1 引言

醫(yī)用注射針刺穿力試儀是機(jī)電氣一體化醫(yī)用器械生產(chǎn)檢驗(yàn)設(shè)備，是上海某藥機(jī)公司的重要產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)醫(yī)學(xué)用針的生產(chǎn)廠家。該機(jī)利用PLC控制步進(jìn)電機(jī)使醫(yī)用針頭下行使其穿透薄膜，在穿透過(guò)程中通過(guò)壓力傳感器使針頭所受的力經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換通過(guò)通訊傳輸給PLC，通過(guò)觸摸屏打印功能打印檢測(cè)報(bào)告，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算和曲線的判斷結(jié)合數(shù)據(jù)判斷，檢測(cè)注射針產(chǎn)品刺穿力的質(zhì)量參數(shù)。

2 解決方案

2.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)

（1）測(cè)力傳感器的初始化：通過(guò)測(cè)力傳感器通訊傳過(guò)來(lái)先進(jìn)行清零，然后根據(jù)普通的的砝碼進(jìn)行標(biāo)定，是測(cè)力傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化處理。

（2）記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)：按上針頭通過(guò)步進(jìn)電機(jī)往下傳送，當(dāng)針頭觸碰到下方的薄膜時(shí)，PLC根據(jù)傳感器判斷受力有一個(gè)跳變開(kāi)始每個(gè)100ms記錄數(shù)據(jù)，在針頭穿透薄膜10mm時(shí)，針頭通過(guò)步進(jìn)電機(jī)往上，直到走到上限為止。

（3）數(shù)據(jù)曲線分析描繪：上限到了以后，PLC馬上開(kāi)始描出剛才針頭從針頭觸碰到下方的薄膜開(kāi)始到針頭穿透薄膜10mm結(jié)束，這一時(shí)間內(nèi)所運(yùn)行在每個(gè)位置受到壓力的曲線（縱坐標(biāo)為受力、橫坐標(biāo)為位置），不僅如此還得找出這條曲線中前四個(gè)拐點(diǎn)（這其實(shí)是一個(gè)比較麻煩的事情）并把它們的受力及位置記錄下來(lái)，并且找出最大值，且曲線縱坐標(biāo)會(huì)根據(jù)最大所受力的大小實(shí)時(shí)的更新（如果在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)針頭最大受力小于1牛，那縱坐標(biāo)就是0-1N，如果在2N之內(nèi)，那縱坐標(biāo)就是0-2N，以此類推。

（4）存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：在每做一個(gè)試驗(yàn)后，把每次實(shí)驗(yàn)的最大的受力數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，然后實(shí)時(shí)的把這幾次的受力數(shù)據(jù)的平均值及根據(jù)一個(gè)特定的公式計(jì)算的偏差值計(jì)算出來(lái)，如果用戶要人為的清除某一個(gè)值，那此兩個(gè)值要實(shí)時(shí)的更新，好讓用戶判斷是否針頭是否合格。

（5）打印曲線及數(shù)據(jù)：根據(jù)要求每一個(gè)數(shù)據(jù)都必須記錄下來(lái)的要求，客戶要求每一個(gè)數(shù)據(jù)都必須打印出來(lái)的要求，利用臺(tái)達(dá)人機(jī)打印的功能完成此要求。

2.2 電控設(shè)計(jì)

醫(yī)用注射針刺穿力測(cè)試儀由PLC、測(cè)力機(jī)構(gòu)、測(cè)距機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等部分組成。其中測(cè)力機(jī)構(gòu)采用專用的0.001牛高精度壓力傳感器，并且測(cè)試可以通過(guò)臺(tái)達(dá)觸摸屏可以實(shí)時(shí)地打印，在同行當(dāng)中屬于中高檔機(jī)種，對(duì)于各種形狀、大小的針頭外形都能進(jìn)行精確測(cè)試。

