一种包衣设备工艺保持用自动控制系统

技术领域

本发明涉及的自动控制系统，特别是涉及应用于一般的控制或调节系统领域的一种包衣设备工艺保持用自动控制系统。

背景技术

包衣是药品生产过程中的一项常见工艺，通过将药物核心包裹在一层外壳中，改善药物的外观、口感、稳定性和控释性能等。包衣的目的可以有多种，比如提高药物的口服舒适度、保护药物免受环境的影响、延长药物的释放时间等。

包衣通常分成物理包衣和化学包衣过程中，在物理包衣过程中主要通过物理方法将药物核心包裹在一层薄膜中，例如使用旋转床、流化床、喷液和滚壳等设备，将包衣材料均匀地涂覆到药物核心表面。物理包衣的常见材料包括聚合物（如羟丙基甲基纤维素HPMC、乙基纤维素EC等）和胶囊。

但是现有的物理包衣设备的智能化程度较低，在技术人员设定包衣的基础参数后，包衣设备不能够根据内部药品的实际状况对基础参数进行调控和补偿，不仅降低了设备的适应范围，还降低了其对药品包衣的质量，进而降低了设备的经济效益。

申请内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是如何通过自动控制系统的设置促进包衣设备的智能化程度，促进其进行参数自主补偿作用。

为解决上述问题，本发明提供了一种包衣设备工艺保持用自动控制系统，包括执行端、采集端和处理端，执行端包括有设备本体、设置在设备本体内的包衣室、设置在设备本体下端的包衣控制箱和设置在包衣室内的喷头，喷头前端固定连接有喷头杆，采集端包括有设置在喷头杆外端的湿度感应套组和与湿度感应套组相配合的伴随触发套组；

处理端包括有搭载在包衣控制箱内的包衣控制处理单元，包衣控制处理单元的输入端连接有基础参数采集单元和室内参数采集单元，包衣控制处理单元的输出端连接有包衣调控单元、湿度伴随调控单元和参数补偿单元，参数补偿单元的输出端与包衣控制单元信号连接；

基础参数采集端的输入端与设置在设备本体前端的控制面板信号连接，室内参数采集单元的输出端与采集端信号连接，包衣调控单元的输出端与执行端信号连接，湿度伴随调控单元的输出端与伴随触发套组信号连接。

在上述包衣设备工艺保持用自动控制系统中，能够有效在设备本体工作过程中对其内部的实际参数进行采集和判断，然后根据包衣需求对基础参数进行自主控制补偿，在有效降低设备误差和控制误差造成的包衣质量问题的同时，还能够有效提高设备的适应范围，促进其智能化调控，提高包衣制备的经济效益。

作为本申请的补充，伴随触发套组前端固定连接在喷头杆外侧，且伴随触发套组后端与喷头杆呈滑动配合，伴随触发套组中部固定连接有多个隔离环和多个与隔离环呈间隔设置的弹性环，且隔离环和弹性环均与喷头杆呈滑动配合，弹性环前后内壁均固定连接有伴随电磁块，两个伴随电磁块之间固定连接有压力阈值套，湿度伴随调控单元的输出端与伴随电磁块信号连接，室内参数采集单元的输入端与设置在压力阈值套的压力感应器信号连接。

作为本申请的补充，湿度感应套组外端开设有多个采集腰槽，采集腰槽内嵌接有多个室内湿度采集头，室内参数采集单元的输入端还与室内湿度采集头信号连接。

作为本申请的进一步改进，包衣控制处理单元包括有执行参数处理模块和自监测参数处理模块，且执行参数处理模块和自监测参数处理模块信号连接，执行参数处理模块的输入端与基础参数单元信号连接，自监测参数处理模块的输入端还与室内参数采集单元信号连接，执行参数处理模块的输出端与包衣控制单元信号连接，自监测参数处理模块的输出端分别湿度伴随调控单元和参数补偿单元连接。

作为本申请的再进一步改进，包衣控制处理单元的输出端还连接有湿度阈值调节单元，湿度阈值调节单元的输出端与湿度伴随调控单元信号连接。

作为本申请的更进一步改进，包衣控制处理单元的输出端还连接有警报单元和包衣显示单元，警报单元的输出端与设置在设备本体上端的警报器信号连接，包衣显示单元的输出端与设置在设备本体前端的控制面板信号连接。

