为了加强对库存药品的管理，保证药品质量，保障群众用药安全，国家药品监督管理局于2002年开始向国内医药企事业单位发布了《关于实施GSP认证工作的通知》。按照GSP认证工作的要求，对药品库房温湿度监测及控制要做到“养护配合保管，每日上下午各一次并做好库房温湿度记录，库房温湿度超出规定范围则及时调控并予以记录”。出于药品的存储质量安全保障和降低人力成本的需要，多数医药企业迫切需要实现药品库房温湿度的自动监视和控制。
1. 概述
我公司工程技术人员在深入了解药品库房管理自动化需求的前提下，成功将浙大中自公司的SunyPLC250可编程逻辑控制器应用于药品库房的温湿度监控：通过接受安装在库房的温湿度传感器信号可实时监测药品库房的温湿度变化，同时根据预定控制方案和设定值控制风门、风机、压缩机及水泵，以保证库房内温湿度符合要求。该系统与上位机相连，构成一套集采集、控制与存储为一体的高性能控制系统，具有性能稳定、成本低廉、功能齐全、易于维护等特点。
2. 产品简介
SunyPLC250是浙大中自公司自主研发的小型模块式可编程逻辑控制器，体积小、重量轻、功耗低、功能强，适用于中、小规模装置或设备的监测控制。该产品采用了先进的软、硬件技术，结构灵活、维护简单、可大幅降低使用成本，满足各种中小规模过程控制、顺序逻辑控制和数据采集任务要求。SunyPLC250可编程逻辑控制器主要包括以下组成部分：
2.1. CPU模块
CPU模块是SunyPLC250可编程逻辑控制器的核心，用于程序处理、操作输入/输出模块及处理过程数据。
2.2. I/O模块
I/O模块是SunyPLC250可编程逻辑控制器的过程接口，输入或输出开关量、模拟量信号。
2.3. 电源模块
电源模块是SunyPLC250可编程逻辑控制器各电路模块的电力驱动，用于向CPU模块和I/O模块提供隔离工作电源。
2.4. 软件
SunyTech工业控制应用软件平台用于实时数据库生成、控制方案编程、流程画面设计、报表打印以及实时运行等。软件开放、友好、方便、稳定，支持OPC、ODBC、DDE和TCP/IP，内嵌多种通讯协议，可与第三方系统实现无缝连接。
3. 系统设计
3.1. 现场设备
理论上讲，药品库房内温湿度传感器布置越多，测量越准确，但这样势必带来投资的增加和资源的浪费。一般情况下，在封闭或半封闭的药品库房空间内，如果任意两个随机采样点的最大测量值之差小于2%，即认为满足测控精度的要求。因此，为了节省成本又保证获得准确的测量结果，在净高6米的药品库房内，每500平方米安装一台温湿度传感器。
保温除湿设备的选择可根据库容的大小来确定，原则上应与库房内的温湿度传感器以及面积相匹配。例如，对净高6米的库房，每1500平方米选用一台50kW的空调机组。
3.2. 系统结构
下图所示为药品库房温湿度监控系统结构。主要由温湿度传感器、SunyPLC250可编程逻辑控制器、个人计算机和空调设备等组成。其中空调设备包括风机、压缩机、水泵和风门，一般由企业自供。
温湿度传感器安装于药品库房内，用于实时检测库房内的温度和湿度并将测量信号向SunyPLC250发送。风机、压缩机、水泵和风门等安装于空调机房，根据SunyPLC250运算结果产生相应动作，从而对温湿度进行调控。
SunyPLC250可编程逻辑控制器是整个温湿度控制系统的核心，它获得温湿度传感器信号，与给定值比较并进行PID运算，结果输出至风门控制风量，从而达到连续调节药品库房内温湿度的效果。风机、压缩机和水泵等设备的开停可由SunyPLC250实现手动操作或联锁动作。通过ModBus总线，SunyPLC250向上位机发送实时测量数据和运算结果，接收上位机管理操作命令。
