【正文】 ，藥品的形狀、性質、包裝要求等差異很大，且產(chǎn)量大。因此，自動裝瓶機品種眾多，目前醫(yī)藥包裝設備中，大顆粒、規(guī)則形狀的藥丸自動包裝技術已經(jīng)非常成熟，國內外均有相關設備，但針對異型粒、異型瓶等包裝技術則較為有限。 PLC 通過 USS 通信協(xié)議直接控制電機 ,不僅能夠實現(xiàn)對裝藥機方式運行的控制 ,而且能 夠根據(jù)需要靈活控制裝藥時間 ,達到節(jié)約電能 ,降低成本 ,提高生產(chǎn)質量的目的。 手工裝瓶直接接觸藥品，長期接觸藥品的人會對身體造成傷害，采用自動裝瓶機杜絕了這種現(xiàn)象的發(fā)生，同時避免了人與藥品接觸帶來的對藥品的污染，保證了藥品的質量，符合藥用要求，符合保障人體健康、安全的標準。 手工裝瓶生產(chǎn)難于管理，容易出現(xiàn)紕漏和混亂，自動裝瓶機建立了一個能控制整個數(shù)據(jù)中心運營的綜合性管理平臺使管理更加強調流程和自動化，改善了經(jīng)營系統(tǒng)，提高了工作效率，使企業(yè)運營更有加穩(wěn)定。 考慮到對藥品包裝的特殊要求，主要是防止塑料瓶內的藥品氣體 揮發(fā)和外部氣體向瓶內滲透，要求塑料瓶口與瓶蓋間有很好的密封性能。自動裝瓶機可以滿足藥品包裝的這種性能要求，同時消除了人為因素對藥品灌裝的不合格的處理動作，提高了灌裝質量。 目前，我國制劑生產(chǎn)能力不夠，醫(yī)院配制制劑品種較多，不能滿足市場需求，無法保障藥品及時供應。使用實用新型的片劑自動裝瓶機，明顯地降低了片劑裝瓶包裝的勞動強度和生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期，社會效益和經(jīng)濟效益明顯增加。 本文是應用三菱 FX2N16MR 與 simulator6c 仿真軟件設計的自動藥片裝瓶機系統(tǒng)。 2 1 方案設計 任務描述 這是一個將一定數(shù)量藥片自動連續(xù)地裝入到藥瓶中的控制任務。 按下按鈕 S S S3 或者 S4，可選擇每瓶裝入 3 片、 5 片、 7 片或者 10 片藥片，通過指示燈 HI、 H H3 或者 H4 表示當前每瓶的裝藥數(shù)量。當選定要裝入瓶中的藥片的數(shù)量后，接通系統(tǒng)開關，電動機 M 驅動皮帶機運轉，位置檢測檢測到皮帶機上的藥瓶到達裝瓶機的位置，皮帶機停止運轉。 當電磁閥 Y 打開藥片自動裝瓶的裝置后，通過光電傳感器 B1，對進入藥瓶的藥片進行計數(shù)，當藥瓶中的藥片達到預先選定的數(shù)量后，電磁閥 Y 關閉，皮帶機重新自動啟動，使藥片裝瓶 過程自動連續(xù)運行。 如果當前的裝藥過程正在進行時，需要改變藥片裝入數(shù)量（例如 7 片改為 5 片），則只有在當前藥瓶裝滿后，從下一個藥瓶開始裝入改變后的數(shù)量。 如果在裝藥過程中斷開系統(tǒng)開關，則在當前藥瓶裝滿后，系統(tǒng)停止運行。 當系統(tǒng)開關 X0 的常閉觸點閉合時，采用手動操作，首先選擇裝藥量，如果按下每瓶裝 3 片按鈕 S1，電磁閥打開，開始裝藥，通過光電傳感器和計數(shù)器對藥片進行計數(shù)，當達到 3 片時電磁閥關閉，停止裝藥。同樣的對于 5 片、 7 片、 10 片。自動藥片裝瓶機模型如圖 11 所示。 圖 11 自動藥片裝瓶機控制系統(tǒng)模擬器 示意圖 3 生產(chǎn)工作過程和要求 （ 1） 實際試驗和生產(chǎn)表明，該控制系統(tǒng)能夠達到生產(chǎn)所提出的速度和效率 要求。并且該控制系統(tǒng)擴展性和通用性良好。由該裝瓶機控制系統(tǒng)可見，一般藥品包裝動作均可分為以下幾個模塊： ① 藥品容器供應 (如藥瓶供應 )； ② 藥品供應 (如藥丸藥粒等供應 )； ③ 密封方案實現(xiàn) (如瓶蓋供應與封蓋 )； ④ 成品半成品運輸 (如主傳動鏈，連接各個動作階段，直至完成裝瓶 )； ⑤ 最終封裝 (如裝箱等 )。 PLC 的邏輯控制能力強，處理數(shù)字與模擬信號能力穩(wěn)定快速，而且對于基于時間的順序動作控制能力尤其強，因此是 醫(yī)藥行業(yè)中自動藥品包裝機械的理想控制平臺。