【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；當(dāng)按下數(shù)量選擇按鈕S3，此時(shí)電磁閥被打開(kāi)，裝藥開(kāi)始進(jìn)行，此過(guò)程中通過(guò)光電式傳感器和數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)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。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)。包括主傳動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、數(shù)粒步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、數(shù)粒粒數(shù)、供蓋步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、延時(shí)時(shí)間等。對(duì)于實(shí)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(jī)帶動(dòng)氣缸組的停止位置精度同樣有很高要求(177。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)。（3）先導(dǎo)式電磁閥：原理：通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開(kāi)，上腔室壓力迅速下降，在關(guān) 閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門打開(kāi)；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過(guò)旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)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(kāi)；斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但通徑一般不超過(guò)25mm。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)。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(diào)節(jié)閥等。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)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(shè)置，適用于不同的裝藥需求。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。由前文可知，現(xiàn)有的裝藥機(jī)有電子計(jì)數(shù)式與轉(zhuǎn)盤式兩種裝藥方式，而藥品的主要包裝樣式為瓶裝式，轉(zhuǎn)盤式裝藥機(jī)雖然精度高，適用于瓶裝式結(jié)構(gòu)，但其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，不利于大規(guī)模的開(kāi)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(yùn)行、節(jié)拍運(yùn)行、變速運(yùn)行等多種控制方式。當(dāng)運(yùn)用輸送帶的連續(xù)或間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送100KG以下的物品或粉狀、顆狀物品時(shí)，其運(yùn)行高速、平穩(wěn)，噪音低，并可以上下坡傳送。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)。常用的膠帶輸送機(jī)可分為：普通帆布芯膠帶輸送機(jī)、鋼繩芯高強(qiáng)度膠帶輸機(jī)、全防爆下運(yùn)膠帶輸送機(jī)、難燃型膠帶輸送機(jī)、雙速雙運(yùn)膠帶輸送機(jī)、可逆移動(dòng)式膠帶輸送機(jī)、耐寒膠帶輸送機(jī)等等。其機(jī)長(zhǎng)及裝配形式可根據(jù)用戶要求確定，傳動(dòng)可用電滾筒，也可用帶驅(qū)動(dòng)架的驅(qū)動(dòng)裝置。其廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、煤炭等行業(yè)，用來(lái)輸送松散物料或成件物品，根據(jù)輸送工藝要求，可單臺(tái)輸送，也可多臺(tái)組成或與其它輸送設(shè)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(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。1為底板用螺釘安裝在支架組件的側(cè)面板上，4為料斗固裝在1底板上，而實(shí)現(xiàn)控片以準(zhǔn)確計(jì)數(shù)的部件采用轉(zhuǎn)刷3，它由2轉(zhuǎn)刷電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。常見(jiàn)的藥片分離器為多級(jí)傳送帶式分離系統(tǒng)，通過(guò)舵機(jī)傳送帶對(duì)藥片進(jìn)行分離后，進(jìn)入下藥斗，完成單片藥片的裝填。在實(shí)際使用時(shí)，僅需要設(shè)計(jì)PLC的Y0口輸出固定數(shù)量脈沖，即可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)角度的控制。實(shí)現(xiàn)了PLC慢速輸出與驅(qū)動(dòng)電路高速控制的匹配。THB7128為國(guó)產(chǎn)的128高細(xì)分度二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。選用電機(jī)型號(hào)為BS110HB9905，為了完成PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，需要設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)首先考慮的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類型選擇，其次是具體的品種選擇，在該自動(dòng)藥片裝瓶機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電壓低、電流小、有定位轉(zhuǎn)矩，確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用二相八拍混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。（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。（3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。（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?。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下六個(gè)特點(diǎn)：（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。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。當(dāng)要求步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)到大于突跳頻率的工作頻率時(shí)，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(jìn)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速?？蛰d啟動(dòng)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)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(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。步距角越小，數(shù)控機(jī)床的控制精度越高。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。但它的結(jié)構(gòu)和控制簡(jiǎn)單、容易調(diào)整，故在速度和精度要求不太高的場(chǎng)合具有一定的使用價(jià)值。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(jì)數(shù)電路 圖33 光電傳感器輸出波形整形電路 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)式伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是典型的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。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。常見(jiàn)的光電式傳感器有對(duì)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(cè)方式，紅外調(diào)制發(fā)射器與接收器均在一端安裝，其檢測(cè)準(zhǔn)確率較低，而對(duì)射式光電傳感器雖然安裝復(fù)雜，但由于發(fā)射器與接收器分開(kāi)，其檢測(cè)精度較高，非常適合于本設(shè)計(jì)。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。同時(shí)在測(cè)量時(shí)，光電式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是與被測(cè)對(duì)象之間無(wú)摩擦和壓力，保證測(cè)量準(zhǔn)確性。在測(cè)量位移溫度等物理量方面均應(yīng)用廣泛。此PLC滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，并且在小型PLC控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。輸入輸出部分的點(diǎn)數(shù)分別如332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(diǎn)數(shù)輸出部分點(diǎn)數(shù)皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)器1指示燈11指示燈21指示燈31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。內(nèi)置的用戶存儲(chǔ)器為8K步，可擴(kuò)展到16K步，最大可以擴(kuò)展到256個(gè)I/O點(diǎn)，有多種特殊功能模塊或功能擴(kuò)展板，可為裝箱機(jī)提供最大的方便和控制能力。面對(duì)眾多廠家提出的多種系列、功能各異的PLC產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)、性能、價(jià)格各不相同。因此，大多數(shù)生產(chǎn)廠家會(huì)把PLC設(shè)計(jì)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(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。因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試后才知道。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。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。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。因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。（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。（3）機(jī)型統(tǒng)一整體式和模塊式是PLC的兩種結(jié)構(gòu)形式?？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。將程序通過(guò)計(jì)算機(jī)與軟件相結(jié)合寫入到PLC，然后對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試，找到程序的缺陷和故障，進(jìn)而進(jìn)行改進(jìn)和對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行更改。（5）編寫梯形圖程序，這一步是設(shè)計(jì)的核心。（3）PLC選型。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)。CPU模塊的工作電壓一般是5V，而PLC的輸入/輸出信號(hào)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(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供DC 5V、DC正負(fù)12V和DC 24V等電源。手持式編程器對(duì)于輸入和編輯梯形圖是不能直接進(jìn)行的，只能輸入和編輯指令表程序，而編程軟件可以通過(guò)計(jì)算機(jī)直接編輯梯形圖或者指令表程序，并且可以進(jìn)行不同編輯語(yǔ)言之間的相互轉(zhuǎn)換。（3）編程