基于PLC技术的自动售药机设计和实现

王牡丹 熊斯斯

摘要：随着我国经济的高速发展，基层医疗服务体系逐步完善，目前我国大部分药品销售在医院药房实现，药品调剂工作由药师手工完成劳动强度大，患者排队取药时间长。近年来自助服务终端在银行金融等领域迅速发展，自动终端服务传改变人们购物出行方式，为用户提供高效的服务，自动售药机在国外零药品零售行业得到广泛使用。针对我国无人售药问题设计自动售药机，介绍自动售药机机械结构与工作过程，设计基于PLC的机电控制系统，阐述自动售药机控制系统软硬件设计。

关键词：PLC技术;自动售药机;设计实现

随着我国科技水平的进步，国民享有医疗条件不断优化，国外自动出药方面产品得到广泛传播，目前我国自动售药产品处于起步阶段，药店采用传统人工发药效率低，药品摆放于货架未合理密集存储，很多小区附近未设置药店，急需设计自动售药机满足人们对药品的需求。60年代自助服务科技在银行ATM中得到应用，自助服务科技兴起改变传统客户与商家交易形式，人机交互使得用户有更多机会参与交易。自助服务终端为商家带来新的营销方式，提高操作的准确性。自动售药设备继承自助服务终端优点，人们可以通过自动售药机完成购药，医院药房将自动售药机放置在社区中心等地，自动兽药机在多地接头出现，快捷的购物方式满足人们追求高品质生活的需求。

1.自动兽药机技术研究

随着经济的高速发展，医疗行业在社会经济发展中的作用日益凸显。由于基层医疗服务体系逐步完善，人们对药品需求量不断增加。目前我國大部分销售在医院药房实现，处方调剂工作由药师手工完成，存在药师工作强度大等弊端[1]。科技进步带动各行业的发展，自动化技术广泛应用于各领域，药房自动化成为药房发展的必然趋势。药房自动化在发达国家得到普遍应用，可以提高药品在零售终端储运效率，自动化药房具有快速特点，国内已有少数医院引进国外药房自动化设备。

90年代在现代药品管理思想下，发达国家开始药房自动化研究，随着信息技术的发展，国外药房信息化管理技术得到迅速发展，许多成熟的药房自动化产品推向市场，主要形式包括机械手式自动化药房，斜槽式自动化药房等。我国自动化控制技术落后于发达国家，八十年代航天工业部研究所申报微机控制自动发药机发明专利，国内自动化药房发展经历90年代，2000-2010年，2011年至今三个阶段[2]。欧美国家自动售药设备得到普及，但国内相关技术产品较为匮乏，近年来我国一些高精尖技术应用于医学方面改善硬件条件，由于中国人口比重较大，人们对药品需求日益增长。我国很多企业高校自主研发自动售药机设备，研制出各样的智能兽药机。随着很多企业研究出药设备，自动化售药机向国家水平靠近。

自动售药机包含信息技术与自动化设备机构设计技术等，安装适用于售药机的控制系统，是适应于当今医药流通趋势的智能化售药设备。目前市场自动售药机分为主动型与被动型，重力槽式出药设备为我国出药系统主流设备，采用重力降落原理，储药槽按药盒宽度划分，根据药盒高度布局，储药槽前端有出药装置完成药品出库[3]。自动兽药机将药品竖直摆放在储药机构U型槽中，内部核心部件为发药机构与储药机构。占地1㎡的设备可密集存储上千盒药品，信息技术可存储大量药品信息，病人无需相关医护人员可按医嘱自行取药，为人们用药带来很大便利。

2.基于PLC的自动售药机设计实现

随着国内医疗改革的深入，药品智能管理成为医院药房发展的必然趋势。发达国家自动化药房技术相当成熟，2001年美国出现自动兽药机，可准确发出医生开出药品，购药者将处方卡插入机器，药剂师核查后使用者付款。2002年上海大陆引进首台兽药机，随后出现手机积分兑换药品的机器。自动售药设备克服药品种类少等弊端，目前国内市场自动售药机鱼龙混杂，急需研究智能的PLC自动售药控制系统。

2.1自动售药机机械系统

研究适用于药店无人值守自动售药机实现24小时无间歇售药，设备提供现金刷卡等多种结算方式，大大提升服务质量效率。无人值守自动兽药机功能包括实现存库药品人工补充，具备自主选择药品功能，可实现常用药盒存储管理，整体结构包括上药系统，自动出药系统与控制系统。自动售药系统是深入顾客生活的智能化终端设备，系统结构包括机械控制结构与上位机软件系统。售药机由上下双层发药槽，针孔摄像头等部分组成，售药机尺寸为1200mm×1000mm×1200mm，采用底部安装4个万向轮方式，万向轮减小售药机与地面摩擦，可轻松实现售药机移动。采用上下双层斜坡储药槽，将盒装药品侧立防止在储药槽，安装镶有挡板的电磁铁，电磁铁使得电一次挡板收缩，通过控制电磁铁得电磁数控制储药数量。煤层储药槽挡板前端开圆孔相通，实现一层储药槽储药数量记录。药品滑落至传送带，传送带具有缓冲作用，人们可在针孔摄像头监视下通过触摸屏选择所需药品，使得支付手段更加便捷丰富。

2.2自动售药机控制系统设计

自动售药机控制系统包括软硬件系统，上位机硬件系统由触摸屏组成，对所需药品相关信息进行查询，下位机硬件系统包括扩展模块，继电器等。自动售药机通过触摸屏选择所需药品种类，PLC接到上位机指令后控制槽道电磁铁得电，光电对射装置实现对所出药品数量记录，购买药品从储药槽滑落，使得药品通过药口滑至取药口，上位机控制投币器通过找零口找出相应数量硬币。自动售药机一次可存放64种非处方药，对电磁铁采用矩阵控制方式。选择西门子S7-200226CN CPU，配合EM223扩展模块，将16个输出点分2主，16个电磁铁分为8组，每个电磁铁与PLC通直流电端子引出8根线相接，防止电流形成局部回路影响电路稳定性。电磁铁需要2个输出端继电器同时闭合。交流电机在驱动下带动传动带转动发送药品，实现对交流电机正反转控制。自动售药机软件系统包括实时监控模块，通讯模块等部分，开机检测模块对硬件组态部分开机检测，实时监控模对作业过程实时监控。

结语

医疗健康是国民关注的热点，智能医疗行业未来充满新的机遇与挑战，自动售药机提出后不断进行技术革新，满足人们对药品自动购买的需求，大大提高售药医疗服务效率。本文介绍基于PLC的自动售药系统构成，设计自动售药机是计算机技术在自动售药设备中的应用，机械结构简单，模块化设计软件系统配合保证控制系统稳定，填补普通药房时间范围空缺，为顾客带来很大的方便。系统充分利用矩阵控制方式，实现运行稳定可靠。

参考文献：

[1]徐赟，王思程，刘晔，魏垂良，付焕森，于晶晶.后疫情时代下的中药自助智能售药机的研制[J].工业控制计算机，2020，33（12）：133-134.

[2]黄明明，司海飞，罗响，胡兴柳，王逸之，陶晨希.基于三菱FX3U PLC自助售药机的设计[J].自动化博览，2019，36（S1）：125-127.

[3]任申.智能售药机机械结构设计与研究[D].华北理工大学，2019.

基金项目：南宁学院2021年自治区级大学生创新创业训练计划项目（项目编号：S202111549130）。