膠囊充填機(jī)藥粉全自動上料裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

1、目錄膠囊充填機(jī)藥粉全自動上料裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1摘要11 引言12 工作原理23 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33. 1 可編程控制器的選擇33. 2 開關(guān)量的選擇33. 3 模擬量輸入34 軟件設(shè)計(jì)44. 1 控制系統(tǒng)原理框圖 454. 2 系統(tǒng)軟件流程圖 564. 3 部分梯形圖65 結(jié)束語76 參考文獻(xiàn):7膠囊充填機(jī)藥粉全自動上料裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)笑嘻嘻小班級：笑嘻嘻小思想 學(xué)號：笑嘻嘻小笑嘻嘻摘要該機(jī)采用日本OMRON 公司的CPM1A 型可編程控制器, 實(shí)現(xiàn)膠囊充填機(jī)藥粉的全自動上料過程, 操作簡單, 可靠性高, 而且可以實(shí)現(xiàn)過程的在線監(jiān)測。關(guān)鍵詞: 藥粉上料; 可編程控制器中圖分類號: TP278 文

2、獻(xiàn)標(biāo)識碼: B 文章編號: 1003-7241( 2005) 05-0020-041 引言目前國內(nèi)生產(chǎn)膠囊充填機(jī)的企業(yè)有20 多家, 其產(chǎn)品-全自動膠囊充填機(jī)的上料方式均為人工上料, 工人勞動強(qiáng)度大, 容易出現(xiàn)交叉污染, 弊端很多。傳統(tǒng)的藥粉上料采用人工傾倒方式, 每隔幾分鐘就得上一次料, 膠囊充填機(jī)的料口高達(dá)1. 8 米以上, 工人上下操作很不方便, 而且傾倒后的藥粉有飛揚(yáng)現(xiàn)象, 造成藥粉的分層和嚴(yán)重浪費(fèi), 還大大污染了工人的工作環(huán)境。藥粉上料裝置必須要求輸送設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、占地空間小、價(jià)格低、經(jīng)濟(jì)實(shí)用, 只有這樣才會被制藥企業(yè)認(rèn)可。根據(jù)藥粉特點(diǎn)和廠家要求, 在借鑒目前國內(nèi)外上料設(shè)備的優(yōu)

3、缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上, 我們研制了膠囊充填機(jī)藥粉全自動上料裝置, 整個過程為全自動運(yùn)行, 不需要人工干預(yù)。該裝置粉狀物料的輸送在全封閉空間內(nèi)進(jìn)行, 杜絕了二次污染; 往復(fù)輸送, 輸送過程平穩(wěn), 無藥粉分層現(xiàn)象, 減輕工人的勞動強(qiáng)度, 避免了人工上料帶來的二次污染。該機(jī)采用歐姆龍型的CPM1A- 30 型可編程控制器, 實(shí)現(xiàn)膠囊充填機(jī)藥粉的全自動上料過程, 操作簡單, 可靠性高, 而且可以實(shí)現(xiàn)過程的在線監(jiān)測。2 工作原理該裝置工作過程為: 將藥粉加入儲料斗后, 加料器開始工作, 同時振動器也開始工作, 藥粉落入輸送器內(nèi), 當(dāng)輸送器被注滿后, 加料器停止工作, 振動器也停止工作, 輸送器被提升, 當(dāng)輸送器

4、碰到高位行程開關(guān)后開始卸料, 藥粉卸完后輸送器返回并碰到低位行程開關(guān)后停止等待加料, 這為一個工作周期。當(dāng)設(shè)備自動運(yùn)行時, 不需要人為操作, 按上面步驟自動循環(huán)工作; 設(shè)備還可以手動操作, 人為控制上料過程。圖1 工藝流程圖該機(jī)有專門的儲料斗, 從儲存車間運(yùn)來的藥粉可直接放入其中。儲料斗側(cè)壁裝有艙壁式振動器, 隨同加料器一起工作。工作時儲料斗中的藥粉通過加料器進(jìn)入輸送器, 加料器上裝有兩個限位開關(guān), 即前限位開關(guān)和后限位開關(guān)。加料撥叉原位壓下前限位開關(guān), 電機(jī)反轉(zhuǎn); 當(dāng)碰到后限位開關(guān)時, 電機(jī)立即正轉(zhuǎn)。加料撥叉的往復(fù)運(yùn)動完成整個加料過程。提升機(jī)構(gòu)采用低限位開關(guān)和高限位開關(guān)控制輸送器的循環(huán), 輸

5、送器原位壓下低限位開關(guān), 接到裝料完畢的信號后, 提升電機(jī)正轉(zhuǎn), 輸送器被送往膠囊充填機(jī)料斗; 碰到高限位開關(guān)時,電機(jī)停止并開始延時卸料, 延時完畢后, 電機(jī)反轉(zhuǎn), 輸送器返回起始位置, 等待裝料, 過程周而復(fù)始, 直到膠囊充填機(jī)藥粉料斗內(nèi)的物料到達(dá)設(shè)定的高位, 系統(tǒng)停止工作, 當(dāng)膠囊充填機(jī)料斗內(nèi)的物料回落到設(shè)定的低位時, 系統(tǒng)重新工作。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3. 1 可編程控制器的選擇系統(tǒng)硬件主要采用日本OMRON 公司生產(chǎn)的CPM1A- 30型, 其輸入點(diǎn)有18 個, 輸出點(diǎn)有12 個, 而且具有可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)輸入輸出動作的輸入濾波器和快閃內(nèi)存, 能夠滿足該設(shè)備的控制要求。其特點(diǎn)是體積較小, 價(jià)格合