作为本申请的又一种改进，设备本体上端还分别固定连接有进风口和出风口，出风口和进风口与包衣室相配合，包衣室内还固定设置有温度感应探头，室内参数采集单元的输入端还与温度感应探头信号连接。

综上，通过执行端、采集端和处理端的配合，能够有效实现系统对基础参数和实际参数的差异判断，有效实现在包衣过程中的各阶段对控制参数进行补偿和调控，有效提高设备本体的智能化程度，提高包衣质量，并且还能够湿度感应套组和伴随触发套组的配合感应，实现对包衣过程中的自动调控作用，在有效保证室内湿度平衡和包衣质量的同时，提高包衣效率，促进包衣制备的经济效益。

附图说明

图1为本申请第1、2种实施方式的自动控制系统框图；

图2为本申请第1、2种实施方式的自动控制系统控制逻辑图；

图3为本申请第1、2种实施方式的设备本体配合轴测图；

图4为本申请第1、2种实施方式的喷头、湿度感应套组和伴随触发套组配合轴测图；

图5为本申请第1、2种实施方式的伴随触发套组伴随变化过程图；

图6为本申请第1、2种实施方式的图6中A处局部放大图；

图7为本申请第1、2种实施方式的包衣过程中包衣室主视剖面图；

图8为本申请第1、2种实施方式的自动控制系统面板显示流程图。

图中标号说明：

1设备本体、11包衣室、12包衣控制箱、2喷头、21牛角喷嘴、22喷头杆、3湿度感应套组、31室内湿度采集头、4伴随触发套组、41隔离环、42弹性环、43伴随电磁块、44压力阈值套。

实施方式

下面结合附图对本申请的2种实施方式作详细说明。

第1种实施方式：

图1-8示出包括执行端、采集端和处理端，执行端包括有设备本体1、设置在设备本体1内的包衣室11、设置在设备本体1下端的包衣控制箱12和设置在包衣室11内的喷头2，喷头2前端固定连接有喷头杆22，采集端包括有设置在喷头杆22外端的湿度感应套组3和与湿度感应套组3相配合的伴随触发套组4；

包衣控制箱12左端连接有进料系统，用来将药品片体输送至包衣控制箱12内，喷头2左端固定连接有与其相接通的牛角喷嘴21，喷头2右端固定连接有与其相接通的进液管，进液管右端延伸至设备本体1外侧，并与包衣液供给系统相接通；

处理端包括有搭载在包衣控制箱12内的包衣控制处理单元，包衣控制处理单元的输入端连接有基础参数采集单元和室内参数采集单元，包衣控制处理单元的输出端连接有包衣调控单元、湿度伴随调控单元和参数补偿单元，参数补偿单元的输出端与包衣控制单元信号连接；

基础参数采集端的输入端与设置在设备本体1前端的控制面板信号连接，室内参数采集单元的输出端与采集端信号连接，包衣调控单元的输出端与执行端信号连接，湿度伴随调控单元的输出端与伴随触发套组4信号连接，通过执行端、采集端和处理端的配合，能够有效实现系统对基础参数和实际参数的差异判断，有效实现在包衣过程中的各阶段对控制参数进行补偿和调控，有效提高设备本体1的智能化程度，提高包衣质量，并且还能够湿度感应套组3和伴随触发套组4的配合感应，实现对包衣过程中的自动调控作用，在有效保证室内湿度平衡和包衣质量的同时，提高包衣效率，促进包衣制备的经济效益。

