1、一、可編程控制器的自動藥片裝瓶機控制系統(tǒng)簡介.自動裝藥機的研究現(xiàn)狀技術工藝，是衡量一個企業(yè)是否具有先進性，是否具備市場競爭力，是否能 不斷領先于競爭者的重要指標依據(jù)。 隨著我國藥物生產(chǎn)設備市場的迅猛發(fā)展， 與 之相關的生產(chǎn)技術應用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關注的焦點。了解國內(nèi)外藥物裝瓶設備生產(chǎn)技術的研發(fā)動向、工藝設備、技術應用及趨勢對于企業(yè)提升產(chǎn)品技術 規(guī)格，提高市場競爭力十分關鍵。目前食品藥品安全的現(xiàn)狀十分不容樂觀，國家食品藥品監(jiān)督管理局發(fā)現(xiàn)兩大 現(xiàn)狀導致近幾年藥品安全型突發(fā)事件的頻繁發(fā)生， 一是藥品生產(chǎn)企業(yè)不按生產(chǎn)工 藝生產(chǎn)、規(guī)避監(jiān)管，潛在不安全因素。二是在非 GMFa水線廠房生產(chǎn)藥品。如果

2、想改變此現(xiàn)狀，要著力消除問題隱患，從生產(chǎn)環(huán)節(jié)入手，采用自動化生產(chǎn)，自動 裝瓶機解決了生產(chǎn)中的許多問題。醫(yī)藥行業(yè)中，醫(yī)藥包裝機械產(chǎn)品種類豐富，藥品的形狀、性質(zhì)、包裝要求等 差異很大，且產(chǎn)量大。因此，自動裝瓶機品種眾多，目前醫(yī)藥包裝設備中，大顆 粒、規(guī)則形狀的藥丸自動包裝技術已經(jīng)非常成熟，國內(nèi)外均有相關設備，但針對異型粒、異型瓶等包裝技術則較為有限。PLC通過USS通信協(xié)議直接控制電機, 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對裝藥機方式運行的控制，而且能夠根據(jù)需要靈活控制裝藥時間， 達到節(jié)約電能，降低成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量的目的。.自動裝藥機的研究目的及意義手工裝瓶直接接觸藥品，長期接觸藥品的人會對身體造成傷害， 采用自動裝

3、 瓶機杜絕了這種現(xiàn)象的發(fā)生，同時避免了人與藥品接觸帶來的對藥品的污染， 保 證了藥品的質(zhì)量，符合藥用要求，符合保障人體健康、安全的標準。手工裝瓶生產(chǎn)難于管理，容易出現(xiàn)維漏和混亂，自動裝瓶機，建立一個能控 制整個數(shù)據(jù)中心運營的綜合性管理平臺使管理更加強調(diào)流程和自動化，改善了經(jīng)營系統(tǒng)，提高了工作效率，使企業(yè)運營更有加穩(wěn)定?？紤]到對藥品包裝的特殊要求，主要是防止塑料瓶內(nèi)的藥品氣體揮發(fā)和外部 氣體向瓶內(nèi)滲透，要求塑料瓶口與瓶蓋間有很好的密封性能。自動裝瓶機可以滿 足藥品包裝的這種性能要求，同時消除了人為因素對藥品灌裝的不合格的處理動 作，提高灌裝質(zhì)量。目前，我國制劑生產(chǎn)能力不夠，醫(yī)院配制制劑品種較多，

4、不能滿足市場需求， 無法保障藥品及時供應。使用實用新型的片劑自動裝瓶機，明顯地降低了片劑裝 瓶包裝的勞動強度和生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期， 社會效益和 經(jīng)濟效益明顯增加。.生產(chǎn)工作過程和要求高速自動裝瓶機基本可分為4個動作機構(gòu)：主傳動機構(gòu)、數(shù)粒機構(gòu)、自動供 瓶機構(gòu)和自動供蓋封蓋機構(gòu)。通過以上4個機構(gòu)的聯(lián)動實現(xiàn)包裝產(chǎn)品傳動、 藥丸 高速計數(shù)、自動供瓶和自動供蓋封蓋等功能。 生產(chǎn)中，主傳動機構(gòu)作為整個生產(chǎn) 過程的運輸鏈，連接所有的動作。供瓶、數(shù)粒、供蓋封蓋這三個生產(chǎn)過程都將在 這條主傳動機構(gòu)上完成。其中供瓶機構(gòu)為： 從料斗中落下的瓶，通過電動震動器 以及震動通道，依次進入落瓶通道，

