基于plc的藥房取藥系統(tǒng)設(shè)計

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1、基于PLC的藥房取藥系統(tǒng)設(shè)計　　摘要：傳統(tǒng)人工發(fā)藥模式使得藥師工作量大、效率低、出錯率高，不可避免地帶來了一定的經(jīng)濟(jì)損失。鑒于此，結(jié)合HMI人機(jī)交互、電機(jī)位置控制技術(shù)，設(shè)計了一種以PLC為核心的藥房取藥系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有自動化程度高、運行穩(wěn)定、取藥準(zhǔn)確度高、易于控制和拓展等優(yōu)點，能夠提升藥物調(diào)配和發(fā)送效率，提高藥物管理水平?！　￡P(guān)鍵詞：藥房取藥；PLC；HMI人機(jī)交互；電機(jī)位置控制；自檢裝置　　DOIDOI：10.11907/rjdk.161735　　中圖分類號：TP319　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16727800（2016）010006403　　0引言　　隨著國家和社會對藥物信

2、息化管理[1]重視程度的提高，醫(yī)院信息化管理建設(shè)也日臻完善。國內(nèi)很多醫(yī)院都建立了信息化平臺，但在醫(yī)院信息化平臺建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)，藥房配套設(shè)備已經(jīng)明顯落后，醫(yī)院對藥品的收費、庫房管理雖然已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理，但在藥房及其工作流程中仍然處于原始手動操作的管理狀態(tài)（如藥品的分發(fā)、盤點、效期管理等）?！　∷幏咳∷幭到y(tǒng)是為實現(xiàn)基本藥物信息化、自動化管理而產(chǎn)生的機(jī)電一體自動化設(shè)備。該系統(tǒng)可根據(jù)處方信息完成基本藥物的調(diào)配和發(fā)送，能隨時統(tǒng)計基本藥物在醫(yī)院的使用信息，并通過信息平臺統(tǒng)計反饋到相關(guān)監(jiān)管部門，大幅度提升了工作效率和管理水平。7　　1系統(tǒng)總體設(shè)計方案　　系統(tǒng)以PLC為核心，結(jié)合HMI人機(jī)交

3、互、電機(jī)位置控制技術(shù)，具有自動化程度高、運行穩(wěn)定、取藥準(zhǔn)確度高、易于控制和拓展等優(yōu)點。系統(tǒng)總體設(shè)計如圖1所示。　　2系統(tǒng)硬件設(shè)計　　2.1硬件組成　　該系統(tǒng)涉及邏輯控制和數(shù)據(jù)運算，選用永宏FBs系列PLC，型號為FBs-40MA，是一種外型小巧卻能媲美中大型PLC功能的新一代微型PLC，具有價格低、功能強(qiáng)、使用簡單、開發(fā)便利等優(yōu)勢[2]。　　系統(tǒng)涉及伺服電機(jī)的精準(zhǔn)運轉(zhuǎn)，選用3項AC220～240V、頻率為50Hz/60Hz的MR-AE-100A型號的伺服放大器，能與伺服電機(jī)有效配合指示電機(jī)的精準(zhǔn)運行，具有位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制3種模式?！　F-SN102J-S100伺服電

4、機(jī)與伺服放大器結(jié)合使用，在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件的運轉(zhuǎn)，在本系統(tǒng)中主要控制取藥柜齒輪的轉(zhuǎn)動。　　2.2系統(tǒng)兩級介紹　　系統(tǒng)可分為兩個級：管理級和現(xiàn)場級。兩級之間通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)交互[3]?！　。?）管理級。管理級由全程監(jiān)視PC和服務(wù)器組成。PC機(jī)完成整個系統(tǒng)的監(jiān)視、現(xiàn)場級設(shè)備的調(diào)度和管理?？蓪π畔?shù)據(jù)進(jìn)行打印和統(tǒng)計等操作。服務(wù)器存放藥品處方信息，包含藥品種類、數(shù)量和位置信息，這些數(shù)據(jù)以表格的形式存放于服務(wù)器中。收到用戶命令后，服務(wù)器將藥品的相關(guān)信息提供給現(xiàn)場級，讓現(xiàn)場級中的子系統(tǒng)二完成準(zhǔn)確的取藥操作。7　?。?）現(xiàn)場級?，F(xiàn)場級主要由兩類子系統(tǒng)構(gòu)成，用于人機(jī)交互和藥品推送的運動控

5、制。人機(jī)交互包括HMI界面和手機(jī)APP操作。藥品推送的運動控制由臺達(dá)PLC實現(xiàn)電機(jī)的兩軸協(xié)同控制實現(xiàn)，難點為伺服控制器的參數(shù)整定和原點搜索及原點返回的實現(xiàn)?！　∽酉到y(tǒng)一：用戶可通過手機(jī)APP發(fā)出取藥命令，通過無線路傳送給服務(wù)器，來調(diào)取服務(wù)器中相應(yīng)的藥品信息，再由第二類子系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的響應(yīng)?！　∽酉到y(tǒng)二：HMI提供藥品處方的必要信息，指揮臺達(dá)PLC按照設(shè)定動作進(jìn)行響應(yīng)，以實現(xiàn)必要的操作。PLC根據(jù)HMI的信息對電機(jī)進(jìn)行位置控制，達(dá)到藥品準(zhǔn)確推送的目的。HMI與臺達(dá)PLC用485總線完成互連，實現(xiàn)信息交換。此外，HMI還可以起到子系統(tǒng)監(jiān)控的作用?！　∮捎谡麄€系統(tǒng)工程量巨大，本項目主要

6、完成子系統(tǒng)二的相關(guān)設(shè)計，此設(shè)計主要包括HMI界面設(shè)計、HMI與PLC之間的通信、伺服控制器參數(shù)設(shè)置以及PLC程序設(shè)計實現(xiàn)電機(jī)位置控制。其中，HMI與PLC計劃采用標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議、RS485進(jìn)行連接?！　?系統(tǒng)軟件實現(xiàn)　　3.1程序設(shè)計　　本系統(tǒng)中運動檢測、繼電器故障和藥品出柜，都需要PLC進(jìn)行判斷，并于HMI界面中進(jìn)行顯示，因此軟件部分需包含PLC程序設(shè)計、HMI組態(tài)和通訊設(shè)置。實際中根據(jù)具體需求情況配置藥品推送條件。軟件實現(xiàn)包括人機(jī)界面編程和PLC運動控制編程。7　　人機(jī)界面編程：HMI使用C++軟件進(jìn)行編寫，界面中應(yīng)包括取藥、系統(tǒng)緊急停止選項，信息錄入界面和監(jiān)視界面。同

7、時需要對HMI中的通信口、設(shè)備類型、連接方式以及PLC站號等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置?！　LC運動控制[4]編程：系統(tǒng)上電初始化后，根據(jù)獲得的藥品處方中位置信息，PLC提供相應(yīng)的脈沖量[5]，控制電機(jī)X運動，讓對應(yīng)的藥品傳送到出口傳送帶。完成此動作后，控制電機(jī)Y運動，帶動推桿將藥品從出口傳送帶推送到出口位置。當(dāng)推送完畢，則電機(jī)Y和電機(jī)X依次反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)各自的歸位動作。接著判斷藥品種類是否齊全，若未齊全，則準(zhǔn)備下一次的推送?！　「鶕?jù)工藝要求和本項目的項目指標(biāo)進(jìn)行應(yīng)用程序設(shè)計，主程序設(shè)計流程如圖