【《基于PLC控制的自动药片装瓶机设计分析》11000字（论文）】

基于PLC控制的自动药片装瓶机设计研究摘要在制药行业，需要将生产的药物进行装瓶包装，需要通过专用的装瓶机进行药物的自动包装，为了提高生产效率，装瓶机的工作好坏直接关系到制药生产线的管理成本。本设计的药片装瓶机主要由传输带、加药装置、加盖装置等组成。通过设定加入药片的数量值，进行不同规格的药品包装。并且通过瓶子计数，进行当前药瓶的产量统计。系统采用可编程控制器REF_Ref72653670\r\h【1】作为药片装瓶机控制系统的控制单元，实现该系统的工艺要求，系统分为方案设计、硬件设计、软件设计和上位机模拟设计，通过程序仿真调试，完成系统的各种动作要求，达到自动控制的目的。系统设计实现了药瓶包装的全程加药和加盖功能，并且完成了药片计数和药瓶计数功能。通过仿真模拟，对药品装瓶机进行了全程模拟控制，通过全程模拟，实现了药瓶的自动控制功能，达到了设计的基本要求。关键词：药片装瓶机，可编程控制器，梯形图，仿真，顺序控制目录9358前言 119224第1章药品装瓶机的总体方案 3136521.1药品装瓶机的设计方案 316327第2章药品装瓶机的硬件设计 6237882.1可编程控制器的选型 6184762.2传感器的选型 755852.3电机的选型 7144422.4输送装置的选型 7166302.5电磁阀的选型 8239292.6变频器的选型 840732.7系统的I/O分配设计 985452.8系统的变频电路设计 9288212.9系统的PLC电路设计 1115956第3章药品装瓶机的软件设计 1242103.1编程软件的介绍 12245063.2系统的流程图设计 13312123.3系统的程序设计 14185323.3.1硬件组态设计 1497963.3.2手动程序的设计 1439643.3.3自动程序的设计 14284753.3.4外部输出程序的设计 1520985第4章药品装瓶机的电路仿真设计 16264324.1组态设计的仿真分析 16257504.2组态设计的过程 1651234.3PLC的仿真 2112959第5章三维建模及装配、运动仿真 2398735.1零件及传动机构的建模 2361665.2电机和传感器以及减速器的建模 25259635.3装配图 26148365.4运动仿真 26246265.4.1推瓶 27137235.4.2装药 274825.4.3药瓶推送 2722305.4.4瓶盖拧紧 28321765.4.5药瓶槽轮间歇转送 28238215.4.6药瓶推出 29133185.4.7药瓶检测筛选 2932结论 3119595参考文献 339412附录 34前言在制药行业，需要对片剂药品进行包装，使用药片装瓶机完成药片的包装工作。药片装瓶机主要通过传输带传递空瓶子，当空瓶子到达加药装置，加药电磁阀打开后，进行药片数量计数，当药片数量达到设定值时，加药电磁阀停止，药瓶在传输带继续运行，进行加盖处理。到达加盖位置后，通过加盖装置动作，进行药瓶加盖，与此同时进行药瓶计数。系统构成主要由传送带、加盖装置和加药装置等构成。国内外大多数制药企业都使用药品包装机，随着现代社会的发展，药品包装机不仅要追求包装的质量，加入世界贸易组织后，我国药品出口量也很大，给市场带来了挑战和机遇，过去多采用手工包装，性能低下，错误率高，产品质量差，限制了药品企业的发展，世界各国对药品包装机的需求逐年增加，尤其是美国、日本、德国等国外药品包装企业，他们在参与激烈的市场竞争的基础上，寻找更大的商机，寻找高质量、高质量的设备，设备速度快，包装质量好，不良率低。根据片剂灌装机的工艺要求和设计内容，根据PLC控制系统的总体设计流程，首先对系统进行了总体流程分析和设计。确定了系统后，完成了系统硬件的设计和分析，详细设计了软件流程和程序。