一种药液灌装机进瓶机构控制系统的研究与设计.pdf

《一种药液灌装机进瓶机构控制系统的研究与设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、研究与应用化工自动化及仪表，20lO，37(6)：90～92ContmlandInstrumenlsinChemicalInduslry一种药液灌装机进瓶机构控制系统的研究与设计曾荣，江征风，李玉琳，杜会敏(武汉理工大学机电工程学院，武汉430070)摘要：高效率的药品灌装设备对灌装速度以及灌装精度有很高的要求。针对一种需要在线称量的液态药品灌装机，对其进瓶机构的控制系统进行了研究与设计。利用三菱Q系列PLC实现进瓶机构的运动控制，满足了该灌装机的灌装要求。关键词：灌装机；在线称量；进瓶；控制；PLc中图分类号：TP273文献标识

2、码：A文章编号：1000-3932(2010)06删0旬3l引言药品灌装机械是包装机械的重要组成部分，目前，药品灌装基本实现了自动化生产。药品灌装应符合GMP(药品生产质齄保证规范)，对于灌装的精度、安全性和稳定性提出了更高的要求。PLC控制具有程序简单、工作可靠、使用方便等优点，且可以通过人机界面来监控运行状态，在线修改运行参数，能更好地维护机器的运行。因此，在灌装机自动控制领域中的应用越来越广泛。在参照国外伞自动药液灌装机先进机型的基础上，结合国内液体灌装的实际情况，独立开发设计并制造了一种新型的全自动药液灌装机(下文简称灌装

3、机)，其性能完全可以代替进【J同类产品，具有良好的性价比，满足了企业的要求，在制药业具有广阔的应用前景。该灌装机采用三菱PLC实现控制，12头同时灌装，最高灌装速度可达600彬分钟，避免了卡瓶、倒瓶现象，称鼍精度高，且大大提高了灌装效率。其工艺流程为进瓶一灌液一称重_+加塞一分装。其中，进瓶合理有序的完成，是后续工艺实现的关键，也是灌装机能够稳定运行的前提。2结构概述灌装机由进瓶机构、在线称量装置、主传送带、跟踪灌装装置、震荡加塞装置、出瓶装置等组成，其结构如图1所示。进瓶机构由进瓶网带、分瓶螺杆、小传送带和拨盘等结构组成，小传送

4、带为药瓶输送增加动力，使瓶能按要求速度平稳传送。在线称量装置的结构与整个传输机构相互独立，保证了称量环境；结合称重传感器，实现了高精度称重。震荡加塞装置利用圆柱凸轮机构实现灌装机跟踪功能，利用动态密封技术完成加塞工艺。在线称量装置以及震荡加塞装置是本灌装机的两大创新点。药瓶经过清洗、消毒和烘干等前期工序的处理后，被传送到进瓶机构，经过分瓶机构的分瓶与理瓶，按照一定的间距与速度输送到主传送带，进行灌液等后续工艺处理。进瓶机构的相瓦协调运动对灌装机的正常工作起到了重要的作用⋯。对进瓶的合理控制是后续工艺良好完成的基础。图1灌装机结构图

5、注：l——进瓶网带；2——分瓶螺杆与小传送带；3——拨盘；4——在线称量I；5——主传送带；6——跟踪灌装装置；7——在线称量2；8——震荡加塞装置；9——拨盘；10——出瓶装置3进瓶方案该灌装机为12针同时灌装，要求能达到每分钟600瓶的灌装速度，其装壁误差≤±1％。灌装机在灌装药液的过程中，采用两个在线称鼍装置分别对空的和灌好药液的同一个药瓶进行称莺。每个在线称量装置设计有一个夹头，用来从主传送带上取出和放回药瓶，如图2所示，可见，主传送带上需要被称量的药瓶旁边必须有足够的位置空间让夹头进出，避免将旁边的药瓶绊倒。这就对采取何

6、种进瓶方式提出了要求。采用空瓶位来实现夹头进出的位置窄间，通过控制使需称量的药瓶两边各预留一个空瓶位，用符号×o×表示；在夹头放回药瓶的位置设置三个空瓶位，表示为×××。两个在线称量装置各用一个传感器检测空瓶位收稿日期：2010∞一19(修改稿)第6期曾荣等．一种药液灌装机进瓶机构控制系统的研究与设计·9l·信息。当左侧的传感器首次检测到×o×信号时，在线称量l动作，夹取空瓶进行称量，待传感器检测到×××信号时，将瓶放同传送带上的中间卒瓶位置，继而产生了×o×信号；该瓶被灌液后继续传送，当右侧的传感器检测到×o×信号时，在线称量2

7、夹取此瓶进行称量，待传感器检测到×××信号时，将瓶放回传送带。一个瓶位的称重完成。图2在线称量装置为使12个瓶位上的药瓶都被称量，设置一个包括12个部分的循环。图3所示为在一个称重循环中，进入主传送带的药瓶的进瓶顺序(右边先进入)，将上一个瓶位称蓖完成的药瓶，放在下一个瓶位开始称重的空瓶位置，以缩短循环时间，提高灌装精度。4PLC控制系统设计4．1控制流程设计瓶位的设置由分瓶螺杆完成。从进瓶网带上传送进来的药瓶，被分瓶螺杆以一定的问距和速度分隔开，冉由拨盘传递到主传送带。分瓶螺杆由伺服电机带动，通过改变电机转速控制瓶位。当伺服电机

8、以初始转速n转动时，螺杆平均送瓶速度为移，在4个工佗送4个药瓶，可表示为ooo；当电机转速变为几／2时，螺杆平均送瓶速度变为秽／2，则在4个工位只送2个瓶，可表示为o×o×，产生了×o×瓶位信号；当电机转速变为n／4时，螺杆送瓶速度变为口／4，在4