一、前言
制藥行業(yè)是受政府管制最為嚴(yán)格的行業(yè)之一，因?yàn)椴缓细竦乃幤窌?huì)威脅人的生命和健康。各國(guó)相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)都建立了相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)用于藥品的生產(chǎn)和質(zhì)量控制，藥業(yè)企業(yè)也需強(qiáng)制遵守相關(guān)的法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)。
GMP(藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范)認(rèn)證是一個(gè)建立規(guī)定文檔的過(guò)程,這些文檔提供了一種保證，即某個(gè)生產(chǎn)過(guò)程可以穩(wěn)定的生產(chǎn)出符合規(guī)范和質(zhì)量的產(chǎn)品,嚴(yán)格按照GMP進(jìn)行規(guī)范管理和組織生產(chǎn)。目前，美國(guó)食品與藥品管理局和各國(guó)響應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)都越來(lái)越多地強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的作用，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的提高，制劑車間監(jiān)控系統(tǒng)要滿足計(jì)算機(jī)系統(tǒng)認(rèn)證新標(biāo)準(zhǔn)的要求。
某大型制藥廠為了提升產(chǎn)品生產(chǎn)的管理和控制水平，計(jì)劃在新建的制劑車采用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)方式集中監(jiān)控制藥機(jī)具和車間的安全生產(chǎn)，以滿足國(guó)際和國(guó)內(nèi)對(duì)中藥生產(chǎn)質(zhì)量控制的要求。
二、項(xiàng)目概述
某大型制藥廠制劑車間是一座4層樓建筑,每層面積約2500平方米。每層分別安裝相應(yīng)制藥機(jī)械,包括：5臺(tái)制粒機(jī)、5臺(tái)壓片機(jī)、3臺(tái)包衣機(jī)、2臺(tái)膠囊機(jī)及2條包裝流水線。在該建筑內(nèi)規(guī)劃中設(shè)計(jì)了內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)、制藥機(jī)械的監(jiān)控等均基于局域網(wǎng)建設(shè)。
在每樓層上安裝一臺(tái)工業(yè)控制主機(jī)（帶觸摸屏，簡(jiǎn)稱上位機(jī)），用于控制該樓層的每臺(tái)制藥機(jī)的PLC(可編程邏輯控制器)系統(tǒng),并負(fù)責(zé)與總監(jiān)控室的服務(wù)器通信。在各車間安裝24個(gè)攝像機(jī)用于安全監(jiān)視，其中16臺(tái)可控?cái)z像機(jī)、8臺(tái)固定攝像機(jī)。
根據(jù)規(guī)劃在一樓設(shè)立總監(jiān)控室，安裝24臺(tái)監(jiān)視器用于各車間的實(shí)時(shí)監(jiān)視，安裝一套大屏幕投影儀用于將計(jì)算機(jī)內(nèi)容顯示，安裝三套控制臺(tái)用于放置總監(jiān)室的計(jì)算機(jī)。根據(jù)項(xiàng)目需要開(kāi)發(fā)一套軟件系統(tǒng)用于固體制劑車間的信息反饋記錄、生產(chǎn)跟蹤、相應(yīng)報(bào)表打印、生產(chǎn)工藝控制、視頻監(jiān)視等需求。
上位機(jī)(車間內(nèi)的PC)可分別連接和監(jiān)控各類制藥機(jī)械的運(yùn)行操作和工作狀態(tài)參數(shù), 打印相應(yīng)報(bào)表，并在授權(quán)級(jí)別允許情況下更改特定的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)(參數(shù)和視頻數(shù)據(jù))上傳到總監(jiān)控室，集中監(jiān)管，實(shí)時(shí)顯示，可按照用戶自定義要求保存重要的歷史數(shù)據(jù),并產(chǎn)生相應(yīng)歷史報(bào)表。可以通過(guò)設(shè)備的PLC、前臺(tái)PC（上位機(jī)）和管理工作站（PC）進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，設(shè)置參數(shù)要有級(jí)別區(qū)分，高級(jí)別用戶的設(shè)置不能由低級(jí)別用戶更改。在設(shè)備停止?fàn)顟B(tài)下,可利用計(jì)算機(jī)模擬設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和生產(chǎn)流程,有動(dòng)畫(huà)顯示界面,相應(yīng)的參數(shù)可查詢。
三、系統(tǒng)方案
3.1 設(shè)計(jì)原則
本系統(tǒng)采用了國(guó)際上先進(jìn)的基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字監(jiān)視和工業(yè)控制產(chǎn)品，本著功能齊全、應(yīng)用新穎、投資合理的宗旨設(shè)計(jì)本方案。在設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展的理念，利用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及圖像顯示技術(shù)。本系統(tǒng)具備以下特點(diǎn):