5、通道中有三組氣缸聯(lián)動，保證瓶子在設計時 間內(nèi)以正確的方向進入主傳動鏈，之后運送到數(shù)粒機構(gòu)。瓶子到了數(shù)粒機構(gòu)后， 開始數(shù)粒模塊。數(shù)粒圓盤在步進電機帶動下轉(zhuǎn)動所設計的角度， 從料斗中選出生 產(chǎn)要求的藥粒粒數(shù)，通過落粒通道落入瓶中。裝有藥粒的藥瓶繼續(xù)被傳動鏈帶至 供蓋封蓋機構(gòu)。蓋子通過料斗和震動器、震動通道依次進入等待區(qū)域，鉗蓋用氣 缸組將蓋子鉗起，由步進電機帶至藥瓶上方，然后由該氣缸組與壓蓋氣缸組配合 完成封蓋動作。高速自動裝瓶機的自動控制必須滿足以下要求：(1)裝瓶速度280瓶min；(2)人機界面友好，方便自動控制檢測，在一定范圍內(nèi)，可通過輸入?yún)?shù)調(diào)節(jié)生產(chǎn)速度和裝瓶藥粒的粒數(shù)；(3)各動作連貫

6、協(xié)調(diào)，保證生產(chǎn)順利；(4)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或需要添加瓶、蓋、粒時，能自動報警和提示。.硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)自動裝瓶機的控制功能要求，設計該設備控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案。 整個控 制系統(tǒng)可在友好的人機界面環(huán)境下輸入生產(chǎn)參數(shù)，包括主傳動步進電機轉(zhuǎn)速、數(shù)粒步進電機轉(zhuǎn)速、數(shù)粒粒數(shù)、供蓋步進電機轉(zhuǎn)速、延時時間等。在系統(tǒng)操作面板 上，可進行生產(chǎn)開始、生產(chǎn)停止、急停等操作。來自人機界面、操作板和接近開 關的信號，經(jīng)PLC程序進行相應的處理，變成步進電機正反轉(zhuǎn)、電機轉(zhuǎn)速、步數(shù) 等控制命令輸出到步進電機驅(qū)動器，驅(qū)動步進電機，實現(xiàn)主傳動鏈前進、數(shù)粒電機和供蓋步進電機的轉(zhuǎn)動，或者輸出到繼電器，驅(qū)動電磁閥動作，實現(xiàn)各個氣缸組的聯(lián)動

7、；當系統(tǒng)中接近開關、步進驅(qū)動器等電氣器件出現(xiàn)故障，或者急停開關、 料斗傳感器傳來故障信號時，這些故障信號可實時反饋到PLC經(jīng)PLC報警故障中斷程序處理，可在人機界面上實時顯示故障原因和記錄該報警信息，并輸出控制信號，中止生產(chǎn)，激活報警燈和蜂鳴器以提示操作者排除故障。.自動裝瓶機示意圖圖1-1自動裝瓶機示意圖、設計方案控制要求題目：基于FXn- 60M阿編程控制器的自動藥片裝瓶機控制系統(tǒng)這是一個將一定數(shù)量的藥片自動連續(xù)地裝入到藥瓶中的控制任務，系統(tǒng)的模擬器示意圖如圖示。按下按鈕S1、S2或者S3,可連續(xù)每瓶裝入3片、5片或者7片,通過指示 燈H1、H2或者H3表示當前每瓶的裝藥數(shù)量。當選定要裝入

8、瓶中的藥片數(shù)量后， 接通系統(tǒng)開關，電動機M驅(qū)動皮帶輪運轉(zhuǎn)，延時5s后（或者采用位置檢測開關）， 皮帶機上的藥瓶到達裝瓶的位置，皮帶機停止運轉(zhuǎn)。當電磁閥Y打開裝有藥片的裝置后，通過光電傳感器 B1,對進入到藥瓶的 藥片進行計數(shù)，當藥瓶中的藥片到達預先選定的數(shù)量后，電磁閥 Y關閉，皮帶機 重新自動啟動，使藥片裝瓶過程自動連續(xù)地運行。如果當前的裝藥過程正在進行時，需要改變藥片裝入數(shù)量（例如由7片改為 5片），則只有在當前藥瓶裝滿后，從下一個藥瓶開始裝入改變后的數(shù)量。如果在裝藥過程中斷開系統(tǒng)開關，則在當前藥瓶裝滿后，系統(tǒng)停止運行。圖2-1自動藥片裝瓶機控制系統(tǒng)模擬示意圖設計思路及可編程控制器簡介設計思

