基于plc全自動(dòng)藥品包裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-06-27 08:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在同一臺(tái)設(shè)備上，同一豎直方向上自動(dòng)完成包裝袋成型、計(jì)量、打印日期、充填、封口、切斷、輸出等工序。包裝物料一般為：液體、粘稠體、顆粒物料、粉料、膏體、片劑、膨化食品等。充填計(jì)量方式一般為：容積式、稱重式。容積式又可分為量杯式、旋轉(zhuǎn)閥式、柱塞式；稱重式又可分為電子秤、杠桿秤兩種。有些包裝機(jī)還采用組合式，粗供料采用容積式，精供料采用稱重式等。所有包裝材料主要是具有可熱封的塑料單膜和各種復(fù)合膜。包裝成型袋以扁平袋為多。熱封方式主要：有往復(fù)、L型閉合式、旋轉(zhuǎn)式。國(guó)產(chǎn)中型袋包裝機(jī)多采用的橫封裝置是連續(xù)對(duì)輥式，其缺點(diǎn)是開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)時(shí)，在輥輪中間都要夾持部分包裝材料，既難于清洗又浪費(fèi)材料。小型袋包裝機(jī)，橫封裝置采用的是扇形開(kāi)合的封口方法，當(dāng)包裝袋的尺寸擴(kuò)大后，其封口質(zhì)量難以保證?？陀^地講，我國(guó)生產(chǎn)的袋成型自動(dòng)包裝機(jī)綜合性能與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的產(chǎn)品還存在著很大差距。比較突出的問(wèn)題是：機(jī)械加工工藝技術(shù)水平低；機(jī)構(gòu)動(dòng)作的同步、協(xié)調(diào)性差；關(guān)鍵零部件、易損件、電氣元件壽命短、可靠性差；生產(chǎn)速度一般都比較慢，自動(dòng)化水平不高，自動(dòng)化調(diào)節(jié)、自動(dòng)化控制水平低；設(shè)備的可操控性差，維護(hù)保養(yǎng)較麻煩；充填精度低、速度慢；外觀造型和表面質(zhì)量差。據(jù)調(diào)查，現(xiàn)有自動(dòng)包裝機(jī)存在以下問(wèn)題：，薄膜輸送速度不穩(wěn)，對(duì)袋長(zhǎng)精度和袋形精度和袋形質(zhì)量的影響；工作初期和末期，帶膜卷的直徑速度變化很大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變化，造成包裝輸送時(shí)拉力不均勻，使得袋封長(zhǎng)度變化，袋長(zhǎng)控制精度不高。（充填精度）低且工作時(shí)不穩(wěn)定。；目前國(guó)產(chǎn)包裝機(jī)的包裝速度，小袋包裝在60~120袋/分之間，包裝速度超過(guò)80袋/分時(shí)包裝質(zhì)量將下降；中袋包裝為35~60袋/分。國(guó)外設(shè)備的包裝速度以達(dá)到1200袋/分，中袋包裝160袋/分。國(guó)家規(guī)定，包裝袋的封口處應(yīng)平整，網(wǎng)紋清晰，不得有灼化和壓穿現(xiàn)象。而現(xiàn)有的包裝機(jī)不能很好的達(dá)到國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)；包裝成品的封口強(qiáng)度低；由于塑料包裝材料與被包裝物之間的靜電作用，在塑料袋內(nèi)壁上會(huì)吸附細(xì)小的被包裝物粉粒，若不除去會(huì)造成橫封口處封口不牢，嚴(yán)重影響包裝袋封口質(zhì)量。自動(dòng)包裝機(jī)的橫封機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式的不合理，將導(dǎo)致封口質(zhì)量問(wèn)題。傳統(tǒng)的包裝機(jī)的封口機(jī)構(gòu)，其作用封塊是扇形開(kāi)合，封口部位熱封時(shí)間不同，導(dǎo)致封口處不平滑，部分灼化或者強(qiáng)度不夠。兩橫封快機(jī)構(gòu)采用左橫封快運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩橫封快對(duì)包裝袋的作用力不同，會(huì)造成其封口不勻。而且封口周期長(zhǎng)，包裝速度慢。 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容全自動(dòng)藥品包裝機(jī)工藝全過(guò)程包括：制袋、充填、封口、日期打印、切斷袋膜等，設(shè)計(jì)采用PLC對(duì)藥品包裝機(jī)工藝過(guò)程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)工作方式。（1）畫出PLC I/O端口接線圖，并按圖接線。（2）編制控制程序，并畫出梯形邏輯圖。