【正文】 器對(duì)藥片裝入數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)藥片數(shù)量達(dá)到預(yù)先規(guī)定值時(shí)電磁閥關(guān)閉，裝藥停止。同時(shí) PLC 在我們現(xiàn)代化的生產(chǎn)中所起的重要作用，是企業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、自動(dòng)化不可或缺的組成部分。論文在幾次經(jīng)歷挫折和失敗后順利收尾，要感謝很多人。你們鼓勵(lì)的言語(yǔ)和默默的支持給了我前行的動(dòng)力，謝謝你們，我會(huì)繼續(xù)努力。 最后要感謝的是我至愛(ài)的父母以及家人，我永遠(yuǎn)都不會(huì)忘記你們的支持和鼓勵(lì)。 總而言之，這次設(shè)計(jì)使我受益匪淺。最終系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期效果，系統(tǒng)裝瓶迅速、計(jì)數(shù)精準(zhǔn)且可靠，同時(shí)控制系統(tǒng)具有簡(jiǎn)潔、靈活、使用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng) PLC 程序進(jìn)行相應(yīng)的處理，變成步進(jìn)電機(jī)正 /反轉(zhuǎn)、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、步數(shù)等控制命令輸出到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)鏈前進(jìn)、數(shù)粒電機(jī)和供蓋步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，或者輸出到繼電器，驅(qū)動(dòng)電磁閥動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)各個(gè)氣缸組的聯(lián)動(dòng) 。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，采用直動(dòng)式電磁閥進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 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。 皮帶機(jī)按其輸送能力可分為重型皮帶機(jī)如礦用皮帶輸送機(jī)，輕型皮帶機(jī)如用在電子塑料，食品輕工，化工醫(yī)藥等行業(yè)。 圖 35 下藥斗 帶式皮帶機(jī) 皮帶輸送機(jī)也叫帶式輸送機(jī)或膠帶輸送機(jī)，是組成有節(jié)奏的流水作業(yè)線所不可缺少的經(jīng)濟(jì)型 物流輸送設(shè)備 。實(shí)現(xiàn)了 PLC 慢速輸 出與驅(qū)動(dòng)電路高速控制的匹配。 （ 5）步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行，不能直接使用交流電源和直流電源。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。 （ 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，稱為啟動(dòng)頻率或突跳頻率。它受驅(qū)動(dòng)控制線路的控制，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)。光電式傳感器的種類很多，測(cè)量準(zhǔn)確、靈敏、非接觸，并且測(cè)量參數(shù)多。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 類型。 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。 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)估計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加 10% 20%的可擴(kuò)展?？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。 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)。 編程器 輸入 模塊 CPU 中央處理器 輸出 模塊 被 控對(duì)象 控制 對(duì)象 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 （ 3）編程器 編程器是用來(lái)生成用戶程序，并且可以用來(lái)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。其濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 組成示意圖可由圖 31 所示： 可編程序控制器 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。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。 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。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。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。瓶子到了數(shù)粒機(jī)構(gòu)后，開(kāi)始數(shù)粒模塊。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。 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)行為用戶首選。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。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。 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。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名 : 年 月 日濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） i 基于 PLC的自動(dòng)藥片裝瓶機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 現(xiàn)行裝藥系統(tǒng)多為轉(zhuǎn)盤(pán)式或電子計(jì)數(shù)式裝藥系統(tǒng)，其裝藥種類與包裝方式存在局限性，在處理小型瓶裝式流水線時(shí)，存在著計(jì)藥數(shù)量不精確，成本較高等缺點(diǎn)。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的 作品成果。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的適應(yīng)性，采用了多種裝藥數(shù)量組合搭配的綜合輸入設(shè)定方式，無(wú)需修改程序，即可通過(guò)外部按鈕實(shí)現(xiàn)藥片輸入數(shù)量組合選擇，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性。其中飲食結(jié)構(gòu)不合理是發(fā)病率的主要原因。了解國(guó)外藥物裝瓶設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)動(dòng)向、機(jī)械設(shè)備情況、發(fā)展趨勢(shì)同時(shí)了解國(guó)內(nèi)最新動(dòng)向，對(duì)于企業(yè)規(guī)范產(chǎn)品技術(shù)，提 高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分有利。為滿足我們對(duì)不同藥片包裝的要求，以及對(duì)批量生產(chǎn)的需求。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。 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)。蓋子通過(guò)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。而系統(tǒng)的裝濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 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(lái)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的藥片裝填。 