9、路：選擇PLC控制器作為本課題的控制系統(tǒng)1) PLCt繼電器控制系統(tǒng)相比優(yōu)勢傳統(tǒng)的繼電器控制只能進行開關量的控制， 而PLC即可進行開關量控制，又 可進行模擬量控制，還能與計算機聯(lián)成網(wǎng)絡，實現(xiàn)分級控制。在PLC的編程語言中，梯形圖是使用最廣泛的語言。梯形圖與繼電器控制原 理圖十分相似，沿用了繼電器控制電路的元件符號，僅個別地方有些不同。PLC與繼電器控制系統(tǒng)相比主要有以下幾點區(qū)別：組成的器件不同。繼電器控制線路是由許多硬件繼電器組成的， 而PLC則是 由許多“軟繼電器”組成。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)本來有很強的抗干擾能力，但 其用了大量的機械出點，因物理性能疲勞、 塵埃的隔離性及電弧的影響，系統(tǒng)可

10、 靠性大大降低。PLC采用無機械出點的邏輯運算微電子技術，復雜的控制由 PLC 內(nèi)部運算器完成，故壽命長、可靠性高。觸點的數(shù)目不同。繼電器的觸點數(shù)較少，一般只有 48對；而“軟繼電器” 可供編程的觸點數(shù)有無數(shù)對?？刂品椒ú煌?。繼電器控制系統(tǒng)是通過元件之間的硬接線來實現(xiàn)的，控制功能就固定在線路中。PLC控制功能是通過軟件編程來實現(xiàn)的,只要改變程序,功 能即可改變，控制非常靈活。工作方式不同。在繼電器控制線路中，當電源接通時，線路中各繼電器都處 于受制約狀態(tài)。在PLC中，各“軟繼電器”都處于周期性循環(huán)掃描接通中，每個 “軟繼電器”受制約接通的時間是短暫的。2) PLC與工業(yè)微機控制系統(tǒng)相比優(yōu)勢工業(yè)

11、微機在要求快速、實時性強、模型復雜的工業(yè)控制中占有優(yōu)勢。但是， 使用工業(yè)微機的人員技術水平要求較高，一般應具有一定的計算機專業(yè)知識。另 外，工業(yè)微機在整機結(jié)構(gòu)上尚不能適應惡劣的工作環(huán)境， 抗干擾能力及適應性差， 這就是工業(yè)微機用在工業(yè)現(xiàn)場控制的致命弱點。工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的電磁輻射干擾、 機械振動、溫度及濕度的變化以及超標的粉塵， 每一項足可以使工業(yè)微機不能正常工作。PLC針對工業(yè)順序控制，在工業(yè)現(xiàn)場有很高的可靠性。PLC在電路布局、機械結(jié)構(gòu)及軟件涉及各方面決定了 PLC的高抗干擾能力。電路布局方面的主要模塊 都采用大規(guī)模與超大規(guī)模的集成電路，在輸入輸出系統(tǒng)中采用完善隔離等的通道 保護功能；在電路結(jié)

12、構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵及防震等各方面都作了周密的考慮； 在電路硬件方面采用了隔離、屏蔽、濾波及接地等抗干擾技術；在軟件上采用了 數(shù)字濾波及循環(huán)掃描、成批輸入、成批輸出處理技術。所有這些都是PLC具有非 常高的抗干擾能力，從而使PLC絕不會出現(xiàn)死機的現(xiàn)象。PLC采用梯形圖語言編 程，是熟悉電器控制的技術人員易學易懂，便于推廣。隨著PLC功能的不斷增強，越來越多地采用了微機技術，同時工業(yè)微機為了 適應用戶需要，想提高可靠性、耐用性與便于維修的方向發(fā)展，兩者間相互滲透， 差異越來越小。今后，PLC與工業(yè)控制微機將繼續(xù)共存，在一個控制系統(tǒng)中，使 PLC集中在功能控制上，使微機集中在信息處理上，兩者相輔

