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摘 要：在制药厂生产的过程中，灌封机发挥着非常关键的作用，而在灌封机长期应用的过程中，其电气部分也会出现一定的问题，所以我们就需要根据实际的要求去对其进行改造，在改造中可能会遇到一些问题，为了更好的保证改造的质量，我们必须要采取有效的措施来加以改进和解决。本文主要分析了制药厂灌封机电气改造，以供参考和借鉴。
关键词：灌封机；编码器；改造；PLC
1 引言
某制药厂在生产中使用的德国进口灌封机出现了故障，这台灌封机是对一个品牌的药膏进行封装处理，主要有两种类型，一种是10g，一种是30g，当前，如果按照正常的操作流程和操作方法，其没有任何的反应，控制设备的PLC装置有输入信号，但是却没有输出信号，之后对报警指示灯进行了全面的分析。在分析之后，发现PLC程序完全丢失，制药厂没有对程序做备份处理，同时也没有能够参考的资料，所以必须要对电气设备进行改造，同时对系统进行重新的设计。
2 改造方案
药厂使用的PLC是德国原装进口，药厂方没有任何与之相关的资料，灌封机是当前比较主流的凸轮机械，在系统运行中主要采用了高速计算器，主要借助的是人机界面对参数进行适当的调整，从而达到改变变频器频率的目的。在系统中还设置了模拟量D/A模块，没有PLC专用的通讯线和编程软件，手头上也没有相关的资料，同时对其熟悉度又相对较低，客户对药品生产时间的要求较为严格，保留的原来的PLC方案实现起来比较困难，在这样的情况下制定了改造方案，将PLC和D/A模拟量输出模块做出了适当的调整，将人机界面换成了线控SA-3.5A。
3 电气元件的选择
3.1 最初选择
原来的PLC输入和输出的点为32点，带两路专用的模拟量输出模对变频器调速加以控制，此外，还设置了一台步进电机，PLC原来引进的是欧洲的版本，输入的内部并没有电源，所以，电源的供应需要外接。同时输入公共端子也可以接入电源正负任何一极，控制设备当中有进步电机，推断输出选择了晶体管作为主要的形式。
3.2 修正方案
3.2.1 为了更加有效的解决技术上的一些不足，需要从最难解决的问题开始，如果不能首先将最难的问题解决，技术改造的正常开展就会受到非常重大的影响，所以选择了新型的PLC到制药厂，从而更好的弄清进步电机运行的整个过程，在其运行的过程中，脉冲信号快关通断的现象非常频繁，同时信号的平温度较高，所以控制进驱动器的控制信号可以采用新型的晶体管当做开关，因此选择了三菱晶体管T作为输出设备的PLC。
3.2.2 在程序编写的过程中采用的是新型的PLC对灌封机进步点击加以控制，步进驱动器存在着两个信号，一个信号是对点击旋转加以控制的，而另一个信号是对点击停止运行加以控制的，二者同时存在的时候，停止是优先运行的，所以，控制器的信号也落采用机械开关。
3.2.3 在对系统进行了全面的分析之后发现灌封机PLC的输入部分和以往有了非常大的不同，二者的结构是完全相同的，结构上能够实现相互间的转换，但是二者在输出结构上存在着非常行大的不同，新型的PLC输出公共部分是电源的政绩，而传统的PLC输出的公共部分只能接入点源的负极。而从二者的输出形式上看，选择传统PLC晶体管并不是十分的合适，所以我们在设计中应该采用新型PLC。常规两相步进电机控制图如图1图2所示。
4 项目的实施
4.1 分析变频器控制
灌封机存在着两个变频器，一个主要是对上空管的速度加以控制，而另外一个主要是对主电机的调速加以控制，这样就可以有效的保证药膏生产的速度和水平，两个变频器的速度都会随着人机界面设定数字的变化而发生较为明显的改变，在分析之后我们可以发现，两个变频器的控制方式完全相同，变频器的启动和停止主要是通过外部的端子加以控制。频率主要是借助外部的模拟电压进行调节，继电控制装置主要是对PLC的输出加以控制。此外还要使用模拟量输出模块对点击旋转的速度加以调整。
4.2 更换PLC与人机
通过前面一系列的实验，已经知道PLC如何控制灌封机，了解了输入信号的方式和输出信号的方式以及变频器、步进电机的控制过程，将原PLC拆除，更换为三菱FX2N-64MR继电器输出型PLC。由于原人机界面没有软件，同时也没有和三菱PLC的通讯线，人机界面也一同更换，将原人机界面拆除，在其面板上开出孔，安装新的人机界面。