在裝藥過(guò)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(kāi)始，裝填改變后的藥片數(shù)量。 即通過(guò)軟硬件結(jié)合的方式，通過(guò)按動(dòng)啟動(dòng)、停止按鈕等控制命令來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)或停止。 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。 輸入模塊是用來(lái)接受和采集系統(tǒng)外部輸入信號(hào)，又可分為開(kāi)關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊。程序編譯完成后可 直接下載到PLC，也就是程序的寫(xiě)入過(guò)程，也可以將 PLC 中的程序讀入到計(jì)算機(jī)，即所謂的讀過(guò)程。 （ 4）程序設(shè)計(jì)。雖然整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 有其特有的優(yōu)點(diǎn)，但通常整體式結(jié)構(gòu) PLC 功能有缺陷，因此一般大型的控制系統(tǒng)都使用模塊式結(jié)構(gòu)，以使得系統(tǒng)功能得到擴(kuò)展。根據(jù)估算的方法故本設(shè)計(jì)的 I/O 點(diǎn)數(shù)為輸入 6 點(diǎn)，輸出 8 點(diǎn)。每種 PLC自然會(huì)有其特殊的環(huán)境技術(shù)要求，因此在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮環(huán)境條件。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 PLC 外圍電路器件的選擇 光電式傳感器 光電式傳感器（ photoelectric transducer），即基于光電效應(yīng)的一種傳感器，當(dāng)可見(jiàn)光照射傳感器， 光電效應(yīng) 就會(huì)產(chǎn)生，光信號(hào)將被轉(zhuǎn)換成 電信號(hào) 從而輸出。 同時(shí)為了兼容 PLC 的 24V 輸入輸出電平，需要選擇電平與反應(yīng)速度均兼容的光電傳感器完成此部分設(shè)計(jì)。步進(jìn)電機(jī)的工作原理實(shí)際上是電磁鐵的作用原理。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 （ 4）連續(xù)運(yùn)行的最高工作頻率：步進(jìn)電機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，它所能接受的，即保證不丟步運(yùn)行的極限頻率，稱為最高工作頻率。因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)一圈后，沒(méi)有累計(jì)誤差，具有良好的跟隨性。在 進(jìn)行步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的品種選擇時(shí)，要綜合考慮速比、軸向力、額定轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行頻率，以確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的具體規(guī)格和控制裝置。 裝藥機(jī)構(gòu) 由于裝藥機(jī)通過(guò)對(duì)裝藥 數(shù)量 計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)裝藥數(shù)量的精確控制，故需要設(shè)計(jì)一個(gè)完整的裝藥機(jī)構(gòu)，完成對(duì)藥片的單個(gè)分離與釋放，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的預(yù)計(jì)功能。被送物料溫度小于 60 度 。 皮帶輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于家電、電子、電器、機(jī)械、煙草、注塑、郵電、 印刷、食品等各行各業(yè)，物件的組裝、檢測(cè)、調(diào)試、包裝及運(yùn)輸?shù)取? 電磁閥 電磁閥（ Electromagic valve）是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動(dòng)。 （ 2）分步直動(dòng)式電磁閥： 原理：它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒(méi)有壓差時(shí)，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門(mén)打開(kāi)。)。當(dāng)手動(dòng)皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)按鈕被按下，皮帶機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)， 5 秒后將停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在此過(guò)程中各個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器將會(huì)復(fù)位，同時(shí)在此過(guò)程中可選擇裝入藥瓶中的藥片數(shù)量繼續(xù)裝藥。同時(shí)，這次設(shè)計(jì)的過(guò)程中也讓我了解到當(dāng)今社會(huì)自動(dòng)化生產(chǎn)所存在的劣勢(shì)，以及我國(guó)與國(guó)外存在的差距。首先要衷心地感謝我的指導(dǎo)老師邱老師，您嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S、認(rèn)真的教誨、開(kāi)闊的眼界帶領(lǐng)我走出迷茫。 回望四年的點(diǎn)滴，四年的磨礪讓我不斷成長(zhǎng)，心中多的是責(zé)任和承擔(dān)，漸少的是幼稚和懦弱。 然后還要感謝在我的大學(xué)四年期間無(wú)私教授知識(shí)的老師們，你們辛苦了！ 其次，我要感謝我的朋友和眾多室友，是他們積極的鼓勵(lì)我，使我更加充滿信心，并且?guī)椭也殚喠嗽S多文獻(xiàn)和資料，使我的論文寫(xiě)作的理論依據(jù)更加豐富和充分，提高了論文的理論層次。它不僅磨練了我的意志，而且提升了我的能力，這必將對(duì)我將來(lái)的研究學(xué)習(xí)和工作起很大的作用。當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)與指導(dǎo)老師交流溝通，經(jīng)過(guò)老師的指點(diǎn)和自己的努力，最后完成整個(gè)設(shè)計(jì)。通過(guò)按鈕控制，可進(jìn)行生產(chǎn)開(kāi)始、生產(chǎn)停止、急停等操作。 特點(diǎn)：流體壓力 范圍上限較高，可任意安裝但必須滿足流體壓差條件。 電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔連接不同的油管，腔中間是活塞，兩面是兩塊 電磁鐵 ，哪面的磁鐵線圈通電 閥體 就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉不同的排油孔，而進(jìn)油孔是常開(kāi)的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油缸的 活塞 ，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械 裝置 。而帶式裝藥機(jī)器效率高，速度快，但結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)單，不利于高精度的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。皮帶 輸送機(jī) 主要由機(jī)架、輸送皮帶 、皮帶輥筒、張緊裝置、傳動(dòng)裝置等組成。當(dāng)皮帶上模濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 孔組通過(guò)加料器下方時(shí)，由于轉(zhuǎn)刷與皮帶在接觸區(qū)域的速度是反向的，這樣就將?？咨戏蕉嘤嗟乃幬镒钃踝。瑥亩ＷC藥片掉落的準(zhǔn)確性。同時(shí)其內(nèi)部高速 MOS 管搭建的雙 H 橋驅(qū)動(dòng)電路保證開(kāi)關(guān)速度。 （ 4）速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整，低速下仍能獲得較大