林軍華，羅永戰(zhàn)，鄭 龍

（邁得醫(yī)療工業(yè)設(shè)備股份有限公司，浙江 臺(tái)州318000）

1 引言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)透析器的熱度快速升高，醫(yī)用耗材制造企業(yè)紛紛加大對(duì)透析器的研發(fā)。由于國(guó)內(nèi)有關(guān)醫(yī)用透析器智能裝配成套設(shè)備的開(kāi)發(fā)嚴(yán)重滯后，透析器的成品組裝工序基本靠半自動(dòng)及手工完成，不僅容易造成成品的二次污染，且生產(chǎn)效率低下，存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)[1]。

在透析器生產(chǎn)過(guò)程中，需要濕水耐壓測(cè)試其密封性，測(cè)試完后需要對(duì)透析膜內(nèi)外進(jìn)行烘干。傳統(tǒng)工藝中濕水測(cè)試和烘干是分開(kāi)獨(dú)立的兩臺(tái)設(shè)備和系統(tǒng)，濕水測(cè)試完成后，需要耗費(fèi)一定的時(shí)間進(jìn)行吹掃，用以初步去除產(chǎn)品內(nèi)的水分，但是吹掃完成后，在物料搬運(yùn)過(guò)程中仍會(huì)有一定量的水會(huì)從產(chǎn)品端口流出，這些水是潔凈車間里較大的安全隱患，容易滋生細(xì)菌，并給整個(gè)潔凈生產(chǎn)車間環(huán)境帶來(lái)污染的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)物料搬運(yùn)暫存的過(guò)程中因?yàn)橛腥藛T的參與，加上產(chǎn)品切面會(huì)有殘留水，因此產(chǎn)品會(huì)極易且快速地滋生細(xì)菌，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量形成較大的干擾和安全隱患?，F(xiàn)在為了節(jié)能和提高生產(chǎn)效率，同時(shí)保障產(chǎn)品質(zhì)量在制程中不受環(huán)境影響，將產(chǎn)品密封載具做成互換和通用的，工藝流程上先完成濕水測(cè)試，再通過(guò)管道切換完成產(chǎn)品烘干。工藝的轉(zhuǎn)換和過(guò)渡上不需要拆卸產(chǎn)品和二次裝夾，消除了濕測(cè)過(guò)程中水分殘留對(duì)產(chǎn)品切面的微生物污染風(fēng)險(xiǎn)，減少了整體工藝時(shí)間，因此在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，也保障了產(chǎn)品質(zhì)量。

2 設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 透析器濕測(cè)烘干設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)

透析器濕測(cè)烘干設(shè)備結(jié)構(gòu)主要包括產(chǎn)品定位部分、產(chǎn)品密封部分、通水潤(rùn)膜管路部分、除水吹氣管路部分、壓力測(cè)試管路部分、廢水收集排放管路部分、汽水分離管路部分、注射水恒壓供水管路部分、蒸汽滅菌管路部分、廢水排放管路部分、自動(dòng)化工控部分等。本項(xiàng)目集成了對(duì)透析器產(chǎn)品中空纖維膜通水沖洗，中空纖維膜濾過(guò)性能測(cè)試，恒壓熱風(fēng)干燥等功能。

本項(xiàng)目主要通過(guò)機(jī)器人自動(dòng)抓取產(chǎn)品后，將產(chǎn)品放在載具位置對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行有效定位，并對(duì)產(chǎn)品各端口進(jìn)行密封，然后將注射水恒壓供水模塊所提供的注射水定時(shí)定量對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部進(jìn)行沖洗和潤(rùn)膜。潤(rùn)膜完成后通過(guò)壓力測(cè)試元件進(jìn)行中空纖維膜濾過(guò)性能測(cè)試，測(cè)試完成后將產(chǎn)品內(nèi)所含有的多余水分進(jìn)行干燥處理。設(shè)備集成了透析器生產(chǎn)的兩大工藝內(nèi)容，濕水測(cè)試和熱風(fēng)烘干，減少了總設(shè)備占地面積。具體布置如圖1所示。

