制药行业是受政府控制极为严格的行业之一，某大型制药厂为了提升产品生产的管理和控制水平，计划在新建的制剂车间采用计算机，并透过局域网络，集中监控制药机具和车间的生产过程，以满足国际和国内对中药生产质量控制的要求。

监控系统设计概述

制剂车间概况

该制药厂制剂车间是一座4层楼建筑，每层面积约2500平方米。每层分别安装相应制药机械，包括：5台制粒机、5台压片机、3台包衣机、2台胶囊机及2条包装流水线。

监控系统建设要求

·局域网络：在该建筑内设置局域网络，系统由视频监控及制药机械监控两部分组成，并都基于建筑内的局域网络；

·制药机械监控：在每层车间安装至少一台工业控制主机（带触摸屏，简称上位机），用于控制该楼层的每台制药机的plc控制系统，提供该台工业控制主机与总监控室的服务器通信；

·视频监控：在各车间共安装24个摄像机用于安全生产监视，其中16台是可控摄像机、8台是固定摄像机；

·总监控室：总监控室设置在建筑一楼。在总监控室建有监控电视墙，安装24台监视器用于对各车间工作状况的实时监视，并在电视墙中央安装一台大屏幕投影仪，与计算机显示器同步显示计算机工作信息；

·操作控制：在总监控室设置五组操作控制台，在操作控制台上放置系统总控计算机及其它通信设备；

·定制软件：系统需定制一套软件系统，以满足固体制剂车间的信息反馈记录、生产跟踪、报表打印、生产工艺控制、视频监视等需求。

制药机械监控实现功能

·每层车间的上位机(车间内的pc)可分别连接和监控各类制药机械的运行操作和工作状态参数，打印相应报表，并在授权级别允许情况下更改特定的设备运行参数；

·生产过程中的数据(参数和视频数据)上传到总监控室，实施集中监管、实时显示，可按照用户自定义要求保存重要的历史数据，并产生相应历史报表；

·可以通过设备的plc、本车间pc上位机或总监控室管理工作站pc机，对车间的机械设备参数进行设置，但参数设置要按用户级别设定，高级别用户设置的参数低级别用户不能更改；

·在设备停止状态下，可利用计算机模拟设备动态的运转和生产流程，并可查询相应的模拟参数。

视频监控实现功能

用于生产安全监视。

监控系统方案

设计原则

基于ip网络，利用数字网络技术及图像显示技术，系统设计要本着功能齐全、应用新颖、投资合理、可持续发展的理念，系统设计要体现如下设计理念：

·标准化：本系统要在ip网络上实现图像、工艺参数和生产过程控制信息的传输和共享，采用的产品均遵循网络协议和传输标准；

·可扩展性：系统在扩展时只需在网络能够到达的点增加前端设备就可增加监控点；

·稳定性和可靠性：系统选用英威技术公司的网络视频服务器（iw404）是嵌入式产品，具有极高的稳定性和可靠性；

·易用性：系统采用b/s构架，界面良好，维护和安装方便，功能强大。

制药机械监控及联网方案

制药机械的联网监控主要内容包括：

1、设备监视部分：包括设备运行状态，设备操作状态的所有状态参数上传到信息中心显示，并保存到数据库，以供查询和统计分析，实时处理相应设备的异常信息，提醒管理人员及时排除故障。这些保存的历史信息参数可作为模拟运转的基础数据；

2、设备控制：分级别的控制参数（如速度参数）设定，高级别用户的设置不能由低级别用户更改，用户级别授权由用户的职位确定。可在网络上的任一台工作站（需被授权）或通过设备的plc控制器，或通过本车间的上位pc机进行参数设置（需被授权）；