图3-7示出伴随触发套组4前端固定连接在喷头杆22外侧，且伴随触发套组4后端与喷头杆22呈滑动配合，伴随触发套组4中部固定连接有多个隔离环41和多个与隔离环41呈间隔设置的弹性环42，且隔离环41和弹性环42均与喷头杆22呈滑动配合，弹性环42前后内壁均固定连接有伴随电磁块43，多个弹性环42内的伴随电磁块43呈串联设置，两个伴随电磁块43之间固定连接有压力阈值套44，湿度伴随调控单元的输出端与伴随电磁块43信号连接，室内参数采集单元的输入端与设置在压力阈值套44的压力感应器信号连接，通过伴随电磁块43的电磁作用对压力阈值套44进行形变控制，进而使得其内部的压力感应器能够感应到不同的压力状态，使得包衣控制处理单元能够有效根据压力变化的数据采集对室内的湿度变化数据进行判断，还能够对通入室内空气的吸湿性进行判断，进而在实现对基础参数进行补偿，提高包衣质量和适应性的同时，还能够实现对室内空气吸湿露点的监测作用，保证包衣过程的湿度控制，避免过湿或者过干造成的包衣质量的问题，有效提高系统的自主调控和自主监测的作用。

图5和图6示出湿度感应套组3外端开设有多个采集腰槽，采集腰槽内嵌接有多个室内湿度采集头31，室内参数采集单元的输入端还与室内湿度采集头31信号连接，通过室内湿度采集头31对室内的环境湿度进行监测，然后通过湿度伴随调控单元对湿度数据进行信号转化，实现对伴随电磁块43的电磁控制，使得伴随电磁块43带动压力阈值套44产生伴随式的形变作用，进而便于包衣控制处理单元根据湿度变化频率、湿度数据以及湿度阈值进行判断和处理，及时对包衣参数进行调控和补偿，保证包衣质量。

图1-3示出包衣控制处理单元包括有执行参数处理模块和自监测参数处理模块，且执行参数处理模块和自监测参数处理模块信号连接，执行参数处理模块的输入端与基础参数单元信号连接，自监测参数处理模块的输入端还与室内参数采集单元信号连接，执行参数处理模块的输出端与包衣控制单元信号连接，自监测参数处理模块的输出端分别湿度伴随调控单元和参数补偿单元连接，通过采用执行参数处理模块和自监测参数处理模块的双处理模块的设置，有效避免处理数据混乱的问题，有效实现双控的作用，能够在前期控制设备本体1工作的同时，对后续的基础参数数据进行分析和补偿，保证了包衣效率，并且还能够通过对补偿指令的单独输出，有效避免出现执行端调控失误的目的，进一步保证了包衣制备运行的安全性，提高自动化控制的效率和准确率。

图1-3和图8示出包衣控制处理单元的输出端还连接有警报单元和包衣显示单元，警报单元的输出端与设置在设备本体1上端的警报器信号连接，包衣显示单元的输出端与设置在设备本体1前端的控制面板信号连接，警报单元和包衣显示单元的配合，在出现不可调节的数据参数时，能够产生及时的警报作用，便于对设备本体1进行人工干预，降低药品的损耗率，并且还能够对包衣过程进行实时显示，便于技术人员观察数据和调控数据，提高设备本体1的交互性。

图1-3和图7示出设备本体1上端还分别固定连接有进风口和出风口，进风口和出风口连接有干燥系统，对进入包衣控制箱12内的空气进行控制和循环，出风口和进风口与包衣室11相配合，包衣室11内还固定设置有温度感应探头，室内参数采集单元的输入端还与温度感应探头信号连接，温度感应探头的设置进一步提高了室内参数采集单元的数据采集量，促进了包衣控制处理单元的数据参考量，进而提高其后续对基础参数调控和补偿的精度，进一步提高了系统的控制精度。

图1-8示出在本系统配合设备本体1对药品进行包衣的过程中，相关工作人员首先通过设置在设备本体1前端的控制面板，向基础参数采集单元输入适应于本次药品的相关包衣参数，包括但不限于单位时间内的喷液量、喷液速率、各时间段的喷液量变化参数、进风温度、出风温度、各时间阶段的温度变化参数、喷头2的转动速度以及各时间阶段喷头2转速变化的参数等包衣控制参数，然后基础参数采集单元将这些参数数据传输至包衣控制处理单元中的执行参数处理模块，执行参数处理模块首先对这些参数数据进行处理和识别，然后将数据信号传输至包衣控制处理单元内的自监测参数处理模块，使得自监测参数处理模块能够对本次包衣控制的基础参数进行存储，并对上次参数进行迭代，保证参数的有效性，然后执行参数处理模块基于这些参数向包衣调控单元发出控制指令，使得包衣调控单元向执行端发出调控参数，各包衣执行端按照调控指令启动工作，包衣控制箱12产生转动，带动位于其内部的药品片体产生翻转作用，进风口和出风口开始工作，向包衣控制箱12内通入合适温度的空气，并通过出风口排除替换的空气，实现空气循环，对包衣控制箱12内的温度进行控制，然后再控制喷头2启动，控制其的喷液量，通过牛角喷嘴21将包衣液体喷洒至翻转的药品片体上；

