基于plc的药房取药系统设计

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1、基于PLC的药房取药系统设计　　摘要：传统人工发药模式使得药师工作量大、效率低、出错率高，不可避免地带来了一定的经济损失。鉴于此，结合HMI人机交互、电机位置控制技术，设计了一种以PLC为核心的药房取药系统，该系统具有自动化程度高、运行稳定、取药准确度高、易于控制和拓展等优点，能够提升药物调配和发送效率，提高药物管理水平。　　关键词：药房取药；PLC；HMI人机交互；电机位置控制；自检装置　　DOIDOI：10.11907/rjdk.161735　　中图分类号：TP319　　文献标识码：A文章编号：16727800（2016）010006403　　0引言　　随着国家和社会对药物信

2、息化管理[1]重视程度的提高，医院信息化管理建设也日臻完善。国内很多医院都建立了信息化平台，但在医院信息化平台建设过程中发现，药房配套设备已经明显落后，医院对药品的收费、库房管理虽然已经实现了数据库管理，但在药房及其工作流程中仍然处于原始手动操作的管理状态（如药品的分发、盘点、效期管理等）。　　药房取药系统是为实现基本药物信息化、自动化管理而产生的机电一体自动化设备。该系统可根据处方信息完成基本药物的调配和发送，能随时统计基本药物在医院的使用信息，并通过信息平台统计反馈到相关监管部门，大幅度提升了工作效率和管理水平。7　　1系统总体设计方案　　系统以PLC为核心，结合HMI人机交

3、互、电机位置控制技术，具有自动化程度高、运行稳定、取药准确度高、易于控制和拓展等优点。系统总体设计如图1所示。　　2系统硬件设计　　2.1硬件组成　　该系统涉及逻辑控制和数据运算，选用永宏FBs系列PLC，型号为FBs-40MA，是一种外型小巧却能媲美中大型PLC功能的新一代微型PLC，具有价格低、功能强、使用简单、开发便利等优势[2]。　　系统涉及伺服电机的精准运转，选用3项AC220～240V、频率为50Hz/60Hz的MR-AE-100A型号的伺服放大器，能与伺服电机有效配合指示电机的精准运行，具有位置控制、速度控制和转矩控制3种模式。　　HF-SN102J-S100伺服电

4、机与伺服放大器结合使用，在伺服系统中控制机械元件的运转，在本系统中主要控制取药柜齿轮的转动。　　2.2系统两级介绍　　系统可分为两个级：管理级和现场级。两级之间通过工业以太网实现交互[3]。　　（1）管理级。管理级由全程监视PC和服务器组成。PC机完成整个系统的监视、现场级设备的调度和管理。可对信息数据进行打印和统计等操作。服务器存放药品处方信息，包含药品种类、数量和位置信息，这些数据以表格的形式存放于服务器中。收到用户命令后，服务器将药品的相关信息提供给现场级，让现场级中的子系统二完成准确的取药操作。7　　（2）现场级。现场级主要由两类子系统构成，用于人机交互和药品推送的运动控

5、制。人机交互包括HMI界面和手机APP操作。药品推送的运动控制由台达PLC实现电机的两轴协同控制实现，难点为伺服控制器的参数整定和原点搜索及原点返回的实现。　　子系统一：用户可通过手机APP发出取药命令，通过无线路传送给服务器，来调取服务器中相应的药品信息，再由第二类子系统执行相应的响应。　　子系统二：HMI提供药品处方的必要信息，指挥台达PLC按照设定动作进行响应，以实现必要的操作。PLC根据HMI的信息对电机进行位置控制，达到药品准确推送的目的。HMI与台达PLC用485总线完成互连，实现信息交换。此外，HMI还可以起到子系统监控的作用。　　由于整个系统工程量巨大，本项目主要

6、完成子系统二的相关设计，此设计主要包括HMI界面设计、HMI与PLC之间的通信、伺服控制器参数设置以及PLC程序设计实现电机位置控制。其中，HMI与PLC计划采用标准Modbus协议、RS485进行连接。　　3系统软件实现　　3.1程序设计　　本系统中运动检测、继电器故障和药品出柜，都需要PLC进行判断，并于HMI界面中进行显示，因此软件部分需包含PLC程序设计、HMI组态和通讯设置。实际中根据具体需求情况配置药品推送条件。软件实现包括人机界面编程和PLC运动控制编程。7　　人机界面编程：HMI使用C++软件进行编写，界面中应包括取药、系统紧急停止选项，信息录入界面和监视界面。同

7、时需要对HMI中的通信口、设备类型、连接方式以及PLC站号等参数进行设置。　　PLC运动控制[4]编程：系统上电初始化后，根据获得的药品处方中位置信息，PLC提供相应的脉冲量[5]，控制电机X运动，让对应的药品传送到出口传送带。完成此动作后，控制电机Y运动，带动推杆将药品从出口传送带推送到出口位置。当推送完毕，则电机Y和电机X依次反转，实现各自的归位动作。接着判断药品种类是否齐全，若未齐全，则准备下一次的推送。　　根据工艺要求和本项目的项目指标进行应用程序设计，主程序设计流程如图