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PLC在药品装瓶联动机上的应用上

2022-04-28 来源:阳江机械信息网

PLC在药品装瓶联动机上的应用(上)

[摘要]从片剂、胶囊装瓶联动机的生产工作流程出发,介绍了应用于联动机的PLC控制系统的方案拟定、基本单元和各功能模块的选择以及硬件组成,给出了有关控制程序的流程框图。

关键词:PIC;药品;装瓶联动机;应用

在目前制药生产中,片剂、胶囊等制剂很多是采用瓶装这种包装形式。药品装瓶联动机是在片剂、胶囊的装瓶、塞纸、旋盖生产线(即将装瓶机、塞纸机、旋盖机通过中间输送带联系起来)基础上改进的,提高了装瓶的效率和自动化水平,并且满足药品生产质量管理规范(简称GMP)对生产机械在结构设计、满足生产工艺和验证等方面的严格要求。

片剂、胶囊装瓶联动机是在同一台设备上完成多工位操作,其工作流程如下:

从这一流程可见,设备组成可分为两大部分:完成各工位工作的执行机构;完成进瓶、送瓶、出瓶的输瓶机构。根据多种方案的比较,各执行机构通过分配主轴由变频电机驱动,以实现不同生产率调节要求;将输瓶机构设计成间歇运动履带式结构,并用步进电机驱动,使传动系统结构简单。这样,对整机的控制就分为:送瓶—数粒分装、送瓶—塞纸、送瓶—旋盖,几个分支。

实现各分支的协调控制是本机的关键所在。另外,各分支中还需有缺瓶检测、无料检测、数粒检测、成品计数检测、及各执行机构状态控制等。为此,采用操作简单、程序修改方便、抗干扰能力强的PLC作为控制器构成联动机的控制系统,以解决上述检测和协调控制等问题。

1 控制方案的拟定

该装瓶联动机集多种功能于一体,其分装、塞纸、旋盖工作的协调通过主传动系统分配轴(由变频电机驱动)控制,而每一机构均设有相应的检测控制装置。

1.1 送瓶与各工作机构的协调控制

送瓶与分装、塞纸、旋盖各工作机构之间的协调是该机自动高效工作的关键。一方面,送瓶与分装、塞纸、旋盖工作要保证是交替进行。为此,在分配轴上设计一带缺口的光电盘,利用SHS04-DZPA型光电传感器对该缺口进行检测。光电开关的接通与断开信号被送入PLC控制系统,即可作为步进电机的起步信号和封锁信号,而非缺口部分对应于分装等机构的工作时间。如此,便可保证送瓶与分装、塞纸、旋盖机胸协调工作。另一方面,当装瓶等机构的工作速度调整后,送瓶速度要随之改变。解决这一问题的方法可通过PLC控制系统根据输入的生产率(或分装速度)来控制步进电机,使其以相应的转速驱动送瓶履带。

1.2 计数检测控制

计数装瓶机构是整个供料数粒装瓶装置的核心部分,主要包括上下旋转电磁铁、SHSO4-DZPA型光电传感器和计数下料溜道。上电磁铁控制药物进入计数通道(称其为数粒电磁铁);光电传感器用于计数,可与控制系统计数模块相联;下电磁铁控制药物进入装瓶溜道(称其为分装电磁铁)。上下电磁铁的正反向旋转动作均由PLC控制系统根据计数模块和有关装置的信号加以控制,从而完成进料一计数—装瓶的循环工作。

1.3 缺瓶检测控制

为实现缺瓶不分装、不塞纸、不旋盖,在各工位上设置SHSO2-DzPA型光电传感器用作缺瓶检测:无瓶时,控制系统将不会使计数装瓶机构的旋转电磁铁动作;同样,当检测到塞纸或旋盖工位无瓶时,通过控制系统使带动塞纸或旋盖机构工作的电磁离合器脱开。如此便能达到无瓶不动作的目的。而要恢复正常工作状态,必须满足两个条件:一是分配轴正好转到控制系统获取缺瓶信号并使相应执行元件动作的瞬间位置,如离合器脱开时的位置;二是工位上有瓶。为此,在分配轴上设有开360个小孔的光孔盘,通过SHSO4-DZPA型光电传感器和计数器,以检测和控制相应机构恢复正常状态,使各执行机胸工作协调。

1.4 缺料检测

机器自动工作过程中,供药振荡器、送纸辊筒、理盖振荡器中不可缺药、缺纸、缺瓶盖,为此,分别选用SHSO2-DZPA型光电传感器进行检测,一旦检测到无料,则将信号传给PLC控制系统,使机器停止工作。

1.5 成品计数检测

为掌握实际生产情况,在联动机出瓶部位,设置SHSO2-DZPA型光电传感器用以检测已完成旋盖工作的成品,并进行计数显示。

2 PLC控制系统硬件设计

2.1 基本单元选择

根据工作流程及设计要求,本控制系统的基本单元主要用于完成各部分机构的控制和各种检测功能,包括:变频电机的开关及状态控制、步进电机的启停控制、供药供盖振荡器和送纸辊间的缺料检测及相应的信号灯控制、分装工位状态控制、各执行机构工位上无瓶检测与相应电磁铁或离合器状态的控制、工位上夹紧机构的控制、各机构单独调试开关的控制、成品计数输入和复位开关的控制、报警器状态的控制、故障停机信号的控制、紧急停机信号的输入与执行控制等。

以上各项功能的完成,共需19个输入点、22个输出点。考虑到本机控制规模、特点和用户在使用过程中增加新的功能、进行扩展等要求,本机选择适用于小系统的三菱小型可编程控制器FX2-48MR作为本机PLC控制系统的基本单元。(未完待续)

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