基于PLC控制的同位素膠囊生產(chǎn)裝置

趙振

摘 要 該系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)把同位素液體的精確分裝在膠囊中，并進(jìn)行膠囊的合囊、脫囊操作。該設(shè)計(jì)完成了系統(tǒng)的總體框架及原理方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的控制電路以及相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 PLC；同位素膠囊；

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）160-0183-02

同位素藥物已廣泛應(yīng)用于臨床。但以前患者服用的都是口服溶液，這樣的治療方法在醫(yī)學(xué)上存在一些不足。針對(duì)這種不足，西方許多國(guó)家使用口服膠囊來代替這種口服溶液，目前，我國(guó)許多醫(yī)療單位也提出了這樣的醫(yī)療需求。但目前膠囊的生產(chǎn)基本上還是人工方式，效率低且對(duì)操作人員要求高，因此，設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的同位素膠囊生產(chǎn)裝置是非常有必要的。

1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及控制要求

生產(chǎn)裝置包括上模具與下模具，動(dòng)作開始之前均在初始位置。使用人工將裝有可食用淀粉的膠囊裝在上模具中，膠囊的另一部分裝在下模具中。當(dāng)按下“啟動(dòng)”鍵，進(jìn)行膠囊的分裝，一次循環(huán)可分裝20個(gè)膠囊。具體動(dòng)作如下：

1）水平移動(dòng)下模具至裝液器處，到達(dá)指定位置，裝液器開始進(jìn)行對(duì)同位素藥劑的灌裝；

2）完成灌裝后 同位素檢測(cè)器開始監(jiān)測(cè)膠囊中的同位素含量是否符合標(biāo)準(zhǔn)：不符合報(bào)警并復(fù)位；若符合進(jìn)行下一動(dòng)作；

3）下模具移動(dòng)到上模初始位置，下模具向下運(yùn)動(dòng)，模具閉合，頂桿向上推壓膠囊，完成合囊；

4）上模具回到原來的位置，同時(shí)吹風(fēng)機(jī)開啟，將膠囊吹至指定的一邊，頂桿復(fù)位，完成分囊；

5）接下來完成第二個(gè)膠囊的灌裝（動(dòng)作和前面一樣，只是位移量發(fā)生區(qū)別）直到20個(gè)膠囊全部灌裝完成，結(jié)束一次循環(huán)。裝首個(gè)膠囊時(shí)的下模板的第一次位移量為200mm，后面每次遞增3mm；上模板閉合時(shí)的位移量為50mm；頂桿的初始位置就是在第一個(gè)膠囊孔處，在首次合囊以后，左右每次的位移量為3mm，上下移動(dòng)的位移量為15mm。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由一臺(tái)西門子S7-200PLC擔(dān)任主控制器；由4臺(tái)步進(jìn)電機(jī)擔(dān)任執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一個(gè)控制下模板的左右移動(dòng)；一個(gè)控制上模板的上下移動(dòng)；兩個(gè)控制頂針的左右與上下移動(dòng)。系統(tǒng)的控制電路圖設(shè)計(jì)如圖1所示。

由于每一時(shí)刻只有一個(gè)動(dòng)作在執(zhí)行，故4臺(tái)步進(jìn)電機(jī)由一臺(tái)PLC通過繼電器分時(shí)驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接線圖如圖2所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

程序結(jié)構(gòu)采用了模塊化設(shè)計(jì)，主要由初態(tài)檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)脈沖給定、下模具位移循環(huán)控制等子程序組成，系統(tǒng)主程序?qū)Ω髯映绦驅(qū)崟r(shí)調(diào)用，控制系統(tǒng)按預(yù)定操作方式運(yùn)行。程序流程圖如圖3所示。

4 結(jié)論

利用PLC控制的同位素膠囊生產(chǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)了膠囊生產(chǎn)過程中灌裝、合囊、脫囊的全自動(dòng)控制。一鍵啟動(dòng)后設(shè)備即可循環(huán)運(yùn)行，操作省時(shí)、方便，生產(chǎn)效率高。通過4個(gè)繼電器對(duì)4臺(tái)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器分時(shí)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)PLC對(duì)四臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，大大降低了控制系統(tǒng)的成本。本控制系統(tǒng)具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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