基于PLC控制的同位素膠囊生產裝置

趙振

摘 要 該系統用于實現把同位素液體的精確分裝在膠囊中，并進行膠囊的合囊、脫囊操作。該設計完成了系統的總體框架及原理方案設計、系統的控制電路以及相應的程序設計。

關鍵詞 PLC；同位素膠囊；

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）160-0183-02

同位素藥物已廣泛應用于臨床。但以前患者服用的都是口服溶液，這樣的治療方法在醫學上存在一些不足。針對這種不足，西方許多國家使用口服膠囊來代替這種口服溶液，目前，我國許多醫療單位也提出了這樣的醫療需求。但目前膠囊的生產基本上還是人工方式，效率低且對操作人員要求高，因此，設計一種能夠實現自動控制的同位素膠囊生產裝置是非常有必要的。

1 系統的結構及控制要求

生產裝置包括上模具與下模具，動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。當按下“啟動”鍵，進行膠囊的分裝，一次循環可分裝20個膠囊。具體動作如下：

1）水平移動下模具至裝液器處，到達指定位置，裝液器開始進行對同位素藥劑的灌裝；

2）完成灌裝后 同位素檢測器開始監測膠囊中的同位素含量是否符合標準：不符合報警并復位；若符合進行下一動作；

3）下模具移動到上模初始位置，下模具向下運動，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，同時吹風機開啟，將膠囊吹至指定的一邊，頂桿復位，完成分囊；

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

2 硬件電路設計

系統由一臺西門子S7-200PLC擔任主控制器；由4臺步進電機擔任執行機構，一個控制下模板的左右移動；一個控制上模板的上下移動；兩個控制頂針的左右與上下移動。系統的控制電路圖設計如圖1所示。

由于每一時刻只有一個動作在執行，故4臺步進電機由一臺PLC通過繼電器分時驅動。步進驅動器接線圖如圖2所示。

3 軟件設計

程序結構采用了模塊化設計，主要由初態檢測、運動脈沖給定、下模具位移循環控制等子程序組成，系統主程序對各子程序實時調用，控制系統按預定操作方式運行。程序流程圖如圖3所示。

4 結論

利用PLC控制的同位素膠囊生產裝置，實現了膠囊生產過程中灌裝、合囊、脫囊的全自動控制。一鍵啟動后設備即可循環運行，操作省時、方便，生產效率高。通過4個繼電器對4臺步進驅動器分時驅動，實現一臺PLC對四臺步進電機的驅動，大大降低了控制系統的成本。本控制系統具有極高的推廣應用價值。

參考文獻

[1]江力.單片機原理與應用技術[M].北京：清華大學出版社，2006.

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