標(biāo)準(zhǔn)化：本系統(tǒng)就是要實(shí)現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)圖像，工藝參數(shù)和生產(chǎn)控制信息的傳輸和共享。本系統(tǒng)采用的產(chǎn)品均遵循網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和傳輸標(biāo)準(zhǔn)的要求。
可擴(kuò)展性：由于用戶以后的需求會(huì)不斷發(fā)展，監(jiān)控?cái)?shù)量將隨之?dāng)U大，只需要在網(wǎng)絡(luò)能夠到達(dá)的點(diǎn)增加前端設(shè)備就可增加監(jiān)控點(diǎn)，以保證用戶的投資。
可用性和可靠性：方案在充分考慮用戶實(shí)際情況的基礎(chǔ)上,視頻部分采用AV1600e-T網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，該服務(wù)器是嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品，具有極高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少了其他因素造成故障的可能性。
易用性：系統(tǒng)采用B/S構(gòu)架進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使用界面良好，維護(hù)和安裝方便，功能強(qiáng)大。
3.2 制藥機(jī)械的聯(lián)網(wǎng)方案
制藥機(jī)械的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控是本方案的重點(diǎn)，主要內(nèi)容包括：
1、 設(shè)備監(jiān)視部分：包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備操作狀態(tài)的所有狀態(tài)參數(shù)可上傳到信息中心顯示并保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，供進(jìn)一步查詢和統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)時(shí)處理相應(yīng)設(shè)備的異常信息，提醒管理人員及時(shí)排除故障。這些保留的歷史信息參數(shù)可作為模擬運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
2、 設(shè)備控制：分級(jí)別的控制參數(shù)(如速度參數(shù))設(shè)定，高級(jí)別用戶的設(shè)置不能由低級(jí)別用戶更改，具體級(jí)別授權(quán)由登錄用戶的身份確定。可以在網(wǎng)絡(luò)的任何一臺(tái)工作站（
通過(guò)授權(quán)），也可以通過(guò)設(shè)備的PLC、上位機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置（同樣通過(guò)授權(quán)）。
3、 車間的各個(gè)設(shè)備運(yùn)行于生產(chǎn)線的各相應(yīng)位置，在同類設(shè)備相對(duì)集中的區(qū)域安置一臺(tái)PC機(jī)（上位機(jī)），通過(guò)RS232線路與設(shè)備之間相聯(lián)；各臺(tái)PC機(jī)之間通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)連接,并通過(guò)局域網(wǎng)連接服務(wù)器，各設(shè)備的上傳參數(shù)集中存放到中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。
4、 任何聯(lián)網(wǎng)的PC可作為工作站，任何工作站都可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車間各工位的操作情況和設(shè)備運(yùn)行情況，并根據(jù)實(shí)際需要對(duì)部分設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
5、 PC機(jī)上運(yùn)行的系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：
工位視頻監(jiān)控：顯示操作現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際畫(huà)面
設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控：現(xiàn)實(shí)設(shè)備運(yùn)行狀況
報(bào)表產(chǎn)生和打印：通過(guò)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)設(shè)備的工作能力和時(shí)間，計(jì)算出日?qǐng)?bào)單，也可以隨意統(tǒng)計(jì)各時(shí)間段的工作量，通過(guò)配置的打印機(jī)打印。