4.3 分析输入输出分配
输入信号通过一个人按面板按钮或让传感器动作，另一个人观察PLC输入灯的亮灭来查找。通过PLC编程软件强制的输出，看机器实际的动作来分析输出信号分配，但是尤其要注意的是，任何时候只能让一个输出工作，以免出现事故，这是非常关键的。
4.4 编写调试程序
编写和调试程序要注意方法，注意先后顺序，逐步实施。先编写上空管的程序，让上料机构能顺利上料，然后编写调试主电机程序，再编写送药程序，最后让各个部分联合起来调试。调试的时候先用很低的速度，确保各个机构的安全。
4.5 制作人机画面
人机画面比较简单，只做了三个画面，一个是系统进入画面，一个是参数设定画面，最后一个是报警画面。画面制作要注意使用的各个元件的地址、数据类型与PLC使用的元件一致。
5 难点的问题
5.1 高速计数器与编码器
灌封机是典型的凸轮加编码器联合控制的机械设备。大部分的动作由凸轮直接控制，有些结构不便安装凸轮，为了简化机械结构，在设备中安装一个与主轴同步旋转的编码器，由其发信号给PLC，PLC根据主轴旋转的角度发信号控制机构动作。由于编码器轴与主轴同步旋转，当主轴旋转速度快时，编码器发出的信号也加快，PLC控制灌封机动作的速度也加快，使所有的动作协调同步。由于普通的计数器受PLC输入滤波和扫描周期的影响，编码器信号必须由PLC高速计数器计数。
5.2 高速计数器中断
灌封机受编码器控制的动作有5个，每个动作有启动和停止信号，总共有10个信号，但是老旧的PLC高速置位、高速复位总共才6个。为此不用高速置位、高速复位，选用高数计数器中断，每个中断程序中可以有多个输出Y的处理。
6 小结
在药厂运行的过程中，在很短的时间之内就实现了对进口灌封机的电气化改造，完全更换了原有的PLC人机界面，在硬件上也投入了更多的成本，但是总体的改造只花了不到一个星期的时间，使得企业的损失大大降低，这一项目的顺利进行可以为其他的工程提供经验与借鉴。
参考文献
[1]张宏平.眼药水灌封机的分类与特点[J].机电信息，2006（12）.
[2]黄辰音.小型安瓿拉丝灌封机联动操作改进的构想[J].机电信息，2007（23）.
关键词：灌封机；编码器；改造；PLC
1 引言
某制药厂在生产中使用的德国进口灌封机出现了故障，这台灌封机是对一个品牌的药膏进行封装处理，主要有两种类型，一种是10g，一种是30g，当前，如果按照正常的操作流程和操作方法，其没有任何的反应，控制设备的PLC装置有输入信号，但是却没有输出信号，之后对报警指示灯进行了全面的分析。在分析之后，发现PLC程序完全丢失，制药厂没有对程序做备份处理，同时也没有能够参考的资料，所以必须要对电气设备进行改造，同时对系统进行重新的设计。
2 改造方案
药厂使用的PLC是德国原装进口，药厂方没有任何与之相关的资料，灌封机是当前比较主流的凸轮机械，在系统运行中主要采用了高速计算器，主要借助的是人机界面对参数进行适当的调整，从而达到改变变频器频率的目的。在系统中还设置了模拟量D/A模块，没有PLC专用的通讯线和编程软件，手头上也没有相关的资料，同时对其熟悉度又相对较低，客户对药品生产时间的要求较为严格，保留的原来的PLC方案实现起来比较困难，在这样的情况下制定了改造方案，将PLC和D/A模拟量输出模块做出了适当的调整，将人机界面换成了线控SA-3.5A。
3 电气元件的选择
3.1 最初选择
原来的PLC输入和输出的点为32点，带两路专用的模拟量输出模对变频器调速加以控制，此外，还设置了一台步进电机，PLC原来引进的是欧洲的版本，输入的内部并没有电源，所以，电源的供应需要外接。同时输入公共端子也可以接入电源正负任何一极，控制设备当中有进步电机，推断输出选择了晶体管作为主要的形式。
3.2 修正方案
