现场总线在药品包装生产线的应用
日期：2008-5-11 22:47:37 来源：《PLC&FA》
点击： 作者：未知
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1 引言
包装自动线是完成特定包装功能的成套设备，是按着产品包装工艺过程，利用分流、合流、储存、传送装置把自动或半自动包装机以及辅助设备连接起来而形成的，具有独立控制装置的包装生产系统。在自动包装生产线上，被包装物上线后便以一定的节拍，按照设定的包装工序顺序，自动的经过各个包装工位，完成预定的包装，最后成为符合设计要求的包装件而下线。在药品自动线整个生产过程中，人不参与直接的工艺操作，只是全面观察、分析生产系统的运转情况，定期加料，对包装件质量进行抽样检查，及时的排除设备故障，调整维修，更换易损零件，保证自动线的连续工作。
2 药品包装自动化车间控制系统结构
控制系统是包装自动线的重要组成部分，它的作用在于对整个自动工作循环进行控制和协调，包括使各种包装运动按一定顺序进行；必要的压力、温度、时间、速度的调节及其控制；各种质量检测，自动安全保护，自动计量、计数的实现；物料的供停，故障的自动报警等控制。
药品包装机通常要完成以下操作，零散药品→ 铝塑泡罩包装 → 药板、药品说明书→ 装盒 →小盒药品→ 自动均衡重组 → 热收缩膜包装 → 中包药品 → 称重检验 → 条形码扫描检验 → 装箱进料输送 →中包自动装箱 → 封箱 → 纸箱条码扫描 → 纸箱捆扎 →整箱药品，同时还要保证整个传动系统的流畅。
图1 自动包装机控制系统结构示意图
参照图１，若第一条控制链上１代表药品计量操作控制，3代表传动控制，第二条控 制链上２代表说明书进给操作控制，第三条控制链上１代表包装材料小纸盒的进给控制，最后一条链上1代表纸箱的进给操作控制，ｍ代表包装动作的执行控制，再经过贴标签，最后输出成品，完成整个包装过程。
3 系统组网方案
3.1 方案原理设计
系统基于工业以太网和现场总线实现包装自动化车间系统网络结构。自动化车间从生产现场到企业的决策大致可以分为信息层、控制层和现场层。现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、多变量、多点、多站的通信网络，被誉为自动化领域的计算机局域网。
现场总线作为工业数据通信网络的基础，沟通了生产过程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布式的控制系统。将现场总线技术同工业以太网相结合，可有效地解决基础自动化网络与过程和管理控制系统之间的无缝隙集成，真正实现现场控制与管理一体化。在这个体系中，数据可以双向流通、层与层之间可能存在层叠。我们采用的是一个开放的、扁平的、满足高性能系统需求的、降低整体系统费用的（包括提高网络/设备诊断能力、减少接线、安装、系统调试时间、提高纠错能力）的网络体系。该体系的特点是：从上层到底层全部都是开放的，不需要许可证，不用注册，没有任何限制；对任何人都是可用的，技术产品有很高的可靠性和互操作性；网络是扁平结构，以最少层次的网络支持可从高层对以下各层的产品组态及监测；所有层之间的连接完全他哦难过网桥/网关连接；对设备有增强的诊断能力将控制分散到整个体系；对每个特有的层只需要关注一些键的功能。
图2 现场总线网络结构示意图
3.2 系统监控范围
系统上位机通过应用程序向现场设备提出数据要求，现场设备通过网络将数据要求交给服务器，服务器的数据库管理系统执行数据处理任务，然后把经过处理后的有用的那部分数据传输到上位机，最后经过对所需数据的加工，实现了远程控制的功能。
该自动化系统监控的范围有：综合信息管理、集中控制的中央控制系统；区域监控管理的各个现场控制系统；生产现场图像采集、管理的视频监视系统；工艺生产流程要求检测、分析控制等自动化仪表；工艺生产过程要求的自动检测、过程控制；物料的计量与进给；各台设备及设备之间的数据传输；安全保护、诊断、报警。
4 总结
现场总线是数字化的、双向通信的智能控制系统，把数字化通讯功能延伸到包装自动化车间的现场设备，是数字化时代包装过程控制系统的基础。在此基础上加大和深化信息技术的应用，在简化过程控制的同时，实现了对设备的优化经济管理，从而提高了现场的智能化和信息化水平，并最终使企业更具有竞争优势。该系统具有采用分散采集，集中监视、诊断、管理，可靠性高，实时性好和网络互联能力强等优点。
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1 引言
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包装自动线是完成特定包装功能的成套设备，是按着产品包装工艺过程，利用分流、合流、储存、传送装置把自动或半自动包装机以及辅助设备连接起来而形成的，具有独立控制装置的包装生产系统。在自动包装生产线上，被包装物上线后便以一定的节拍，按照设定的包装工序顺序，自动的经过各个包装工位，完成预定的包装，最后成为符合设计要求的包装件而下线。在药品自动线整个生产过程中，人不参与直接的工艺操作，只是全面观察、分析生产系统的运转情况，定期加料，对包装件质量进行抽样检查，及时的排除设备故障，调整维修，更换易损零件，保证自动线的连续工作。
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2 药品包装自动化车间控制系统结构