（3）完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求。（4） 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)袋成型自動(dòng)藥品包裝機(jī)是將具有熱塑性的包材經(jīng)加熱軟化制成包裝容器，在一臺(tái)設(shè)備上自動(dòng)完成制袋成型、計(jì)量充填、封合剪切等全過(guò)程的自動(dòng)包裝設(shè)備。該機(jī)主要由計(jì)量裝置、拉膜機(jī)構(gòu)、縱封機(jī)構(gòu)、橫封機(jī)構(gòu)、糾偏機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)構(gòu)原理如圖21： 圖21 機(jī)構(gòu)原理圖當(dāng)袋成型藥品自動(dòng)包裝機(jī)整機(jī)運(yùn)行時(shí)，拉膜電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)拉膜帶恒速連續(xù)運(yùn)行，拉膜帶的速度可以按照包裝速度設(shè)定值自動(dòng)調(diào)整。拉膜帶的內(nèi)測(cè)為齒形帶外側(cè)為高彈力的橡膠帶。高彈力橡膠帶可以增強(qiáng)其與薄膜的摩擦力，在該摩擦力的作用下，包裝材料隨拉膜帶向下運(yùn)動(dòng)。袋成型自動(dòng)藥品包裝機(jī)的工作原理如圖22： 圖22 工作原理圖 內(nèi)裝物的工藝特性分析藥品主要是顆粒狀、粉末狀或者流體，該包裝機(jī)可以在微小更改的基礎(chǔ)上完成固體物料的包裝。如果固體內(nèi)裝物的形狀變化，只需簡(jiǎn)單更改零件就可以了。如尺寸大小變更可以調(diào)整成型器或更換成型器，其它的可以只是簡(jiǎn)單調(diào)整。易碎的物件可以在中封牽引、端封切斷器上粘貼一些緩沖的物料，而無(wú)需更換零件就可以使機(jī)械適應(yīng)范圍廣。若包裝物由粉末狀變?yōu)橐后w，則需要換物料輸送模塊，以及物料填充計(jì)量裝置?？偠灾尚妥詣?dòng)包裝機(jī)的使用范圍極廣，只要是一般特性的藥品都可以包裝。 包裝材料的要求包裝材料在包裝機(jī)設(shè)計(jì)中也是重要的。塑料包裝的問(wèn)世，引起了包裝機(jī)的革命。使包裝工藝、包裝技術(shù)發(fā)生了巨大變化。如塑料包裝可以采用高頻加熱熱封包裝或電熱絲脈沖熱封包裝。醫(yī)藥行業(yè)多采用聚乙烯薄膜包裝，考慮到在薄膜牽引時(shí)，薄膜要受到較大的張力，一般來(lái)說(shuō)，包裝的速度越高，包裝材料越容易被拉斷。如果包裝材料的拉力強(qiáng)度不夠，勢(shì)必影響包裝速度的提高。因此，選擇包裝材料的質(zhì)量是十分重要的。 系統(tǒng)工作循環(huán)過(guò)程袋成型藥品自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)適合于連續(xù)式自動(dòng)包裝。從工藝上講，其包裝工作循環(huán)過(guò)程如圖23所示。工藝是連續(xù)的，只有在內(nèi)裝物供送時(shí)，每送入一件必須保證端封切斷器封切一件。 圖23 包裝工作循環(huán)過(guò)程 包裝機(jī)原理框圖結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)的功能要求以及包裝機(jī)的工作原理和工作過(guò)程，設(shè)計(jì)出包裝機(jī)的原理框圖，如圖24所示。 圖24 原理框圖第3章 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 硬件配置系統(tǒng)硬件配置結(jié)構(gòu)如圖31： 系統(tǒng)硬件配置 圖31包括中央處理單元以及I/O擴(kuò)展單元、檢測(cè)元件（光電開(kāi)關(guān)和接近開(kāi)關(guān)等）、操作面板（旋鈕開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)）、控制元件（交流接觸器和電磁閥）以及執(zhí)行元件（電動(dòng)機(jī)和氣缸）等幾部分。操作面板作為設(shè)備控制的操作界面，接受來(lái)自操作人員的操作指令并指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；檢測(cè)元件檢測(cè)料位計(jì)量、投料結(jié)束信號(hào)，以及各部分的動(dòng)作完成情況；PLC自動(dòng)循環(huán)掃描各個(gè)輸入輸出點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)，并根據(jù)梯形圖程序所確定的邏輯關(guān)系更新輸出點(diǎn)的狀態(tài)，通過(guò)斷通交流接觸器和換向電
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