圖1 濕測(cè)烘干一體設(shè)備

2.2 透析器濕測(cè)烘干設(shè)備創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目集成了透析器生產(chǎn)的兩大主要生產(chǎn)工藝內(nèi)容，濕水測(cè)試和熱風(fēng)烘干，減少了總設(shè)備占地面積。產(chǎn)品在濕水測(cè)試完成后，減少了產(chǎn)品的流轉(zhuǎn)，直接進(jìn)行烘干，消除產(chǎn)品在流轉(zhuǎn)過(guò)程中滋生微生物的可能，消除透析器生產(chǎn)過(guò)程中熱源的產(chǎn)生，保障產(chǎn)品品質(zhì)。

通過(guò)特有的管路結(jié)構(gòu)，對(duì)透析器產(chǎn)品膜內(nèi)和膜外都進(jìn)行通水潤(rùn)膜，消除氣泡，并且在整個(gè)產(chǎn)品透析腔內(nèi)充滿水后進(jìn)行帶水測(cè)試，更容易檢測(cè)膜的泄漏破點(diǎn)，消除舊的測(cè)試工藝所帶來(lái)的誤檢。

本項(xiàng)目含有專用的在線滅菌管路及疏排水結(jié)構(gòu)，采用全自動(dòng)控制可對(duì)設(shè)備管道及載具等進(jìn)行即時(shí)的滅菌操作，能有效保證設(shè)備的檢測(cè)管道和產(chǎn)品載具潔凈度，消除制程熱源的產(chǎn)生。

本項(xiàng)目配備附屬的注射水供水分配模塊單元，可對(duì)制程用水的水質(zhì)進(jìn)行在線即時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包含在線電導(dǎo)率、在線TOC等，有效保障設(shè)備所用水介質(zhì)的安全可靠。

3 濕水測(cè)試烘干一體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是待測(cè)產(chǎn)品的固定和密封、濕水測(cè)試和熱風(fēng)烘干工藝流程的執(zhí)行、測(cè)試數(shù)據(jù)的保存及追溯和加熱器的PID[2]。通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)加熱器的溫度控制[3]，并根據(jù)加熱器出口溫度分別執(zhí)行保溫PID，啟動(dòng)PID和運(yùn)行PID。通過(guò)觸摸屏可以更改工藝流程參數(shù)，監(jiān)控流程執(zhí)行過(guò)程同時(shí)能夠查看歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)、溫度以及壓力傳感器的數(shù)據(jù)曲線。整機(jī)控制方案如圖2所示。

圖2 控制系統(tǒng)流程圖

3.2 PLC控制系統(tǒng)

本設(shè)備整體控制系統(tǒng)以PLC為核心[3]，完成氣缸的檢測(cè)控制、運(yùn)動(dòng)控制、溫度控制和指示燈的控制，同時(shí)裝配Proface觸摸屏實(shí)現(xiàn)人接界面交互[4]。硬件模塊布局如圖3所示。

圖3 硬件模塊布局圖

整機(jī)控制程序較龐大，主要分為公共程序、伺服程序和加熱器控制程序、機(jī)器人控制程序等，能夠?qū)崿F(xiàn)初始化運(yùn)行、機(jī)器人上料、伺服位置控制、產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、故障處理等各項(xiàng)任務(wù)。

3.3 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

本設(shè)備使用了Proface人機(jī)界面，通過(guò)與PLC的組態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控及操作。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，基于實(shí)用性和人性化考慮，觸摸屏畫(huà)面以自動(dòng)運(yùn)行畫(huà)面為主界面。有設(shè)定運(yùn)行參數(shù)、位置參數(shù)和手動(dòng)操作的按鈕窗口，能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)的設(shè)定及手動(dòng)操作等。具體操作界面如圖4所示。

圖4 人接界面畫(huà)面

4 結(jié)論

本項(xiàng)目通過(guò)整合濕水測(cè)試和熱風(fēng)烘干工藝流程，配備了專用的在線滅菌管路及疏排水結(jié)構(gòu)，同時(shí)配備附屬的注射水供水分配模塊單元，可對(duì)制程用水的水質(zhì)進(jìn)行在線即時(shí)監(jiān)測(cè)。一體化工藝的改善，不僅提高了設(shè)備的效率，并且減少了水分殘留對(duì)透析器的污染，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的安全性。