只要藥品包裝的各個動作能通過機械方式實現(xiàn)，就能夠找到相應的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)自動化。 （ 2） 典型的自動控制動作有： ① 精確的位置控制可由高精度的步進電機或伺服電機實現(xiàn)，以及通過設計閉環(huán)控制系統(tǒng)使用傳感技術實現(xiàn)； ② 運動的控制可由各種電機實現(xiàn)； ③ 單向或雙向的沖擊動作可由氣壓系統(tǒng)實現(xiàn)，液壓系統(tǒng)還可以完成帶負載的有位置要求的動作； ④ 對于各種動作所需要的條件判斷可利用各種傳感技術輸入信號至 PLC 來實現(xiàn)等。由此可見，該自動裝瓶機的控制系統(tǒng)稍加改進，能實現(xiàn)各種異型瓶、異型粒的自動包裝，在藥品包裝行業(yè)中能夠實現(xiàn)絕大多數(shù)的包裝機械的自動化。另外，該自動裝瓶機所有動作均可由氣缸和步進電機來完成，因此也可由數(shù)字量的輸入輸出控制來完成?，F(xiàn)在多元化的產(chǎn)品和市場要求可能在產(chǎn)品包裝中需要能夠處理模擬量的控制系統(tǒng)，如精確可調或連續(xù)的位置量、參量等。 PLC 的功能同樣可以處理模擬量的控制。 4 程序流程圖 程序流程圖設計如圖 12 所示 圖 12 程序流程圖 5 系統(tǒng)總體設計 FX2N 系列可編程控制器是功能齊全的中小型 PLC，其控制規(guī)模包括 16 點 /32點 /48 點 /64 點 /80 點 /128 點 /，輸出具有繼電器 /晶體管 /晶閘管輸出，內置 8KB容量的 EEPROM 存儲器， CPU 運算處理速度 ~，在三菱 FX2N系列 PLC 器件的右側可連接 I/O 擴展模塊和特殊功能模塊。 圖 13 自動藥片裝瓶控制系統(tǒng) PLC資源分配 6 2 硬件設計 PLC 的基本結構 PLC（ Programmable Logic Controller） ，可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器 ，用于其內部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。 PLC 已經(jīng)廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，它具有高可靠性、抗干擾能力強、功能強大、靈活、易學易用、體積小，重量輕和價格便宜的特點。 PLC 實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為： （ 1） 電源 PLC 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果 沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。 （ 2） 中央處理單元 (CPU)中央處理單元 (CPU) 是 PLC 的控制中樞。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當 PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映像 區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入 I/O 映像區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映像區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。 為了進一步提高 PLC 的可靠性，近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個 CPU 出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 7 （ 3） 存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 （ 4） 輸入輸出接口電路。 ① 現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電