【正文】 專科畢業(yè)設計說明書（論文） 第I頁 共II頁自動裝藥片PLC控制設計畢業(yè)論文目 錄1緒論 1 1 2 22 PLC在自動裝藥片機中的優(yōu)勢 4 PLC發(fā)展簡介 4 PLC的分類及編程語言 5 PLC的應用領域 5 PLC的特點 6 PLC的設計原則 7 8 8 93 自動藥片裝瓶機的設計 10 10 10 11 12 134 自動裝瓶機系統(tǒng)硬件設計 14 14 光電接近開關選型 16 18 23 24 系統(tǒng)操作臺 24 主電路設計 25 控制電路設計 25專科畢業(yè)設計說明書（論文） 第II頁 共II頁 PLC外圍接線圖 285 自動裝藥片機的軟件設計 29 PLC的工作原理 29 循環(huán)掃描技術 29 PLC的輸入/輸出響應時間 30 S7200系列可編程控制器 30 可編程序控制器的結構 33 控制系統(tǒng)I/O地址分配 35 控制程序流程圖 37 旋蓋位的軟件設計 38 容器藥物多少報警的軟件設計 40 41致謝 43參考文獻 44控制程序梯形圖 45第 3 頁 共 49頁?？飘厴I(yè)設計說明書（論文）1緒論 醫(yī)藥行業(yè)中，醫(yī)藥包裝機械產(chǎn)品種類豐富，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(nèi)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。 PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)控制領域。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 自動藥片裝瓶機是PLC在制藥行業(yè)的自動化的一大成功的應用。隨著人民生活水平的提高，藥片市場有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，但是目前大部分藥廠在藥片裝瓶過程中仍采用人工操作，為了提高生產(chǎn)效率，許多制藥機械生產(chǎn)廠家爭相研制高性能的自動藥片裝瓶機。本文利用 PLC 編程對藥片的裝瓶過程實行控制，以此提高生產(chǎn)效率。技術工藝，是衡量一個企業(yè)是否具有先進性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領先于競爭者的重要指標依據(jù)。隨著我國藥物生產(chǎn)設備市場的迅猛發(fā)展，與之相關的生產(chǎn)技術應用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關注的焦點。了解國內(nèi)外藥物裝瓶設備生產(chǎn)技術的研發(fā)動向、工藝設備、技術應用及趨勢對于企業(yè)提升產(chǎn)品技術規(guī)格，提高市場競爭力十分關鍵。目前食品藥品安全的現(xiàn)狀十分不容樂觀，國家食品藥品監(jiān)督管理局發(fā)現(xiàn)兩大現(xiàn)狀導致近幾年藥品安全性突發(fā)事件的頻繁發(fā)生，一是藥品生產(chǎn)企業(yè)不按生產(chǎn)工藝生產(chǎn)、規(guī)避監(jiān)管，潛在不安全因素。二是在非GMP流水線廠房生產(chǎn)藥品。如果想改變此現(xiàn)狀，要著力消除問題隱患，從生產(chǎn)環(huán)節(jié)入手，采用自動化生產(chǎn)，自動裝瓶機解決了生產(chǎn)中的許多問題。 醫(yī)藥行業(yè)中，醫(yī)藥包裝機械產(chǎn)品種類豐富，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(nèi)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(diào)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(nèi)的藥品氣體揮發(fā)和外部氣體向瓶內(nèi)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。長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領域的主導地位，為各種各樣的自動化設備提供了非?？煽康目刂茟茫渲饕蛟谟谒軌驗樽詣涌刂铺峁┌踩煽亢捅容^完善的解決方案。適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要；另一方面，PLC必須依靠其他新技術來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊。PLC誕生不久即顯示了其在工業(yè)控制中的重要地位，如日本、德國、法國等國家相繼研制成各自的PLC。PLC技術隨著計算機和微電子技術的發(fā)展而迅速發(fā)展，由最初的一位機發(fā)展為八位機。隨著微處理器CPU和微型計算機技術在PLC中的應用，形成了現(xiàn)代意義上的PLC?，F(xiàn)在的PLC產(chǎn)品已經(jīng)使用了十六位、三十二位高性能微處理器，而且實現(xiàn)了多處理器的多通道處理，通信技術使PLC的應用得到進一步發(fā)展。近年來，隨著可編程控制器的日漸成熟，越來越多設備的控制都采用PLC控制器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制，并取得了很好的經(jīng)濟效益。PLC具有抗干擾能力強、可靠性高，控制系統(tǒng)結構簡單、通用性強，編程方便、易于使用，功能完善，設計、施工、調(diào)試的周期短，體積小、維護操作方便及適應工業(yè)環(huán)境等優(yōu)點，是一種通用的自動控制裝置，結合當今發(fā)展較快、應用越來越廣的模糊控制技術和PID控制技術，可實現(xiàn)較大型控制系統(tǒng)，且功能完善，效果好。PLC總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā)展，具體表現(xiàn)為：向小型化、專用化、成本低方向發(fā)展，向大容量、高速度方向發(fā)展，智能型I/O模塊的發(fā)展，基于PC的編程軟件取代編程器，平流層編程語言的多樣化，PLC通信的易用化，組態(tài)軟件與PLC的軟件化，PLC與現(xiàn)場總線相結合[1]。