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1、自动药片装瓶机PLC控制系统设计 院 系：机电与自动化学院专业班级：电气工程及其自动化0905班姓 名：张航学 号：20091131188指导教师：屈虹2013年6月自动药片装瓶机PLC控制系统设计The design of PLC control system about automatic tablet bottling machine / 文档可自由编辑打印摘 要PLC可编程序控制器其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控
2、制各种类型的机械或生产过程。在现今医药行业中，自动装瓶机得到了广泛应用，它由PLC通过USS通信协议直接控制电动机。不仅能够实现对装药机方式运行的控制，而且能够根据需要灵活控制装药时间，达到节约电能，降低成本，提高生产效率等目的。PLC特有的I/O指示功能以及简便的PLC控制硬接线使得查找故障点十分迅速、方便。PLC主机工作可靠，本身故障率很低。所以，本文采用PLC设计装瓶机控制系统。关键词：工业控制系统 PLC 自动装瓶机AbstractPLC programmable controller and its essence is a kind of special for industria
3、l control computer, and its hardware structure is basically the same with micro computer. It adopts a kind of programmable memory, for its internal storage procedures, the implementation of logical, sequential control, timing, counting and arithmetic operations such as user-oriented instructions, an
4、d through digital or analog input / output control various types of machinery or production process.In todays pharmaceutical industry, automatic bottling machine has been widely used, it from the PLC through the USS communication protocol to control the motor directly. Not only can realize the charg
5、ing machine operation control, and can flexibly control the charge time, save energy, reduce costs, improve production efficiency and other purposes. PLC special I / O indication function and simple PLC control hard wiring that find the point of failure is very rapid, convenient. PLC host work relia
6、bility, failure rate is very low. Therefore, this paper uses PLC to design a bottling machine control system.Key words: industrial control system PLC automatic bottling machine目 录 摘要.IAbstract.II绪论.11 方案设计.21.1 任务描述21.2 生产工作过程和要求31.3 方案设计图41.4 系统总体设计52 硬件设计.62.1 PLC的基本结构62.1.1 PLC的软件结构.72.1.2 PLC的编程
7、语言.82.1.3 用户程序结构.102.2 PLC的基本工作原理.102.3 PLC控制系统的设计基本原则.113 软件设计.133.1 PLC输入输出(IO)端口与资源分配.133.2 硬件系统结构方框图.133.3 软件系统设计与设备动作要求.143.3.1 信号预处理块.143.3.2 药瓶移位及药片装瓶模块.153.3.3 状态指示及药片计数块.153.3.4 程序梯形图.164 程序调试.204.1 测试程序.204.2 调试总结.21总结.22致谢.23参考文献.24绪 论技术工艺是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着我国药物
8、生产设备市场的迅猛发展，与之相关的生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外药物装瓶设备生产技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。医药行业中，医药包装机械产品种类丰富，药品的形状、性质、包装要求等差异很大，且产量大。因此，自动装瓶机品种众多，目前医药包装设备中，大颗粒、规则形状的药丸自动包装技术已经非常成熟，国内外均有相关设备，但针对异型粒、异型瓶等包装技术则较为有限。PLC通过USS通信协议直接控制电机,不仅能够实现对装药机方式运行的控制,而且能够根据需要灵活控制装药时间,达到节约电能,降低成本,提高生产质量的目的。手工装瓶直
9、接接触药品，长期接触药品的人会对身体造成伤害，采用自动装瓶机杜绝了这种现象的发生，同时避免了人与药品接触带来的对药品的污染，保证了药品的质量，符合药用要求，符合保障人体健康、安全的标准。手工装瓶生产难于管理，容易出现纰漏和混乱，自动装瓶机建立了一个能控制整个数据中心运营的综合性管理平台使管理更加强调流程和自动化，改善了经营系统，提高了工作效率，使企业运营更有加稳定。考虑到对药品包装的特殊要求，主要是防止塑料瓶内的药品气体挥发和外部气体向瓶内渗透，要求塑料瓶口与瓶盖间有很好的密封性能。自动装瓶机可以满足药品包装的这种性能要求，同时消除了人为因素对药品灌装的不合格的处理动作，提高了灌装质量。目前，
10、我国制剂生产能力不够，医院配制制剂品种较多，不能满足市场需求，无法保障药品及时供应。使用实用新型的片剂自动装瓶机，明显地降低了片剂装瓶包装的劳动强度和生产成本，提高了生产效率，缩短了生产周期，社会效益和经济效益明显增加。本文是应用三菱FX2N-16MR与simulator6c仿真软件设计的自动药片装瓶机系统。1 方案设计1.1 任务描述 这是一个将一定数量药片自动连续地装入到药瓶中的控制任务。按下按钮S1、S2、S3或者S4，可选择每瓶装入3片、5片、7片或者10片药片，通过指示灯HI、H2、H3或者H4表示当前每瓶的装药数量。当选定要装入瓶中的药片的数量后，接通系统开关，电动机M驱动皮带机运
11、转，位置检测检测到皮带机上的药瓶到达装瓶机的位置，皮带机停止运转。当电磁阀Y打开药片自动装瓶的装置后，通过光电传感器B1，对进入药瓶的药片进行计数，当药瓶中的药片达到预先选定的数量后，电磁阀Y关闭，皮带机重新自动启动，使药片装瓶过程自动连续运行。如果当前的装药过程正在进行时，需要改变药片装入数量（例如7片改为5片），则只有在当前药瓶装满后，从下一个药瓶开始装入改变后的数量。如果在装药过程中断开系统开关，则在当前药瓶装满后，系统停止运行。当系统开关X0的常闭触点闭合时，采用手动操作，首先选择装药量，如果按下每瓶装3片按钮S1，电磁阀打开，开始装药，通过光电传感器和计数器对药片进行计数，当达到3片
12、时电磁阀关闭，停止装药。同样的对于5片、7片、10片。自动药片装瓶机模型如图1-1所示。图1-1 自动药片装瓶机控制系统模拟器示意图1.2 生产工作过程和要求（1） 实际试验和生产表明，该控制系统能够达到生产所提出的速度和效率要求。并且该控制系统扩展性和通用性良好。由该装瓶机控制系统可见，一般药品包装动作均可分为以下几个模块：药品容器供应(如药瓶供应)；药品供应(如药丸药粒等供应)；密封方案实现(如瓶盖供应与封盖)；成品半成品运输(如主传动链，连接各个动作阶段，直至完成装瓶)；最终封装(如装箱等)。PLC的逻辑控制能力强，处理数字与模拟信号能力稳定快速，而且对于基于时间的顺序动作控制能力尤其强，因此是医药行业中自动药品包装机械的理想控制平台。只要药品包装的各个动作能通过机械方式实现，就能够找到相应的控制系统来实现自动化。（2） 典型的自动控制动作有：精确的位置控制可由高精度的步进电机或伺服电机实现，以及通过设计闭环控制系统使用传感技术实现；运动的控制可由各种电机实现；单向或双向的冲击动作可由气压系统实现，液压系统还可以完成带负载的有位置要求的动作；对于各种动作所需要的条件判断可利用各种传感技术输入信号至PLC来实现等。由此可见，该自动装瓶机的控制系统稍加改进，能实现各种异型瓶、异型粒的自动包装，在药品包装行业中能够实现绝大多数的包装机械的自动化。另外，该自动装瓶机所有动作均