通过系统调试，达到了设计要求，具体设计思路按以下步骤进行分析：（1）在总体设计的过程分析中，详细分析了片剂灌装机的控制过程，确定了系统的控制对象，设计了系统的总体设计策略和方案，确定了系统的设计方案，选择了系统的控制单元、检测部分和实现部分。（2）在系统硬件设计中，明确了硬件设计要求，对系统电路进行了单独设计，对各电路图进行了详细设计，并对电路的要求和原理进行了明确的分析。（3）在系统的软件程序设计中，程序设计方案主要是基于工艺流程图和I/O硬件分布设计。程序的设计方案主要体现了流程图的思想，通过不同指令和编程规范的组合来实现功能，通过对系统流程图的分析，明确了各种动作的要求和标准化，程序分部分设计，完成了程序各项功能的实现，分析了程序的设计思想和注意事项。（4）根据硬件和软件的设计，通过仿真验证和修改系统功能，确定系统功能按设计要求执行。通过仿真验证系统的稳定性和可靠性，满足系统工艺要求。（5）完成系统设计总结，分析系统设计的优缺点，留有后续更新的空间，进行项目综合分析。第1章药品装瓶机的总体方案1.1药品装瓶机的设计方案本设计的药瓶装片机主要由输送带、加药装置、加盖装置等组成。具体示意图如图1-1所示。图1-1药瓶包装机示意图按照以上示意图可知，药品包装机REF_Ref72654045\r\h【4】主要由传输带进行药瓶的运输，通过加药装置和加盖装置进行药瓶的装药和封盖操作。具体的工艺要求如下：（1）当系统启动后，传输带运行，当空瓶子运输到加药装置处，传输带停止。通过设定规定的装药数量，加药电磁阀打开，药品进入瓶子，通过药片的计数器进行计数，当计数的数量达到规定的数量后，加药电磁阀关闭，加药过程结束。（2）当加药过程结束后，传输带继续运行，装有药品的瓶子运输到加盖位置处，进行加盖操作。首先加盖装置下降，当下降到位后，进行加盖，加盖延时2秒，当延时时间到后，加盖装置上升，与此同时传输带运行，并且对药瓶进行计数。（3）为了控制加药装瓶机的速度，需要采用变频器控制传输带的速度，传输带速度越快，效率越高。（4）对加药计数器和药瓶计数器采用传感器进行监测，当监测到信号后，传输到控制单元，进行计数操作。（5）系统采用上位机进行监控，进行药片数量设置、药瓶显示以及当前的状态监控等。根据上述工艺要求，对系统进行了设计，包括原理图的比较与设计、硬件设计和软件设计。1.2.系统控制系统根据上述方案，以前的控制系统采用的是继电系统，这在系统的初始控制中是常用的。主要由外按钮、检测开关、继电器、接触器等低压电器元件组成。通过现场工艺，这些低压电器元件的设计和组装，满足了控制系统在特定工业环境下的要求，控制系统主要用于控制要求简单、无需更新的场合，而且过程简单明了，控制系统硬件成本低，电路复杂，电气元件布线较多，布线复杂，故障概率高，现场解决问题难度大，后续维护成本高，最终造成经济损失，对于控制技术复杂、精度要求高的场合，由于布线极其复杂，系统所需的一些功能无法实现，继电接触器系统的设计是无力的，特别是在自动控制方面，继电接触器系统不能满足要求，完全依靠操作人员的操作，现场人员的经验和主观可操作性影响整个系统的运行，因此对于系统的设计，继电接触器系统不能满足系统的设计要求。对于可编程控制器，可以通过扩展模块来设计可编程控制器。根据工艺要求和现场功能，可选择该模块。我们可以根据现场控制的需要选择相应的扩展模块。例如，站点上有许多I/O点，因此您可以根据I/O点的数量选择数字扩展模块；例如，如果需要对模拟量进行现场检查，可以根据模拟量的控制量选择模拟量的扩展模块；例如，现场总线要完成一个特定的通信协议，就要为通信协议选择合适的通信模块，对于本设计的控制系统，就要监控当前系统的状态，改变参数，记录查询，报表查询等要求，必须通过人机主机界面查看，工作人员可以通过人机界面了解系统当前的运行情况，并对数据进行查询，主机与PLC通过通讯协议连接，并对PLC内部变量进行实时更新和交互，实现对现场系统的可视化控制和监控。该控制方案对实现系统自动化非常有用，可以根据不同的生产条件改变数据。根据研究内容和系统设计控制策略，在系统设计中考虑了PLC+PC控制系统。