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2.2.3 系统工作循环过程
袋成型药品自动包装机的结构适合于连续式自动包装。从工艺上讲，其包装工作循环过程如图2-3所示。工艺是连续的，只有在内装物供送时，每送入一件必须保证端封切断器封切一件。
图2-3 包装工作循环过程
2.2.4 包装机原理框图
结合设计任务的功能要求以及包装机的工作原理和工作过程，设计出包装机的原理框图，如图2-4所示。
图2-4 原理框图
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第3章 PLC控制系统的硬件设计
3.1 硬件配置
系统硬件配置结构如图3-1：
系统硬件配置 图3-1
包括中央处理单元以及I/O扩展单元、检测元件（光电开关和接近开关等）、操作面板（旋钮开关、按钮开关）、控制元件（交流接触器和电磁阀）以及执行元件（电动机和气缸）等几部分。操作面板作为设备控制的操作界面，接受来自操作人员的操作指令并指示设备的运行状态；检测元件检测料位计量、投料结束信号，以及各部分的动作完成情况；PLC自动循环扫描各个输入输出点的当前状态，并根据梯形图程序所确定的逻辑关系更新输出点的状态，通过断通交流接触器和换向电磁阀来控制电动机的启停和气缸的动作，从而完成从卷膜输送到物料排出全过程的自动控制。
3.2 操作面板的设计
为满足生产地需要，很多设备要求设置多种工作方式，本次设计的药品包装机同样需要，系统设有手动、单周期、单步、连续和回原点5种工作方式。工作方式选择开关的5个位置对应于5种工作方式，操作面板左下部的8个按钮时手动按钮。为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时）能可靠地切断PLC的负载电源设置了交流接触器。在PLC开始运行时按下“负载电源”按钮，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通给负载提供交流电源，出现紧急情况是用“紧急停车”按钮断开负载电源。
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操作面板如图3-2：
操作面板 图3-2
3.3 输入输出点分配
自动包装机工艺过程由袋成型、充填、封口、冷却等几部分组成，包装机控制系统输入信号有：启动、停止及急停信号检测，卷膜袋长色标检测，缺袋检测，定量充填部分返回有无充填信号，横封到位检测，横纵封结束检测。输出信号有：卷膜牵引启动，卷膜横封控制，防止过冲刹车控制，水冷却控制，卷膜纵封控制，卷膜切刀控制，打印控制，拌料送料电机启停控制等。综合上述控制要求，并基于整个控制系统总成本及备用点考虑，本设计选用输入24点、输出24点的PLC基本单元。I/O点分配如下表： 输入端子 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14
说明
安全门限位 扩展用
纵封到位检测 扩展用
动盘到位检测 料满检测 横封到位检测 扩展用 手动 回原点 单步 单周期 连续 输出端子 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14
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说明
打印气缸电磁阀 纵封气缸电磁阀 动盘气缸电磁阀 刮板气缸电磁阀 横封气缸电磁阀 切刀气缸电磁阀 走袋电动机 供料电动机 冷却泵电动机 横封加热管 纵封加热管 空气压缩机
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X15 X16 X17 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27
启动 停止 供膜 打印 纵封
动盘移动 供料
刮板移动 横封 切断 扩展用 Y15 Y16 Y17 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 Y27
3.4 PLC选型
根据输入输出点数该控制系统采用日本三菱公司生产的FX2N -48MR型可编程控制器,选用AC电源, DC24V电源输入,继电器输出。FX2N系列 PLC是三菱公司近年来推出的高性能小型整体式PLC,能实现高速运算,基本指令每步0.08微秒。程序容量最大 16K步,基本指令有27条,步进指令有2条,功能指令有298条。内附高速计数器、内部元件很丰富 ,是一种功能很强大的小型 PLC。由于其结构紧凑小巧、执行速度快、功能强大及性价比较高等特点,符合本系统各方面要求。
3.5 A/D模块的选择
该药品包装机需要对一些非开关量（色标检测、温度检测）进行监控，普通的限位开关已经不能满足使用要求，因此此处选用变送器来转换这些模拟量，再通过与PLC适配的A/D模块将信号传送到PLC内部。该包装机需要检测三个模拟量即色标检测、横封温度检测以及纵封温度检测，此处选用FX2N-4AD模拟量输入模块，该输入模块有4个通道可以同时接收并处理4个模拟量输入信号最大分辨率为12位。通道1输入色标检测量，通道2输入纵封温度检测量，通道3输入横封温度检测量。在初始化程序中需要将这3个两读入PLC中。
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