基于PLC自动药片装瓶机控制系统优秀毕业设计(论文)开题报告

本科毕业设计(论文)

开题报告（含论文综述）

学 院： 机械与控制工程学院

所属教研室： 自动化教研室

课题名称： 基于PLC自动药片装瓶机控制系统

专业(方向)： 自动化（测控）

班 级： 学号：

学 生：

指导教师： 职称：

开题日期： 2015-3-1—

一、毕业设计（论文）选题的目的和意义。[ ⑴ 课题名称；⑵ 有关的研究方向

的历史、现状和发展情况分析；⑶ 前人在本选题研究领域中的工作成果简述]

伴随着现代自动化技术的发展，人们对劳动强度大的工作越来越反感，在现实的医

药制造行业中，医药包装的劳动强度大，并且劳动者在工作中的集中力有限，从事药

品装瓶工作让劳动者感觉很疲惫。因此自动化装瓶系统可广泛应用于制药领域中，将

圆型片、异型片、胶囊、软胶囊、丸剂等各种粒状物自动精确地计数装入各种容器中。

随着社会进一步的发展，人们对机械的自动化程度要求更高，需要更方便快捷的方法

控制机器，于是基于前人在高速自动装瓶机的工作过程和要求、硬件系统设计、软件

系统设计等基础上又增加了S7-200系列文本TD200对动作程序显示和调试。该控制系

统能够达到生产所提出的速度和效率要求。整个系统采用了一台S7—224CPU控制，整

个控制系统设计成控制柜，外观美观，使用方便。利用PLC控制装瓶机运行，实现了

装瓶机启动、停止、以及中途改变填装粒数等功能，从而实现了生产线上的自动化。

本文总共分五个章节进行叙述其软、硬件结构、工作原理等，具体如下：

第一章介绍PLC自动药片装瓶机控制系统的现状及本课题研究的内容和目的意义。

第二章主要PLC自动药片装瓶机控制系统方案的设计。

第三章介绍了PLC自动药片装瓶机控制系统的硬件设计，PLC的选型，继电器、电

动机、传感器等硬件的选型，系统结构设计，PLC外围控制电路的连接。

第四章介绍了系统软件的设计，PLC梯形图概述，编程软件的介绍，程序流程图，

程序的编写工作。

第五章主要介绍了S7-200系列文本TD200对系统程序调试和修改，梯形图程序的

下载，调试及结果分析。

第六章主要是论文的总结及相关内容的进一步完善。

二、设计或研究主要内容和重点，预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关

键，有何创新之处。（此部分为重点阐述内容）

1、PLC自动药片装瓶机控制硬件系统的设计。本课题设计的自动药片装药机要求

有很高的稳定性来满足生产的需要，故在本设计中所选用的智能控制器为稳定性良好

的S7-200系列PLC，本文选用的是S7-224CPU。而与之相配套的是德国斯耐德高可靠

性的交流220V继电器；在检测位置采用的是欧姆龙的位置检测传感器作为PLC的触发

信号，传送到PLC。驱动装置选用功率适中、稳定性好的自带减速装置的三相交流电机，

来拖动传送带，带动皮带转动，从而使药瓶送到装药口。

2、PLC自动药片装瓶机控制软件的设计。在本设计中选用了目前运用最多的PLC

编程语言梯形图，梯形图的编程能直观明了展示PLC控制系统的要求，并能更好的考

虑安全性和故障报警等问题，梯形图的编写运用STEP7-Micro/WIN32编程软件，此软

件支持S7-200系列的全部PLC， 并且具有强大的诊断功能，能更快的查找出故障的原

因，从而大大缩短了调试时间。

3、PLC自动药片装瓶机控制设备选择。在本设计中，可编程控制器选用德国西门

子公司公司生产的小型S7-224CPU；信号采集装置选用欧姆龙生产的NPN型光电传感

器，集电极输出24V电压输送到PLC,作为触发信号；驱动装置采用浙江中源电气有限

公司生产的型号为TYBZ-110-90L-4三相异步电动机，额定转矩为0.43N.M，额定转速

为400r/min；继电器选用德国斯耐德生产的交流220V继电器；传动装置采用皮带传送

药瓶。本设计对周围环境的要求较高，请确保周围卫生符合国家制药生产的标准。

本系统设计能够完成自动药片装瓶系统的基本功能，具有较高的可靠性、安全性、

稳定性，并且可扩展能力强、维修方便。程序中也加强了自动药片装瓶系统的安全性

以及运行中故障提示等功能。

三、研究方案：[ ⑴ 技术方案（有关方法、技术路线、技术措施）；⑵ 实施方案

所需的条件（技术条件、试验条件等）]