13、相成，共同發(fā)展。通過性能和特點的比較，我覺得 PLC更合適做本次設計。3) PLC自動藥片裝瓶機的設計流程(1)首先根據(jù)課題的控制要求，查閱相關資料，確定所要用到的開關、按鈕、以 及燈泡等電器元器件的個數(shù)(2)在確定元器件之后，初步的進行IO 口的分配，并列IO分配表。(3)進一步細化控制要求，繪制工作流程圖，繪出主控電路，硬件接線圖。(4)根據(jù)上一步的圖樣，初步畫出步進指令的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，狀態(tài)梯形圖以及基本指令的梯形圖兩種方法(5)在計算機上進行調(diào)試，進一步優(yōu)化梯形圖，修改不足，并重新確定IO分配、把梯形圖轉(zhuǎn)化為程序。(6)根據(jù)計算機上的調(diào)試畫出程序時序圖，用于核對課題的控制要求。(7)根據(jù)前

14、面所做的撰寫說明書。2.2.1可編程控制器的定義“PLC是一種數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用 可編程的存儲器，用來在內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術 運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械 或生產(chǎn)過程。課編程控制器及其有關設備，都應按易于與工業(yè)控制器系統(tǒng)聯(lián)成一 體、易于擴充功能的原則設計。”上述是國際電工委員會于1985年1月對PLC所 作的權(quán)威性的定義。對于PLC的定義，其補充說明如下。以微處理技術為基礎，應用于以控制開關量為主，或包括控制過程參量在內(nèi) 的邏輯控制、機電運動控制或過程控制等工業(yè)控制領域的新型工業(yè)控制裝置。

15、.2.3 可編程控制器的特點(1)通信性和靈活性強，應用廣泛可編程控制器不同于一般以硬件固定連接方式來體現(xiàn)控制機理的控制系統(tǒng)， 其控制規(guī)則可根據(jù)不同的需求方便地以更新軟件來實現(xiàn)，故其適應性極強，尤其適用于控制規(guī)則需要不斷更新的場合，如機械制造、電力、冶金、建材、煤炭、 化工、石化、醫(yī)療、紡織、食品等，既可應用于單機裝置中，又可以應用于生產(chǎn) 線中。(2)可靠性高，抗干擾的能力極強可編程控制器在硬件、軟件設計上均充分考慮了抗強烈干擾和對故障進行診 斷與容錯的各種措施，如屏蔽、隔離、濾波、電壓調(diào)整、對故障的在線診斷、對 程序及數(shù)據(jù)的后備電池保護、WTW護等，使其可靠性較之一般工業(yè)控制裝置高 出很多。

16、大多數(shù)PLC產(chǎn)品的平均無故障間隔時間 MTB楮B可達數(shù)十萬小時。有一 個例子可以有力地說明PLC抗干擾能力的強大：PLC出廠試驗中有一項抗干擾試 驗,是要承受幅值為1000V、上升時間為1ns、脈寬為1 ns的干擾脈沖沖擊。就 這一特點而言，也使PLC贏得了眾多的用戶。(3)產(chǎn)品系列化、規(guī)模化、功能完備、性能優(yōu)良可編程控制器發(fā)展到目前的這種局面，已經(jīng)擁有繁多的品牌，小、中、大系列齊全，各種功能的裝置和模塊相當齊備， 且性能異常優(yōu)良，用戶只需根據(jù)自己 需要，選擇這些產(chǎn)品予以安裝并連上外部接線就可以方便地構(gòu)成自己的系統(tǒng)。就功能來說，PLC除了滿足強大的邏輯控制功能外，還有不少的產(chǎn)品具有運動控制、

17、PID過程控制、數(shù)控、數(shù)據(jù)處理以及通信等各種功能，遠遠超越了純開關量控制 的概念。(4)編制程序簡單、容易由于可編程控制器控制程序充分照顧到了現(xiàn)在工程技術人員的習慣，既可用面向生產(chǎn)過程現(xiàn)場的簡單指令語句形式編程，又可以用大家普遍熟悉的梯形圖編 程。對于復雜系統(tǒng)，有的可編程控制器還可以使用簡單易懂的功能圖表編程和模 塊化的程序結(jié)構(gòu)(如主控程序結(jié)構(gòu))等。使得編程和改變程序均很方便、靈活。(5)設計、安裝、調(diào)試周期短，擴充容易如前所述，由于PLC硬軟件產(chǎn)品齊全，故用戶組建系統(tǒng)時，設計、安裝、調(diào) 試都很容易，與一般控制系統(tǒng)相比， 大大縮短了周期。由于PLC產(chǎn)品開發(fā)有大量 擴展單元或不同規(guī)模不同功能的模

