plc的药品袋封装机的控制系统设计
【摘要】经过几十年的不断学习与改进，我国药品封装机的技术有了大幅度的提高，但是依然缺乏创新。首先，因为药品一般都比较小，所以如果药品袋封装机没有对开口进行严密的封装的话，粉末或者液态就会随着药品袋的缝隙漏出来，本来药品的量就比较少，而且是有严格的计量要求的，特别是对一些粉末型的药品下料的时候，药品会产生浮动的现象，这也就进一步会导致计量的不准确。本次是基于三菱PLC的药品袋封装机的设计，首先对药品袋封装机的设计方案进行阐述，如药瓶袋封装机的机械结构和工作原理、系统工作过程的设计、药品袋封装机的控制电路方案、对于内装物的特征来设计，接着重点对药品袋封装机的硬件与软件进行设计，最后对系统进行简单的调试。
目录
引言 1
一、药品袋封装机的设计方案 2
（一）药品袋封装机的机械结构 2
（二）药品袋封装机运行原理 2
（三）系统工作过程的设计 3
（四）药品袋封装机的控制电路方案 4
（五）对于内装物的特征来设计 4
二、药品袋封装机的硬件设计 4
（一）FX2N系列PLC的选用 4
（二）电动机的选型 5
（三）硬件配置 6
（四）I/O地址分配 7
（五）PLC外部接线及电机的驱动电路 8
三、药品袋封装机的软件设计 9
（一）主程序流程设计 9
（二）初始化程序 10
（三）手动程序 11
（四）自动回原点程序 12
（五）自动程序 14
四、运行调试 17
结论 19
致谢 20
参考文献 21
引言
相较于西方发达国家而言，我国的药品封装机要晚的多。虽然我国工业经过几十年的快速发展，药品封装机的技术有了大幅度的提高，但是依然缺乏创新，在一些设计方面仍然存在一些缺陷，与发达国家的相关技术仍然存在着不小差距。如今，医药行业蓬勃发展，但是可靠的药品袋封装机确是乏善可陈，就目前医药行业的发展势头，未来的药品袋封装机必将大有用处，也必定会带动医药生产业的整体发展。随着科学技术的不断发展进步，机械的发展更加迅速，设计也
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
更加人性化，性能更加多样化，稳定性更好，人们也可以越来越容易的操作它。所以，如今药品袋封装机仍存在着一些设计缺陷亟需改进。特别是国产的药品袋封装机缺乏创新，一味的模板甚至抄袭西方的一些先进技术，并采取低价措施来促进销售，导致国产的药品袋封装机的质量较差，可靠性较低，严重制约了我国药品袋封装机相关技术的发展。根据相关专家的预测，未来药品袋封装机操作起来会更加简单、自动化程度也会更高，功能也会更加强大。
由于我国这几年药品生产行业呈现爆发式增长，对于药品袋封装机的需要更加旺盛，但是药品袋封装机整体性能并不突出，还存在一系列的问题，特别是我国生产的一些相关设备缺乏创新，由于生产药品袋封装机的成本并不算高，所以我国的一些相关生产企业“重量还不重质”，导致整个药品袋封装机行业畸形发展。
如今普遍使用的药品袋封装机主要有以下几点问题：首先，因为药品一般都比较小，甚至很多都是粉末状或者液态的药品，所以如果药品袋封装机没有对开口进行严密的封装的话，粉末或者液态就会随着药品袋的缝隙漏出来，本来药品的量就比较少，而且是有严格的计量要求的，一旦出现上述情况的话，会带来巨大的损失或者影响。
不可否认，最近几十年随着较为和平的国际环境，科学技术有了大幅度的提高，人们的生活水平也有了很大的改善。我国随着改革开放与加入世界贸易组织之后，经济取得巨大的发展，社会也有了长足的进步，人们对于生活的质量或者物品的品位越来越高，不可避免对于商品的封装效果与外观也有着一定的要求。药品袋的封装质量对于药品的整体质量有着重要的意义，而药品袋封装机对于药品袋的封装效果有着直接的作用，这也在一定程度促进药品生产行业的规范化。性能良好的药品袋封装机可以很大程度提高生产效率，可以提高药品袋的封装效果，可以减少资源的浪费，可以提高产品的竞争力。因此，持续对药品袋封装机的创新与改进，对促进医药生产业的发展有着重要的作用。
一、药品袋封装机的设计方案
（一）药品袋封装机的机械结构
对于设备的机械结构需要了解，药品袋封装机机构主要有以下几个部分，比如：计量机构、色标传感器、包装材料、拉模机构、纵封机构、横封机构，如图11所示。计量机构是用来测量药品的含量，色标传感器是对各种标签进行检测，拉模机构增强齿形带的耐力，纵封机构是用来成型的，横封机构是用来切断的。
1计量机构 2色标传感器 3包装材料 4拉模机构 5纵封机构 6横封机构
