【正文】 。同時為保障我國藥片安全形勢，產(chǎn)品專業(yè)化程度越來越高。二是智能化：該領(lǐng)域引入一些新技術(shù)，采用全電腦自動控制系統(tǒng)，使得系統(tǒng)更加快捷、準確、可靠。三是高自動化：自動藥片裝瓶的高自動化主要表現(xiàn)為先進的自動控制科學知識應用其中，實現(xiàn)產(chǎn)品的高自動化。生產(chǎn)率提高的同時，最重要的是能達到國家藥品安全規(guī)定的各項規(guī)范標準。 自動藥片裝瓶機的研究目的及意義首先，自動藥片裝瓶與傳統(tǒng)的手工裝瓶相比，其優(yōu)點是可以避免我們直接與藥品接觸，同時也避免了人與藥品直接接觸帶來的對藥品的玷污，使藥品質(zhì)量得到保證的同時，相應的保障人體健康。其次，由于傳統(tǒng)的手工裝瓶在生產(chǎn)管理方面比較困難，出現(xiàn)錯誤的狀況在所難免。自動藥片裝瓶機的設(shè)計使得管理更加強調(diào)流程和自動化。只有這樣經(jīng)營系統(tǒng)才能改善，生產(chǎn)效率才能提高，控制運行才能更加健康可靠。 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 系統(tǒng)設(shè)計綜述經(jīng)由前節(jié)分析，需要設(shè)計一個能夠自主選擇裝藥數(shù)量的系統(tǒng)，完成對整個系統(tǒng)的裝藥過程。為了實現(xiàn)其裝藥流程，需要對整個系統(tǒng)進行分析，并得出設(shè)計要求。自動裝瓶機基本可分為4個動作機構(gòu)：主傳動機構(gòu)、數(shù)粒機構(gòu)、自動供瓶機構(gòu)和自動供蓋封蓋機構(gòu)。通過以上4個機構(gòu)的聯(lián)動實現(xiàn)包裝產(chǎn)品傳動、藥丸高速計數(shù)、自動供瓶和自動供蓋封蓋等功能。生產(chǎn)中，主傳動機構(gòu)作為整個生產(chǎn)過程的運輸鏈，連接所有的動作。供瓶、數(shù)粒、供蓋封蓋這三個生產(chǎn)過程都將在這條主傳動機構(gòu)上完成。其中供瓶機構(gòu)為，從料斗中落下的瓶，通過電動震動器以及震動通道，依次進入落瓶通道，通道中有三組氣缸聯(lián)動，保證瓶子在設(shè)計時間內(nèi)以正確的方向進入主傳動鏈，之后運送到數(shù)粒機構(gòu)。瓶子到了數(shù)粒機構(gòu)后，開始數(shù)粒模塊。數(shù)粒圓盤在步進電機帶動下轉(zhuǎn)動所設(shè)計的角度，從料斗中選出生產(chǎn)要求的藥粒粒數(shù)，通過落粒通道落入瓶中。裝有藥粒的藥瓶繼續(xù)被傳動鏈帶至供蓋封蓋機構(gòu)。蓋子通過料斗和震動器、震動通道依次進入等待區(qū)域，鉗蓋用氣缸組將蓋子鉗起，由步進電機帶至藥瓶上方，然后由該氣缸組與壓蓋氣缸組配合完成封蓋動作。本設(shè)計的機械設(shè)計要求較多，因此主要完成對供瓶數(shù)粒的PLC控制。 系統(tǒng)設(shè)計要求前文分析可知，現(xiàn)有的裝藥機有電子計數(shù)式與轉(zhuǎn)盤式兩種裝藥方式，而藥品的主要包裝樣式為瓶裝式，轉(zhuǎn)盤式裝藥機雖然精度高，適用于瓶裝式結(jié)構(gòu)，但其機械結(jié)構(gòu)復雜，造價昂貴，不利于大規(guī)模的開發(fā)與使用。而帶式裝藥機器效率高，速度快，但結(jié)構(gòu)過于簡單，不利于高精度的設(shè)計實現(xiàn)。綜上所述，本設(shè)計需要設(shè)計一個控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)是將規(guī)定數(shù)量的藥片，有序自動地裝入到藥瓶中。實現(xiàn)自動裝瓶的功能，其裝瓶方式為帶式裝瓶，向每個藥瓶裝入規(guī)定數(shù)量的藥片。其藥片裝瓶數(shù)量需要方便設(shè)置，適用于不同的裝藥需求。查閱資料可知，常規(guī)的瓶裝式藥片數(shù)量有20片、30片、40片等多種規(guī)格，并且通過組合，能在這幾種規(guī)格的基礎(chǔ)上，設(shè)置100片以上的裝藥要求。而系統(tǒng)的裝藥裝置需要設(shè)計，保證控制器能對單一藥片能被篩選出來，實現(xiàn)精準的藥片裝填。采用FX2N系列PLC控制藥片裝瓶機運行，其中按鈕、開關(guān)，光電傳感器分別接PLC輸入口相應位置。