18、塊，故用戶擴充自己系統(tǒng)的規(guī)?；驍U充功能都 異常方便。(6)體積小、重量輕，維護方便PLC體積小、重量輕自不待說。PLC由于有自診斷功能，能及時將故障點顯 示給維修人員，故排除故障相當順利、簡單。加之 PLC組裝、聯(lián)接簡單、維修時 采用更換整個單元或模塊，故特別方便。.2.4可編程控制器的應用領域近年來，隨著大規(guī)模集成電路技術的迅猛發(fā)展，功能更強大、規(guī)模不斷擴 大而價格日趨低廉的元器件不斷涌現(xiàn)，促使PLC產(chǎn)品亦隨之功能大增而成本下降。目前PLC的應用已經(jīng)遠遠超越了早期僅用于開關量控制的局面，現(xiàn)將其應用領域簡述于下。(1)開關量邏輯控制這是PLC最廣泛的應用。已逐步取代傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制裝置，

19、被用于單 機或多機控制系統(tǒng)以及自動生產(chǎn)線上。PLC控制開關量的能力是很強的，所控制 的入、出點數(shù)有時多達幾萬點。由于可以聯(lián)網(wǎng)，所以點數(shù)幾乎不受限制。所控制的如組合的、時序的、要考慮延時的、需要進行高速計數(shù)等的邏輯問題都可以解 決。(2)運動控制目前很多廠商已經(jīng)開發(fā)出大量運動控制模塊。且功能是給步進電動機或伺服 電動機等提供單軸或多軸的位置控制， 并在控制中滿足適當?shù)乃俣群图铀俣龋?以 保證運動的平滑水準。(3)過程控制當前PLC產(chǎn)品中，還有一大類是針對生產(chǎn)過程參數(shù)，如溫度、流量、壓力、 速度等的檢測和控制而設計的。常用的有模擬量IO模塊，通過這些模塊，不僅可以實現(xiàn)ADffi DA轉(zhuǎn)換，還可以進

20、一步構(gòu)成閉環(huán)，實現(xiàn)PID 一類的生產(chǎn)過程調(diào)節(jié)。 而針對PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，又有專門的模塊，可以更方便地實施。這些產(chǎn)品，往往還 引入了智能控制。(4)數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC已具有數(shù)據(jù)傳送、排序、查表搜索、位操作以及邏輯運算、函數(shù) 運算、矩陣運算等多種數(shù)據(jù)采集、分析、處理的功能。目前還有不少公司，將 PLC的數(shù)據(jù)處理功能與計算機數(shù)值控制(CNC設備的功能緊密結(jié)合在一起，開 發(fā)了用于CNC勺PLC產(chǎn)品。(5)通信隨著網(wǎng)絡的發(fā)展和計算機集散控制系統(tǒng)的逐步普及，PLC的網(wǎng)絡化通信產(chǎn)品也在大量被推出。這些產(chǎn)品解決了 PLC之間、PLC與其擴展部分之間、PLC與上 級計算機之間或其他網(wǎng)絡間的通信問題。更有一些公司

21、，還為其PLC系統(tǒng)開發(fā)了專門的網(wǎng)絡產(chǎn)品。這些網(wǎng)絡產(chǎn)品包括有典型的如 A-B公司的高速數(shù)據(jù)通道DH和 DH+ SIEMEN公司的SINEC局域網(wǎng)等。通過這些產(chǎn)品，可將 PLC計算機、各種 外設組成局域環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)還可以套非環(huán)網(wǎng)。環(huán)網(wǎng)與環(huán)網(wǎng)還可以橋接。網(wǎng)間的結(jié)點 可直接或間接地通信、交換信息。 聯(lián)網(wǎng)、通信，適應了當今諸如計算機集成制 造系統(tǒng)(CIMS及智能化工廠等先進技術發(fā)展的需要。 它使工業(yè)控制從點(Point ) 到線(Line)再到面(Aero),使現(xiàn)場設備的控制、生產(chǎn)線的控制和工廠管理層 的管理及決策連成一體，甚至實現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與管理，以創(chuàng)造更高的 境界。 需要注意的是，并非所有P

