基于PLC控制的同位素胶囊生产装置

赵振

摘 要 该系统用于实现把同位素液体的精确分装在胶囊中，并进行胶囊的合囊、脱囊操作。该设计完成了系统的总体框架及原理方案设计、系统的控制电路以及相应的程序设计。

关键词 PLC；同位素胶囊；

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）160-0183-02

同位素药物已广泛应用于临床。但以前患者服用的都是口服溶液，这样的治疗方法在医学上存在一些不足。针对这种不足，西方许多国家使用口服胶囊来代替这种口服溶液，目前，我国许多医疗单位也提出了这样的医疗需求。但目前胶囊的生产基本上还是人工方式，效率低且对操作人员要求高，因此，设计一种能够实现自动控制的同位素胶囊生产装置是非常有必要的。

1 系统的结构及控制要求

生产装置包括上模具与下模具，动作开始之前均在初始位置。使用人工将装有可食用淀粉的胶囊装在上模具中，胶囊的另一部分装在下模具中。当按下“启动”键，进行胶囊的分装，一次循环可分装20个胶囊。具体动作如下：

1）水平移动下模具至装液器处，到达指定位置，装液器开始进行对同位素药剂的灌装；

2）完成灌装后 同位素检测器开始监测胶囊中的同位素含量是否符合标准：不符合报警并复位；若符合进行下一动作；

3）下模具移动到上模初始位置，下模具向下运动，模具闭合，顶杆向上推压胶囊，完成合囊；

4）上模具回到原来的位置，同时吹风机开启，将胶囊吹至指定的一边，顶杆复位，完成分囊；

5）接下来完成第二个胶囊的灌装（动作和前面一样，只是位移量发生区别）直到20个胶囊全部灌装完成，结束一次循环。装首个胶囊时的下模板的第一次位移量为200mm，后面每次递增3mm；上模板闭合时的位移量为50mm；顶杆的初始位置就是在第一个胶囊孔处，在首次合囊以后，左右每次的位移量为3mm，上下移动的位移量为15mm。

2 硬件电路设计

系统由一台西门子S7-200PLC担任主控制器；由4台步进电机担任执行机构，一个控制下模板的左右移动；一个控制上模板的上下移动；两个控制顶针的左右与上下移动。系统的控制电路图设计如图1所示。

由于每一时刻只有一个动作在执行，故4台步进电机由一台PLC通过继电器分时驱动。步进驱动器接线图如图2所示。

3 软件设计

程序结构采用了模块化设计，主要由初态检测、运动脉冲给定、下模具位移循环控制等子程序组成，系统主程序对各子程序实时调用，控制系统按预定操作方式运行。程序流程图如图3所示。

4 结论

利用PLC控制的同位素胶囊生产装置，实现了胶囊生产过程中灌装、合囊、脱囊的全自动控制。一键启动后设备即可循环运行，操作省时、方便，生产效率高。通过4个继电器对4台步进驱动器分时驱动，实现一台PLC对四台步进电机的驱动，大大降低了控制系统的成本。本控制系统具有极高的推广应用价值。

参考文献

[1]江力.单片机原理与应用技术[M].北京：清华大学出版社，2006.

[2]李勋.单品级实用教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.