胶囊上料机控制及防干扰措施

胶囊上料机控制及防干扰措施

胶囊上料机控制及防干扰措施 2011： 1引言 近年来，我国制药工业在飞速发展，新型的制药设备以优质、高效、节能等优势展现在人们面前，而这些设备的进料与出料却成了实施GMP规范的一大障碍。最具代表性的应属全自动胶囊充填机，工作能力从300粒/分提高到2000粒/分，在国内外得到了较好的推广应用。但至今胶整充填机上料国内一直采用手工上料方式，能力高的机型大都在10万粒/小时以上，几分钟就得上一次胶囊。料口高达18米以上，工人劳动强度大，给生产带来极大不便。关键是手工操作还会增加交叉污染的机会，这与全自动胶囊充填机极不相称，弊端很多。 其它一些制药设备，如大型自动化程度高的压片机、数粒机、胶囊掉头机等，目前也同样存在上料自动化的问题。 我们研制的胶囊上料机能够实现全自动上料，基本替代传统的人工上胶囊方式，过程中无卡堵胶囊现象，对胶囊无损伤，在其它相关领域也有着极广泛的应用范围。 本设备的控制系统采用欧姆龙的CPM1A型可编程控制器(PLC)，实现过程的全自动运行。应用上位机编制的程序通过串行通讯电缆和PLC进行通讯，并实现程序的在线编制和调试。2工作原理及控制要求 本设备采用气力输送方式，利用过滤的空气正压在物料管道内输送，通过可形成“气垫”保护的柔性进料机构，使胶囊进入管道而不被破坏；在管道末端的出料器，能将胶囊和风分离，使胶囊顺利落入充填机的胶囊斗内。 过程控制要求：开机后，风机M1先启动，经过t1(s)后进料电机M2启动；当胶囊上升到设定位置(H)，高位传感器动作，经过t2(s)后进料电机停止，t3(s)后风机停止。t3＞t2，即风机在进料电机停止后，仍持续工作(t3-t2)秒。当胶囊回落到设定位置(L)时，低位传感器动作，风机启动，过程重新开始，周而复始，直到停机。3控制系统设计3.1硬件设计 该控制系统硬件部分，是以欧姆龙的CPM1A型可编程控制器(PLC)为控制核心，I/O点数共10点，其中输入6点，输出4点。该控制器体积小，性能可靠，编程简单，使用方便。硬件构成如图1所示。输入接口以开关量(常开/常闭)输入检测信号和控制信号，输出接口控制接触器和高位指示灯。3.2软件设计 控制系统采用循环扫描工作方式，对输入进行读取，将变量状态存入内部寄存器，同时将新的运算结果送到输出端，向执行机构发出相应的动作指令，完成预定的控制任务PLC的梯形图通过上位机进行编辑，其编辑环境为SYSMAC软件，此软件是一套基于WINDOWS的工作平台，可与PLC进行实时通讯，实现梯形图的在线编辑、修改，并监督PLC的运行情况。 控制方式为手动和自动两种，整个控制过程默认为自动方式，如需要进行调试或接近开关失效时，可选择手动方式。流程图如图2所示。梯形图如图3所示。4防干扰措施 如果测量位置选择的是光电传感器，那么很容易出现信号干扰情况。4.1当胶囊从出料器入充填机胶囊斗内时，飞溅的胶囊会进入光电测位器光路内，高度敏感的光电开关会接收到此信号，在胶囊还没升到高位时，电机就会突然停止，随着信号的瞬间消失，电机又重新启动，从而导致电机的误动作。 充填机料斗中的胶囊呈波形上升，临近高位时，输送胶囊的风不断将坡顶的胶囊吹到坡下，使得高位信号极不稳定，造成电机的频繁启动，从而缩短电机的使用寿命。 如果选择的是电容式接近开关，第一种情况可以避免，但是第二种情况依然避免不了。4.2解决的方法大致有三种： (1)对第一种情况，最简单直接的方法是设计一个机械装置，即把高位传感器量程的有效部分保护起来，使得胶囊无法飞溅进入光路范围。此装置虽然简单，但占用充填机胶囊斗空间，影响胶囊的储存容量，而且受出料器体积的限制，装卸极不方便。 (2)采用门电路来控制。如图4所示(其中图中的门均采用标准符号表示，捕莸电路可采用D触发器、T触发器等组成)。 a.当处于高位传感器量程范围外，且确无干扰时，D触发器输出为0，滤波输出为0，异或门输出0，则与门输出0，对高位传感器不起作用，即高位传感器不动作。 b.当处于

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