22、LC#B具有上述全部功能，越小型的 PLC其功能相應也越少.2.5 可編程控制器的發(fā)展狀況PLC發(fā)展至今已有近40年的歷史，隨著半導體技術、計算機技術和通信技 術的發(fā)展，工業(yè)控制領域已有翻天覆地的變化，PLC亦一樣，隨著PLC應用領域日益擴大，PLC技術及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都在不斷改進，功能日益強大，性價比越來越 Mi。PLC微型化發(fā)展PLC的功能正越來越豐富，而體積則越來越小。比如三菱的FX-IS系列PLC 最小的機種，體積僅為 60X90X 75mm相當于一個繼電器，但卻具有高速計數(shù)、 斜坡、交替輸出及16位四則運算等能力，還具有可調(diào)電位器時間設定功能。PLC已不再是早期那種只能進行開關量邏輯運算

23、的產(chǎn)品了，而是具有越來越強的模擬量處理能力，以及其他過去只有在計算機上才能具有的高級處理能力，如浮點數(shù)運算、PID調(diào)節(jié)、溫度控制、精確定位、步進驅(qū)動、報表統(tǒng)計等。從這種意義上 說，PLC系統(tǒng)與DCS集散控制系統(tǒng))的差別越來越小了，用PLC同樣可以構(gòu)成一 個過程控制系統(tǒng)。PLC網(wǎng)絡技術化發(fā)展PLC網(wǎng)絡控制是當前控制系統(tǒng)和 PLC技術發(fā)展的潮流。PLC與PLC之間的聯(lián) 網(wǎng)通信、PLC與上位計算機的聯(lián)網(wǎng)通信已得到廣泛應用。目前， PLC制造商都在 發(fā)展自己專用的通信模塊和通信軟件以加強 PLC的聯(lián)網(wǎng)能力。各PLC制造商之間 也在協(xié)商指定通用的通信標準，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡系統(tǒng)。 PLC已成為集散控制系

24、統(tǒng)(DCS不可缺少的組成部分。模塊化、智能化發(fā)展為滿足工業(yè)自動化各種控制系統(tǒng)的需要，近年來， PLC廠家先后開發(fā)了不少 新器件和模塊，如智能IO模塊、溫度控制模塊和專門用于檢測 PLC外部故障的 專用智能模塊等，這些模塊的開發(fā)和應用不僅增強了功能， 擴展了 PLC的應用范 圍，還提高了系統(tǒng)的可靠性。(4) PLC操作簡易化發(fā)展。目前PLC推廣的難度之一就是復雜的編程使得用戶望而卻步，而且不同廠商PLC所有編程的語言也不盡相同，用戶往往需要掌握更多種編程語言，難度較大。 PID控制、網(wǎng)絡通信、高速計數(shù)器、位置控制、數(shù)據(jù)記錄、配方和文本顯示器等 編程和應用也是PLC程序設計中的難點，用普通的方法對

25、它們編程時，需要熟悉 有關的特殊存儲器的意義，在編程時對它們賦值，運行時通過訪問它們來實現(xiàn)對 應的功能。這些程序往往還與中斷有關，編程的過程既繁瑣又容易出錯，阻礙了 PLC的進一步推廣應用。PLC的發(fā)展必然朝著操作簡化對復雜任務的編程，在這 一點上西門子就充當了先行者，西門子 S7-200的編程軟件設計了大量的編程向 導，只需要在對話框中輸入一些參數(shù)，就可以自動生成包括中斷程序在內(nèi)的用戶 程序，大大方便了用戶的使用。(5)編程語言和編程工具的多樣化和標準化多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是 PLC軟件進步的一種趨勢。PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的同時，日益向MAP制造

