1 引言

　　鋁塑泡罩包裝是目前藥機行業(yè)中主要的產(chǎn)品包裝方式，絕大部分片式成品藥最后都需要經(jīng)過此工序才能作為產(chǎn)品在市場銷售,。其工作過程是將各種藥片用PVC成型包裝于鋁塑板上,，適用于各種規(guī)格的片劑,、膠囊、膠丸,、素片及各種異型片,。為實現(xiàn)大小形狀各不相同藥片的高速包裝，要求控制系統(tǒng)具有高速,、準(zhǔn)確,、協(xié)調(diào)的控制功能，臺達機電產(chǎn)品的整合應(yīng)用正是符合這些要求的一個綜合解決方案,，它可使包裝效率由一般150板/分鐘提高到200板/分鐘,，鋁塑泡罩包裝機如圖1所示。

　　2 高速鋁塑泡罩包裝機結(jié)構(gòu)及原理

　　高速鋁塑泡罩包裝機主要包括機架,、輸送機,、上料充填裝置、預(yù)熱成型裝置,、氣動裝置,、PVC放卷及步進裝置、沖裁,、熱封裝置,、電氣控制等各部分，如圖2所示,。

　　機架整機采用框架式全封閉結(jié)構(gòu),，機架由底板、架體,、側(cè)板等組成,，架體采用高強度鋁合金框架構(gòu)成，具有牢固美觀,，安裝方便特點,，側(cè)板均由不銹鋼板構(gòu)成，與藥品接觸的材料選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼,，達到美觀,、衛(wèi)生的要求。

　　輸送機傳動系統(tǒng)的主電機為1.5kW交流電動機,，采用臺達VFD015M變頻器控制實現(xiàn)無級調(diào)速,，具有調(diào)速方便、準(zhǔn)確,，啟動平穩(wěn)的優(yōu)點,，升降速時間均可分別適當(dāng)調(diào)整以滿足運行要求，例如增大加速時間，使設(shè)備啟動過程平穩(wěn)緩起,，減小減速時間并配合制動功能完成快速準(zhǔn)確停止,。

　　1）上料充填裝置

　　上料充填裝置由振動電機和上料電機構(gòu)成，與通用上料機或圓盤上料機配套,，通過上料系統(tǒng)可使各種不同規(guī)格藥片整齊有序排列,，為下一步成型作好準(zhǔn)備。圖3為各種包裝后的藥片產(chǎn)品示意圖,。

    2）預(yù)熱成型裝置

　　預(yù)熱成型裝置由上,、下加熱板、成型模具等部件構(gòu)成,，配合氣動裝置完成包裝機的主要工序——包裝成型,。基于熱塑原理,，通過臺達溫控器模塊DTC1000穩(wěn)定的溫度控制和正壓吹氣工序可使PVC材料在熱塑溫度范圍內(nèi)預(yù)熱成型,，將藥片封裝在鋁箔和PVC之間形成泡罩，預(yù)熱成型裝置如圖4所示,。

　　該設(shè)備具有PVC和鋁箔兩個被動放卷裝置,，由主電機提供動力為包裝成型提供材料。PVC步進裝置則是除了預(yù)熱成型裝置外的另一個重要設(shè)備,。PVC采用步進方式,，在PVC加熱板之前和成型臺之后由于采用雙夾持步進，可防止在加熱區(qū)內(nèi)已經(jīng)被加熱軟化的PVC片由于受快速牽拉移動而造成拉伸變形,，影響泡罩質(zhì)量,。PVC下加熱板隨著成型臺模具的上下運動并作相應(yīng)的間歇運動，當(dāng)PVC夾持移動時下加熱板處于下止點（上下加熱板有間隙）,，可減少PVC與加熱板接觸,，使PVC不粘片。

　　4）熱封及沖裁

　　熱封及沖裁是包裝機的最后工序,，當(dāng)藥片已封裝在泡罩內(nèi),，通過熱封和沖裁后正式變成板式成品,。熱壓輥加熱器的溫度控制準(zhǔn)確,，熱封方式為輥式連續(xù)工作，以利提高包裝效率,。采用無廢料橫邊沖裁可以節(jié)省包裝材料,，沖裁前采用推板式步進方式，以使板塊平整并方便調(diào)整,。

　　5） 電氣控制

　　電氣控制部分選用臺達變頻器,、PLC、觸摸屏及溫控器模塊構(gòu)成電氣控制系統(tǒng)，并配以多個光電傳感器作為檢測,，各部件的有機組合,，使控制精度及工作效率大大提高。用觸摸屏作為人機對話的窗口,，可以方便地對設(shè)備參數(shù)進行設(shè)置,，能顯示系統(tǒng)的相關(guān)運行參數(shù)值及檢測狀態(tài)，可對異常警報進行判斷處理,，方便管理,，由PLC 系統(tǒng)控制整個設(shè)備的協(xié)調(diào)高速運行。 實際電氣控制系統(tǒng)如圖5所示,?！?/p>

