【正文】 。同時(shí)為保障我國藥片安全形勢(shì)，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(dòng)控制系統(tǒng)，使得系統(tǒng)更加快捷、準(zhǔn)確、可靠。三是高自動(dòng)化：自動(dòng)藥片裝瓶的高自動(dòng)化主要表現(xiàn)為先進(jìn)的自動(dòng)控制科學(xué)知識(shí)應(yīng)用其中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高自動(dòng)化。生產(chǎn)率提高的同時(shí)，最重要的是能達(dá)到國家藥品安全規(guī)定的各項(xiàng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。 自動(dòng)藥片裝瓶機(jī)的研究目的及意義首先，自動(dòng)藥片裝瓶與傳統(tǒng)的手工裝瓶相比，其優(yōu)點(diǎn)是可以避免我們直接與藥品接觸，同時(shí)也避免了人與藥品直接接觸帶來的對(duì)藥品的玷污，使藥品質(zhì)量得到保證的同時(shí)，相應(yīng)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(cuò)誤的狀況在所難免。自動(dòng)藥片裝瓶機(jī)的設(shè)計(jì)使得管理更加強(qiáng)調(diào)流程和自動(dòng)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(yùn)行才能更加健康可靠。 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述經(jīng)由前節(jié)分析，需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠自主選擇裝藥數(shù)量的系統(tǒng)，完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的裝藥過程。為了實(shí)現(xiàn)其裝藥流程，需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析，并得出設(shè)計(jì)要求。自動(dòng)裝瓶機(jī)基本可分為4個(gè)動(dòng)作機(jī)構(gòu)：主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、數(shù)粒機(jī)構(gòu)、自動(dòng)供瓶機(jī)構(gòu)和自動(dòng)供蓋封蓋機(jī)構(gòu)。通過以上4個(gè)機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)包裝產(chǎn)品傳動(dòng)、藥丸高速計(jì)數(shù)、自動(dòng)供瓶和自動(dòng)供蓋封蓋等功能。生產(chǎn)中，主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為整個(gè)生產(chǎn)過程的運(yùn)輸鏈，連接所有的動(dòng)作。供瓶、數(shù)粒、供蓋封蓋這三個(gè)生產(chǎn)過程都將在這條主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上完成。其中供瓶機(jī)構(gòu)為，從料斗中落下的瓶，通過電動(dòng)震動(dòng)器以及震動(dòng)通道，依次進(jìn)入落瓶通道，通道中有三組氣缸聯(lián)動(dòng)，保證瓶子在設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)以正確的方向進(jìn)入主傳動(dòng)鏈，之后運(yùn)送到數(shù)粒機(jī)構(gòu)。瓶子到了數(shù)粒機(jī)構(gòu)后，開始數(shù)粒模塊。數(shù)粒圓盤在步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)所設(shè)計(jì)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(dòng)鏈帶至供蓋封蓋機(jī)構(gòu)。蓋子通過料斗和震動(dòng)器、震動(dòng)通道依次進(jìn)入等待區(qū)域，鉗蓋用氣缸組將蓋子鉗起，由步進(jìn)電機(jī)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(dòng)作。本設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)計(jì)要求較多，因此主要完成對(duì)供瓶數(shù)粒的PLC控制。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求前文分析可知，現(xiàn)有的裝藥機(jī)有電子計(jì)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(jī)雖然精度高，適用于瓶裝式結(jié)構(gòu)，但其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，不利于大規(guī)模的開發(fā)與使用。而帶式裝藥機(jī)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(jì)實(shí)現(xiàn)。綜上所述，本設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)一個(gè)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(dòng)地裝入到藥瓶中。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝瓶的功能，其裝瓶方式為帶式裝瓶，向每個(gè)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(jì)，保證控制器能對(duì)單一藥片能被篩選出來，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的藥片裝填。采用FX2N系列PLC控制藥片裝瓶機(jī)運(yùn)行，其中按鈕、開關(guān)，光電傳感器分別接PLC輸入口相應(yīng)位置。電機(jī)、電磁閥、指示燈分別接PLC輸出口相應(yīng)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(yīng)數(shù)量上的指示燈H的亮暗表示目前藥瓶裝藥數(shù)量。當(dāng)裝藥數(shù)量被選定，接著系統(tǒng)啟停被接通，電動(dòng)機(jī)M帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，延時(shí)5秒后，皮帶機(jī)將停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)皮帶上的裝藥瓶到達(dá)指定位置進(jìn)行裝藥。裝有藥片的裝置由電磁閥打開，經(jīng)由光電感應(yīng)傳感器，那么裝入藥瓶的藥片被一一計(jì)數(shù)。藥瓶中的藥片數(shù)量達(dá)到預(yù)先規(guī)定值時(shí)，電磁閥Y會(huì)關(guān)閉，皮帶機(jī)重新開始運(yùn)行，使藥片裝瓶過程控制順利進(jìn)行。在裝藥過程中，當(dāng)藥片裝入的量需要更改時(shí)，這時(shí)只有當(dāng)前皮帶機(jī)上的藥瓶中藥片裝滿后，且從下一個(gè)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(dāng)前藥瓶中藥片裝滿后，控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)才能停止。為了保證裝藥機(jī)運(yùn)行的準(zhǔn)確性，需要使用PLC的定時(shí)功能完成對(duì)與傳送帶的配合，密切配合傳送帶的停止與運(yùn)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(shí)，通過讀光電傳感器返回的數(shù)字量對(duì)當(dāng)前裝藥數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。