1、3. 3 模拟量输入34 软件设计44. 1 控制系统原理框图 454. 2 系统软件流程图 564. 3 部分梯形图65 结束语76 参考文献:7胶囊充填机药粉全自动上料装置控制系统设计笑嘻嘻小班级：笑嘻嘻小思想 学号：笑嘻嘻小笑嘻嘻摘要该机采用日本OMRON 公司的CPM1A 型可编程控制器, 实现胶囊充填机药粉的全自动上料过程, 操作简单, 可靠性高, 而且可以实现过程的在线监测。关键词: 药粉上料; 可编程控制器中图分类号: TP278 文献标识码: B 文章编号: 1003-7241（ 2005） 05-0020-041 引言目前国内生产胶囊充填机的企业有20 多家, 其产品-全自动
2、胶囊充填机的上料方式均为人工上料, 工人劳动强度大, 容易出现交叉污染, 弊端很多。传统的药粉上料采用人工倾倒方式, 每隔几分钟就得上一次料, 胶囊充填机的料口高达1. 8 米以上, 工人上下操作很不方便, 而且倾倒后的药粉有飞扬现象, 造成药粉的分层和严重浪费, 还大大污染了工人的工作环境。药粉上料装置必须要求输送设备结构简单、紧凑、占地空间小、价格低、经济实用, 只有这样才会被制药企业认可。根据药粉特点和厂家要求, 在借鉴目前国内外上料设备的优缺点的基础上, 我们研制了胶囊充填机药粉全自动上料装置, 整个过程为全自动运行, 不需要人工干预。该装置粉状物料的输送在全封闭空间内进行, 杜绝了二
3、次污染; 往复输送, 输送过程平稳, 无药粉分层现象, 减轻工人的劳动强度, 避免了人工上料带来的二次污染。该机采用欧姆龙型的CPM1A- 30 型可编程控制器, 实现胶囊充填机药粉的全自动上料过程, 操作简单, 可靠性高, 而且可以实现过程的在线监测。2 工作原理该装置工作过程为: 将药粉加入储料斗后, 加料器开始工作, 同时振动器也开始工作, 药粉落入输送器内, 当输送器被注满后, 加料器停止工作, 振动器也停止工作, 输送器被提升, 当输送器碰到高位行程开关后开始卸料, 药粉卸完后输送器返回并碰到低位行程开关后停止等待加料, 这为一个工作周期。当设备自动运行时, 不需要人为操作, 按上面
4、步骤自动循环工作; 设备还可以手动操作, 人为控制上料过程。图1 工艺流程图该机有专门的储料斗, 从储存车间运来的药粉可直接放入其中。储料斗侧壁装有舱壁式振动器, 随同加料器一起工作。工作时储料斗中的药粉通过加料器进入输送器, 加料器上装有两个限位开关, 即前限位开关和后限位开关。加料拨叉原位压下前限位开关, 电机反转; 当碰到后限位开关时, 电机立即正转。加料拨叉的往复运动完成整个加料过程。提升机构采用低限位开关和高限位开关控制输送器的循环, 输送器原位压下低限位开关, 接到装料完毕的信号后, 提升电机正转, 输送器被送往胶囊充填机料斗; 碰到高限位开关时,电机停止并开始延时卸料, 延时完毕
5、后, 电机反转, 输送器返回起始位置, 等待装料, 过程周而复始, 直到胶囊充填机药粉料斗内的物料到达设定的高位, 系统停止工作, 当胶囊充填机料斗内的物料回落到设定的低位时, 系统重新工作。3 系统硬件设计3. 1 可编程控制器的选择系统硬件主要采用日本OMRON 公司生产的CPM1A- 30型, 其输入点有18 个, 输出点有12 个, 而且具有可实现平稳输入输出动作的输入滤波器和快闪内存, 能够满足该设备的控制要求。其特点是体积较小, 价格合理, 处理能力及速度适合该设备, 且抗干扰能力强, 可靠性高, 能够保证设备的稳定运行 1。3. 2 开关量的选择高低料位传感器的选择是十分重要的,
6、 它直接影响系统的工作过程是否稳定可靠, 可选择音叉式或阻旋式物位开关。音叉式-当药粉与感应棒接触时, 振动信号逐渐减小, 直到停止共振时, 控制电路输出电气接点信号。由于感应棒感度由前端向后座依次减弱, 所以当料斗内药粉在槽周围向上堆积, 触及感应棒或排料时, 均不会产生错误信号。此外, 振动的感应棒, 也会自然震落粘附在杆上的药粉, 所以感应棒上不会有堆积的药粉。阻旋式料位开关-它的叶片是利用传动轴与离合器相接, 在未接触药粉时, 马达保持正常运转, 当叶片接触药粉时, 马达会停止转动, 机构同时输出一接点信号而测出料位高度。它的优点是: 扭力稳定可靠, 且扭力大小可以调整。原则上这两种传
7、感器都可以选用, 而从对胶囊充填机料斗改造的方便程度和经济实用性等方面考虑, 我们选择了阻旋式物料开关。3. 3 模拟量输入在储料斗底部装有称重传感器, 当药粉减少到设定的数值时, 发出加料报警, 并且其它一切动作均被禁止, 直至将药粉加入到储料斗后才可以继续其它动作。此传感器有两方面的作用, 一方面避免储料斗中的药粉被全部运空; 另一方面可以计量运送到胶囊充填机料斗药粉的重量, 为以后灌装胶囊作好定量准备, 减轻后续工作的工作量。此传感器安装使用方便, 性能稳定可靠。它是根据电阻应变原理, 把力产生的应变转换成与其线性关系的电信号。选择输入信号为电流信号4 20mA 类型,采用的模数转换位数
8、为12 位。4 软件设计整个控制过程不是简单的电机顺序工作, 它包括计数、联动和互锁控制, 以及继电处理等。传统的继电器控制系统, 电气线路复杂, 可靠性不高, 不便维护, 而且无法处理系统的模拟量2 ,而PLC 具有编程软件采自易学易会的梯形图语言、控制灵活方便、抗干扰能力强、应用范围广、运行稳定可靠等优点, 所以我们采用可编程的存储器, 在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时等操作指令, 并通过数字量、模拟量的输入和输出, 控制整个工作过程 3 。它还能够实施系统的在线监测和参数测量6 ,当产品升级改型时, 只需修改程序即可, 操作非常方便。运行方式分为手动和自动两种, 当调试或需要调整
9、时, 可选择手动。4. 1 控制系统原理框图 44. 2 系统软件流程图 54. 3 部分梯形图5 结束语此装置经过实际运行, 各项功能均已满足设计要求, 而且操作方便、安全可靠、高效稳定, 并于2004 年通过哈尔滨市科委的鉴定, 现正处于成果推广阶段。此装置为制药行业提供了先进实用的上料装置, 降低操作者的劳动强度, 减少药粉的二次污染, 对促进我国制药工业的发展, 以及对GMP 在我国制药行业的推广实施有着积极重要的促进作用。 1 OMROM 可编程序控制器操作手册 Z , 1997 2 邹金慧. 可编程序控制器及其系统 M . 重庆: 重庆大学出版社, 2002 3 胡学林. 可编程控制器教程（ 实训篇） M . 北京: 电子工业出版社, 2002 4 王红. 可编程控制器使用教程 M . 北京: 电子工业出版社,2003 5 谢克明, 夏路易. 可编程控制器原理与程序设计M . 北京: 6 宁建荣, 等. 主从分布控制在制动梁装配生产线的应用 J . 自动化技术与应用, 2004, （ 11） : 31- 32
