台达机电产品在ZP10压片机上的应用

台达机电产品在ZP10压片机上的应用

压片机在整个药机行业应用非常广泛。本文主要介绍用台达机电产品（人机、PLC、变频器）在药机行业ZP10压片机上的成功应用。
关键字：压片机、制药机械、台达机电产品、人机界面、PLC、变频器

1 引言

由于片剂是口服药剂和保健制剂的基本剂型，因此片剂生产机械是制药工程领域的基础性专用设备。片剂是由压片机将颗粒状原料压制成片。压片机的生产制造能力标志着一个国家制药工程技术能力。压片机在整个药机行业应用非常广泛。基本上任何制药厂家都会对该设备有很大需求。

2 压片机自动化功能

根据片剂制剂工艺原理，压片工艺的前期工艺是制粒，经过制粒工艺制得的原料颗粒均质有原料药和填料载体（辅料）。压片机的主要用途就是将各种药物与填料载体的原始粉末状的原料，按照需求制成药片。在该设备上能够对压片的厚度、填充厚度、预压厚度、压片力、压片力上限、运行速度、点动速度、速度上限进行设定和显示，能够直观的显示出当前生产产品的规格、质量。方便使用。

压片机主要用于制药工业的片剂生产，同时通用于化工、食品、电子等工业部门，ZP10外观如图1所示。

图1 ZP10压片机外观

3 系统设计

3.1工艺参数设计

工艺参数设计参见表1。

表1 主 要 技 术 参 数

3.2技术方案设计

技术方案设计参见图2。系统基于台达PLC技术平台，外围设备主体包括台达触摸屏人机界面和台达变频器主驱动器。

硬件构成：DOP-57GSTD型触摸屏；DVP-14SS11R型PLC；DVP-04AD-S型模拟量扩展模块；VFD-002M43A变频器。

图2 技术方案设计

3.3 自动化工艺原理

（1）通过DVP-04AD-S把标准的0-10V的模拟量信号转化为需要显示的物理量，在触摸屏人机界面上显示填充厚度、预压厚度、压片厚度、压片力。这四个物理量影响生产片剂的质量。因此对于模拟量转换的精度要求比较高。同时在调试时，因为电压信号比较容易受干扰，所以在排线以及PLC在柜内的安装位置要尽量按照电气安装规范进行。

（2）压片传动的转动速度要进行限制。最高转速在人机上设定，最高为30rpm/min。

（3）工艺上要求系统启动有两种方式：正常启动、点动。速度设定都在人机上完成。速度的给定都是通过RS485通讯的方式给定变频器。

（4）在生产片剂的时候，因为原料及成品的工艺要求的不同，压片力的大小是不一样的。但是为了保证安全生产。需要在人机上设定压片力的上限值。一旦由压力传感器采样的当前压片力大于压片力上限值的时候，系统自动安全停车。所有动作都复位。

（5）在监控画面上要能够显示当前的运行速度、填充厚度、预压厚度、压片厚度、压片力等。

（6）系统要求能够对急停动作、压片力超限、变频器故障三项报警进行当前警报的显示，并且可以对当前警报进行清除，如下所示。

将外部的警报输入点在PLC中转换成PLC内部的位，如上所示从M64-M66连续的三个点。设定采样周期为：1S；最多可存笔数设定为：1020点；设定断电保持；设定当M64-M66为ON时，显示的报警信息内容为：急停已动作；变频器故障；压片力超限。并显示相应的报警画面。

（7）系统不仅能对当前的报警进行显示、清除同时对当前警报能够进行历史记录。具体的实现方法如下：

在人机软件选项—历史缓冲区设定当中读取地址从M64开始；数值单位设定为3；取样周期为100ms；取样点数设定为10；触发源选择由PLC触发；记录时间日期选择YES。在设定时双击空白处，软件会弹出属性菜单，如下图：

进行了如上设定后，只要报警发生时，系统会自动记录报警信息。而且是断电保持的。只要报警信息没有完全填满，系统会自动记录。只有当删除时，才将报警信息完全清楚。否则即使报警信息记录满了，系统会自动覆盖最早记录的报警信息。触发显示、记录、删除报警信息是通过状态控制区的特殊寄存器D1，D3进行设定。

4.2 人机交互画面设计

人机交互画面设计如图3—图8所示。

4 调试步骤

（1）首先按照设备的工艺要求将逻辑部分完成。将通讯部分完成。这些都是非常基础
的工作。
(2)将DVP-4AD-S模块进行校正。确保零位和增益准确。
(3)尽量将信号线远离动力线，将信号线的屏蔽层接到24V地而不是接地，主要因为相当多的GMP生产现场设备没有可靠接地，工程实践证明接到24V地保证了信号的抗干扰效果。减轻了干扰对模拟量信号的干扰。

5 结束语

基于台达机电系列自动化产品的ZP10型压片机结构特点为双面压片、单面出片，有预压功能，有利提高压片精度；全封闭形式不锈钢，内部台面用不锈钢材料，转台表面经过特殊处理，能保持表面光泽与防止交叉污染，符合GMP要求；透明有机玻璃的门窗，室内配有安全照明，能清楚观察压片的状态，压片室四面能全部打开，易于内部清理和保养；控制器和操作件均布局合理；采用变频调速装置进行电气调速，操作方便，转动平稳，安全准确；所有的转动装置均布置在机器内部，保持机件清洁；液压系统设计合理，能保持液压系统的稳定；配有过载保护装置，当压力过载时，能自动停机