胶囊充填机药粉全自动上料装置控制系统设计论文Word文档格式.docx

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3.3模拟量输入 3

4软件设计 4

4.1控制系统原理框图[4] 5

4.2系统软件流程图[5] 6

4.3部分梯形图 6

5结束语 7

6参考文献:

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）05-0020-04

1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,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,当调试或需要调整时,可选择手动。

4.1控制系统原理框图[4]

4.2系统软件流程图[5]

4.3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）:

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