1、PLC自动药片装瓶机的设计原理

该课题的任务是实现将一定数量的药片自动连续地装入到药瓶中的控制任务，系

统的模拟器如图

按下按钮S1、S2或者S3，可选择每瓶装入3片、5片、7片，通过指示灯H1、

H2或者H3表示当前每瓶的装药数量。当选定要装入瓶中的药片数量后，接通系统开关，

电动机M驱动皮带机运转，延时5S后（或者采用位置检测开关），皮带机上的药瓶到

达装瓶的位置，皮带机停止运转。

电磁阀Y打开装有药片的装置后，通过光电传感器B1，对进入到药瓶的药片进行

计数，当药瓶中的药片达到预先选定的数量后，电磁阀Y关闭，皮带机重新启动。使

药片装瓶过程自动连续地运转。如果当前的装药过程正在进行时，需要改变药片装入

数量（例如由7片改为5片），则只有在当前药瓶装满后，从下一个药瓶开始装入改变

后的数量。如果在装药过程中断开系统开关，则在当前药瓶装满后，系统停止运行。

2、本文以自动药片装瓶机系统为例，重点介绍了利用可编程控制器（PLC）组成

的自动药片装瓶系统的控制，给出了系统S7-224CPU等相关的控制技术资料及操作说

明书。PLC通过与传感器传输的信号控制系统的运行，实现自动药片装瓶系统的自动启

停，药片数量的自动计数，自动添加等功能，进而实现自动药片装瓶系统的安全可靠

控制。本文还介绍了系统的软件设计及调试，并给出了系统的梯形图程序。

四、毕业设计（论文）工作进度计划。（必须包含一定工作量的计算机知识综合应

用环节）

（1）第一阶段：开题论证阶段，认真学习《自动化毕业实习大纲和指导书》，详细了

解了本次毕业设计的目的，任务要求，时间安排，及有关答辩的问题。查找资料，了

解课题的设计要求，确定基本方案。（2015年2月——3月15日）

（2）第二阶段：系统硬件电路构思。（2015年3月15－2011年4月1）

（3）完成检测系统的电气原理图的设计，进行反复论证后确定硬件电路图，完成初步

的软件设计。（2015年4月1——2015年4月10）

（4）第四阶段：软件设计及仿真调试主要完成系统的软件设计及主程序、各子程序的

仿真调试。（2015年4月10－2015年4月20）

（5）第五阶段：项目总结，按照要求撰写毕业论文，对课题进行项目总结，提交、装

订毕业（设计）论文、相关资料及其电子文档。 （2015年4月20－2015年5月25）

（6）第六阶段：进行毕业（设计）论文答辩。（2015年6月）

五、预期结果

（1）经过分析、比较、论证确定设计方案；

（2）完成对该系统的理论分析，硬件结构及软件的设计，系统的调试以及论文的编写；

六、主要参考文献目录

[1] 西门子S7-200系统手册.2002.4

［2］ 汤自春．《PLC原理及应用技术》[M]．北京：高等教育出版社，2006年．35-37．

［3］ 钟肇新等．《可编程控制器原理及应用》[M]．华南理工大学出版社，2005年．

[4] 胡学林. 可编程控制器教程（基础篇）电子工业出版社.2003

[5] 胡学林. 可编程控制器教程（实训篇）电子工业出版社.2004.7

［6］ 张万忠等．《PLC应用及维修技术》[M]．北京：化学工业出版社，2006年．63-66

［7］ 丁炜,彭华夏．《可编程控制器在工业控制中的应用》[M]．北京：化学工业出版

社，2004年．83-87

[8] 何献忠等. 可编程控制器应用技术.北京：清华大学出版社.2007.11

[9] 袁任光. 可编程序控制器（PC)应用技术与实例.广州:华南理工大学出版

社.1997

［10］ 王永华．《现代电气及PLC应用技术》[M]．北京：北京航空航天大学出版社，

2005年．34-37

［11］ 周万珍，高鸿斌．《PLC分析与设计应用》[M]．北京：电子工业出版社，2004

年．50-52

[12] MM440变频器与HMI的直接通讯和控制说明书

［13］西门子MM440说明书

［14］ S7-200-NET说明书

七、指导教师审核意见

指导教师签字：

年 月 日

八、开题答辩结论和审核意见

教研室主任签字：

年 月 日