楊帆 許衍彬

【摘 要】目前社會上有常用的兩種裝藥系統(tǒng)一種是轉盤式，另一種是電子式，這兩種系統(tǒng)在藥品的包裝與種類上都存在不足，通常應用在小型瓶裝時就會出現(xiàn)計數(shù)不準確等問題而且在生產(chǎn)中成本比較高需要設計一個控制系統(tǒng)滿足生產(chǎn)需求。故使用PLC作為藥片自動裝瓶機的控制系統(tǒng)。因為現(xiàn)實的生產(chǎn)中存在藥片數(shù)量不能夠保證準確性的問題，本設計利用毛刷式下斗機當作下藥機構就可以有效的控制藥片數(shù)量。使用步進電機作為傳送機構保證運行的穩(wěn)定性，用PLC控制電磁繼電器的下藥斗為便于控制下藥，在裝藥過程中利用IO口讀入光電藥片計數(shù)器的狀況，通過返回的信號檢測藥片數(shù)量。采用了THB7128作步進電機驅動器它可以節(jié)約IO資源，驅動器可以更好的控制步進電機，這樣還達到了傳送帶和下藥斗同步工作。利用不同的裝藥數(shù)量組合搭配提高了系統(tǒng)了的適應能力不用修改程序通過使用外部的按鈕來改變藥片數(shù)量。使用PLC作為控制系統(tǒng)可以對驅動器、電磁閥、等進行精準控制可以提高系統(tǒng)自動化程度，使裝藥的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)聯(lián)動。PLC的外部硬件接線簡單，降低了系統(tǒng)的在出現(xiàn)困難時的維修難度，操作簡單提高了工作效率。

【關鍵詞】光電對管;步進電機;智能控制

1 緒論

隨著技術的進步，PLC的使用也更加普遍，制藥行業(yè)的應用包含其中，自動裝瓶機的應用及發(fā)展發(fā)揮主要作用。目前有成熟的自動裝瓶機PLC技術已經(jīng)應用在自動包裝藥片上。為了使自動藥片裝瓶機的運行得到監(jiān)控可以利用PLC技術經(jīng)過通信協(xié)議直接控制電機的工作狀態(tài)，還可以依據(jù)需求自行調(diào)整裝藥時間，這樣即避免了浪費資源又提高了產(chǎn)品質量。設計使用FX2N系列PLC達到對系統(tǒng)功能的控制進而控制藥片自動裝瓶機。

由于手工瓶裝的過程中人工需要與藥品直接接觸，長時間接觸藥品會傷害身體，首先藥片自動裝瓶機不同于手工裝瓶，藥片自動裝瓶機避免了藥品和人的直接接觸，防止了由于人為原因帶來的對藥片產(chǎn)生污染，也使藥片的質量與人體的健康都具有了保障。使用自動裝瓶機能夠達到這種性能要求要也避免了由于人工的不當處理，自動裝瓶機降低了藥片裝瓶包裝的勞動強度與成本提高了生產(chǎn)效率，彌補了目前市場上制劑生產(chǎn)能力不足，醫(yī)院配制制劑不能滿足市場需求的缺點。

2 系統(tǒng)方案設計

自動裝瓶機可以分成四個部分：主傳動部分、數(shù)粒部分、自動供蓋封蓋部分、自動供瓶部分。通過PLC控制這四個機構運作實現(xiàn)從藥瓶的傳送、藥品的數(shù)量計量、藥品裝瓶后的密封等要求。主傳動部分負責產(chǎn)線的運輸過程，藥片數(shù)量計量，瓶子的封蓋，產(chǎn)品的傳輸都在主傳動部分完成。供瓶部分負責使瓶子經(jīng)料斗通過振動機進入震動通道，通道里用三組氣缸動作使藥瓶能夠在預定的時間進入到傳送鏈，此時數(shù)粒部分在藥瓶到達規(guī)定位置后數(shù)粒的圓盤經(jīng)步進電機帶動旋轉到設定的角度從料斗里挑選出設定的藥片數(shù)量，經(jīng)光電傳感器進入到藥瓶。

在選擇好將要裝入瓶中的藥片數(shù)量后，按下系統(tǒng)的啟動按鈕，系統(tǒng)通電，皮帶機在電動機M的拖動下開始轉動，藥瓶進入皮帶機經(jīng)過5s后到達下藥斗下方準備裝藥，皮帶機停止運行。裝有藥品的裝置由電磁閥Y開啟，藥片通過光電傳感器記錄經(jīng)過的藥片數(shù)量。當藥片的數(shù)量到達程序規(guī)定的數(shù)量后電磁閥Y就會被關閉，電機帶動皮帶重新運轉，裝藥完成，如果在裝藥途中想要改變裝藥數(shù)量，只有此時皮帶機上藥瓶中的藥片數(shù)量達到規(guī)定值時，從后一個藥瓶開始改變，正在裝藥的藥瓶藥片數(shù)量不受影響。假如系統(tǒng)的停止按鈕在裝藥途中被按下，系統(tǒng)不會立即停止，只有當此刻藥瓶中數(shù)量達到規(guī)定數(shù)值時控制系統(tǒng)才會停止運轉。故本系統(tǒng)采用兩路IO口的PLC控制裝藥部分的電磁閥和主傳動部分。利用藥片經(jīng)過光電傳感器而返回系統(tǒng)的信號對裝入的藥片進行計數(shù)。為了完成對裝藥數(shù)量的監(jiān)控使用了三路IO口讀取裝藥數(shù)量。