本次设计通过对工艺要求的分析，采用PLC控制系统加PC机对药瓶机进行加药控制和分接控制，并实现计数功能，具体方案如下：（1）变频器用于驱动和控制传动带，变频器的运行由可编程控制器的初始信号控制。控制传动带发动机的运行。如果发生故障，它将向可编程控制器发送故障信号，以执行系统保护功能。（2）加药装置和封盖装置由电磁阀控制，由轮胎操作，当电磁阀打开时，机构工作，电磁阀关闭，机构停止。（3）药片数量在给药过程中设置和计数。将计数的实际值与设定值进行比较，检查加药电磁阀，通过对瓶子的计数，可以知道电流输出和速度。（4）系统利用光电传感器[5]实现对药瓶位置的监控、药瓶计数等功能，并将光电传感器的信号传输给可编程控制器进行信号处理，通过外部复位按钮对当前的计数值进行复位。（5）系统输入部分主要包括：停止按钮、手动自动开关、手动按钮、进气传感器、计数传感器、计数传感器、逆变器故障、锁定装置边界、复位按钮。系统的输出部分主要由：变频器操作、电磁加药阀、电磁阀、电磁阀盖、电磁阀关闭及指示灯等组成。根据以上控制系统的分析，具体控制制度如图1-2所示。图1-2系统控制方案图第2章药品装瓶机的硬件设计2.1可编程控制器的选型随着社会的发展，工业自动化的迅速普及，于是各大自动化控制公司开始开发自己的产品，以适应工业自动化发展的形势。最常见的品牌有西门子自动化公司生产的S7系列PLC、三菱公司生产的FX系列PLC和欧姆龙公司生产的CP系列PLC。这些产品占据了中国工业控制市场的很大一部分，在西门子生产的中型PLC中，常用的是S7-300和S7-1200T。PLCS7-300系列有许多应用。PLC功能强大，可执行更复杂的控制功能，编程指令丰富，可执行PID控制功能、PTO脉冲输出功能和高速计数器功能。通过对程序的编译和配置，实现了设备间的MODBUS通信和以太网通信，并通过通信端口实现了硬件连接，像DI/DO模块、AI/AO模块、通信模块、高速计数模块等等，还有很多类型的CPU，包括CPU221-CPU226。每种CPU型号的编程能力是不同的。电平越高，处理能力越高，系统选用的CPU313型号有16个外部输入端子和16个外部输出端子的SM323数字输入输出模块。采用工作电源模块PS3075A。模块的输入电源为AC220V，为CPU和输入输出模块提供DC24V电源，使用的编程软件为STEP7，产品如图2-1所示。图2-1S7-300可编程控制器2.2传感器的选型光电传感器性能稳定，检测精度高，响应灵敏，不与物体或机器接触，采用非接触方式检测物体的位置，光电传感器的主要组成部分是光束发射电路、光束接收电路和信号放大电路，光束发射电路主要发射光束，当间隔内的物体阻挡光束时，它会吸收部分光束能量，使接收电路能在电流范围内感知物体的存在。信号放大电路对信号进行设置和放大，然后释放，选用欧姆龙产品，具体型号为EE-SPY402，产品检测距离在0.2厘米到2米之间，检测距离可根据光电开关控制进行调整。需要电源，电源等级为DC24V。光电传感器原理图如图2-2所示。图2-2光电传感器的时序图及电路图2.3电机的选型步进伺服控制系统是一种典型的开路控制系统，在选择步进电机时，首先要考虑选择步进发动机的类型，其次要选择具体的品种。在本设计的控制系统中，要求步进电机电压低、定位对大，采用两相混合式步进电机，在选择步进电机的选型时，要考虑转速比、轴向力、转速比等因素，应充分考虑标称扭矩和工作频率。因此，本图选用的发动机型号为fl39st34-0306。2.4输送装置的选型皮带输送机广泛应用于工业中。现有皮带式和旋转式两种加药方式，药品的主要包装形式为瓶装。带式上料机效率高、速度快，但其结构过于简单，不利于高精度地设计和实现。而皮带式装瓶可以解决这些问题，因此采用皮带式装瓶的方式。2.5电磁阀的选型电磁阀是一种采用电磁控制的工业设备。它是控制流体自动化的关键部件，属于执行机构，电磁阀能与多个回路配合，实现必要的控制，保证控制的准确性和灵活性，直动式电磁阀能在真空下正常工作，负压和零压。