摘要：本文对双铝箔自动包装机的控制部分进行了研究，提出了基于台达PLC的设计方法。

    1 概述
    双铝箔自动包装机是一种应用于药品行业的包装机械，主要用于片剂生产过程中将药片进行分装、热封成型。其工作原理是把片剂依据事先设定好的形式和数量通过设备自动热封存于两层涂覆铝箔膜中，以便片剂在存储过程中既保持干燥又避光，从而保证了药效，效果好于黄玻璃瓶包装。双铝箔自动包装机对需要包装的片剂形状没有特殊要求，可包装规则形状的圆形片和不规则形状的异形片，稍作改装和调整还可包装粉剂和胶囊，产品的包装形式为板式包装。
    双铝箔包装机的控制系统采用台达VFD055M43A型变频器进行速度调节，可任意设定裁切尺寸；此外还采用台达PLC进行程序控制，使设备依照事先设定好的顺序完成片剂自动送料、双铝箔自动送料、2片铝箔外侧同时对版打印、加热封存、在铝箔上打印生产批号、按照尺寸进行裁切等工序。
    为了确保封合的严密性，双铝箔包装机通常采用表面具有纵横精密棋盘纹的封口模轮。另外，温度的设定也比较关键，一般将温度设定在130～140℃。封装时，铝箔经过印刷机的封口模轮，在2个封口模轮之间完成自动填料的同时进行热封；然后由切割装置进行纵向切割和纵向压痕；再由压痕切线装置进行横向压痕，由字码打印装置进行生产批号的打印；最后根据设定的排数由裁切装置进行裁切。
    本款双铝箔自动包装机采用振动式送料，筛除碎片、计数、纵横向压痕、裁切废边、打印批号自动完成；功能齐全、操作方便、加料准确、封合牢固、性能稳定，能确保产品质量，符合GMP标准要求。其主要技术参数：包装效率为辊筒转速7 ～15 r/min无级）；生产能力为2～6万片／h；最大内腔尺寸为150mm（最大包装宽度）；包装材料为药用聚乙烯（0. 05 ～0. 1）×150mm，铝塑复合膜0. 08×150mm；卷轴孔径为40～45mm；电热功率为2×1kW；配套主电机功率为0. 55kW；外形尺寸为1 450mm×600mm×1 670mm；质量为600kg。

    2 设备主要机构
    （1）送料填充机构。片剂在由送料填充机构进行送料过程中，通过电磁振动将碎片进行自动筛除，筛除完成后将完整片剂填充到热压辊之间的铝箔中。
    （2）热封机构。热封机构是进行密封包装的核心设备，主要由热封网纹辊筒、固定架、主轴、耐高温轴承、电加热元件、能源输入装置及调节部分等组成。热封模具的温度控制采用进口组装的带有PID控制的温控仪，由进口件组装的高级PT100滚筒表面测温器进行测温，确保了热封模具表面温度绝对稳定可靠，提高了热封药板的密封性。热压辊筒为棋盘网格网纹，具体规格为0.8×0.8，其制造精度直接影响药板的密封性能。
    （3）传动机构。传动机构采用变频器控制主电机的转速，实现了无级变速，从而可对大小不同的物料进行包装。为防止热辊筒的反方向运转损坏棋盘网纹的外表面，在减速器动力输出端的链轮内装有1组只能单方向转动的棘轮。
    （4）铝箔膜供给机构。铝箔膜供给机构由安装薄膜的轴、套、手动调整张力装置及薄膜输送导辊等组成，配备了磁粉制动恒张力装置，以更好地确保热封质量。
    （5）纵、横撕裂线及其裁切机构。纵撕裂线装置主要由主轴、钢轮、撕裂线刀等组成，纵向裁切装置主要由主轴及1对切断转刀组成，2个装置的材质和硬度都达到了相应技术设计要求。横向裁切及横撕裂线机构是由2个独立但工作原理一样的装置组成，区别在刀刃上。这2种装置都由切割刀、刀架、V型导轨槽、活动滑块、扇形齿轮、旋转轴、汽缸等组成。其工作原理是由进给气缸控制转轴旋转一个转角，再通过2对啮合扇形齿轮转动拨叉和滑块来控制活动刀架作水平来回往复运动，从而使安装在刀架上的横裁切刀（横撕裂线刀）完成其应完成的裁切动作。
    （6）缺片、缺料自动剔除机构。缺片、缺料自动剔除机构主要作用是在经过成品检测后，自动剔除缺片、缺料药板。
    （7）计数机构。计数机构主要是对成品合格药板进行计数统计。
    （8）字码打印机构。字码打印机构是通过字码滚盘将需打印的字按一定格式和位置排列、滚压打印在铝箔表面。

    3 控制系统硬件选择
    3.1电机
    主电机选用鼠笼型三相异步电机，其机构简单、质量轻、运行可靠、价格便宜，型号为Y80M2-2，额定功率为1. 1kW，额定电压为380V，额定电流为2. 5A，额定频率为50Hz，转速为2 830r/min，效率为7700，功率因数为0.86，质量为18kg。送料（固体片剂）交流电机选用台湾YN系列小型电机，型号为YN90-60，额定功率为60W、额定电压为220V，额定频率为50Hz，额定电流为0. 65A，额定转速为1 300r/min。废料电机型号为70YN15-2C，额定功率为15W，额定电压为220V，额定电流为0. 23A，额定频率为50 Hz，额定转速为1 200r/Min。

    3. 2 PLC
    根据系统输入、输出信号的性质和数量，选用台达ES2系列主机，型号为DVP32ES20OR。该PLC具体参数：32点主机，其中16点输入，16点输出，继电器型，内建1组RS-232、 2组RS-485通信端口，均支持Modbus主／从站模式；程序容量为16k steps，数据寄存器为10kwords；高于同级PLC处理速度，LD为0.54μs、 MOV为3. 4μs；针对大程序容量，提供高效率处理能力，1 k steps可在1ms内处理完成；多达4重的PLC密码保护，保护使用者的知识产权。
    根据系统控制要求，需要输入点为14点，输出点为12点，其I/O地址分配见表1。

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