26、自動化協(xié)議)靠攏，使PLC的基本部件，包括輸入輸出模塊、通信協(xié)議、編程語 言和編程工具等方面的技術規(guī)范化和標準化。功能流程圖2-3-1系統(tǒng)功能流程圖IO端口分配表表2-4-1 IO 分配編程元件IO端子電路器件作用輸入繼電器X000K工作開關X001SB1每瓶裝3片按鈕X002SB2每瓶裝5片按鈕X003SB3每瓶裝7片按鈕X004SQ位置開關X005B1光電傳感器輸出繼電器Y000KM皮帶機接觸器Y001YV電磁閥Y002H13片指示燈Y003H25片指示燈Y004H37片指示燈表2-4-2其它編程元件的地址分配編程元件編程地址用途狀態(tài)器S0準備S20皮帶機輸送空瓶S21每瓶裝3片S31每瓶

27、裝5片S41每瓶裝7片計數(shù)器C1設定值K3C2設定值K5C3設定值K7T0設定值K20電氣原理圖圖 2-5-1主電路控制圖PLC接線圖圖2-5-2 PLC接線圖設計方案一：步進指令編程法狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖.圖 2-7-1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖2.7.2狀態(tài)梯形圖(1)信號預處理模塊使所有的狀態(tài)器S0、S20、S21、S31、S41復位，為后續(xù)步驟的進行做好準 備，再置位S0,步進開始，當開關X000打開時置位S20,皮帶機開始運轉(zhuǎn)。梯 形圖程序如圖2-7-3所示。圖 2-7-3藥瓶移位及藥片裝瓶模塊S20已經(jīng)置位，選擇裝藥數(shù)量，當達到指定位置時，位置檢測器檢測到皮帶 上的藥瓶達到裝瓶的指定位置(X004打開)，就

28、開始按照選擇的藥片數(shù)量進行裝 藥，可選擇3片、5片、7片藥片。具梯形圖如圖2-7-4所示。圖 2-7-4狀態(tài)指示及藥片計數(shù)模塊上一步選擇好了藥片數(shù)量，使對應的狀態(tài)器置位，這是裝3片藥片，電磁閥 (Y001)打開，3片指示燈H1 (Y002)點亮，光電傳感器(X005)準確控制藥片 數(shù)量為3片，置位準備工作開關S0,為裝下一瓶準備。其梯形圖如圖2-7-5所示。圖 2-7-5上一步選擇好了藥片數(shù)量，使對應的狀態(tài)器置位，若為裝5片藥片，電磁閥 (Y001)打開，5片指示燈H2 (Y003)點亮，光電傳感器(X005)準確控制藥片 數(shù)量為5片，置位準備工作開關S0,為裝下一瓶準備。其梯形圖如圖2-7-

29、6所示。圖 2-7-6上一步選擇好了藥片數(shù)量，使對應的狀態(tài)器置位，這是裝7片藥片，電磁閥 (Y001)打開，7片指示燈H3(Y004)點亮，光電傳感器(X005)準確控制藥片數(shù)量 為7片，置位準備工作開關S0,為裝下一瓶準備。其梯形圖如圖 2-7-7所示。2-7-72.7.3語句表程序23 LD X005012345678910111213141516171819202122C1 K3S31Y001Y003X005C2 K5S41Y001Y004X005C3 K7S21C1S0S31C2S0S41C3S0LDM800224OUTZRST S0 S4125 STLSET S026OUTSTL S

30、027OUT TOC o 1-5 h z LD X00028LDSET S2029OUTSTL S2030STLOUT Y00031OUTRST C132OUTRST C233LDRST C334OUTLDX00435STLAND X00136LDSET S2137OUTLDX00438STLAND X00239LDSET S3140OUTLDX00441STLAND X00342LDSET S4143OUTSTL S2144RETOUT Y00145ENDOUT Y0022.7.4過程時序圖圖2-7-8過程時序圖2.8設計方案二：基本指令編程法2.8,1 梯形圖皮帶機運轉(zhuǎn)設計模塊情況一：裝藥

31、機未計數(shù)，藥瓶未到達行程開關位置。當系統(tǒng)開關（X00O）打開后，系統(tǒng)檢測到藥瓶未達到行程開關（X004）的位置，使X004常閉觸點通電，帶動皮帶機（Y000）運轉(zhuǎn)，同時復位3個計數(shù)器。情況二：裝藥機當前瓶裝藥結(jié)束，藥瓶仍處于行程開關位置。當系統(tǒng)開關（X00O）打開后，系統(tǒng)檢測到藥瓶仍處于行程開關（X004）的位置，使X004常閉觸點斷開，此時需要通過 M0觸點來驅(qū)動皮帶機（Y00O）的運轉(zhuǎn)，M0在C1、C2、C3其中一個計數(shù)完畢之后接通 2s后復位，T0的作用是使已裝完藥的藥瓶完全離開行程開關的位置后再斷開 MQ如圖2-8-2所示圖 2-8-2狀態(tài)指示及藥片計數(shù)設計模塊上一步使空藥瓶到達指定位