同时位于包衣控制箱12内的温度感应探头，以及位于湿度感应套组3上的室内湿度采集头31对包衣控制箱12内的温度变化数据以及湿度变化数据传输至室内参数采集单元，室内参数采集单元将采集到的数据传输至自监测参数处理模块内，自监测参数处理模块对这个时段的温湿度数据进行判断，在判断数据符合工艺需求后，将参数信号传输至执行参数处理模块，执行参数处理模块继续保持基础参数的工艺要求对包衣调控单元发出调控指令，使得包衣调控单元继续控制执行端各构件进行动作；在判断数据不符合工艺需求后，对基础参数的调控误差进行判断和处理，然后将计算的误差补偿数据传输至参数补偿单元，参数补偿单元对补偿数据段进行处理和转换，然后直接传输至包衣调控单元，对执行参数处理模块传输的调控指令相对应段的参数数据进行补偿运算，使得包衣调控单元直接向执行端继续输出补偿后的调控数据，在有效保证包衣质量，提高包衣过程控制的自动化和智能化的同时，还能够有效降低调控补偿的难度，通过指令段的直接运算方式在避免对基础参数产生迭代造成后续参数错误的同时，还能够实现自主调控和不停机调控的作用，有效保证包衣效率，提高包衣的经济效益；

在室内参数采集单元通过采集端采集包衣控制箱12内部的实际参数时，由于包衣控制箱12内部湿度的变化，使得室内湿度采集头31采集获取到不同的湿度数据，并通过室内参数采集单元传输至自监测参数处理模块后，自监测参数处理模块将湿度数据传输至湿度伴随调控单元上，湿度伴随调控单元直接对湿度数据进行信号转化，将其转换成相对应大小的电信号，然后通过导线传输至弹性环42内的伴随电磁块43上，使得伴随电磁块43在磁力变化的作用下产生相对应的动作（同一个弹性环42内的两个伴随电磁块43可以按照预设的状态产生相斥或者相异的磁性作用，进而使得弹性环42和压力阈值套44产生对应的伸长或者收缩的形变，进而通过改变压力阈值套44的体积的形式改变其内部的压力数据，需要注意的是压力阈值套44在弹性环42完全弹性伸张状态下保持预压状态，故无论压力阈值套44产生伸长或者收缩作用，其内部的压力感应器均能够产生压力变化的感应数据），进而对压力阈值套44产生形变变化，进而使得其内部的压力感应器产生压力变化的数据传输；压力感应器将其感应的数据传输至室内参数采集单元，室内参数采集单元将数据同步传输至自监测参数处理模块，使得自监测参数处理模块对压力变化数据进行判断，在判断压力变化数值在标准范围值内后，不向参数补偿单元发出控制指令，在判断压力变化数值超出标准范围内后，对其进行判断和分析，并将补偿数据传输至参数补偿单元，使得参数补偿单元对包衣控制单元进行数据补偿，保持包衣参数的有效性；

需要说明的是，由于包衣控制箱12内通过进风口和出风口的持续性空气循环的作用，会使得包衣控制箱12内部在喷头2、进风口和出风口的作用下保持持续的包衣湿度的平衡，在保证喷液量对药品片体的包裹作用的同时，还能够利用进风口和出风口的空气循环保持对包衣的干燥作用，以此保证包衣在药品片体表面形成致密且均匀的包裹层，进而通过室内湿度采集头31的湿度感应以及湿度伴随调控单元的电信号转化的作用，使得压力阈值套44能够在伴随电磁块43的磁力变化作用下产生形变，实现湿度平衡数据转化为压力平衡数据的目的，进而能够根据包衣过程中压力感应器传输的压力变化数据判断包衣控制箱12内的湿度平衡，进而能够判断其内部空气吸湿露点的状况，有效避免包衣控制箱12内部空气达到吸湿露点造成过湿的问题，并且还能够根据压力数据的判断和调控，避免包衣控制箱12内部湿度过低造成包衣不贴合的问题，有效保证包衣的质量，降低损耗率；

