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４．３程序设计 表１为ＰＬＣ控制系统的Ｌ／Ｏ分配表。程序由
ＧＸ Ｄｅｖｅｌ叩ｅｒ软件和ＱＤ７０实用程序包（Ｇｘ Ｃｏｎ６９ｕ－ ｒａｔｏｒ—Ｐｒｒ）来编写。通过实用程序包对电机轴进行初
始化设置，自动刷新设置以及监彬测试。初始化设
置主要包括参数、手动运行和定位数据的设置；自动
万方数据
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）
万方数据
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·
０ＰＲ请求０ＦＦ命令存储
Ｍ３
快速ＯＰＲ控制命令
Ｍ４
快速０ＰＲ控制命令存储
Ｍ５
快速ＯＰＲ控制命令脉冲
Ｍ６
定位控制启动命令存储Ｍ７来自ＪＯＧ运行标志Ｍ８
变速命令脉冲
Ｍ９
变速命令存储
Ｍ１０
重新启动命令脉冲
Ｍｌｌ
重新启动命令存储
Ｍ１３
轴停止命令脉冲
Ｍ１５
６９９ １卜————————————————■ＰＬｓ Ｍ６ Ｍ６ ＹＯＥ８ ＸＯ｝Ｄ Ｘ０ｍ Ｘ（）瞪
化工自动化及仪表 CONTROL AND INSTRUMENTS IN CHEMICAL INDUSTRY 2010,37(6)
参考文献(2条) 1.三菱QD70型定位模块用户手册 2002 2.杨秀霞 药厂液体灌装机设计相关问题分析 2008
本文链接：/Periodical_hgzdhjyb201006025.aspx
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 注：ｌ——进瓶网带；２——分瓶螺杆与小传送带；３——拨盘；
［１】 杨秀霞．药厂液体灌装机设计相关问题分析［Ｊ］．实用科 技，２００８：２５５—２５６．
［２】三菱ＱＤ７０型定位模块用户手册［ｚ］．２００２．
风隧船比ｈ ａｎｄ Ｄ笛ｉ驴ｏｆ Ｂｏ砌ｅ Ｆｉｍｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉ锄Ｃ佃臼ｍｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ＬｉｑＩｌｉｄ Ｍｅｍｃｉｎｅ Ｆｍｉｎｇ Ｍａｃｍｎｅ
照图３所示的进瓶顺序，设计控制流程，如图４所 示。这里采用的是减速的方法，还可以采用让电机 停止的方法来设置瓶位，由于电机再启动需要一 定的加速时间，并且频繁的启停会产生冲击，不利 于机床的稳定运行，还会缩短机床的使用寿命，故 不宜采用停机的方式。
开始
Ｕ机以转速ｎ运行 传感器检测瓶｛ｔ．汁散满ｌ ２０。清零
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。
Ｌ∽Ｌ ｍ Ｌ∞
４ ＰＬＣ控制系统设计 ４．１控制流程设计
７０２ ¨——仁—÷ｆ——１卜＿—｛卜——一ｓＥＴ Ｍ７
Ｍ７
ＵＯＥ、
７０８
ＹＯ
图６定位控制启动程序段
５ 总结 通过调试，此进瓶控制方法能够达到该灌装机
的灌装要求。灌装机的总体控制与实现很复杂，各
个部分，从进瓶、灌液和称重到加塞与出瓶，相互协 调，共同维持着灌装机的稳定运行。采用的减速进 瓶方法，能够有效地减少灌装机的冲击，利用ＰＬＣ 控制进瓶机构的运动，使得后续工艺能够顺利完成。 进瓶控制的良好实现，是后续工艺实现的基础，而后 续工艺的实现也对进瓶的控制提出了要求。只要在 分析清楚灌装机所要实现的所有功能，以及可能出 现的问题之后，才能具体的进行进瓶的控制处理。 参考文献：
Ｘ１０Ａ
电机重新启动命令
ＸｌＯＢ
电机出错复位命令
ＸｌＯＣ
电机停止命令
Ｘ１０Ｄ
输出 软元件名称 电机的接触器ＫＭ 电机ＳＯＮ信号 电机定位启动信号 电机轴停止信号
辅助
软元件
软元件名称
软元件
Ｙ０８０ 电机参数／０ＰＲ数据设置完成 ＭＯ
ＹＯＡＯ
０ＰＲ请求ＯＦＦ命令
Ｍ１
ＹＯＥ８
ＯＰＲ请求０ＦＦ命令脉冲
Ｍ２
ＹＯＦ０
关键词：灌装机；在线称量；进瓶；控制；ＰＬｃ
中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－３９３２（２０１０）０６删０旬３
ｌ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。