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控制系统是包装自动线的重要组成部分，它的作用在于对整个自动工作循环进行控制和协调，包括使各种包装运动按一定顺序进行；必要的压力、温度、时间、速度的调节及其控制；各种质量检测，自动安全保护，自动计量、计数的实现；物料的供停，故障的自动报警等控制。
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药品包装机通常要完成以下操作，零散药品→ 铝塑泡罩包装 → 药板、药品说明书→ 装盒 →小盒药品→ 自动均衡重组 → 热收缩膜包装 → 中包药品 → 称重检验 → 条形码扫描检验 → 装箱进料输送 →中包自动装箱 → 封箱 → 纸箱条码扫描 → 纸箱捆扎 →整箱药品，同时还要保证整个传动系统的流畅。
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图1 自动包装机控制系统结构示意图
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参照图１，若第一条控制链上１代表药品计量操作控制，3代表传动控制，第二条控 制链上２代表说明书进给操作控制，第三条控制链上１代表包装材料小纸盒的进给控制，最后一条链上1代表纸箱的进给操作控制，ｍ代表包装动作的执行控制，再经过贴标签，最后输出成品，完成整个包装过程。
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3 系统组网方案
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3.1 方案原理设计
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系统基于工业以太网和现场总线实现包装自动化车间系统网络结构。自动化车间从生产现场到企业的决策大致可以分为信息层、控制层和现场层。现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、多变量、多点、多站的通信网络，被誉为自动化领域的计算机局域网。
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现场总线作为工业数据通信网络的基础，沟通了生产过程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布式的控制系统。将现场总线技术同工业以太网相结合，可有效地解决基础自动化网络与过程和管理控制系统之间的无缝隙集成，真正实现现场控制与管理一体化。在这个体系中，数据可以双向流通、层与层之间可能存在层叠。我们采用的是一个开放的、扁平的、满足高性能系统需求的、降低整体系统费用的（包括提高网络/设备诊断能力、减少接线、安装、系统调试时间、提高纠错能力）的网络体系。该体系的特点是：从上层到底层全部都是开放的，不需要许可证，不用注册，没有任何限制；对任何人都是可用的，技术产品有很高的可靠性和互操作性；网络是扁平结构，以最少层次的网络支持可从高层对以下各层的产品组态及监测；所有层之间的连接完全他哦难过网桥/网关连接；对设备有增强的诊断能力将控制分散到整个体系；对每个特有的层只需要关注一些键的功能。
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图2 现场总线网络结构示意图
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3.2 系统监控范围
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系统上位机通过应用程序向现场设备提出数据要求，现场设备通过网络将数据要求交给服务器，服务器的数据库管理系统执行数据处理任务，然后把经过处理后的有用的那部分数据传输到上位机，最后经过对所需数据的加工，实现了远程控制的功能。
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该自动化系统监控的范围有：综合信息管理、集中控制的中央控制系统；区域监控管理的各个现场控制系统；生产现场图像采集、管理的视频监视系统；工艺生产流程要求检测、分析控制等自动化仪表；工艺生产过程要求的自动检测、过程控制；物料的计量与进给；各台设备及设备之间的数据传输；安全保护、诊断、报警。
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4 总结
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现场总线是数字化的、双向通信的智能控制系统，把数字化通讯功能延伸到包装自动化车间的现场设备，是数字化时代包装过程控制系统的基础。在此基础上加大和深化信息技术的应用，在简化过程控制的同时，实现了对设备的优化经济管理，从而提高了现场的智能化和信息化水平，并最终使企业更具有竞争优势。该系统具有采用分散采集，集中监视、诊断、管理，可靠性高，实时性好和网络互联能力强等优点。
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