【正文】 對藥片裝入數(shù)進行統(tǒng)計，當藥片數(shù)量達到預先規(guī)定值時電磁閥關閉，裝藥停止；當按下數(shù)量選擇按鈕S3，此時電磁閥被打開，裝藥開始進行，此過程中通過光電式傳感器和數(shù)據(jù)計數(shù)器對藥片裝入數(shù)進行統(tǒng)計，當藥片數(shù)量達到預先規(guī)定值時電磁閥關閉，裝藥停止。經(jīng)PLC程序進行相應的處理，變成步進電機正/反轉、電機轉動、步數(shù)等控制命令輸出到步進電機驅動器，驅動步進電機，實現(xiàn)主傳動鏈前進、數(shù)粒電機和供蓋步進電機的轉動，或者輸出到繼電器，驅動電磁閥動作，實現(xiàn)各個氣缸組的聯(lián)動。包括主傳動步進電機轉動、數(shù)粒步進電機轉動、數(shù)粒粒數(shù)、供蓋步進電機轉動、延時時間等。對于實現(xiàn)瓶蓋上方的位置精度，使用限位塊方案。由于瓶蓋和瓶子尺寸超小，電機帶動氣缸組的停止位置精度同樣有很高要求(177。根據(jù)本設計的要求，采用直動式電磁閥進行設計。（3）先導式電磁閥：原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關 閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導孔關閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動關閉件向下移動，關閉閥門。當入口與出口達到啟動壓差時，通電后，電磁力先導小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷電時，先導閥利用彈簧力或介質壓力推動關閉件，向下移動，使閥門關閉。特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過25mm。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調節(jié)閥等。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調整介質的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。其藥片裝瓶數(shù)量需要方便設置，適用于不同的裝藥需求。綜上所述，本設計需要設計一個控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)是將規(guī)定數(shù)量的藥片，有序自動地裝入到藥瓶中。由前文可知，現(xiàn)有的裝藥機有電子計數(shù)式與轉盤式兩種裝藥方式，而藥品的主要包裝樣式為瓶裝式，轉盤式裝藥機雖然精度高，適用于瓶裝式結構，但其機械結構復雜，造價昂貴，不利于大規(guī)模的開發(fā)與使用。線體輸送可根據(jù)工藝要求選用普通連續(xù)運行、節(jié)拍運行、變速運行等多種控制方式。當運用輸送帶的連續(xù)或間歇運動來輸送100KG以下的物品或粉狀、顆狀物品時，其運行高速、平穩(wěn)，噪音低，并可以上下坡傳送。皮帶機按其輸送能力可分為重型皮帶機如礦用皮帶輸送機，輕型皮帶機如用在電子塑料，食品輕工，化工醫(yī)藥等行業(yè)。常用的膠帶輸送機可分為：普通帆布芯膠帶輸送機、鋼繩芯高強度膠帶輸機、全防爆下運膠帶輸送機、難燃型膠帶輸送機、雙速雙運膠帶輸送機、可逆移動式膠帶輸送機、耐寒膠帶輸送機等等。其機長及裝配形式可根據(jù)用戶要求確定，傳動可用電滾筒，也可用帶驅動架的驅動裝置。其廣泛應用于礦山、冶金、煤炭等行業(yè)，用來輸送松散物料或成件物品，根據(jù)輸送工藝要求，可單臺輸送，也可多臺組成或與其它輸送設備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置型式的作業(yè)線需要，易于掏取的粉狀、粒狀、小塊狀的低磨琢性物料及袋裝物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、糧食等。圖35 下藥斗 帶式皮帶機皮帶輸送機也叫帶式輸送機或膠帶輸送機，是組成有節(jié)奏的流水作業(yè)線所不可缺少的經(jīng)濟型物流輸送設備。1為底板用螺釘安裝在支架組件的側面板上，4為料斗固裝在1底板上，而實現(xiàn)控片以準確計數(shù)的部件采用轉刷3，它由2轉刷電機直接驅動。常見的藥片分離器為多級傳送帶式分離系統(tǒng)，通過舵機傳送帶對藥片進行分離后，進入下藥斗，完成單片藥片的裝填。在實際使用時，僅需要設計PLC的Y0口輸出固定數(shù)量脈沖，即可實現(xiàn)步進電機步進角度的控制。實現(xiàn)了PLC慢速輸出與驅動電路高速控制的匹配。THB7128為國產(chǎn)的128高細分度二相步進電機驅動芯片。選用電機型號為BS110HB9905，為了完成PLC對步進電機的控制，需要設計步進電機驅動器對步進電機進行驅動。在選擇步進電動機時首先考慮的是步進電動機的類型選擇，其次是具體的品種選擇，在該自動藥片裝瓶機控制系統(tǒng)設計中要求步進電動機的電壓低、電流小、有定位轉矩，確定步進電動機采用二相八拍混合式步進電動機。（5）步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，不能直接使用交流電源和直流電源。（3）步進電動機的動態(tài)響應快，易于啟停、正反轉及變速。（2）由步進電動機與驅動電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)既簡單、廉價又非常可靠。