图11 机构原理图
（二）药品袋封装机运行原理
而了解药品袋封装机的运行原理也是重中之重，因为，只有其相关工作原理，才能对其之后进行研究或者改进。因此，做出一个工作原理图如图12，方便理解其工作原理，当药品袋封装机正常运转的时候，拉膜电机就会自动开启，然后利用传动机构的作用，进一步的去控制拉膜带进行匀速工作，同时为了方便人工设定，所以可以根据药品袋封装速度来自由调节拉膜带的速度。为了保证拉膜带良好的可靠性，所以设计的时候，选定齿形带作为拉膜带的内侧，选定橡胶带作为拉膜带的外侧，并选择一种高弹力的橡胶带，可以进一步增强其韧性与耐力。高弹力橡胶带对于提高拉膜带的整体性能有着重要的作用，因为高韧性的高弹力的橡胶带能够提高其和薄膜的摩擦力，由于受到摩擦力的影响，包装材料就会跟着拉膜带行进。如图12所示。
图12 工作原理图
（三）系统工作过程的设计
设备的结构一定程度上能决定药品袋封装的方式，本次设计的药品袋封装机更加适宜连续式包装。首先，原材料薄膜要不断的供送，从而对药品进行封装成袋，这里我们运用的是走袋电动机，纵封加热管是为纵封运动提供温度，横封加热管就是为横封运动提供适宜的温度，然后通过切刀控制系统，最后产品就送出来了。如下图13为封装工作过程。
图13 封装工作过程
（四）药品袋封装机的控制电路方案
根据此次设计的相关要求，并对封装机工作原理与过程进行详细了解之后，做出如图14的原理框图，从而提高对药品袋封装机的理解。此药品封装机的输入信号为：启动，停止，急停信号检测，料满信号检测，横纵封温度检测，横纵封到位检测。输出信号为：供料电机，电磁阀，加热管，水冷却控制等其他执行结构。
图14 原理框图
（五）对于内装物的特征来设计
对于药品袋封装机的设计，首先就需要对药品的类型进行了解。现如今，药品通常情况下有以下3种类型，第一种最为常见即为颗粒状，第二种为粉末状、其次就是液体。本次设计是对当下较为常见的药品袋封装机进一步去创新与改进，从而可以达到对固体类药品进行更好封装的目的。由于就算是固体类的药品在一些特殊情况下也会轻微发生形状改变，所以在设计的时候，利用调整封装机的一些个别零部件就可以减少药品形状的改变。我们只要更改比较简便的细小零件来达成目的。还可以通过更换成型器对内装物大小进行有效控制。若是含有一些易碎易变形的的物品，能够通过在封装中的切断器上贴上缓冲的物料，不用专门各种样式的相关部件，就可以达到良好的效果。进一步提高其使用范围更加广泛，还能提高封装机的可靠性，提高生产效率。
目录
引言 1
一、药品袋封装机的设计方案 2
（一）药品袋封装机的机械结构 2
（二）药品袋封装机运行原理 2
（三）系统工作过程的设计 3
（四）药品袋封装机的控制电路方案 4
（五）对于内装物的特征来设计 4
二、药品袋封装机的硬件设计 4
（一）FX2N系列PLC的选用 4
（二）电动机的选型 5
（三）硬件配置 6
（四）I/O地址分配 7
（五）PLC外部接线及电机的驱动电路 8
三、药品袋封装机的软件设计 9
（一）主程序流程设计 9
（二）初始化程序 10
（三）手动程序 11
（四）自动回原点程序 12
（五）自动程序 14
四、运行调试 17
结论 19
致谢 20
参考文献 21
引言
相较于西方发达国家而言，我国的药品封装机要晚的多。虽然我国工业经过几十年的快速发展，药品封装机的技术有了大幅度的提高，但是依然缺乏创新，在一些设计方面仍然存在一些缺陷，与发达国家的相关技术仍然存在着不小差距。如今，医药行业蓬勃发展，但是可靠的药品袋封装机确是乏善可陈，就目前医药行业的发展势头，未来的药品袋封装机必将大有用处，也必定会带动医药生产业的整体发展。随着科学技术的不断发展进步，机械的发展更加迅速，设计也
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
更加人性化，性能更加多样化，稳定性更好，人们也可以越来越容易的操作它。所以，如今药品袋封装机仍存在着一些设计缺陷亟需改进。特别是国产的药品袋封装机缺乏创新，一味的模板甚至抄袭西方的一些先进技术，并采取低价措施来促进销售，导致国产的药品袋封装机的质量较差，可靠性较低，严重制约了我国药品袋封装机相关技术的发展。根据相关专家的预测，未来药品袋封装机操作起来会更加简单、自动化程度也会更高，功能也会更加强大。
