装瓶流水线的PLC控制.doc-资料库

辽宁工程技术大学课程设计题目：装瓶流水线的 PLC 控制

辽宁工程技术大学课程设计 1 摘要医药行业中，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。本文介绍超小颗粒药丸 (直径 1.4 ～ 1.6mm) 与超小瓶 (瓶口内径约 3mm ，瓶盖为 T 字形，塞口直径约 3.2mm，盖顶直径约 6mm，压盖式塞入瓶口 ) 的自动装瓶机。目前国内外类似功能的设备还比较少见。我们针对国内医药企业对这类小药丸高速全自动包装机的迫切需求，自主开发了该以可编程控制器为控制系统的装瓶机。关键字：自动装瓶机可编程控制器

辽宁工程技术大学课程设计 2 Abstract In the medicine profession, the regular shape's pill the medicine packaging machinery product type is rich, differences and so on drugs shape, nature, packing request are very big, and the output is big. Therefore, the automatic bottling machine variety is numerous, at present in the medicine packing equipment, the big pellet, automatic packaging technology was already mature, domestic and foreign has the related equipment, but aims at packing techniques and so on heterogeneous grain, heterogeneous bottle to be more limited. This article introduced that the ultra finely ground particles pill (diameter 1.4~1.6mm) with the ultra vial (bottle mouth inside diameter approximately 3mm, bottle cap is the T glyph, line jack diameter approximately 6mm, gland type squeezes in bottle mouth) the automatic bottling machine. At present the domestic and foreign similar function's equipment is also quite rare. We in view of the domestic medicine enterprise to this kind of small pill high speed completely automatic packaging machine's urgent demand, developed independently should take the programmable controller as control system's bottling machine. key words: Automatic programmable controller bottling machine approximately diameter 3.2mm, coping

辽宁工程技术大学课程设计一、设计题目装瓶流水线的 PLC 控制二、设计要求 3 按下按钮 S1、 S2 或者 S3，可选择每瓶装入 3 片、 5 片或者 7 片，通过指示灯 H1、 H2 或者 H3 表示当前每瓶的装药数量。当选定要装入瓶中的药片数量后，接通系统开关，电动机 M 驱动皮带机运转，延时 5s 后(或者采用位置检测开关)，皮带机上的药瓶到达装瓶的位置，皮带机停止运转。当电磁阀 Y 打开装有药片的装置后，通过光电传感器 B1，对进入到药瓶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地运行。如果当前的装药过成正在进行时，需要改变药片数量（例如由 7 片该为 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。三、上交材料 1、课程设计的开题报告 2、课程设计的说明书四、进度安排第一周查阅相关资料并整理，设计研究方案，写开题报告第二周设计外部接线图、 I/O 分配表、顺序功能图、梯形图第三周仿真、调试，进一步改进，整理说明书五、指导教师评语成绩：指导教师日期

辽宁工程技术大学课程设计 4 目录 1 引言 .........................................................................................................................5 1.1 自动装药机的研究现状 ...................................................................... 5 1.2 自动装药机的研究目的及意义 ........................................................ 5 1.3 生产工作过程和要求 ...........................................................................6 1.4 硬件系统结构 .........................................................................................7 1.5 整体运行速度的确定 ...........................................................................7 1.6 光电式数粒机计数准确性分析 .......................................................8 1.7 自动装瓶机示意图 ............................................................................... 8 1.8 可编程控制器的介绍 ...........................................................................9 1.9PLC 的选型 ............................................................................................. 11 2 自动装药系统硬件设计 ..................................................................................13 2.1 程序流程图设计 ..................................................................................13 2.2 自动装药机 I/O 分配表 ....................................................................14 2.3 自动装药机外部接线图 ....................................................................14 3 自动装瓶机的软件设计 ..................................................................................15 3.1 梯形图程序 ...........................................................................................15 3.2 程序说明 ................................................................................................17 3.3 仿真模拟 ................................................................................................18 4 总结 .......................................................................................................................20 5 参考文献 ............................................................................................................. 21

辽宁工程技术大学课程设计 1 引言 1.1 自动装药机的研究现状 5 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。目前食品药品安全的现状十分不容乐观，国家食品药品监督管理局发现两大现状导致近几年药品安全性突发事件的频繁发生，一是药品生产企业不按生产工艺生产、规避监管，潜在不安全因素。二是在非 GMP 流水线厂房生产药品。如果想改变此现状，要着力消除问题隐患，从生产环节入手，采用自动化生产，自动装瓶机解决了生产中的许多问题。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。 1.2 自动装药机的研究目的及意义手工装瓶直接接触药品，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