步進電動機有如下六個特點：（1）步進電動機的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴格成正比。其中逐漸上升和下降的加速時間、減速時間不能過小，否則會出現(xiàn)失步或超步。當要求步進電機啟動到大于突跳頻率的工作頻率時，變化速度必須逐漸上升。它是決定定子繞組通電狀態(tài)最高變化頻率的參數(shù)，它決定了步進電機的最高轉速。空載啟動時，步進電機定子繞組通電狀態(tài)變化的頻率不能高于該突跳頻率。（3）啟動頻率：空載時，步進電機由靜止突然啟動到正常運行所允許的最高頻率，稱為啟動頻率或突跳頻率。步距角越小，數(shù)控機床的控制精度越高。步進電機的主要特性有以下幾個方面：（1）步距角：步進電機的步距角是反映步進電機定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，轉子轉過的角度。但它的結構和控制簡單、容易調整，故在速度和精度要求不太高的場合具有一定的使用價值。它受驅動控制線路的控制，將進給脈沖的電平信號直接變換為具有一定方向、大小和速度的機械轉角位移，并通過齒輪和絲杠帶動工作臺移動。光電傳感器輸出波形整形電路如圖33所示： 圖32 光電傳感器及其計數(shù)電路 圖33 光電傳感器輸出波形整形電路 步進電動機步進式伺服驅動系統(tǒng)是典型的開環(huán)控制系統(tǒng)。經(jīng)過甄選，最終采用了臺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，但需要設計外圍電路，完成光電傳感器的數(shù)字量輸出。常見的光電式傳感器有對射式與反射式兩種類型，其中反射式傳感器安裝要求低，占地小，但其由于為反射式檢測方式，紅外調制發(fā)射器與接收器均在一端安裝，其檢測準確率較低，而對射式光電傳感器雖然安裝復雜，但由于發(fā)射器與接收器分開，其檢測精度較高，非常適合于本設計。光電式傳感器的種類很多，測量準確、靈敏、非接觸，并且測量參數(shù)多。同時在測量時，光電式傳感器的優(yōu)點是與被測對象之間無摩擦和壓力，保證測量準確性。在測量位移溫度等物理量方面均應用廣泛。此PLC滿足系統(tǒng)設計的要求，并且在小型PLC控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。輸入輸出部分的點數(shù)分別如332表所示：表31 輸入部分點數(shù)輸入部分點數(shù)系統(tǒng)開按鈕1系統(tǒng)關按鈕1數(shù)量選擇按鈕11數(shù)量選擇按鈕21數(shù)量選擇按鈕31光電傳感器1 表32 輸出部分點數(shù)輸出部分點數(shù)皮帶機驅動器1指示燈11指示燈21指示燈31電磁閥1步進電機驅動器1步進電機驅動器1 頻率發(fā)生器1 針對本課題的研究特點和系統(tǒng)性能要求的輸入輸出總點數(shù)，本系統(tǒng)采用三菱公司FX2N系列中的16MR，即FX2N16MR類型。內置的用戶存儲器為8K步，可擴展到16K步，最大可以擴展到256個I/O點，有多種特殊功能模塊或功能擴展板，可為裝箱機提供最大的方便和控制能力。面對眾多廠家提出的多種系列、功能各異的PLC產(chǎn)品，其結構、性能、價格各不相同。因此，大多數(shù)生產(chǎn)廠家會把PLC設計為可在較差工作環(huán)境條件下仍可靠穩(wěn)定工作的優(yōu)良特性。存儲器內存儲量的估算沒固定的公式，許多文獻資料中給出了不同的公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內存的總字數(shù)，另外再按此數(shù)的25%考慮余量。因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試后才知道。存儲器容量是可編程序控制器本身提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲容量。實際訂貨時，還需根據(jù)制造商PLC的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)估計的輸入輸出點數(shù)，再增加10% 20%的可擴展。因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng)。（4） 環(huán)境適應性在PLC系統(tǒng)設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設計選型。（3）機型統(tǒng)一整體式和模塊式是PLC的兩種結構形式。考慮因素包括以下幾個方面：（1）結構合理根據(jù)工藝過程、環(huán)境條件以及維修量的大小，選用不同結構的PLC。將程序通過計算機與軟件相結合寫入到PLC，然后對程序進行測試，找到程序的缺陷和故障，進而進行改進和對錯誤進行更改。（5）編寫梯形圖程序，這一步是設計的核心。（3）PLC選型。PLC控制系統(tǒng)設計的一般步驟：（1）根據(jù)工藝要求，分析研究控制系統(tǒng)。CPU模塊的工作電壓一般是5V，而PLC的輸入/輸出信號電壓較高，例如DC 24V和AC 220V。（4）電源PLC一般使用的電源為AC 220V 或DC 24V，內部的開關電源為各模塊提供DC 5V、DC正負12V和DC 24V等電源。手持式編程器對于輸入和編輯梯形圖是不能直接進行的，只能輸入和編輯指令表程序，而編程軟件可以通過計算機直接編輯梯形圖或者指令表程序，并且可以進行不同編輯語言之間的相互轉換。（3）編程器