【正文】 04 S4 每瓶裝 10 片按鈕 X005 SF 位置開關 X006 B1 光電傳感器 輸出繼電器 Y001 M 皮帶機接觸器 Y002 Y 電磁閥 Y003 H1 3 片指示燈 Y004 H2 5 片指示燈 Y005 H3 7 片指示燈 Y006 H4 10 片指示燈 表 32 其它編程元件的地址分配 編程元件 編程地址 用途 狀態(tài)器 S0 準備 S20 皮帶機輸送空瓶 S21 每瓶裝 3 片 S31 每瓶裝 5 片 S41 每瓶裝 7 片 S51 每瓶裝 10 片 計數(shù)器 C1 設定值 3 C2 設定值 5 C3 設定值 7 C4 設定值 10 硬件系統(tǒng)接線圖和狀態(tài)流程圖 由于該自動藥片裝瓶控制系統(tǒng)需要 7 個輸入繼電器和 6 個輸出繼電器，同時要用 6 個狀態(tài)器和 4 個計數(shù)器，所以本系統(tǒng)選擇了 FX2N16MR 作為該系統(tǒng)的核心控14 制器。進行內(nèi)存容量的估計，適當留有余量。在整個運行期間，PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。 要強調(diào)的是，引入“能流”概念，是為了和繼電接觸器控制系統(tǒng)相比較，告訴人們?nèi)绾蝸砝斫馓菪螆D各輸出點的動作，實際上并不存在這種“能流”。解釋程序?qū)⑻菪螆D逐條解釋，翻譯成相應的機器語言指令，再由 CPU 執(zhí)行這些指令。 （ 8） 輸入輸出接口電路。一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。并且該控制系統(tǒng)擴展性和通用性良好。 手工裝瓶生產(chǎn)難于管理，容易出現(xiàn)紕漏和混亂，自動裝瓶機建立了一個能控制整個數(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。 自動藥片裝瓶機 PLC 控制系統(tǒng)設計 院 系：機電與自動化學院 專業(yè)班級：電氣 工程及其自動化 0905 班 姓 名：張航 學 號： 20202031188 指導教師：屈虹 2020 年 6 月 自動藥片裝瓶機 PLC 控制系統(tǒng)設計 The design of PLC control system about automatic tablet bottling machine I 摘 要 PLC 可編程序控制器 其 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相 同。 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。由該裝瓶機控制系統(tǒng)可見，一般藥品包裝動作均可分為以下幾個模塊： ① 藥品容器供應 (如藥瓶供應 )； ② 藥品供應 (如藥丸藥粒等供應 )； ③ 密封方案實現(xiàn) (如瓶蓋供應與封蓋 )； ④ 成品半成品運輸 (如主傳動鏈，連接各個動作階段，直至完成裝瓶 )； ⑤ 最終封裝 (如裝箱等 )。 （ 2） 中央處理單元 (CPU)中央處理單元 (CPU) 是 PLC 的控制中樞。 ① 現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是 PLC 與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。 （ 3） 標準程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序 標準程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序由許多獨 立的程序塊組成，各塊程序有不同的功能，有的完成輸入、輸出處理，有的完成特殊運算等。 （ 2） 語句表（ STL） 語句表是一種類似于計算機匯編語言的助記符語言，它是 PLC 最基礎的編程語言。 （ 1） 輸入采樣階段。根據(jù)經(jīng)驗，對于一般開關量控制系統(tǒng)，用戶程序所需存儲器的容量等于 I/O 總數(shù)乘以 8；對于只有模擬量輸入的控制系統(tǒng)，每路模擬量需要 100 個存儲器字；對于既有模擬量輸入又有模擬量輸出的控制系統(tǒng)，每路模擬量需要 200 個存儲器字。用 三菱 FX2N16MR 設計的硬件系統(tǒng)接線如圖 31 所示，狀態(tài)流程如圖 32所示。 圖 41 調(diào)試選項卡 然后點擊 → 在線 → 調(diào)試 → 軟元件測試對程序進行測試。使我加深了對 PLC 梯形圖、指令表、外部接線圖的理解，還有經(jīng)過在網(wǎng)上查找資料以及到圖書館學習，也使我更好的理解和認識了關于 PLC 設計原理和實際中的應用過程。 又到一年畢業(yè)季，看過了兩年來的學長們的離去，如今也輪到了我們， 從開始進入課題到設計的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給予了我無言的幫助，感謝在一起愉快的度過大學生涯的的同學，感謝你們在學習和生活上給予我的幫助！感謝在大學期間教過我的各科老師，是你們的悉心教導才有我學 業(yè)的進步和順利的畢業(yè)，感謝你們！在這里再次表達謝意 ! 最后我還要感謝我的母校華中科技大學四年來對我的栽培。使我不僅學到了 PLC 實用的知識，為以后進行 PLC 的研究，打了很好的基礎。發(fā)現(xiàn)問題后及時修改程序，直到在各種可能的情況下輸入信號與輸出信號之間的關系完全符合要求。梯形圖程序如圖 33 所示。 （ 3） 硬件設計根據(jù)所選用的 PLC 產(chǎn) 品，了解其使用的性能。輸入采樣結束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。例如圖 22 所示。 整個系統(tǒng)監(jiān)控程序是一個整體，它質(zhì)量的好壞很大程度上影響 PLC 的性能。 （ 9） 功能模塊如計數(shù)、定位等功能模塊。當 PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映像 區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入 I/O 映像區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。只要藥品包裝的各個動作能通過機械方式實現(xiàn)，就能夠找到相應的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)自動化。 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。 在現(xiàn)今醫(yī)藥行業(yè)中，自動裝瓶機得到了廣泛應用，它由 PLC 通過 USS 通信協(xié)議直接控制電動機。 PLC 通過 USS 通信協(xié)議直接控制電機 ,不僅能夠?qū)崿F(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(zhì)量的目的。自動藥片裝瓶機模型如圖 11 所示。 PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為： （ 1） 電源 PLC 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。 （ 7） 存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 （ 2） 用戶指令解釋程序 用戶指令解釋程序是聯(lián)系高級語言和機器碼的橋梁。把左邊的母線假設為電源“火線”，而把右邊的母線假想為電源“零線”。 PLC 的基本工作原理 當 PLC 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。 PLC 控制系統(tǒng)的設計基本原則 （ 1） 分析控制系統(tǒng)的控制要求熟悉被控對象的工藝要求，確定必須完成的動作及動作完成的順序，歸納出順序功能圖。當試運一定時間且系統(tǒng)運行正常后，可將程序固化在具有長久記憶功能的存儲器中，做好備份。 圖 38 裝 10片指示及計數(shù)模塊 程序梯形圖 （ 1） 控制梯形圖如圖 39 所示 17 圖 39 控制梯形圖 （ 2） 指令表 18 0 LD M8002 1 ZRST SO S51 2 LD M8002 3 SET S0 4 STL S0 5 LD X000 6 SET S20 7 STL