3、车间的各个设备运行于生产线的各相应位置，在同类设备相对集中的区域安置一台pc机（上位机），通过rs232接口与设备相联；

4、各台上位pc机接入ip局域网络，通过局域网连接中心服务器，各设备的上传参数集中存放到中心的数据库服务器中；

5、任何联入局域网的pc机都可被授权作为工作站，工作站都可以实时监控车间各工位的操作情况和设备运行情况，并根据实际需要对部分设备的运转参数进行远程控制；

6、pc机工作站上运行的实时监控系统由以下几个部分组成：

·工位视频监控：显示操作现场的实际画面；

·设备运行监控：现实设备运行状况；

·报表产生和打印：自动统计设备的工作能力和时间，计算出日报单，也可以随意统计各时间段的工作量，通过打印机打印；

·设备运行控制：部分设备的参数设置和控制；

·系统模拟显示：根据工艺流程，动态显示设备运行状况和流程；

·统计分析：根据各种指标对于日常工作进行多方位的统计分析，供管理层参考。

综上所述，制剂车间的制药机械的plc控制器先与车间上位pc机连接，以实现车间上位pc机对各类制药机械进行统一控制。之后车间上位pc机透过局域网络与总控室服务器连接（参见图1）。

视频监控系统方案

根据项目技术要求，本系统由前端摄像设备及视频服务器组成。

·前端设备：本系统共有24个前端监控点，每个前端监控点配置一台网络视频服务器。24个前端监控点中有16个固定安装摄像机，8个可控摄像机。8个可控摄像机由云台、解码器和摄像机设备组成。每个摄像机附配网络视频服务器；

·网络接入：网络视频服务器将摄像机模拟视频信号经模数转换后压缩为mpeg4的ip数据包，通过局域网络将视频数据上传局域网络。被接入局域网络的总控室服务器或各个分控中心能透过局域网络调阅前端各摄像机的图像；

·摄像机控制：总控室服务器或各个分控中心能透过局域网络，借助视频服务器对８个可控摄像机进行控制。

总控室系统

系统总控室是本系统的中心枢纽，承担着本系统中所有前端设备管理、控制、报警处理、录像、录像回放、用户管理等工作。

·在总控室共需配置1台服务器（建议选用p4双xeon处理器、1000m网卡、512m内存、scsi硬盘），服务器硬盘配置根据实际录像的需要而定；

·服务器连接到中心的主干交换机上，服务器需预装windows2000server操作系统（sp4补丁）、sql2000数据、iis组件，并安装iw3.0的目录（directory）服务、v sip网关服务、音视频转发（ivs）服务、录像服务和录像回放服务；

·服务器通过设置可管理24台前端设备，这些设备的录像资料（文件）均保存在该服务器的硬盘中，相关数据均存放在目录服务器的sql2000数据库中；

·总控室显示设备由24个监视器、1台投影大屏幕组成，在总控室安装24台网络视频解码器，解码器的视频输出直接与监视器连接；

·中心配置一台分控计算机直接与投影仪连接，可演示系统功能及控制过程。

分控中心

在制剂车间楼内的任何一台被接入网络的计算机，只需安装windows98以上版本的操作系统和ie浏览器，由系统管理员提供登陆服务器的合法身份和系统使用权限，就可成为系统的一个分控中心（或称客户端）。

并且只需将制剂车间的局域网络接入公司网络，公司领导也可在本办公室的电脑上实现对监控图像的实时监控。

总控中心建设

总控室是制剂车间监控系统的中心，网络的主干交换机、系统服务器、视频解码器等设备均安装在总控室中（参见图2）。

根据需要在总控室建有电视墙，电视墙由24个监视器组成，左右各12个监视器，中间安装一个大屏幕投影设备。

总控室中设置5组操作控制台，在操作控制台上放置服务器和多个计算机工作站，其中一台计算机工作站输出连接到投影仪，与该计算机工作站显示器同步显示计算机工作信息，并作为系统演示使用。

结语

ip网络、计算机控制、计算机网络远程控制、网络远程视频监控，是本文所介绍的制药厂制剂车间对制药机械监控和视频图像监控所突现的技术特点，正是这些技术的充分应用，才能实现文中"设计原则"所要求的设计理念，达到了系统设计的标准化、可扩展性、稳定性、可靠性和系统的易用性。

大型工厂设备和生产过程的计算机控制、网络远程控制及网络远程视频监控管理是现代企业发展的方向。