6、理, 處理能力及速度適合該設(shè)備, 且抗干擾能力強(qiáng), 可靠性高, 能夠保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行 1。3. 2 開關(guān)量的選擇高低料位傳感器的選擇是十分重要的, 它直接影響系統(tǒng)的工作過程是否穩(wěn)定可靠, 可選擇音叉式或阻旋式物位開關(guān)。音叉式-當(dāng)藥粉與感應(yīng)棒接觸時, 振動信號逐漸減小, 直到停止共振時, 控制電路輸出電氣接點(diǎn)信號。由于感應(yīng)棒感度由前端向后座依次減弱, 所以當(dāng)料斗內(nèi)藥粉在槽周圍向上堆積, 觸及感應(yīng)棒或排料時, 均不會產(chǎn)生錯誤信號。此外, 振動的感應(yīng)棒, 也會自然震落粘附在桿上的藥粉, 所以感應(yīng)棒上不會有堆積的藥粉。阻旋式料位開關(guān)-它的葉片是利用傳動軸與離合器相接, 在未接觸藥粉時, 馬達(dá)保持正常

7、運(yùn)轉(zhuǎn), 當(dāng)葉片接觸藥粉時, 馬達(dá)會停止轉(zhuǎn)動, 機(jī)構(gòu)同時輸出一接點(diǎn)信號而測出料位高度。它的優(yōu)點(diǎn)是: 扭力穩(wěn)定可靠, 且扭力大小可以調(diào)整。原則上這兩種傳感器都可以選用, 而從對膠囊充填機(jī)料斗改造的方便程度和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性等方面考慮, 我們選擇了阻旋式物料開關(guān)。3. 3 模擬量輸入在儲料斗底部裝有稱重傳感器, 當(dāng)藥粉減少到設(shè)定的數(shù)值時, 發(fā)出加料報(bào)警, 并且其它一切動作均被禁止, 直至將藥粉加入到儲料斗后才可以繼續(xù)其它動作。此傳感器有兩方面的作用, 一方面避免儲料斗中的藥粉被全部運(yùn)空; 另一方面可以計(jì)量運(yùn)送到膠囊充填機(jī)料斗藥粉的重量, 為以后灌裝膠囊作好定量準(zhǔn)備, 減輕后續(xù)工作的工作量。此傳感器安裝使用

8、方便, 性能穩(wěn)定可靠。它是根據(jù)電阻應(yīng)變原理, 把力產(chǎn)生的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成與其線性關(guān)系的電信號。選擇輸入信號為電流信號4 20mA 類型,采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換位數(shù)為12 位。4 軟件設(shè)計(jì)整個控制過程不是簡單的電機(jī)順序工作, 它包括計(jì)數(shù)、聯(lián)動和互鎖控制, 以及繼電處理等。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng), 電氣線路復(fù)雜, 可靠性不高, 不便維護(hù), 而且無法處理系統(tǒng)的模擬量2 ,而PLC 具有編程軟件采自易學(xué)易會的梯形圖語言、控制靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn), 所以我們采用可編程的存儲器, 在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時等操作指令, 并通過數(shù)字量、模擬量的輸入和輸出, 控制整個工作過程

9、3 。它還能夠?qū)嵤┫到y(tǒng)的在線監(jiān)測和參數(shù)測量6 ,當(dāng)產(chǎn)品升級改型時, 只需修改程序即可, 操作非常方便。運(yùn)行方式分為手動和自動兩種, 當(dāng)調(diào)試或需要調(diào)整時, 可選擇手動。4. 1 控制系統(tǒng)原理框圖 44. 2 系統(tǒng)軟件流程圖 54. 3 部分梯形圖5 結(jié)束語此裝置經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行, 各項(xiàng)功能均已滿足設(shè)計(jì)要求, 而且操作方便、安全可靠、高效穩(wěn)定, 并于2004 年通過哈爾濱市科委的鑒定, 現(xiàn)正處于成果推廣階段。此裝置為制藥行業(yè)提供了先進(jìn)實(shí)用的上料裝置, 降低操作者的勞動強(qiáng)度, 減少藥粉的二次污染, 對促進(jìn)我國制藥工業(yè)的發(fā)展, 以及對GMP 在我國制藥行業(yè)的推廣實(shí)施有著積極重要的促進(jìn)作用。6 參考文獻(xiàn): 1 OMROM 可編程序控制器操作手冊 Z , 1997 2 鄒金慧. 可編程序控制器及其系統(tǒng) M . 重慶: 重慶大學(xué)出版社, 2002 3 胡學(xué)林. 可編程控制器教程( 實(shí)訓(xùn)篇) M . 北京: 電子工業(yè)出版社, 2002