設(shè)備運(yùn)行控制：部分設(shè)備的參數(shù)設(shè)置和控制。
系統(tǒng)模擬顯示：根據(jù)工藝流程通過(guò)動(dòng)畫(huà)顯示運(yùn)行狀況和流程。
統(tǒng)計(jì)分析：根據(jù)各種指標(biāo)對(duì)于日常工作進(jìn)行多方位的統(tǒng)計(jì)分析，供管理層參考。
制劑車間各層制藥機(jī)械通過(guò)由設(shè)置在各層的上位機(jī)與其PLC控制器連接,每層中各種類型制藥機(jī)械統(tǒng)一由該層的上位機(jī)控制，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與總控室的服務(wù)器連接。
3.3 網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)方案
根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)要求，本系統(tǒng)方案由三個(gè)部份組成：前端設(shè)備、系統(tǒng)總控室和分控中心。24個(gè)前端設(shè)備、系統(tǒng)總控室服務(wù)器和24個(gè)解碼器設(shè)備、分控中心的計(jì)算機(jī)等均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成本系統(tǒng)。
前端設(shè)備
本系統(tǒng)共有24個(gè)前端監(jiān)控點(diǎn)，每個(gè)前端監(jiān)控點(diǎn)配置一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器（AV1600e-T），24個(gè)點(diǎn)中有16個(gè)安裝固定的攝像機(jī)，8為可控?cái)z像機(jī)，包括云臺(tái)、云臺(tái)解碼器和攝像機(jī)設(shè)備組成。攝像機(jī)的視頻線與網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器連接，由網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器將模擬的視頻信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后壓縮為MPEG4的IP數(shù)據(jù)包,通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)將音視頻數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偪厥曳?wù)器及各分控中心。
攝像機(jī)我們推薦用戶使用美國(guó)HoneyWell的GC655產(chǎn)品，可控設(shè)備我們推薦使用國(guó)產(chǎn)天津亞安的一體化的室內(nèi)球罩產(chǎn)品，內(nèi)置解碼器和云臺(tái)。
系統(tǒng)總控室
系統(tǒng)總控室是本系統(tǒng)的中心樞紐，承擔(dān)著本系統(tǒng)中所有前端設(shè)備管理、控制、報(bào)警處理、錄像、錄像回放、用戶管理等工作。在總控室共需配置1臺(tái)服務(wù)器(建議選用P4雙Xeon處理器、1000M網(wǎng)卡、512M內(nèi)存、SCSI硬盤)，服務(wù)器硬盤配置根據(jù)實(shí)際錄像的需要而定。
服務(wù)器連接到中心的主干交換機(jī)上，服務(wù)器需預(yù)裝Windows2000Server操作系統(tǒng)(SP4補(bǔ)丁)、SQL2000數(shù)據(jù)、IIS組件，并安裝iDVR3.0的目錄（Directory）服務(wù)、VSIP網(wǎng)關(guān)服務(wù)、音視頻轉(zhuǎn)發(fā)（IVS）服務(wù)、錄像服務(wù)和錄像回放服務(wù)。 服務(wù)器可通過(guò)設(shè)置管理24臺(tái)前端設(shè)備，這些設(shè)備的錄像資料（文件）均保存在該服務(wù)器的硬盤中，相關(guān)數(shù)據(jù)均存放在目錄服務(wù)器的SQL2000數(shù)據(jù)庫(kù)中。
總控室顯示設(shè)備由24個(gè)監(jiān)視器、1臺(tái)投影大屏幕組成,在總控室安裝24臺(tái)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器解碼端設(shè)備（AV1600e-R）,解碼器的視頻輸出直接與監(jiān)視器連接。中心可配置一臺(tái)電腦作為分控計(jì)算機(jī)直接與投影儀連接，可演示系統(tǒng)功能及控制過(guò)程。
分控中心
制劑車間網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上,只需安裝Windows98以上版本的操作系統(tǒng)和IE瀏覽器，由系統(tǒng)管理員提供登陸服務(wù)器的合法身份和系統(tǒng)使用權(quán)限，就可成為系統(tǒng)的一個(gè)分控中心（或稱客戶端）。只需將制劑車間的局域網(wǎng)絡(luò)連接，公司領(lǐng)導(dǎo)就可在辦公室的電腦上實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
3.4 總控中心建設(shè)
總控室是本系統(tǒng)的中心，網(wǎng)絡(luò)的主干交換機(jī)、系統(tǒng)服務(wù)器、視頻解碼端設(shè)備等均安裝在總控室中；根據(jù)需要在總控室安裝一個(gè)電視墻，電視墻由24個(gè)監(jiān)視器組成，左右各12<