根据本设计的要求，采用了直动式电磁阀。2.6变频器的选型变频器如图2-3所示，其主要工作原理是通过整流滤波单元将外部工频交流电转换为直流电，然后根据电路板发出的脉冲指令对IGBT逆变器单元进行检查，将直流电转换为交流电，控制发动机转速和扭矩电流。本设计选择的具体变频器型号为ACS550变频器，在市场上应用广泛，对发动机具有良好的调速效果。可执行变频控制功能和当前发动机控制功能，变频器功能非常丰富，可应用于各种发动机控制场合，变频器参数主要分为发动机参数设置，停车控制参数设置，速度数据控制参数设置，速度斜率参数设置，报警故障功能参数设置，现场总线功能参数设置，设置编码器控制功能和各种数据监控功能的参数。根据本设计的使用要求，选用ACS550变频器，标称入口电压AC400V，标称电流15A，频率调节范围0-1000hz，风机冷却方式，壁挂式，V/F电压控制模式，外部端子用于变频器启动和停止控制。图2-3ACS550变频器示意图2.7系统的I/O分配设计对于药瓶装片机系统[7]，电气控制系统的设计应按照规定的工艺进行设计。通过对过程的分析和控制内容的设计，设计了药瓶装片机的I／O装瓶系统分布。本设计的目的是为下一步绘制PLC接线图和软件程序，对下一步程序的模拟调试起到方便的作用，在实际应用中，I/O分配对查询故障非常有用。例如，在执行过程中，如果某个输入点不工作，可以查询输入点的名称和地址，通过程序分析找出问题所在。表2-1I/O分配设计表输入功能输入地址输出功能输出地址启动按钮I0.0传输带运行Q0.0停止按钮I0.1加药电磁阀Q0.1手自动转换I0.2加盖电磁阀Q0.2传输带启动I0.3加盖机构下降Q0.3传输带停止I0.4加盖机构上升Q0.4加药阀开关I0.5运行指示Q0.5瓶子到位传感器I0.6自动指示Q0.6药片数量检测传感器I0.7故障指示Q0.7计瓶传感器I1.0药片数量报警Q1.0手动加盖开关I1.1加盖下限位I1.2加盖上限位I1.3变频器故障I1.4加盖位置传感器I1.5复位按钮I1.62.8系统的变频电路设计根据工艺分析要求和药瓶装片机控制策略[8]，结合总体设计方案，主电路设计选用ACS550变频器，变频器的标称输入电压为AC380V，标称电流为15A，频率控制范围为0-50Hz，控制策略为V/F电压控制，变频器的启停开关通过外部端子进行。变频器主电路的设计要素包括电路、变频器等，电路开关的作用是启动和停止主机的电路。断路器应立即停止故障线路的运行。变频器的接线图是基于对变频器硬件接线手册的仔细研究。变频器的接线主要是动力接线电路和控制电路的接线，如图2-4所示。在电路布线时，变频器应连接到具有相同电压水平的系统电源。端子为R、S、T，发动机端子为U、V、W，分别连接到发动机三相线电路上，主要进行DI端子和DO端子的接线，DI端子的连接主要用于连接变频器的停止信号，DO终端主要用于产生变频器故障信号并传送给PLC。图2-4ACS550变频接线图2.9系统的PLC电路设计对于药瓶装片机控制系统的硬件设计，PLC接线是系统的重要组成部分[9]，采用S7-300CPU313作为控制单元，SM323作为数字量输入输出的外部模块，可编程控制器接线是系统硬件设计的重要组成部分。市场上各种品牌可编程控制器的布线原理基本相同。该装置主要由电气接线、输入接线和生产接线三部分组成，根据片剂灌装机控制系统的控制策略和总体设计方案，确定了PLC的输入输出部分。据统计，系统的输入部分必须连接到功能信号15个，输出部分必须连接到7个执行信号。根据系统的PLC选择，选择的馈电电压为DC24V，因此，输入和输出单元的电压电平与功率电平相同，为DC24v。电气原理图如图2-5所示。图2-5S7-300可编程控制器接线图第3章药品装瓶机的软件设计3.1编程软件的介绍本系统采用PLCS7-300作为控制单元，编程软件为PLCS7-300的STEP7，软件必须安装在Microsoft操作系统上。