，還可以通過手動(dòng)控制緩存機(jī)構(gòu)、包裝機(jī)，促使工作人員能完成點(diǎn)位控制的作用效果。

2.6 試制樣機(jī)控制程序

對(duì)于中藥房中藥配方顆粒的自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)，試制樣機(jī)控制程序作為調(diào)劑系統(tǒng)的控制基礎(chǔ)，無論是取藥階段，還是稱量階段、包裝貼標(biāo)、收尾階段，具體的動(dòng)作操作都存在諸多差別。具體而言，對(duì)于取藥階段，整個(gè)中藥房中藥配方顆粒自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)將會(huì)應(yīng)用到取藥氣缸、取藥吸盤等多個(gè)設(shè)備，等到取藥結(jié)束，則會(huì)相應(yīng)進(jìn)入稱量階段?；谙到y(tǒng)獲取得到中醫(yī)師開具藥方，根據(jù)調(diào)劑中藥配方顆粒劑量、貼數(shù)等情況，發(fā)送指令給PLC，通過回轉(zhuǎn)柜直接恢復(fù)到取藥層，通過線性模組的滑臺(tái)復(fù)位，則可以直接恢復(fù)到參考原點(diǎn)。與此同時(shí)，包裝機(jī)開始進(jìn)入加熱狀態(tài)，直接處理橫封裝置、縱封裝置。當(dāng)中藥集成藥箱處于取藥層，通過RFID核對(duì)藥品名稱后便能夠通過取藥氣缸、取藥吸盤吸取藥箱。當(dāng)收回取藥氣缸，還可以同步將藥箱拉出。隨后，取藥氣缸伸出，集成藥箱就可以直接送回到原有位置，而吸盤當(dāng)處于放氣狀態(tài)后，也會(huì)直接收回取藥氣缸。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)中藥房中藥配方顆粒的自動(dòng)化調(diào)劑系統(tǒng)設(shè)計(jì)展開分析具有至關(guān)重要的意義。在現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展下，許多中藥房都開始加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)劑。為了提高中醫(yī)藥配比準(zhǔn)確性和處理效率，今后，應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)技術(shù)研究，切實(shí)推動(dòng)中藥自動(dòng)化調(diào)劑產(chǎn)業(yè)朝向現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展。