同時(shí)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(dòng)藥片裝瓶機(jī)三菱FX系列PLC 設(shè)定裝藥 數(shù)量 實(shí)現(xiàn)裝藥流程圖22 系統(tǒng)原理方框圖 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案根據(jù)自動(dòng)藥片裝瓶機(jī)需要實(shí)現(xiàn)的控制要求和功能，首先應(yīng)制定出系統(tǒng)硬件控制的方案。硬件設(shè)計(jì)包括PLC的選型依據(jù)及其具體型號(hào)選擇，外圍電路器件的選型依據(jù)與具體型號(hào)，其中包括按鈕、電機(jī)、電磁閥、光電傳感器、指示燈等，然后是PLC的硬件接線設(shè)計(jì)。最后是制定軟件部分的設(shè)計(jì)方案，包括PLC各個(gè)I/O口的分配、程序設(shè)計(jì)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(dòng)啟動(dòng)、停止按鈕等控制命令來驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)或停止。通過光電傳感器，對(duì)裝入瓶中的藥片進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，如果藥瓶中藥片數(shù)量達(dá)到預(yù)先規(guī)定值，此時(shí)電磁閥將停止工作。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)根據(jù)自動(dòng)裝瓶機(jī)的控制功能要求，設(shè)計(jì)該設(shè)備控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)方案。方案設(shè)計(jì)包括各步進(jìn)電機(jī)、電磁閥、下藥斗、光電傳感器、皮帶機(jī)等的選型與設(shè)計(jì)。 PLC機(jī)型的選擇 PLC簡介隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)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(dòng)化。為順應(yīng)這一趨勢(shì)，Programmable Logic Controller(可編程控制器)產(chǎn)生，它是以計(jì)算機(jī)處理器為核心的自動(dòng)控制裝置。PLC的各種操作指令是在可編程序的存儲(chǔ)器中進(jìn)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(yùn)行。從上述論述可以看出，PLC是一種通過程序的改變來實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)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(jìn)行與其他上位機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)網(wǎng)的功能。PLC的發(fā)展歷程有以下幾個(gè)方面：（1）小型化、低成本 新型微電子技術(shù)不斷發(fā)展，同時(shí)新型器件功能提高，價(jià)格卻相應(yīng)的降低。（2）標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化為實(shí)現(xiàn)推動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程的目標(biāo)，一些國際型組織，如國際電工委員會(huì)（IEC），為PLC的不斷發(fā)展制定出了新的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，對(duì)不同類型的PLC產(chǎn)品做出歸納或定義，使其標(biāo)準(zhǔn)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(shí)多任務(wù)進(jìn)行操作，從而提高處理速度，增加存儲(chǔ)容量。（4）網(wǎng)絡(luò)化當(dāng)代PLC最大的發(fā)展趨勢(shì)是其網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)企業(yè)自動(dòng)化與現(xiàn)代化目標(biāo)而設(shè)計(jì)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(duì)象控制對(duì)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(chǔ)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(jìn)行著輸入信號(hào)的采集，用戶程序的執(zhí)行，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來用戶程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。（2）I/O模塊輸入模塊和輸出模塊是系統(tǒng)外部現(xiàn)場(chǎng)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(hào)，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(duì)按鈕、光電開關(guān)、限位開關(guān)、壓力繼電器等信號(hào)進(jìn)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(bào)警等裝置；模擬量輸入模塊主要針對(duì)電位器、測(cè)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(hào)進(jìn)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(hào)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(jìn)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(duì)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(duì)于輸入和編輯梯形圖是不能直接進(jìn)行的，只能輸入和編輯指令表程序，而編程軟件可以通過計(jì)算機(jī)直接編輯梯形圖或者指令表程序，并且可以進(jìn)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(jì)算機(jī)，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(fù)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(dòng)PLC負(fù)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(hào)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(huì)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(jì)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(jì)。（5）編寫梯形圖程序，這一步是設(shè)計(jì)的核心。（6）程序的檢測(cè)調(diào)試。將程序通過計(jì)算機(jī)與軟件相結(jié)合寫入到PLC，然后對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試，找到程序的缺陷和故障，進(jìn)而進(jìn)行改進(jìn)和對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行更改。 系統(tǒng)PLC機(jī)型選擇機(jī)型選擇標(biāo)準(zhǔn)的基本要