臺達機電產品在ZP10壓片機上的應用

摘 要：壓片機在整個藥機行業應用非常廣泛。本文主要介紹用臺達機電產品（人機、PLC、變頻器）在藥機行業ZP10壓片機上的成功應用。

1 引言
由于片劑是口服藥劑和保健制劑的基本劑型，因此片劑生產機械是制藥工程領域的基礎
性專用設備。片劑是由壓片機將顆粒狀原料壓制成片。壓片機的生產制造能力標志著一個國家制藥工程技術能力。壓片機在整個藥機行業應用非常廣泛。基本上任何制藥廠家都會對該設備有很大需求。

2 壓片機自動化功能
根據片劑制劑工藝原理，壓片工藝的前期工藝是制粒，經過制粒工藝制得的原料顆粒均質有原料藥和填料載體（輔料）。壓片機的主要用途就是將各種藥物與填料載體的原始粉末狀的原料，按照需求制成藥片。在該設備上能夠對壓片的厚度、填充厚度、預壓厚度、壓片力、壓片力上限、運行速度、點動速度、速度上限進行設定和顯示，能夠直觀的顯示出當前生產產品的規格、質量。方便使用。
壓片機主要用于制藥工業的片劑生產，同時通用于化工、食品、電子等工業部門，ZP10外觀如圖1所示。

圖1 ZP10壓片機外觀
3 系統設計
3.1工藝參數設計
工藝參數設計參見表1。

表1 主 要 技 術 參 數


3.2技術方案設計
技術方案設計參見圖2。系統基于臺達PLC技術平臺，外圍設備主體包括臺達觸摸屏人機界面和臺達變頻器主驅動器。
硬件構成：DOP-57GSTD型觸摸屏；DVP-14SS11R型PLC；DVP-04AD-S型模擬量擴展模塊；VFD-002M43A變頻器。

圖2 技術方案設計
3.3 自動化工藝原理
（1）通過DVP-04AD-S把標準的0-10V的模擬量信號轉化為需要顯示的物理量，在觸摸屏人機界面上顯示填充厚度、預壓厚度、壓片厚度、壓片力。這四個物理量影響生產片劑的質量。因此對于模擬量轉換的精度要求比較高。同時在調試時，因為電壓信號比較容易受干擾，所以在排線以及PLC在柜內的安裝位置要盡量按照電氣安裝規范進行。
（2）壓片傳動的轉動速度要進行限制。最高轉速在人機上設定，最高為30rpm/min。
（3）工藝上要求系統啟動有兩種方式：正常啟動、點動。速度設定都在人機上完成。
速度的給定都是通過RS485通訊的方式給定變頻器。
（4）在生產片劑的時候，因為原料及成品的工藝要求的不同，壓片力的大小是不一樣的。
但是為了保證安全生產。需要在人機上設定壓片力的上限值。一旦由壓力傳感器采樣的當前壓片力大于壓片力上限值的時候，系統自動安全停車。所有動作都復位。
（5）在監控畫面上要能夠顯示當前的運行速度、填充厚度、預壓厚度、壓片厚度、壓片力
等。
（6）系統要求能夠對急停動作、壓片力超限、變頻器故障三項報警進行當前警報的顯示，
并且可以對當前警報進行清除，如下所示。


將外部的警報輸入點在PLC中轉換成PLC內部的位，如上所示從M64-M66連續的三個點。設定采樣周期為：1S；最多可存筆數設定為：1020點；設定斷電保持；設定當M64-M66為ON時，顯示的報警信息內容為：急停已動作；變頻器故障；壓片力超限。并顯示相應的報警畫面。
（7）系統不僅能對當前的報警進行顯示、清除同時對當前警報能夠進行歷史記錄。具體的實現方法如下：


在人機軟件選項—歷史緩沖區設定當中讀取地址從M64開始；數值單位設定為3；取樣周期為100ms；取樣點數設定為10；觸發源選擇由PLC觸發；記錄時間日期選擇YES。在設定時雙擊空白處，軟件會彈出屬性菜單，如下圖：


進行了如上設定后，只要報警發生時，系統會自動記錄報警信息。而且是斷電保持的。只要報警信息沒有完全填滿，系統會自動記錄。只有當刪除時，才將報警信息完全清楚。否則即使報警信息記錄滿了，系統會自動覆蓋最早記錄的報警信息。觸發顯示、記錄、刪除報警信息是通過狀態控制區的特殊寄存器D1，D3進行設定。

4.2人機交互畫面設計
人機交互畫面設計如圖3—圖8所示。






4 調試步驟
（1）首先按照設備的工藝要求將邏輯部分完成。將通訊部分完成。這些都是非常基礎
的工作。
(2)將DVP-4AD-S模塊進行校正。確保零位和增益準確。
(3)盡量將信號線遠離動力線，將信號線的屏蔽層接到24V地而不是接地，主要因為相
當多的GMP生產現場設備沒有可靠接地，工程實踐證明接到24V地保證了信號的抗干擾效果。減輕了干擾對模擬量信號的干擾。

5 結束語
基于臺達機電系列自動化產品的ZP10型壓片機結構特點為雙面壓片、單面出片，有預壓功能，有利提高壓片精度；全封閉形式不銹鋼，內部臺面用不銹鋼材料，轉臺表　面經過特殊處理，能保持表面光澤與防止交叉污染，符合GMP要求；透明有機玻璃的門窗，室內配有安全照明，能清楚觀察壓片的狀態，壓片室四面能全部打開，易于內部清理和保養；控制器和操作件均布局合理；采用變頻調速裝置進行電氣調速，操作方便，轉動平穩，安全準確；所有的轉動裝置均布置在機器內部，保持機件清潔；液壓系統設計合理，能保持液壓系統的穩定；配有過載保護裝置，當壓力過載時，能自動停機。