由于我国这几年药品生产行业呈现爆发式增长，对于药品袋封装机的需要更加旺盛，但是药品袋封装机整体性能并不突出，还存在一系列的问题，特别是我国生产的一些相关设备缺乏创新，由于生产药品袋封装机的成本并不算高，所以我国的一些相关生产企业“重量还不重质”，导致整个药品袋封装机行业畸形发展。
如今普遍使用的药品袋封装机主要有以下几点问题：首先，因为药品一般都比较小，甚至很多都是粉末状或者液态的药品，所以如果药品袋封装机没有对开口进行严密的封装的话，粉末或者液态就会随着药品袋的缝隙漏出来，本来药品的量就比较少，而且是有严格的计量要求的，一旦出现上述情况的话，会带来巨大的损失或者影响。
不可否认，最近几十年随着较为和平的国际环境，科学技术有了大幅度的提高，人们的生活水平也有了很大的改善。我国随着改革开放与加入世界贸易组织之后，经济取得巨大的发展，社会也有了长足的进步，人们对于生活的质量或者物品的品位越来越高，不可避免对于商品的封装效果与外观也有着一定的要求。药品袋的封装质量对于药品的整体质量有着重要的意义，而药品袋封装机对于药品袋的封装效果有着直接的作用，这也在一定程度促进药品生产行业的规范化。性能良好的药品袋封装机可以很大程度提高生产效率，可以提高药品袋的封装效果，可以减少资源的浪费，可以提高产品的竞争力。因此，持续对药品袋封装机的创新与改进，对促进医药生产业的发展有着重要的作用。
一、药品袋封装机的设计方案
（一）药品袋封装机的机械结构
对于设备的机械结构需要了解，药品袋封装机机构主要有以下几个部分，比如：计量机构、色标传感器、包装材料、拉模机构、纵封机构、横封机构，如图11所示。计量机构是用来测量药品的含量，色标传感器是对各种标签进行检测，拉模机构增强齿形带的耐力，纵封机构是用来成型的，横封机构是用来切断的。
1计量机构 2色标传感器 3包装材料 4拉模机构 5纵封机构 6横封机构
图11 机构原理图
（二）药品袋封装机运行原理
而了解药品袋封装机的运行原理也是重中之重，因为，只有其相关工作原理，才能对其之后进行研究或者改进。因此，做出一个工作原理图如图12，方便理解其工作原理，当药品袋封装机正常运转的时候，拉膜电机就会自动开启，然后利用传动机构的作用，进一步的去控制拉膜带进行匀速工作，同时为了方便人工设定，所以可以根据药品袋封装速度来自由调节拉膜带的速度。为了保证拉膜带良好的可靠性，所以设计的时候，选定齿形带作为拉膜带的内侧，选定橡胶带作为拉膜带的外侧，并选择一种高弹力的橡胶带，可以进一步增强其韧性与耐力。高弹力橡胶带对于提高拉膜带的整体性能有着重要的作用，因为高韧性的高弹力的橡胶带能够提高其和薄膜的摩擦力，由于受到摩擦力的影响，包装材料就会跟着拉膜带行进。如图12所示。
图12 工作原理图
（三）系统工作过程的设计
设备的结构一定程度上能决定药品袋封装的方式，本次设计的药品袋封装机更加适宜连续式包装。首先，原材料薄膜要不断的供送，从而对药品进行封装成袋，这里我们运用的是走袋电动机，纵封加热管是为纵封运动提供温度，横封加热管就是为横封运动提供适宜的温度，然后通过切刀控制系统，最后产品就送出来了。如下图13为封装工作过程。
图13 封装工作过程
（四）药品袋封装机的控制电路方案
根据此次设计的相关要求，并对封装机工作原理与过程进行详细了解之后，做出如图14的原理框图，从而提高对药品袋封装机的理解。此药品封装机的输入信号为：启动，停止，急停信号检测，料满信号检测，横纵封温度检测，横纵封到位检测。输出信号为：供料电机，电磁阀，加热管，水冷却控制等其他执行结构。
图14 原理框图
（五）对于内装物的特征来设计
对于药品袋封装机的设计，首先就需要对药品的类型进行了解。现如今，药品通常情况下有以下3种类型，第一种最为常见即为颗粒状，第二种为粉末状、其次就是液体。本次设计是对当下较为常见的药品袋封装机进一步去创新与改进，从而可以达到对固体类药品进行更好封装的目的。由于就算是固体类的药品在一些特殊情况下也会轻微发生形状改变，所以在设计的时候，利用调整封装机的一些个别零部件就可以减少药品形状的改变。我们只要更改比较简便的细小零件来达成目的。还可以通过更换成型器对内装物大小进行有效控制。若是含有一些易碎易变形的的物品，能够通过在封装中的切断器上贴上缓冲的物料，不用专门各种样式的相关部件，就可以达到良好的效果。进一步提高其使用范围更加广泛，还能提高封装机的可靠性，提高生产效率。
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