【正文】 ............................................................................... 4 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 5 PLC 機(jī)型的選擇 .......................................................................................................... 5 PLC 外圍電路器件的選擇 .......................................................................................... 7 光電式傳感器 ......................................................................................................... 7 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ............................................................................................................. 9 裝藥機(jī)構(gòu) ............................................................................................................... 11 帶式皮帶機(jī) ........................................................................................................... 12 電磁閥 ................................................................................................................... 13 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 15 PLC I/O 口的分布 .................................................................................................... 15 程序設(shè)計(jì)流程圖 ....................................................................................................... 16 程序設(shè)計(jì)梯形圖 ....................................................................................................... 18 程序指令表 ............................................................................................................... 21 人機(jī)界面 ................................................................................................................... 23 第五章 結(jié)論 ..................................................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................... 25 1 第一章 緒論 隨著科技的日漸發(fā)展，相應(yīng) PLC 的應(yīng)用范圍正被不斷擴(kuò)大，其發(fā)揮主導(dǎo)作用的領(lǐng)域擴(kuò)展著，醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng) 用包含其中，其中具代表性的有自動(dòng)裝瓶機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展。 自動(dòng)藥片裝瓶機(jī)的研究發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r： “ 藥片文化 ” 還是 “ 飲食文化 ” 從很早以前就困擾著外國(guó) 公眾，并且當(dāng)我國(guó)民眾還處于為實(shí)現(xiàn)民族獨(dú)立，人民解放奮戰(zhàn)的水深火熱中，他們的這種困擾已經(jīng)開(kāi)始。尤其是在二戰(zhàn)后，在崇尚速度和效率的美國(guó)，快餐業(yè)迅速崛起。這時(shí) 隨著 PLC等自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展， PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域正不斷擴(kuò)大著，藥片自動(dòng)裝瓶應(yīng)需產(chǎn)生，發(fā)展迅速。 目前我國(guó)食品藥品安全的現(xiàn)狀并不令人滿(mǎn)意，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局指出近年來(lái)藥 品安全性危險(xiǎn)事件不斷發(fā)生。首先我們要做的是要著力消除生產(chǎn)和包裝這種源頭問(wèn)題，著手于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將生產(chǎn)采用自動(dòng)化。采用 PLC 直接控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使得資源利用率以及產(chǎn)品質(zhì)量相應(yīng)提高，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。 我國(guó)自動(dòng)裝瓶設(shè)備行業(yè)和技術(shù)得到了快速發(fā)展，重點(diǎn)表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面，一是專(zhuān)門(mén)化：自動(dòng)藥片裝瓶系統(tǒng)具有較高的可靠性，工作平穩(wěn)，零故障 運(yùn)行為用戶(hù)首選。生產(chǎn)率提高的同時(shí)，最重要的是能達(dá)到國(guó)家藥品安全規(guī)定的各項(xiàng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。只有這樣經(jīng)營(yíng)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。通過(guò)以上 2 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。瓶子到了數(shù)粒機(jī)構(gòu)后，開(kāi)始數(shù)粒模塊。 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。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。 采用 FX2N 系列 PLC 控制藥片裝瓶機(jī)運(yùn)行，其中按鈕、開(kāi)關(guān)，光電傳感器分別接 PLC 輸入口相應(yīng)位置 。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。如果在裝藥過(guò)程中系統(tǒng)啟停開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)，則只有當(dāng)前藥瓶中藥片裝滿(mǎn)后，控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)才能停止。 工作原理方框圖 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。通過(guò)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?？紤]因素包括以下幾個(gè)方面： （ 1）結(jié)構(gòu)合理 根據(jù)工藝過(guò)程、環(huán) 境條件以及維修量的大小，選用不同結(jié)構(gòu)的 PLC。 （ 4） 環(huán)境適應(yīng)性 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)估計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加 10% 20%的可擴(kuò)展。 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身提供的硬件存儲(chǔ)單元 大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶(hù)應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)容量。 存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)量的估算沒(méi)固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同的公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 1015 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)，另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。 面對(duì)眾多廠(chǎng)家提出的多種系列、功能各異的 PLC 產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)、性能、價(jià)格各不相同。輸入輸出部分的點(diǎn)數(shù)分別如 3 32 表所示： 表 31 輸入部分點(diǎn)數(shù) 輸入部分 點(diǎn)數(shù) 系統(tǒng)開(kāi)按鈕 1 系統(tǒng)關(guān)按鈕 1 數(shù)量選擇按鈕 1 1 數(shù)量選擇按鈕 2 1 數(shù)量選擇按鈕 3 1 光電傳感器 1 表 32 輸出部分點(diǎn)數(shù) 輸出部分 點(diǎn)數(shù) 皮帶機(jī) 驅(qū)動(dòng)器 1 指示燈 1 1 指示燈 2 1 指示燈 3 1 電磁閥 1 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器 1 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器 1 頻率發(fā)生器 1 針對(duì)本課題的研究特點(diǎn)和系統(tǒng)性能要求的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)，本系統(tǒng)采用三菱公司 FX2N 系列中的 16MR，即 FX2N16MR 類(lèi)型。在測(cè)量位移 溫度等物理量方面均應(yīng)用廣泛。光電式傳感器的種類(lèi)很多，測(cè)量準(zhǔn)確、靈敏、非接觸，并且測(cè)量參數(shù)多。經(jīng)過(guò)甄選，最終采用了臺(tái)灣億光公司的槽型光耦作為光電式傳感器，其體積小巧，便于安裝，但需要設(shè)計(jì)外圍電路，完成光電傳感器的數(shù)字量輸出。它受驅(qū)動(dòng)控制線(xiàn)路的控制，將進(jìn)給脈沖的電平信號(hào)直接變換為具有一定方向、大小和速度的機(jī)械轉(zhuǎn)角位移，并通過(guò)齒輪和絲杠帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。 步進(jìn)電機(jī)的主要特性有以下幾個(gè)方面： （ 1）步距角：步進(jìn)電機(jī)的步距角是反映步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度。 （ 3）啟動(dòng)頻率：空載時(shí)，步進(jìn)電機(jī)由靜止突然啟動(dòng)到正 常運(yùn)行所允許的最高頻率，稱(chēng)為啟動(dòng)頻率或突跳頻率。它是決定定子繞組通電狀態(tài)最高變化頻率的參數(shù)，它決定了步進(jìn)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。其中逐漸上升和下降的加速時(shí)間、減速時(shí)間不能過(guò)小，否則會(huì)出現(xiàn)失步或超步。 （ 2）由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)既簡(jiǎn)單、廉價(jià)又非?？煽?。 （ 5）步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行，不能直接使用交流