    3．2 觸摸屏設(shè)計

　　采用臺達彩色5.7寸觸摸屏,，具有色彩豐富，分辨率高,，高速CPU可使頁面切換更流暢,，通訊速度更快，能夠很好地滿足現(xiàn)場使用,。在程序中設(shè)置了工作畫面,、設(shè)備調(diào)試、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定,、故障診斷等畫面,，使整個設(shè)備操作簡單易懂,，操作方便，工作畫面如圖7所示,。

　　系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定畫面如圖9所示,。在該畫面中可以設(shè)置與系統(tǒng)運行相關(guān)的各種參數(shù)，包括上加熱板溫度,、下加熱板溫度,、熱封溫度，以及對計數(shù)系數(shù),、夾持時間,、是否上料等的設(shè)定?！?/p>

    3．3 PLC控制系統(tǒng)

　　可編程控制器選用臺達產(chǎn)品DVP12SA00R+DVP08SN,，該機種為臺達SLIM型主機，具有體積小巧,，安裝快捷方便,，特別適合對安裝空間有一定要求的環(huán)境，有以下特點：2個標(biāo)準(zhǔn)通訊口（RS232和RS485,，符合MODBUS協(xié)議）,，內(nèi)建高速輸入/輸出，30KHz高速計數(shù)器,、20KHz脈波輸出,，可以檢測外部高速信號（上料檢測、準(zhǔn)停檢測,、PVC檢測）,，指令豐富可滿足復(fù)雜編程的要求，功能強大,，電氣特性穩(wěn)定,，可實現(xiàn)最佳性價比,。因為臺達所有產(chǎn)品都符合MODBUS協(xié)議,，并可方便組成通訊網(wǎng)絡(luò),，通過MODBUS使PLC能與變頻器、溫控器互連互通,，根據(jù)檢測到的設(shè)備狀態(tài)和運算結(jié)果對其進行實時控制,。

　　1）變頻器控制

　　變頻器的啟動、停止以及運行頻率均由PLC通過通訊方式給定,，在畫面中可通過啟動,、停止、升速,、降速等按鈕對變頻器操作,，其中主要是控制主電機停止時的準(zhǔn)停功能，也就是說電機停止并不是在任意位置都可以,，如果那樣那么重新開機時包裝位置將不準(zhǔn)確,，PVC板塊會有停機痕跡，因此需要根據(jù)準(zhǔn)停檢測位置計算出準(zhǔn)確的停止位置,，保持下次重新啟動時能夠進行正常包裝,。在程序中當(dāng)接收到停止信號后，PLC即時檢測是否到達準(zhǔn)停位置,，再與準(zhǔn)停值比較,，如已到達準(zhǔn)停位置，變頻器給定頻率開始做勻速遞減,，讓主電機速度下降,，減小慣性停車，從而實現(xiàn)在準(zhǔn)確位置停車,，保證PVC板塊無停機痕跡,。

　　2）模塊式溫控器的控制

　　由3個模塊式溫控器組成設(shè)備溫控系統(tǒng)，包括上加熱板,、下加熱板和熱封,，該設(shè)備中溫度控制的精度也直接影響包裝效果，PVC的成型與溫度直接關(guān)系,，按泡罩成型工藝要求不容許偏離容許溫度偏差,。因此在控制系統(tǒng)中選擇了臺達產(chǎn)品中的DTC1000溫控器，該產(chǎn)品有獨立的溫度控制功能,，并具有RS485接口,，可以直接連入PLC主機的RS485網(wǎng)絡(luò)中，可以根據(jù)變化隨時調(diào)整溫度,。系統(tǒng)實際運行表明,，設(shè)定溫度與實際溫度誤差在±1度以內(nèi)，PVC加熱器和熱壓輥加熱器溫度場均勻,、準(zhǔn)確,，不會對包裝材料和藥品造成損傷,，特別適應(yīng)于對熱塑溫度范圍較窄的包裝材料的應(yīng)用。

　　4 結(jié)束語

　　鋁塑泡罩包裝機控制系統(tǒng)改造前使用繼電器線路控制,，手動有級調(diào)速,，控制精度低，包裝效率低,，電路穩(wěn)定差,，故障率高。經(jīng)技術(shù)改造后的控制系統(tǒng),，采用臺達高速的人機界面,、SA系列可編程控制器、變頻器和溫控器,，經(jīng)過整合后,，整機性能得到極大的提高。這說明在工業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)中,，單一產(chǎn)品的運用有時不一定能滿足生產(chǎn)設(shè)備各方面的性能要求,，而經(jīng)過多產(chǎn)品的整合應(yīng)用，給客戶以最佳的解決方案才是提高設(shè)備性能的最終途徑,。目前,，前期的5套設(shè)備已順利調(diào)試完畢，各項功能指標(biāo)均符合要求,，中達公司提供的這套整體解決方案是受到客戶肯定和好評的,。