该软件可以完成设备的配置、程序的编写、特殊功能的创建和配置、程序的下载和在线监测。PLC可通过接口启动和停止。系统在线时，可查询变量，软件指令功能强大、丰富，可编写各种控制程序，软件可建立MPI通讯，软件采用专用MPI编程电缆，通过选择驱动程序与PLC相连，波特率和通信地址的设置，使您可以加载、下载程序和进行在线监控操作。STEP7软件有多个版本，本图采用v5.5版本进行设计。STEP7软件界面功能丰富。它可以创建组织块、功能块、功能块和数据块，并创建一个后台数据块，每个块可以单独编程，由OB1或其他块调用，界面如图3-1所示。图3-1STEP7编程软件界面图3.2系统的流程图设计系统流程图主要按照药品装瓶机的控制工艺进行流程设计REF_Ref72654632\r\h【10】，系统分为手动控制和自动控制两种方式，手动控制的流程图如图3-2所示。图3-2手动控制流程图当外部选择手动控制时，通过外部的按钮进行传输带启停控制、加药阀启停控制、加盖阀启停控制。手动控制主要应用于系统的调试。系统自动控制如图3-3所示。图3-3自动控制流程图对于系统自动控制REF_Ref72654700\r\h【11】，主要用顺序控制的方法进行设计，采用顺序流程法主要对上一工序进行完成判断，如果完成，将关闭上一工序动作，执行下一工序动作，以此类推，直到所有顺序工艺完成。当系统启动后，传输带运行，当空瓶子运输到加药装置处，传输带停止。通过设定规定的装药数量，加药电磁阀打开，药品进入瓶子，通过药片的计数器进行计数，当计数的数量达到规定的数量后，加药电磁阀关闭，加药过程结束。传输带继续运行，装有药品的瓶子运输到加盖位置处，进行加盖操作。首先加盖装置下降，当下降到位后，进行加盖，加盖延时2秒，当延时时间到后，加盖装置上升，与此同时传输带运行，并且对药瓶进行计数。进入下一步循环装瓶控制，如果按下外部停止按钮，系统停止运行。3.3系统的程序设计3.3.1硬件组态设计按照系统的选型，选择CPU313作为控制单元，采用SM323作为数字量输入输出模块。第一插槽进行PS3075A的电源模块插入，在第二插槽插入CPU313，从第四插槽开始插入数字量模块和模拟量模块。从插入后的地址来看，数字量输入地址为I0.0-I1.7，数字量输出地址为Q0.0-Q1.7。硬件组态设计如图3-4所示。图3-4硬件组态图3.3.2手动程序的设计当通过外部I0.2进行手自动转换选择，如果I0.2输入信号，表示当前为自动控制，将M0.0接通，并且输出Q0.6自动指示。当在手动状态时，按下外部的I0.3按钮，M0.1得电并自锁，表示传输带手动输出；按下外部的开关I0.5，加药阀手动动作；按下外部的开关I1.1加盖阀手动动作。3.3.3自动程序的设计当M0.0得电后，表示自动位，按下外部系统启动按钮I0.0，M1.0自动运行的电并自锁。当运行时，上升沿接通M1.0，将M1.1置位，此时传输带开始运行，当传输带上的瓶子到达加药位置，I0.6输入信号，此时将M1.2加药位置位，将M1.1传输带运行位复位。当瓶子到达加药位置后，M1.2置位，表示加药电磁阀打开，通过I0.7信号输入进行药片的计数，进行MW10叠加，每次叠加数量为1.实际药片数量和设定药片数量MW12比较，当大于设定药片数量时，将M1.3置位，表示传输带运行，将加药位复位，与此同时将实际药片MW10复位。当药片数量达到设定数量后，传输带运行，当装有药品的瓶子到达加盖位置后，I1.5信号输入。此时加盖下降位M1.4置位，传输带运行M1.3复位。当加盖下降到位后，I1.2输入信号，此时进行加盖，将M1.5置位，开始加盖。当延时2秒后，T1时间到，将M1.6置位，M1.5复位，表示加盖完成，加盖装置上升。当上升到位后，加盖装置停止。此时传输带运行，当下一个空瓶子到达加药位置时，传输带停止。当计瓶传感器I1.0输入时，将当前的瓶子数量加1.当按下外部的复位按钮，将药片数量和瓶子数量清零。