主控制器選用SC系列DVP-12SC11T型PLC（12SC）。臺(tái)達(dá)SC系列PLC是運(yùn)動(dòng)控制特殊功能專用PLC，SC系列PLC主機(jī)點(diǎn)數(shù)12I/O，模塊可擴(kuò)展200點(diǎn)以上。SC系列擁有高速脈沖輸出與脈沖計(jì)數(shù)功能。高速脈沖輸出支持2點(diǎn)(Y10, Y11)獨(dú)立高速脈沖輸出功能，最高可達(dá)100kHz(總合頻寬130KHz)。通訊端口內(nèi)置RS-232與RS-485，兼容MODBUS ASCII / RTU通訊協(xié)議。雙軸插補(bǔ)功能支持定位控制指令：透過(guò)ZRN(原點(diǎn)復(fù)歸) / DRVA(絕對(duì)尋址) / DRVI(相對(duì)定位)指令，SC系列可輕易的與臺(tái)達(dá)伺服搭配完成各種運(yùn)動(dòng)控制需求。人機(jī)界面選用臺(tái)達(dá)5.7英寸單色16灰階DOP-A57BSTD 型觸摸屏。系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

圖1 刺穿力測(cè)試儀系統(tǒng)框圖

2.3控制難點(diǎn)

此方案難點(diǎn)就是技術(shù)細(xì)節(jié)的處理，比如與傳感器的通訊（傳感器的協(xié)議比較復(fù)雜不是標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議）、描繪曲線、拐點(diǎn)的捕捉、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、打印的控制，特別是通訊和拐點(diǎn)的捕捉，都是一些費(fèi)心思的一些事情。

3 臺(tái)達(dá)自動(dòng)化品牌特點(diǎn)

中達(dá)電通的母公司為世界著名的電子制造跨國(guó)企業(yè)——臺(tái)達(dá)電子集團(tuán)，臺(tái)達(dá)集團(tuán)在江蘇吳江建有規(guī)模龐大的生產(chǎn)基地，是全球第一大電源管理系統(tǒng)供貨商和臺(tái)達(dá)變頻器、編碼器、人機(jī)界面、PLC、伺服、溫控器等機(jī)電產(chǎn)品的制造廠商。中達(dá)電通主要為中國(guó)最具成長(zhǎng)潛力的通信及自動(dòng)化市場(chǎng)提供設(shè)備和服務(wù)。其主要產(chǎn)品和服務(wù)包括視訊設(shè)備、動(dòng)力系統(tǒng)、寬帶數(shù)據(jù)和機(jī)電自動(dòng)化四個(gè)方面。作為工控行業(yè)內(nèi)的知名廠商，尤其是在國(guó)內(nèi)唯一能將機(jī)電產(chǎn)品做的如此全面的制造廠家，通過(guò)應(yīng)用自己的產(chǎn)品能夠?yàn)楦餍懈鳂I(yè)的客戶提供全面的解決方案。最佳的產(chǎn)品性價(jià)比、周到完善的全國(guó)乃至全球聯(lián)保服務(wù)能夠保證客戶利益。中達(dá)電通的服務(wù)體系遍布全國(guó)。隨著臺(tái)達(dá)產(chǎn)品的越來(lái)越多，功能也越來(lái)越全，在給客戶提供產(chǎn)品控制系統(tǒng)功能選擇及使用越來(lái)越方便及越來(lái)越多樣化。

4 結(jié)束語(yǔ)

上海某制藥機(jī)械有限公司主要生產(chǎn)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、制藥機(jī)械，主要應(yīng)用于醫(yī)藥等行業(yè)。以前使用進(jìn)口品牌的機(jī)電產(chǎn)品。因?yàn)樾袠I(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，運(yùn)營(yíng)成本壓力較大，并且原有的控制系統(tǒng)逐漸在安全保護(hù)和控制的便利性上越來(lái)越不能滿足客戶的需求，加之售后服務(wù)問(wèn)題，導(dǎo)致恒儀公司開(kāi)始尋找新的合作伙伴。臺(tái)達(dá)發(fā)揮單品牌自動(dòng)化平臺(tái)優(yōu)勢(shì)：產(chǎn)品的多樣化、極高的性價(jià)比、優(yōu)質(zhì)完善的售后服務(wù)體系等。正是因?yàn)橐陨弦蛩兀_(tái)達(dá)上海機(jī)電分公司抓住了這一契機(jī)，經(jīng)過(guò)三個(gè)月的時(shí)間基本上把其幾十種設(shè)備設(shè)備的機(jī)電產(chǎn)品更換成臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品，年銷售額預(yù)期在百萬(wàn)人民幣以上。