3 系統(tǒng)硬件設計

硬件設計方案需要參考自動裝瓶機的控制功能需要。該設計包括步進電機、下藥斗、皮帶機、電磁閥、光電傳感器等選型與設計。對于機型的選擇不僅僅需要達到系統(tǒng)功能的基本標準，還需要最大程度上滿足系統(tǒng)可靠性、性能價格比良好、維護使用方便性等優(yōu)點。考慮因素包括以下幾個方面;首先結構合理，根據(jù)環(huán)境條件、工藝和維護范圍，選用不同結構的PLC.其次要求功能強大，不同的PLC在控制速度、開關量控制方面都不同。然后需要機型統(tǒng)一，PLC有整體式和模塊，這兩種模式都有各自適合的領域但是因為整體式功能通常具有不足之處所以通常比較大的都采用模塊式控制系統(tǒng)。最后考慮環(huán)境適應性要設計一個系統(tǒng)首先要有明確的控制方案，在根據(jù)設計需求為系統(tǒng)選擇合適的PLC型號，根據(jù)實際情況算出所需的輸入輸出點數(shù)確定PLC作用，選擇合適容量的存儲器與外部器件，選出適合的PLC并設計符合要求的控制系統(tǒng)。

方便其藥片數(shù)量的設置，適合多種裝藥需求。通過查找資料可知，常規(guī)的瓶裝式藥片數(shù)量有20片、30品、40片由上述分析可知，目前的裝藥機分為電子計數(shù)式和轉盤式裝藥方式，瓶裝式為藥品的主要包裝方式，在一些要求高精度的場所適合使用轉盤式，但是它的成本高，而且它的構造復雜維修困難，不適合大量投入使用，所以本次設計不采用轉盤式。帶式裝藥機不適合高精度場所但是它機構簡單工作效率高，可以滿足本次設計需求。

本次設計需要達到藥片自動裝瓶的目的還要保證裝入瓶中藥片數(shù)量的準確性，使用帶式裝瓶能夠應用于不同的裝藥需求，藥片的數(shù)量方便設置，可以實現(xiàn)向每一個藥瓶都裝入規(guī)定數(shù)量的藥片。在供蓋封蓋部分，藥瓶的瓶蓋由供蓋機排好，由氣缸動作鉗起瓶蓋，氣缸經(jīng)步進電機帶動帶著瓶蓋來到藥瓶上空，為了使瓶蓋對準瓶口，發(fā)生不封口不嚴或者漏封。使用限位塊方案，氣缸組動作完成封蓋動作，這需要對瓶蓋與瓶口的距離精準把控。因為絲毫的誤差就會造成無法封蓋或者密封不嚴甚至沒有封蓋造成嚴重事故。

4 實驗結果分析

在制藥工業(yè)中有很多種藥品包裝產(chǎn)品，自動藥片裝瓶機可以實現(xiàn)藥物的裝填。采用PLC作為主控制系統(tǒng)。利用手動選擇裝藥數(shù)量后開始裝藥，其中藥片的數(shù)量有多種選擇，當藥瓶到達指定位置時藥品下落經(jīng)光電傳感器計數(shù)，在藥片數(shù)量到達規(guī)定的數(shù)量后停止裝藥，藥瓶在裝完所需的藥片數(shù)量后開始封蓋。通過PLC控制系統(tǒng)的運行完成從藥品出料、藥片計數(shù)、藥片裝瓶的過程，實現(xiàn)了藥片自動裝瓶機的設計要求，達到了藥片自動裝瓶的目的且系統(tǒng)達到了預期效果，PLC在整個系統(tǒng)負責各個環(huán)節(jié)的運行，利用PLC實現(xiàn)了自動化流程，使用PLC讓生產(chǎn)機械化，減少了人為因素帶來生產(chǎn)問題，減少藥片受到污染，同時減少了工作強度，也避免了人與藥物直接的長時間接觸帶來的傷害，提高了生產(chǎn)效率讓藥品的供應可以滿足國內(nèi)市場需求。

對于判斷藥品是否完整沒有破碎，設備無法在裝藥過程中急停，在裝藥數(shù)量上還需要手動按鈕選擇，有著些許的不足，在未來的工作中會改進這些不足之處，自動藥片裝瓶機的優(yōu)點遠遠大于它的不足，自動裝瓶機PLC的硬件接線簡單便于維護，軟件系統(tǒng)可以根據(jù)實際的需求進行更改。

參考文獻

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