3.2.1 为了更加有效的解决技术上的一些不足，需要从最难解决的问题开始，如果不能首先将最难的问题解决，技术改造的正常开展就会受到非常重大的影响，所以选择了新型的PLC到制药厂，从而更好的弄清进步电机运行的整个过程，在其运行的过程中，脉冲信号快关通断的现象非常频繁，同时信号的平温度较高，所以控制进驱动器的控制信号可以采用新型的晶体管当做开关，因此选择了三菱晶体管T作为输出设备的PLC。
3.2.2 在程序编写的过程中采用的是新型的PLC对灌封机进步点击加以控制，步进驱动器存在着两个信号，一个信号是对点击旋转加以控制的，而另一个信号是对点击停止运行加以控制的，二者同时存在的时候，停止是优先运行的，所以，控制器的信号也落采用机械开关。
3.2.3 在对系统进行了全面的分析之后发现灌封机PLC的输入部分和以往有了非常大的不同，二者的结构是完全相同的，结构上能够实现相互间的转换，但是二者在输出结构上存在着非常行大的不同，新型的PLC输出公共部分是电源的政绩，而传统的PLC输出的公共部分只能接入点源的负极。而从二者的输出形式上看，选择传统PLC晶体管并不是十分的合适，所以我们在设计中应该采用新型PLC。常规两相步进电机控制图如图1图2所示。
4 项目的实施
4.1 分析变频器控制
灌封机存在着两个变频器，一个主要是对上空管的速度加以控制，而另外一个主要是对主电机的调速加以控制，这样就可以有效的保证药膏生产的速度和水平，两个变频器的速度都会随着人机界面设定数字的变化而发生较为明显的改变，在分析之后我们可以发现，两个变频器的控制方式完全相同，变频器的启动和停止主要是通过外部的端子加以控制。频率主要是借助外部的模拟电压进行调节，继电控制装置主要是对PLC的输出加以控制。此外还要使用模拟量输出模块对点击旋转的速度加以调整。
4.2 更换PLC与人机
通过前面一系列的实验，已经知道PLC如何控制灌封机，了解了输入信号的方式和输出信号的方式以及变频器、步进电机的控制过程，将原PLC拆除，更换为三菱FX2N-64MR继电器输出型PLC。由于原人机界面没有软件，同时也没有和三菱PLC的通讯线，人机界面也一同更换，将原人机界面拆除，在其面板上开出孔，安装新的人机界面。
4.3 分析输入输出分配
输入信号通过一个人按面板按钮或让传感器动作，另一个人观察PLC输入灯的亮灭来查找。通过PLC编程软件强制的输出，看机器实际的动作来分析输出信号分配，但是尤其要注意的是，任何时候只能让一个输出工作，以免出现事故，这是非常关键的。
4.4 编写调试程序
编写和调试程序要注意方法，注意先后顺序，逐步实施。先编写上空管的程序，让上料机构能顺利上料，然后编写调试主电机程序，再编写送药程序，最后让各个部分联合起来调试。调试的时候先用很低的速度，确保各个机构的安全。
4.5 制作人机画面
人机画面比较简单，只做了三个画面，一个是系统进入画面，一个是参数设定画面，最后一个是报警画面。画面制作要注意使用的各个元件的地址、数据类型与PLC使用的元件一致。
5 难点的问题
5.1 高速计数器与编码器
灌封机是典型的凸轮加编码器联合控制的机械设备。大部分的动作由凸轮直接控制，有些结构不便安装凸轮，为了简化机械结构，在设备中安装一个与主轴同步旋转的编码器，由其发信号给PLC，PLC根据主轴旋转的角度发信号控制机构动作。由于编码器轴与主轴同步旋转，当主轴旋转速度快时，编码器发出的信号也加快，PLC控制灌封机动作的速度也加快，使所有的动作协调同步。由于普通的计数器受PLC输入滤波和扫描周期的影响，编码器信号必须由PLC高速计数器计数。
5.2 高速计数器中断
灌封机受编码器控制的动作有5个，每个动作有启动和停止信号，总共有10个信号，但是老旧的PLC高速置位、高速复位总共才6个。为此不用高速置位、高速复位，选用高数计数器中断，每个中断程序中可以有多个输出Y的处理。
6 小结
在药厂运行的过程中，在很短的时间之内就实现了对进口灌封机的电气化改造，完全更换了原有的PLC人机界面，在硬件上也投入了更多的成本，但是总体的改造只花了不到一个星期的时间，使得企业的损失大大降低，这一项目的顺利进行可以为其他的工程提供经验与借鉴。
参考文献
[1]张宏平.眼药水灌封机的分类与特点[J].机电信息，2006（12）.
[2]黄辰音.小型安瓿拉丝灌封机联动操作改进的构想[J].机电信息，2007（23）.