上位机实时显示、记录温湿度测量值，当超限时能够及时发出声光报警，提醒仓管员注意或采取相应措施。现场所有电气设备的开停操作、过程参数设置等均通过上位机完成。另外，还可以定时或人工打印报表。
3.3. 硬件配置
药品库房温湿度控制系统主要包括以下类型的I/O点：
根据西北某企业药品库房的规模和控制要求，以SunyPLC250可编程逻辑控制器为核心构成的温湿度控制系统的硬件配置清单如下表所示：
3.4. 软件
SunyPLC250可编程逻辑控制器的组态软件为浙大中自公司的SunyTech工业控制应用软件平台，该软件运行于Windows2000环境，符合IEC61131-3国际标准。主要包括SunyRDB实时数据库编辑器、SunyIEC算法编辑器和SunyMaker图形编辑器等部分组成。组态界面采用树形结构，传统的菜单、按钮操作，剪切、拷贝、贴贴、删除快捷方便。仿真功能使工程设计人员能够尽快找出错误、验证组态结果，从而大大减少了工程周期。
3.4.1. 人机界面
人机界面用于仓管人员监视、操作、管理库房状态和控制系统，包括库房总貌、报警信息、实时趋势、历史趋势、打印报表等。库房总貌用于监视药品库房的实时状态;报警信息用于检查温湿度的超限情况;实时趋势和历史趋势用于查看各检测点的温湿度实时变化趋势和某时间段内的变化曲线;打印报表用于定时和人工触发打印所有检测点的测量值、设备运行状态等。下图所示为库房总貌监控图。
3.4.2. 控制算法
SunyIEC算法编辑器提供了FBD、LD、SFC和ST、IL五种符合IEC61131-3标准的编程语言，用户可根据自己的习惯和控制方案的要求选择合适的编程方法。在本控制系统中，温湿度调节采用FBD编程，而节能联锁则由LD实现。
由于温度与湿度存在一定的关联，导致采用常规的单回路PID调节不能很好地将药品库房内的温湿度控制在规定范围。我公司技术人员凭借其丰富的控制系统应用经验，在认真研究分析了空气温湿度的特性后，利用SunyIEC丰富的算法模块，采用了下图所示的双测量、双给定PID调节控制方案，获得了良好的控制效果。
为了降低能源消耗，系统设计了节能联锁功能：当温湿度偏差低于设定值并维持一定时间时，此时认为药品库房内的温湿度已经符合要求，可以将风机、压缩机和水泵停运，同时关闭风门。当温湿度偏差重新超限时，则启动上述设备并进行自动调节。事实上，由于空调设备通常为公用设施，对所有药品库房的温湿度进行调控，而不同的药品或不同的库房往往对温湿度有不同的要求，因此节能联锁控制必须全盘考虑所有药品库房的温湿度状况。
下图所示为空调设备与药品库房呈一对一关系时的节能联锁控制方案原理图。
4. 结论
使用SunyPLC250可编程逻辑控制器控制药品库房的温湿度，具有安全可靠、运行稳定、性能优越、投资较少、节能降耗、操作简单、维护方便等特点，能够高精度地将药品库房的温湿度控制在理想水平。
SunyPLC250药品库房温湿度控制系统解决了药品库房温湿度的自动监测与控制问题，有效地消除了药品的霉变、结块和潮解，极大地减少了药品的存储损耗，成功地降低了仓管人员的劳动强度，显著地提高了库房药品保障能力。该系统也可以应用于其它有类似要求的设施，如粮仓、档案室、人工温室等等，因此具有很好的推广应用价值。
当今变频调速技术已被广泛应用，如果将空调设备改造为变频调节，相应风门改为两位式，由SunyPLC250可编程逻辑控制器直接对变频设备进行无级调速，相信能够获得更好的调节效果。