（ＳｃｌＩｌＤｏＺ旷眦以ｍＺ口利眈ＺＥ以ＮＧｒＤｎＲ赫ｏｎ凸ｇ，扣Ｊ啪ＩＡ一ＮＧ，Ｚｌｈｇｅｎ，ｇ－耽ｆｅ舭ｎｇｎ，踟Ｕ眈Ｙ瑙ｕ－蚵１ｉ矿ｎ，‰ＤＵ＾加Ｈｕ蛔ｉ—妙ｍｊ，ｎ 阢舭乃４３００７０，傩ｆ胍）
Ａｂｓ咖ｔ：【ｌｍｇ ｆｉｌｌｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ诫ｔｌｌ ｈｉｇｈ ｅｍｃｉ∞ｃｙ ｈｖｅ ｈｉｇＩｌ ｒｅｑｕｉ托ｍ印ｔｓ ｏｆ ｍｌｉｎｇ ｓｐｅｅｄ粕ｄ卸ｃｕｍｃｙ．Ａｉｍｅｄ
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。
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ｏ ｏ ｏ ｏ；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个工位送１个瓶， 表示为ｏ×××，产生了×××瓶佗信号。在分瓶螺 杆与拨盘交界处安装光纤传感器，用来计瓶位。按
ａｔ ａ ｋｉｎｄ ０ｆ ｌｉｑｕｉｄ ｍｅｄｉｃｉ北６ｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｗｉｔＩＩ ｏｎｌｉｎｅ ｗｅｉｇＩＩｉｎｇ ｍｅｃｈ蛐ｉ８ｍ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｍｌ ８ｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｔｔｌｅ ６ｌｌｉｎｇ ｎ眦ｈ蛐ｉｓｍ ｗ∞ｓｔｕｄｉｅｄ锄ｄ ｄｅｓｉ印ｅｄ．ＭＩＴＳＵＢｌＳＨＩ Ｑ ｓｅｒｉｅｓ ＰＬＣ ｗ鹊ｕ∞ｄ ｔｏ们ｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｍｏｔｉｏｎ ｃ∞ｔｍｌ ｏｆ ｔｌｌｅ ｂｏｔ— ｔｌｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｍｅｔ ｔｌｌｅ ｍｑｕｉ陀ｍｅｎｔｓ ０ｆ ｔＩＩｉｓ ｆｉｌｌｉｎｇ眦ｃｈｉｎｅ．
电机以转速２，ｎ运行 传感器榆测瓶ｆ０．ｉＩ数满４，清零
乜机以转速ｎｊ厶ｉｉ 器榆测瓶ｆ口．ｉｆ数满５９６．清零
电机以转速４，，Ｉ运行 ｆ‘感器榆ｉＩ！Ｉ｜瓶ｆ々．汁数满４．清零
ｆ々感器枪测瓶｛蕾，汁数满５９７．清零
图４控制流程
４．２硬件配置 采用三菱Ｑ０ｌｃＰｕ与ＱＤ７０定位模块来实现分
瓶螺杆伺服电机的运动控制。ＱＤ７０应用在不需要 复杂控制的多轴系统中，其控制方式有两种：速度控 制和位置控制，通过输出脉冲来实现控制。由ＱＤ７０ 输入各项参数和数据，用ＰＬｃ ＣＰｕ执行控制来实现 复杂的定位控制一１。用来计瓶位的传感器采集到的 信号作为ＰＬＣ的输入；ＰＬｃ的输出模块连接分瓶螺 杆伺服电机的接触器和各个执行机构；同时伺服电 机的伺服放大器与ＱＤ７０模块相连接。ＰＩ￡控制系 统的硬件配置如图５所示。
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化工自动化及仪表
第３７卷
刷新设置显示轴当前进给值、当前速度、轴运行状态 等项目。电机轴的定位控制程序包括：参数设置程 序、ＰＬＣ ＲＥＡＤＹ信号ＯＮ程序（初始化程序）、ＯＰＲ 请求ＯＦＦ程序、轴的定位控制程序、定位控制启动
程序、变速程序、重新启动程序、出错复位程序和停 止程序。其中，参数设置由Ｇｘ ｃｏ蕊ｇｕｍｔｏｒ一盯完 成。如图６所示为进瓶螺杆电机轴的定位控制启动 程序梯形图。
Ｋｅｙ帅ＩＩ凼：６ｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ；ｏＩＩｌｉｎｅ ｗｅｉｇｈｉｎｇ；ｂｏｔｔｌｅ ｆｉＵｉｎｇ；ｃｏｎｔｍｌ；ＰＬｃ
万方数据
一种药液灌装机进瓶机构控制系统的研究与设计
作者：
作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)：
曾荣， 江征风， 李玉琳， 杜会敏， ZENG Rong， JIANG Zheng-feng， LI Yu-lin， DU Hui-min 武汉理工大学机电工程学院,武汉,430070
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。这就对采取何种进瓶 方式提出了要求。