基于PLC的自动药品包装机

基于PLC的自动药品包装机

【摘要】随着自动化技术不断深入，新型的自动药品包装机也随着时代进步而不断改进。而本文介绍的是利用三菱PLC的可编程控制器实现自动药品包装，整个系统采用PLC控制包装机运行，并给出了控制要求、梯形图、I/O分配表、流程图、调试过程等一系列步骤。

【关键词】自动药品包装机；可编程控制器；控制系统

在医药行业中，许多小型企业和工厂的药品颗粒包装机由于采用传统的继电器和接触器的控制方式，其功能简单、数字自动控制化程度不高、维修和硬线接线时复杂，同时在特殊情况下，又满足不了市场的需求和时代脚步。在现代自动化非常程度高的背景下，采用自动化生产药品包装机，这不仅能提高企业经济效益，并且节约了成本，同时加大了电气和机械部分有机组合控制。在自动化飞速发展的今天，这种设计是不可少的。

一、系统结构及药品装药过程

1.系统结构示意图

包装机控制系统由电气部分和气动执行部分组成。如图1所示

图1系统结构示意图

2.药品装药过程示意图

药品装药过程如图2所示，药品颗粒经存料斗后，存料斗上的光电检测是否有药品，随后药品颗粒便进入电振机，通过电振机开始振荡，同时筛选出合格的药品颗粒，电振机上的光电进行检测并且进入转盘内，转盘以高速旋转的方式运行，利用离心力作用，药品颗粒被组成一行，再经出槽口进入对射式光电开关检测范围，进行对每一粒药品的计数，从而发出脉冲信号，当累计到药品颗粒设定值时，则可编程控制器输出控制信号后，存料斗停止，电动机启动，随之进行旋盖动作（检测），从而实现药品装粒的自动化控制。

二、药品包装机控制系统设备的选择

本文药品包装机控制系统的设备主要由光电开关、接近开关、可编程控制器（PLC）、电动机等组成。

1.光电开关

光电开关一般都具有良好的回差特性，因而即使被检测物在小范围内晃动也不会影响驱动器的输出状态，从而可使其保持在稳定工作区。同时，自诊断系统还可以显示受光状态和稳定工作区，以随时监视光电开关的工作。

2.接近开关

电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无物体接近，进而控制开关的通或断。

3. PLC的选用

可编程控制器是整个自动控制核心部分，系统输入信号可分为两个部分，一是面板上的控制，停止，启动，复位等控制按钮。另外一部分是行程开关，如传感器、光电开关，也是PLC输入量，经过PLC内部逻辑运算以输出变量转化为输出信号，从而控制系统作出一系列动作。

根据本控制要求，又是分析药品包装机自动化控制，同时又有10个输入点

和6个输出点，从价格和性能方面来讲，则应该选择日本三菱FX-2NX系列，它主要特点体积小，重量轻，控制性好，灵活性和抗干扰能力强，维护简单，编程方便，以及强大的通信功能，适合在特殊环境下工作，弥补了企业自动化不强的缺点。

三、I/O分配表及外部接线图

根据自动药品包装机的工作要求，对其中所需要用到的输入输出资源相应分配到PLC的硬件，得到I/O资源分配表（如表1）和PLC的外部硬件接线图（如图2）。

图2 外部硬件接线图

四、药品包装机的PLC程序设计

根据自动药品包装机的工作要求，其工作分部程序如图所示。

1.传送机工作程序

当空瓶光电式接近开关X6传送带上检测到有药品时，电动机Y1则工作如图3所示。

图3电动机工作梯形图

2.电振机工作程序

当光电式接近开关X10检测到有药品时，电振机Y2则工作如图4所示。

图4电振机工作梯形图

3.转盘机工作程序

当光电式接近开关X11检测到有药品时，转盘机Y3则工作如图5所示。

图5转盘机工作梯形图

4.计数工作程序

当对射式接近开关X12检测到药瓶时，X12便有一个脉冲进入PLC和设定值比较，则计数工作程序如图6所示。

图6计数工作梯形图

5.满瓶和旋盖工作程序

当光电式接近开关X7和X13分别检测到满瓶和瓶子时，旋盖机Y4则工作如图7所示。

图7旋盖机工作梯形图

6.单周和循环程序

点击启动按钮X1后，点击选择连续或单周按钮X2，系统根据选择的方式，是单周还是连续进行工作如图8所示。

7.报警程序

当传送带上接近开关X6、电振机上接近开关X10、转盘上接近开关X11、对射式接近开关X12，在规定时间里，任一接近开关都没有检测到药品时，报警指示灯Y6则工作报警。按下复位按钮X5时，则恢复原状态。

图8单周和循环程序梯形图

五、调试过程

1.按下启动按钮SB1后，根据药品包装机包装需求可以按下SB2选择连续或单周期运行。

2.药品颗粒经存料斗后，存料斗上的光电检测是否有药品，随后药品颗粒便进入电振机，通过电振机开始振荡，同时筛选出合格的药品颗粒，电振机上的光电进行检测并且进入转盘内，转盘以高速旋转的方式运行，利用离心力作用，药品颗粒被组成一行。

3.当出槽口开始放料填装药品时，通过光电传感器，对进入到药瓶的药片进行记数，当药瓶的药片达到预先选定的数量后，出槽口关闭，皮带机重新自动启动，使药片装瓶过程自动连续地运行。

4.如果在装药的过程中断开系统开关，则在当前药瓶装满后，系统停止运行。

5.如果药品包装机在工作过程中没有检测到药品时，则报警系统立即报警并中断包装机运行，等待复位后重新启动。

六、结束语

自动药品包装机自动化控制通过利用PLC和光电开关控制，使整个系统的自动化控制和性能大大提高。自动药品装瓶机不管在运行上，还是在节约成本上，都取得了良好的效果。它使用简单、可靠性高、减少了人工流水线的操作，节约了维修的时间，在自动化的生产中，这种自动化药品包装机将有较好的发展前景。

参考文献：

[1]张晓坤主编：可编程控制器原理及应用.西北工业大学出版，1998年12月.

[2]高钟毓机电控制工程（第二版）北京：清华大学出版社.