应用场景
某生物制药企业冻干车间,三菱A2NCPU系列PLC控制冻干机温度/真空系统,通过MC总线连接昆仑通态TPC7062KX触摸屏实现本地操作。需将冷凝器温度、真空度、阶段时长等关键参数实时传输至西门子S7-1200PLC(1217C DC/DC/DC),满足FDA电子批记录(EBR)要求。
核心痛点
接口:PLC仅有的MC接口被HMI占用,无法扩展以太网通讯
合规风险:人工记录工艺参数存在篡改风险,不符合FDA审计追踪要求
实时性缺陷:冻干工艺持续48+小时,异常参数无法实时预警(如真空泄漏>5Pa/min)
协议壁垒:三菱A2NCPU系列专用协议与西门子S7协议不兼容
功能特性 | 技术价值 |
MC转以太网 | 原生解析三菱A2NCPU系列MC协议,转换为标准Modbus TCP/IP协议 |
双通道隔离 | RS485通道1(接HMI)与通道2(接PLC)物理隔离,带宽独立分配 |
协议网关 | 内置三菱MC↔Modbus TCP协议转换,西门子1200可直接用MB_CLIENT功能块读写数据 |
工业级设计 | -25℃~75℃宽温运行,IP40防护,通过EMC工业四级测试 |
零配置穿透 | 支持HMI-PLC原始通讯穿透,触摸屏无需重新组态 |
三、实施步骤
硬件部署
将原PLC-HMI的MC电缆接入YC8000-A MC IN端口
用新MC线连接模块RS485 CH1端口至触摸屏
双绞屏蔽网线接入模块RJ45口至制药专用隔离交换机
模块配置
工作模式:Modbus TCP Server PLC类型:Mitsubishi A-Series MC波特率:19200bps(与冻干机程序一致)IP地址:172.16.10.201
数据存入SQLite数据库供批记录系统调用
合规性验证
审计追踪测试:参数修改记录带时间戳+用户双签名
数据完整性:SHA-256加密校验防止篡改
断网续传:72小时离线数据缓存补传
指标 | 改造前 | 改造后 | 合规提升 |
数据记录方式 | 纸质记录(每2小时人工抄录) | 自动电子记录(每秒1次) | 符合FDA 21 CFR Part 11 |
工艺偏差响应 | 次日质量分析会发现 | 实时声光报警(>设定阈值) | 偏差减少78% |
批记录审核时间 | 8小时/批次 | 自动生成PDF报告(5分钟/批次) | 效率提升96倍 |
设备故障预警 | 无预测性维护 | 真空泵电流波动>10%触发预警 | 意外停机减少45% |
审计缺陷项 | 年均12项(数据完整性问题) | 0项(通过FDA飞行检查) | 合规风险清零 |
五、行业推广价值
医药行业核心需求
冻干机/灭菌柜/灌装机等GMP关键设备联网
满足EU GMP Annex 11计算机化系统验证要求
跨行业应用场景
光伏:硅料铸锭炉温度监控(三菱PLC+西门子SCADA)
锂电:电极浆料粘度监测数据上传(MC转OPC UA)
经济效益
单台冻干机年节约合规成本¥150万(减少人工/审计费用)
避免数据完整性缺陷导致的停产损失(>¥2000万/次)
六、总结
远创智控YC8000-A作为工业级以太网桥接器,通过三重技术突破:
MC信号隔离技术:HMI通讯与以太网传输物理隔离,确保触摸屏0卡顿
协议动态转换:原生MC协议→Modbus TCP无缝转换,省去协议解析开发成本
FDA合规引擎:内置时间戳/电子签名/审计追踪功能,满足GMP数据完整性要求
在医药、锂电等高附加值行业,该方案以3万元级改造成本实现:
老旧设备秒级接入工业物联网
关键工艺参数毫秒级追溯
合规性风险100%受控
随着全球GMP法规趋严,此类串口转以太网解决方案已成为制药设备数字化的首选跳板,为智能制造提供“合规性+实时性”双重保障。
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