3.3.4外部输出程序的设计当手动状态下的传输带运行位得电或者自动状态下的传输带运行位得电后，将Q0.0得电输出，变频器驱动传输带运行。当手动状态下的加药电磁阀位或运行状态下的加药电磁阀为的电后，将Q0.1加药电磁阀输出。对于加盖机构和上升下降机构，都通过手动或自动地位得电，进行外部输出。当装药过程中，如果药片数量不等于设定数量，将进行报警输出。第4章药品装瓶机的电路仿真设计4.1组态设计的仿真分析系统采用组态王软件进行设计，可以监控药瓶的当前状态、药片的设置和计数，对药瓶和机构的状态进行数字监控，本系统设计的组态王软件版本为6.55。通过与PLC通信、建立通信驱动程序、添加和设置变量表等实现系统的通讯功能。【13】.4.2组态设计的过程首先打开软件，如图4-1所示。图4-1工程管理器在这个工程管理器中，可以创建一个新的项目，并根据名称和存储位置开发一个新的项目，通过搜索可以选择原来的设计项目，设置项目属性，可以支持项目，通过项目的开发和运行两个部分，在“开发”中，可以设计项目运行过程中的项目、驱动、画面、变量、动画等，系统根据实际流程需要进行监控，系统设置项目对话框时，必须填写存储的项目信息，还必须注明项目名称。确认上述信息后，即可新建项目，如图4-2所示。图4-2项目建立对话框项目完成后，可以实现项目的开发和设计，首先设置计算机的串口，设置串口为COM2，设置波特率和奇偶校验等，使用默认设置，系统通讯方式为RS232，设置好串口后，按确定按钮，如图4-3所示。图4-3串口设置对话框设置串口时，驱动程序按设备配置导向进行设置，选择西门子S7-300系列，驱动模式为MPI，建立完成后，必须做出相应串口的位置，设置S7-300地址，建立后，如图4-4所示。图4-4驱动程序建立对话框在设计驱动程序配置之后，添加变量。添加变量时，应考虑系统的运行策略和过程要求。变量添加完整，数据类型准确。设置变量类型，必须设置初始值、最小值和最大值。更多的时候，默认设置会被保留，如图4-5所示。图4-5变量设置对话框所有项目变量设置完毕后，形成如下变量列表，可以是内存变量，也可以是PLC通讯变量，如下图4-6所示。图4-6变量列表图根据系统流程要求和变量可视化数据交互变量要求，设置变量后，在画面设计上，画面通常包括启动和调用，画面是通过工具箱制作的，工具箱可以用来绘制图像、添加位图、编译字体和颜色、制作管等，在画面设计中，根据系统设计要求，添加相关对象，并指明对象，并设置添加的按钮、指示灯、输入数据框等变量。在画面的设计中，可以根据工艺的需要完成每个物体的颜色和形状，在图库管理器中，有很多相关的图形，如仪器、传感器、按钮、指示灯、电气符号、阀门等。可以选择拖动鼠标将其添加到画面上，将变量指定给对象，并完成对象参数的详细设置。能充分反映当前系统的状态和数据的显示，如图4-7所示。图4-7画面设计图画面设计基本完成后，需要给一些图形添加变量，包括闪烁动画、隐式动画、水平或垂直运动动画、填充属性窗口等，根据不同的图表添加不同的动画，如图4-8所示。图4-8动画设计对话框当设计到这一点时，整个组态设计就完成了。组态设计主要是添加驱动程序，指定变量，设置属性，完成变量列表，每个指示灯的变量和相应的图形指示器都是变量动态设置的，配置完成后，系统就可以工作了。4.3PLC的仿真在完成配置画面设计和配置画面动画设计后，必须对系统进行仿真调试，按照以下仿真调试步骤，对系统进行仿真调试。（1）首先，根据系统原理图设计布线，布线过程中，注意系统的PLC输入部分，输出部分地布线，并根据PLC型号，电气布线AC220V。布线完成后，经过仔细检查和确认后，PLC可以运行。（2）开机后，下载PLC程序，完成PLC与组态王的通讯设置。按要求进行组态王通讯。（3）按下相应的按钮，相应的输出执行器。检查外形和配置屏幕的状态，观察相应变量的当前状态，然后判断解决问题。直到所有调试成功。