32、置后，行程開關（X004）打開，選擇裝3片藥片按鈕（X001）,電磁閥（Y001）打開，3片指示燈H1 （Y002）點亮，光電傳感器（X005）準確控制藥片數(shù)量為3片，裝完后通過C1常閉觸點關閉電磁閥和指示燈，并在梯形圖中加入其它裝藥方案的互鎖，其梯形圖如圖2-8-3所示圖 2-8-3上一步使空藥瓶到達指定位置后，行程開關（X004）打開，選擇裝5片藥片按鈕（X000,電磁閥（Y001）打開，5片指示燈H1 （Y003）點亮，光電傳感器（X005）準確控制藥片數(shù)量為5片，裝完后通過C2常閉觸點關閉電磁閥和指示燈，并在梯形圖中加入其它裝藥方案的互鎖，其梯形圖如圖2-8-4所示圖 2-8-4上一步

33、使空藥瓶到達指定位置后，行程開關（X004）打開，選擇裝5片藥片按鈕（X000,電磁閥（Y001）打開，5片指示燈H1 （Y003）點亮，光電傳感器（X005）準確控制藥片數(shù)量為5片，裝完后通過C2常閉觸點關閉電磁閥和指示燈，并在梯形圖中加入其它裝藥方案的互鎖，其梯形圖如圖2-8-5所示圖 2-8-52.8.2語句表程序0 LDI X004OR M0AND X000OUT Y000RST C1RST C2RST C3LD X004AND X001OR Y002ANI Y003ANI Y004ANI C1OUT Y001OUT Y002AND X005OUT C1 K3LD X004AND X0

34、0219 OR Y00320 ANI Y00221 ANI Y00423 OUT Y00124 OUT Y00325 AND X00526 OUT C2 K527 LD X00428 AND X00329 OR Y00430 ANI Y00231 ANI Y00332 ANI C333 OUT Y00134 OUT Y00435 AND X00536 OUT C3 K737 LD C138 OR C239 OR C340 OR M041 ANI T042 OUT M043 OUT T0 K2044 END22 ANI C22.9 調(diào)試運行與問題分析(1)實驗設備FX1N-60MRT編程控制器一

35、臺、微型計算機一臺(2)實驗現(xiàn)象及算機模擬接通系統(tǒng)K (X000)之后，模擬按下行程開關SQ(X004)和3片 裝藥按鈕SB1(X001)之后，電磁閥打開(Y001亮)3片指示燈H1亮(Y002),同 時光電開關開始計數(shù)藥片，在裝藥過程中斷開系統(tǒng)開關K無反應，切換其它裝藥 量方案無效，需等到當前裝藥結(jié)束后才可停止和切換方案， 滿足課題的控制要求。 對于5片裝藥方案和7片裝藥方案也與之同理。調(diào)試問題分析設計方案一：a)程序一開始需要對計數(shù)器 C1、C2、C3復位處理，否則程序在運行一遍之后 將不能在執(zhí)行第二遍，原因是計數(shù)器還在置位的狀態(tài)，不滿足課題的連續(xù)自 動裝藥的控制要求。b)本課題可采用延遲或位置檢測開關使藥瓶到達指定位置，但考慮到其他因素 如皮帶機運轉(zhuǎn)速度的誤差等采用時間延遲的方式會導致位置誤差，連續(xù)運行 則造成累積誤差，則采用位置檢測開關會比較精確c)由于步進指令的特殊原因：只有當前步執(zhí)行完之后才能跳轉(zhuǎn)，因此程序可不 采用互鎖開關。設計方案二：a)與方案一同理，需對計數(shù)器 C1、C2、C3復位處理。b)皮帶機的運轉(zhuǎn)需要考慮兩種情況，一是裝藥機未計數(shù)，藥瓶未到達行程開關 位