辽宁工程技术大学课程设计 6 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，提高灌装质量。目前，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。 1.3 生产工作过程和要求高速自动装瓶机基本可分为 4 个动作机构：主传动机构、数粒机构、自动供瓶机构和自动供盖封盖机构。通过以上 4 个机构的联动实现包装产品传动、药丸高速计数、自动供瓶和自动供盖封盖等功能。生产中，主传动机构作为整个生产过程的运输链，连接所有的动作。供瓶、数粒、供盖封盖这三个生产过程都将在这条主传动机构上完成。其中供瓶机构为：从料斗中落下的瓶，通过电动震动器以及震动通道，依次进入落瓶通道，通道中有三组气缸联动，保证瓶子在设计时间内以正确的方向进入主传动链，之后运送到数粒机构。瓶子到了数粒机构后，开始数粒模块。数粒圆盘在步进电机带动下转动所设计的角度，从料斗中选出生产要求的药粒粒数，通过落粒通道落入瓶中。装有药粒的药瓶继续被传动链带至供盖封盖机构。盖子通过料斗和震动器、震动通道依次进入等待区域，钳盖用气缸组将盖子钳起，由步进电机带至药瓶上方，然后由该气缸组与压盖气缸组配合完成封盖动作。高速自动装瓶机的自动控制必须满足以下要求：(1) 装瓶速度 280 瓶 /min ； (2) 人机界面友好，方便自动控制检测，在一定范围内，可通过输入参数调节生产速度和装瓶药粒的粒数；(3) 各动作连贯协调，保证生产顺利； (4) 系统出现故障或需要添加瓶、盖、粒时，能自动报警和提示。

辽宁工程技术大学课程设计 1.4 硬件系统结构 7 根据自动装瓶机的控制功能要求，设计该设备控制系统的结构方案。整个控制系统可在友好的人机界面环境下输入生产参数，包括主传动步进电机转速、数粒步进电机转速、数粒粒数、供盖步进电机转速、延时时间等。在系统操作面板上，可进行生产开始、生产停止、急停等操作。来自人机界面、操作板和接近开关的信号，经 PLC 程序进行相应的处理，变成步进电机正 /反转、电机转速、步数等控制命令输出到步进电机驱动器，驱动步进电机，实现主传动链前进、数粒电机和供盖步进电机的转动，或者输出到继电器，驱动电磁阀动作，实现各个气缸组的联动；当系统中接近开关、步进驱动器等电气器件出现故障，或者急停开关、料斗传感器传来故障信号时，这些故障信号可实时反馈到 PLC，经 PLC 报警故障中断程序处理，可在人机界面上实时显示故障原因和记录该报警信息，并输出控制信号，中止生产，激活报警灯和蜂鸣器以提示操作者排除故障。 1.5 整体运行速度的确定对该设备来说，定量板经过药仓时，板上的充丸率是一个十分重要的参数，如果充丸率不高，将会降低机器的工作效率，因此首先要使机器的运行速度满足充丸率的要求。其次，灌装时必须有足够的落丸时间 (每工位的静止时间 )，才能保证定量板孔中的药丸全部准确的落人漏斗并装入瓶中。我们用直径 400mm 的有机玻璃滚筒做实验，用调速电机带动有机玻璃滚筒转动，最后得出结论 :当该圆筒小于 50 秒 /转，则每工位的时间大于等于 5 秒，又经灌药实验得到 100 个药丸入瓶时间不能小于 3.7 秒，即每工位的静止时间不能少于 3.7 秒，这两项参数是整机设计的基础，机器各部分结构及尺寸的确定均依此为依据。我们确定了注粒转筒的速度，就可以得到整机的运行速度。当圆筒以 50 秒 /转的速度运行时，每台机器每 5 秒灌装 10 瓶，每天 16 小时，则每台机器日产量为 :10x(60/5)x60x16xl=115200(瓶 /日 )当圆筒以 60 秒 /转的速度运行时，每台机器每 6 秒灌装 10 瓶，日产量则为 :IOx(60/6)x60x16xl=96000( 瓶 /日 )为达到 16 小时灌装 H 万瓶的技

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