在自监测参数处理模块对包衣控制箱12内部各参数进行监测和判断时，若判断实际参数具有较大的误差，超出可调节范围，将参数信号传输至执行参数处理模块，使得执行参数处理模块对数据进行处理，停止对包衣控制单元的控制，使得执行端产生停机作用，避免持续动作造成的损耗率增加的问题，并且向警报单元发出警报指令，使得警报单元控制警报器启动，向相关的工作人员发出警报信号，对设备本体1的控制过程进行人工参与和修订，保证包衣控制的有效性；在系统运行的过程中，执行参数处理模块将系统运行调控执行端的数据以及执行端的运行数据均通过包衣显示单元向控制面板传输，使得控制面板能够实时显示设备本体1的工作状态，便于工作人员根据需要对相关数据进行采集，使得工作人员能够对设备本体1进行控制，提高了系统的交互作用。

第2种实施方式：

图1-8示出包衣控制处理单元的输出端还连接有湿度阈值调节单元，湿度阈值调节单元的输出端与湿度伴随调控单元信号连接，通过湿度阈值调节单元的设置，能够在包衣工作开始前，根据药品的种类不同对室内的空气吸湿露点的阈值进行适应性的调节，有效提高系统的适应性，能够适用于不同的阈值要求，进而促进系统自主调控和补偿的精度和数据贴合度，促进包衣质量和经济效益。

图1-8示出在系统运行前，若包衣制备的药品片体工艺产生变化，则相关工作人员可以通过控制面板向基础参数采集单元输入包衣过程中包衣控制箱12内部空气吸湿露点的数据，然后将数据传输至执行参数处理模块对数据进行处理和判断，然后将阈值调控指令传输至湿度阈值调节单元，使得阈值调节单元对伴随电磁块43进行位置调控，调整同一个弹性环42内的两个伴随电磁块43之间的间隙，进而通过改变压力阈值套44的形状改变其内部压力感应器的压力感应范围和感应灵敏度，湿度阈值调节单元同步将阈值调节数据传输至湿度伴随调控单元，便于后续湿度伴随调控单元能够根据实际数据对电信号的方向和大小进行转换和控制，以此保证伴随电磁块43对压力阈值套44形状变化控制的有效性，进而保证了压力数据的感应和判断的有效性；

如设定在包衣过程中需要限制其内部空气吸湿露点的阈值为60%，然后将其转化为压力数据为20N，则通过对伴随电磁块43的电磁控制，使得压力阈值套44产生对应的形变，然后使其内部的压力感应器此时的感应数据为20N，然后在后续包衣制备的过程阶段，通过室内湿度采集头31对湿度数据的采集然后传输至室内参数采集单元，通过自监测参数模块的传输，将湿度变化信号传输至湿度伴随调控单元，使得湿度伴随调控单元将湿度数据信号转化为电信号然后传输至伴随电磁块43内，对通入其内部的电流量进行控制，进而改变伴随电磁块43的电磁力大小，改变同一个弹性环42内两个伴随电磁块43的间隙，进而改变压力阈值套44的形变状态，使得压力感应器检测的压力数据产生变化，然后再通过室内参数采集单元对压力数据的采集，将其传输至自监测参数处理模块进行数据判断，使得自监测参数处理模块根据温度、湿度和压力变化的数据进行计算，判断出此时包衣控制箱12内的空气吸湿率，并判断该吸湿率数值到达空气吸湿露点的差值，在判断包衣过湿或者过干时，可以控制参数补偿单元对进风温度控制段或者喷液速率段或者进风量段进行单一控制的参数补偿，然后将数据传输至包衣调控单元对对应的执行端进行控制，以此保证包衣质量，提高系统的智能化程度。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。