PLC如何实现灌装机的定量灌装？

PLC可以用于实现灌装机的定量灌装操作。下面是一种基本的方法来使用PLC实现灌装机的定量灌装：

（1）传感器检测：在灌装机中，首先需要使用传感器来检测容器的位置和状态。例如，可以使用光电传感器检测容器的到位和离开，或者使用液位传感器检测液体的高度。

（2）参数设置：根据需要进行参数设置，例如所需灌装的容量或液体的流速。这些参数可以在PLC中进行预设或通过人机界面（HMI）进行输入。

（3）运动控制：使用PLC控制灌装机的运动，包括开启和关闭灌装阀门、启动和停止泵或供液系统。根据预设的参数，PLC控制运动部件的运行时间和速度，以控制液体的流量和灌装的时间。

（4）反馈控制：通过反馈信号，PLC可以实时监测灌装过程中的液位或容器状态。根据反馈信号，PLC可以调整运动控制的参数，以确保达到预设的灌装容量。

（5）控制逻辑：PLC可以根据预设的控制逻辑，监测传感器信号、计算液体的流量和灌装时间，并在达到预设的灌装容量后关闭灌装阀门。

（6）故障处理和报警：PLC还可以监测灌装机的状态，检测故障或异常情况，并触发相应的报警和故障处理程序。这可以保证灌装机的安全性和稳定性。

如果您需要应用在灌装机上的一体伺服系统，可以私信评论找我。

晚上，我们“广成工控”直播间也会聊相关内容，欢迎观看。

HPLC最佳流速知多少（附转换公式和换算表）

HPLC方法设定时有一个重要的参数，那就是流速。对于不同规格(柱管内径、填料粒径等)的色谱柱，往往能发挥它们最佳性能的流速（即最佳流速 ）也会不一样。

记得在读研期间第一次接触到有机狗必备技能“过柱子”时，指导我们的师兄给我们推荐了一篇1976年发表的JOC“神文”——“Rapid chromatographic technique for preparative separations with moderate resolution”，这篇文章的引用超过9000次（如图1），这是一个非常惊人的数据，可见影响之广泛深远。

图1 谷歌学术上的检索结果

这篇文章的核心就是发现硅胶柱的分离性能对洗脱速度很敏感，最好是采用相对高的洗脱液流速，而文章采用给硅胶柱加压，通过气流控制阀来控制洗脱速度（比如文章中控制的流速为2 in./min），从而实现快速而高效的分离。其实早在1956年，J. J. van Deemter就提出了van Deemter曲线及其方程式，这个方程描述了线速度与理论塔板高度（或柱效）的关系，它不仅适用于气相色谱，也适用于液相色谱。

这个方程比较复杂，如果只关心理论塔板高度 （HETP或H）、流速 （线速度，u）及填料颗粒度 （dp）的关系，van Deemter方程可以简化为：

第一项[a(dp)]代表颗粒度 和柱床填装的优劣程度 ，第二项(b/u)代表轴向扩散 ，第三项[c(dp)2u]代表传质 。所拟合的理论曲线如图2：

图2 理论上的van Deemter曲线

从图中可以看到曲线上存在一个最低点，这个点所对应的横坐标就是最佳的流速 （线速度）。因此，当我们使用填料粒径相同而柱管内径（i.d. ）不同的柱子时，可以由已知的一个规格色谱柱（如5μm，4.6 mm i.d.）的最佳流速F （1 ml/min）通过简单的换算，即保持线速度不变就可以得到另一个规格的色谱柱（如5μm，2.1 mm i.d.）的最佳流速F （0.2 ml/min）,即：

但是填料的颗粒度也同样影响最佳流速。随着填料技术的发展，越来越小粒径的填料被用于实际分析中，图3是不同颗粒度的填料的理论踏板高度与线速度关系的实测曲线：

图3 不同粒径填料的理论塔板高度与线速度关系的实测曲线

可以看出颗粒度越小，其实现最佳柱效的线速度越高；同时，颗粒度越小，曲线后端越平缓——即柱效随流速升高而降低的程度越小，特别是亚2 μm的颗粒，这也就是为什么亚2 μm的颗粒常被称为UPLC级别的颗粒，因为它可以在仪器允许的范围内不断加大流速，在基本不降低分离度的前提下不断提高分析效率。

对于内径不同、颗粒度不同的色谱柱之间最佳流速的转换有个经验公式，即：

流速F 与柱内径（i.d. ）的平方成正比，与颗粒度（dp ）成反比。一般来说，亚2μm填料的UPLC色谱柱所需要的最佳流速通常是常规流速的1.5-2倍，因此在UPLC中有“二倍流速 ”的习惯说法，和上面介绍的公式计算出来的结果差别不大。

在这里要说明一下，上面的流速转换方程只适用于同类填料之间 ，比如都是全多孔的或者都是表面多孔的，否则上述公式不适用。

有了这个转换公式，我们就可以根据一个已知的最佳流速 很方便地得到同类填料其他规格的柱子的最佳流速了。附常用规格柱子的最佳流速表换算表（以5 μm，4.6 mm i.d.规格全多孔色谱柱最佳流速为1 ml/min为换算的数据基础）：

备注：这个数据仅供参考，和实际上常用的流速会有一定的差异。其实影响最佳流速的因素除了色谱柱内径和填料颗粒度，还有溶质扩散系数Dm ,而Dm 和流动相的性质、温度和分析物的性质等因素有关，比如一般蛋白多肽类产品扩散系数Dm 较小，其设定的流速往往比一般小分子的稍小。具体可以参考下面这个公式：

-END-

参考文献：

1. W. C. Still, M. Kahn, A. Mitra, J. Org. Chem. 1976 , 43, 2923.

2. 果德安等，常用中药超高效液相色谱分析. 2014 , 化学工业出版社.

3. L. R. Snyder, J. J. Kirland, Introduction to Modern Liquid Chromatography 3rd. 2010 , John Wiley & Sons, Inc.

4. J. H. Knox, J.Chromatogr. A, 2002 ,960,7.

5. L. Kirkup, M.Foot, M. Mulholland, J. Chromatogr. A, 2004 , 1030, 25.

6. F. Gritti, G.Guiochon, Anal. Chem., 2006 , 78, 5329.

7. F. Gritti, G. Guiochon, J. Chromatogr. A, 2007 , 1169, 125.

8. J. G. Dorsey, P.W. Carr, eds., J. Chromatogr. A, 2006 , 1126, 1-128.

9. K. M. Usher, C.R. Simmons, J. G. Dorsey, J. Chromatogr. A, 2008 , 1200, 122.

10. R. W. Stout, J.J. Destefano, L. R. Snyder, J. Chromatogr., 1983 , 282, 263.

11. J. H. Knox, H. P.Scott, J. Chromatogr., 1983 , 282, 297.

12. K. Miyabe, J. Chromatogr. A, 2007 , 1167, 16

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