（4）根据自动工艺流程图控制流程，熟悉各自动控制阶段的情况，进行自动调试，注意程序和组态的在线监测状态，找出问题并解决，直到所有自动控制功能完成。在完成配置画面设计和配置画面动画设计后，必须对系统进行仿真调试，系统仿真过程如图4-9、4-10、4-11所示。图4-9传输带运行过程仿真图图4-10加药运行过程仿真图图4-11加盖过程仿真图第5章三维建模及装配、运动仿真5.1零件及传动机构的建模运用UG12.0软件REF_Ref72654773\r\h【14】进行建模和仿真的工作，自动药片装瓶机主要结构包括配药装置、计数装置、输送装置、拧紧装置、检测筛选装置以及机械传动系统等。机械传动系统作为整个生产过程的运输链，连接所有的动作。如下图所示一些零件和传动机构：传动轴承。如图5-1所示。图5-1传动轴承三维图供料轴承。如图5-2所示。图5-2供料轴承三维图药瓶。如图5-3所示。图5-3药瓶三维图机械传动机构。如图5-4所示。图5-4机械传动机构检测机构。如图5-5所示。图5-5检测机构储药容器。如图5-6所示。图5-6储药容器三维图装瓶容器。如图5-7所示。图5-7装瓶容器三维图5.2电机和传感器以及减速器的建模运用UG12.0软件进行本设计建模过程中，电机和传感器以及减速器的建模必不可少。如下图所示：拧紧电机。如图5-8所示。图5-8拧紧电机三维图步进电机。如图5-9所示。图5-9步进电机三维图检测传感器。如图5-10所示。图5-10检测传感器5.3装配图运用UG12.0软件进行各个零件的建模，经过各种约束和配合完成了装配图的组装REF_Ref72654792\r\h【15】。如图5-11所示：图5-11装配图5.4运动仿真运用UG12.0软件进行装配图的组装后，要对此三维模型进行仿真REF_Ref72654806\r\h【16】。具体分析如下。（按3600瓶/小时的产量，即1瓶/秒）。5.4.1推瓶推瓶电机带动推瓶机构，将药瓶推到配料盘下方。如图5-12所示。参数：推瓶电机转速360°/s。图5-12推瓶5.4.2装药储药仓中的药片在分药传感器的控制下，将药片间歇分装进入配料盘的分配轴中，分配轴间歇转动，将药片装入药瓶。如图5-13所示。参数：分药传感器每0.5秒钟释放一次，释放保持时间0.25秒；分配轴每次转动0.5秒，转速120°/s。图5-13装药5.4.3药瓶推送左右各有一个分拨器，将药瓶往前推送。如图5-14所示。参数：分拨器电机转速360°/s。图5-14药瓶推送5.4.4瓶盖拧紧伺服电机带动螺杆，螺杆旋转带动瓶盖并向下运动，将瓶盖拧紧在药瓶上，行程170mm。拧上后电机反转将螺杆返回原位。如图5-15所示。参数：伺服电机正反转速均为306°/s（电机和螺杆的传动比为1：5，螺杆螺距80mm，圈数=170/80=2.125，转速=2.125*360/0.5/5=306°/s），螺杆往返运动速度均为340mm/s。图5-15瓶盖拧紧5.4.5药瓶槽轮间歇转送槽轮电机通过减速器带动槽轮主动拨盘转动，槽轮主动拨盘带动驱动轴转动，驱动轴带动槽盘转动，从而将卡在槽盘的药瓶转送。如图5-16所示。参数：槽轮电机转速为720°/s（槽盘转速40°/s，主动拨盘转速360°/s，减速器的传动比为2：1，槽轮电机转速=2*360=720°/s）。图5-16转送5.4.6药瓶推出推送电机带动推送机构，推送机构的滑块将槽盘上的药瓶推出，落在传送带上。如图5-17所示。参数：推送电机转速360°/s。图5-17药瓶推出5.4.7药瓶检测筛选传送带转动带动药瓶移动，并经检测传感器检测。若不合格，检测机构中的电机带动丝杠滑块移动，筛选出不合格品。如图5-18所示。参数：电机正反转速均为204°/s（电机和螺杆的传动比为1：60，丝杠螺距20mm，滑块行程340mm，丝杠圈数=340/20=17，电机转速=17*360/0.5/60=204°/s），滑块往返运动速度均为680mm/s。图5-18药瓶检测筛选结论本设计主要采用S7-300对药瓶装片机进行设计。上位机