PLC的種類繁多，應用領域極其廣泛。目前，在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、石油、水泥、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。隨著人民生活水平的提高,醫(yī)療條件的不斷改善，藥品市場有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。隨之而來的是藥品生產(chǎn)廠家對高性能的藥粒自動包裝機迫切需求，因此對于具有單品種生產(chǎn)時速度快、精度高，同時在結構設計上零部件更換方便快捷的全自動生產(chǎn)線是具有重要意義的。在目前制藥生產(chǎn)中，片劑、膠囊等制劑很多是采用瓶裝這種包裝形式。自動藥片裝瓶機是在片劑、膠囊的裝瓶、旋蓋生產(chǎn)線（即將裝瓶機、旋蓋機通過中間輸送帶聯(lián)系起來）基礎上改進的，提高了裝瓶的效率和自動化水平，并且滿足藥品生產(chǎn)質量管理規(guī)范（簡稱GMP）對生產(chǎn)機械在結構設計、滿足生產(chǎn)工藝和驗證等方面的嚴格要求。第 50 頁 共 49 頁?？飘厴I(yè)設計說明書（論文）2 PLC在自動裝藥片機中的優(yōu)勢 PLC發(fā)展簡介在市場經(jīng)濟的推動下，人們要求產(chǎn)品品種齊全且質優(yōu)價廉。為適應市場的需求，工業(yè)產(chǎn)品的品種就要不斷更新?lián)Q代，從而要求產(chǎn)品的生產(chǎn)線及附屬的控制系統(tǒng)不斷地修改甚至更換。在20世紀60年代，生產(chǎn)線的控制主要采用繼電器控制。修改一條生產(chǎn)線，要更換許多硬件設備，進行復雜的接線，既浪費了許多硬件又大大拖延了施工周期，增加了產(chǎn)品的成本。于是人們尋找研制一種新型的通用控制設備。1968年，美國通用汽車公司（GM）液壓部體統(tǒng)了10項招標指標：1　 編程簡單，可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序；2　 維護方便，各部件最好采用插件方式 ；3　 可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；4　 設備體積小于繼電器控制柜；5　 數(shù)據(jù)可以直接送給管理計算機；6　 成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競爭；7　 輸入電壓是115V交流電；8　 輸出電壓也是115V交流電，輸出電流達2A以上，能直接驅動電磁閥；9　 系統(tǒng)擴展是，原系統(tǒng)只需做很小的變動；10　 用戶程序存儲容量可擴展到4KB美國數(shù)字設備公司（DEC）中標，于1969年研制成功了一臺符合要求的控制器，成為可編程控制器，在通用汽車公司（GM）的汽車裝配生產(chǎn)線上試驗并獲得成功。美國電器制造商協(xié)會（NEMA）經(jīng)過4年的調(diào)查，于1980年把這種控制器正式命名為可編程控制器（Programmable Controller），英文縮寫為PC。為了與個人計算機PC（Personal Computer）相區(qū)別，就在PC中間加入L（Logical）而寫成PLC。國際電工委員會（IEC）于1982年頒布了PLC標準草案第一稿，1987年2月頒布了第三稿，對可編程控制其定義如下： 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計算和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械動作過程?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則設計。 PLC的分類及編程語言PLC已成為工業(yè)控制領域中最常見、最重要的控制裝置，它代表著一個國家的工業(yè)水平。以美國GM公司為例，1987年其工業(yè)區(qū)安裝近2萬臺PLC、2000臺工業(yè)機器人，若包括編程智能設備，總數(shù)近4萬臺。至1990年上述設備增至20萬臺之多，實現(xiàn)了工廠自動化的全面要求。世界上生產(chǎn)PLC的廠家非常多，其中著名的廠家有美國的AB，日本的三菱，德國的西門子等公司。PLC通常以輸入輸出點（I/O）總數(shù)的多少進行分類。I/O點數(shù)在128點以下為小型機；I/O點數(shù)在129～512點為中型機；I/O點數(shù)在513點以上為大型機。PLC的I/O點數(shù)越多，其存儲容量也越大。PLC的編程語言常用的有梯形圖、指令表和SFC圖。由于梯形圖比較直觀，容易掌握，因而很受普通技術人員的歡迎。PLC的常用編程工具有：①手持式編程器，一般供現(xiàn)場調(diào)試及修改使用；②個人電腦，利用專用的編程軟件進行編程。 PLC的應用領域PLC的應用非常廣泛，例如：電梯控制、防盜系統(tǒng)的控制、交通分流信號燈控制、樓宇供水自動控制、消防系統(tǒng)自動控制、供電系統(tǒng)自動控制及各種生產(chǎn)流水線的自動控制等。按PLC的編程功能來分可分為以下6大類：⑴開關量順序控制這是PLC最早、最原始的控制功能，可以取代傳統(tǒng)的繼電器邏輯電路中的順序控制系統(tǒng)。例如電梯自動控制、工廠裝配流水線的控制及交通分流信號燈的自動控制的等。⑵模擬量控制PLC利用PID（Proportional Integral Derivative）算法可實現(xiàn)閉環(huán)控制功能。 例如對溫度、速度、壓力及流量等的過程量控制。⑶運動控制目前PLC制造商已制造出能驅動步進電機和伺服電動機的單軸或多軸的PLC和運動控制特殊模塊，可驅動單軸或多軸電動機按一定的速度、作用力到達擬定目標位置。隨著PLC用量的增加，其價格大幅度地降低，而其功能卻不斷地增強，現(xiàn)在用PLC實現(xiàn)運動控制比用其他方法更有優(yōu)越性：價格更低、速度更快、體積更小、操作更方便。⑷通信功能為適應現(xiàn)代化工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的需要——集中及遠程管理，PLC可實現(xiàn)與PLC