電機、電磁閥、指示燈分別接PLC輸出口相應位置。就這樣，通過按藥片數(shù)量選擇按鈕SS2或S3，可選擇裝入藥瓶中藥片的數(shù)量，按S1為20片，按S2為30片，按S3為40片。相應數(shù)量上的指示燈H的亮暗表示目前藥瓶裝藥數(shù)量。當裝藥數(shù)量被選定，接著系統(tǒng)啟停被接通，電動機M帶動皮帶轉(zhuǎn)動，延時5秒后，皮帶機將停止運轉(zhuǎn)，這時皮帶上的裝藥瓶到達指定位置進行裝藥。裝有藥片的裝置由電磁閥打開，經(jīng)由光電感應傳感器，那么裝入藥瓶的藥片被一一計數(shù)。藥瓶中的藥片數(shù)量達到預先規(guī)定值時，電磁閥Y會關(guān)閉，皮帶機重新開始運行，使藥片裝瓶過程控制順利進行。在裝藥過程中，當藥片裝入的量需要更改時，這時只有當前皮帶機上的藥瓶中藥片裝滿后，且從下一個藥瓶開始，裝填改變后的藥片數(shù)量。如果在裝藥過程中系統(tǒng)啟停開關(guān)被斷開，則只有當前藥瓶中藥片裝滿后，控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)才能停止。為了保證裝藥機運行的準確性，需要使用PLC的定時功能完成對與傳送帶的配合，密切配合傳送帶的停止與運行。綜上，PLC需要使用兩路IO口分別控制傳送帶與裝藥器電磁閥，同時，通過讀光電傳感器返回的數(shù)字量對當前裝藥數(shù)進行計數(shù)。同時使用三路IO口讀取裝藥數(shù)設(shè)定值，完成裝藥數(shù)量的控制。 工作原理方框圖人工控制自動藥片裝瓶機三菱FX系列PLC 設(shè)定裝藥 數(shù)量 實現(xiàn)裝藥流程圖22 系統(tǒng)原理方框圖 系統(tǒng)的設(shè)計方案根據(jù)自動藥片裝瓶機需要實現(xiàn)的控制要求和功能，首先應制定出系統(tǒng)硬件控制的方案。硬件設(shè)計包括PLC的選型依據(jù)及其具體型號選擇，外圍電路器件的選型依據(jù)與具體型號，其中包括按鈕、電機、電磁閥、光電傳感器、指示燈等，然后是PLC的硬件接線設(shè)計。最后是制定軟件部分的設(shè)計方案，包括PLC各個I/O口的分配、程序設(shè)計思路、流程圖、指令表、梯形圖等。即通過軟硬件結(jié)合的方式，通過按動啟動、停止按鈕等控制命令來驅(qū)動電機帶動皮帶運動或停止。通過光電傳感器，對裝入瓶中的藥片進行數(shù)量統(tǒng)計，如果藥瓶中藥片數(shù)量達到預先規(guī)定值，此時電磁閥將停止工作。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計根據(jù)自動裝瓶機的控制功能要求，設(shè)計該設(shè)備控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)方案。方案設(shè)計包括各步進電機、電磁閥、下藥斗、光電傳感器、皮帶機等的選型與設(shè)計。 PLC機型的選擇 PLC簡介隨著科學技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)對市場的需求，這就要求控制系統(tǒng)的簡潔性以及方便靈活性的生產(chǎn)設(shè)備自動化。為順應這一趨勢，Programmable Logic Controller(可編程控制器)產(chǎn)生，它是以計算機處理器為核心的自動控制裝置。PLC的各種操作指令是在可編程序的存儲器中進行完成，并以A/D形式的輸入輸出方式控制操作系統(tǒng)的順利運行。從上述論述可以看出，PLC是一種通過程序的改變來實現(xiàn)與上位機聯(lián)合控制工業(yè)控制系統(tǒng)，其除了具有控制作用外，還有可以進行與其他上位機進行通信聯(lián)網(wǎng)的功能。PLC的發(fā)展歷程有以下幾個方面：（1）小型化、低成本 新型微電子技術(shù)不斷發(fā)展，同時新型器件功能提高，價格卻相應的降低。（2）標準化、模塊化為實現(xiàn)推動技術(shù)標準進程的目標，一些國際型組織，如國際電工委員會（IEC），為PLC的不斷發(fā)展制定出了新的標準和規(guī)定，對不同類型的PLC產(chǎn)品做出歸納或定義，使其標準化、模塊化。（3）高速化、超高性能化一些大型PLC采用多微處理器系統(tǒng)才能滿足要求，如有的控制系統(tǒng)采用32位微處理器，可同時多任務進行操作，從而提高處理速度，增加存儲容量。（4）網(wǎng)絡化當代PLC最大的發(fā)展趨勢是其網(wǎng)絡鏈接功能，這種需求是由現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展決定的，是為實現(xiàn)企業(yè)自動化與現(xiàn)代化目標而設(shè)計的。PLC主要有CPU（中央處理器）模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。其組成示意圖可由圖31所示： 可編程序控制器被控對象控制對象輸出模塊輸入模塊CPU中央處理器編程器圖31 PLC控制系統(tǒng)示意圖PLC主要模塊組成下面將分別予以介紹：（1）CPU模塊 CPU模塊主要由微處理器存儲器組成。在控制系統(tǒng)中，此模塊起著重要的作用，它不斷地進行著輸入信號的采集，用戶程序的執(zhí)行，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來用戶程序和數(shù)據(jù)的存儲。（2）I/O模塊輸入模塊和輸出模塊是系統(tǒng)外部現(xiàn)場設(shè)備和CPU模塊相互連接的橋梁，也可以稱作為系統(tǒng)的眼、耳、手、腳。輸入模塊是用來接受和采集系統(tǒng)外部輸入信號，又可分為開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊。開關(guān)量輸入模塊主要是對按鈕、光電開關(guān)、限位開關(guān)、壓力繼電器等信號進行接收。它是用來控制接觸器、指示燈、電磁閥、數(shù)字顯示和報警等裝置；模擬量輸入模塊主要針對電位器、測速器和變送器等提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號進行接收，它是用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。在I/O模塊中，用光耦合器、光敏晶閘管、小型繼電器等器件來隔離PLC的內(nèi)部電路和外部的I/O電路。I/O模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離作用。（3）編程器編程器是用來生成用戶程序，并且可以用來進行程序的編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。針對程序的寫入我們目前可以通過手持式編程器或者是使用編程軟件兩種方式。手持式編程器對于輸入和編輯梯形圖是不能直接進行的，只能輸入和編輯指令表程序，而編程軟件可以通過計算機直接編輯梯形圖或者指令表程序，并且可以進行不同編輯語言之間的相互轉(zhuǎn)換。程序編譯完成后可直接下載到PLC，也就是程序的寫入過程，也可以將PLC中的程序讀入到計算機，即所謂的讀過程。（4）電源PLC一般使用的電源為AC 220V 或DC 24V，內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供DC 5V、DC正負12V和DC 24V等電源。小型PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器提供DC 24V電源，驅(qū)動PLC負載的直流電源一般由用戶提供。CPU模塊的工作電壓一般是5V，而PLC的輸入/輸出信號電壓較高，例如DC 24V和AC 220V。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能會損壞CPU模塊中的元器件或使PLC不能正常工作。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟：（1）根據(jù)工藝要求，分析研究控制系統(tǒng)。（2）I/O設(shè)備的確定。（3）PLC選型。（4）程序設(shè)計。（5）編寫梯形圖程序，這一步是設(shè)計的核心。（6）程序的檢測調(diào)試。將程序通過計算機與軟件相結(jié)合寫入到PLC，然后對程序進行測試，找到程序的缺陷和故障，進而進行改進和對錯誤進行更改。 系統(tǒng)PLC機型選擇機型選擇標準的基本要