高速压片机电气控制分析论文

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摘要：根据我们掌握的资料，现在国内生产的高速压片机电气系统大都采用的是以下三种方式：单片机、工控机、可编程控制器（PLC）。下面将这三种控制系统的性能作一个对比，从中亦可了解到高速压片机电气控制系统的演变与发展。

关键词：高速压片机电气控制系统

随着制药工业向规模化方向发展以及制药工业对产量、控制性能、设备稳定可靠要求的提高，越来越多的企业已经拥有或开始考虑选购高速压片机，作为一个高速压片机的主要生产企业，本文试图对目前国内市场上的高速压片机的电气控制系统作一个分析和比较，以帮助用户对这类机器的了解和判断。

根据我们掌握的资料，现在国内生产的高速压片机电气系统大都采用的是以下三种方式：单片机、工控机、可编程控制器（PLC）。下面将这三种控制系统的性能作一个对比，从中亦可了解到高速压片机电气控制系统的演变与发展。

1、单片机

所谓单片机系统就是采用目前市场上的单片机CPU及其它外围芯片，根据不同系统设计电路板，最终设计成一台简易的计算机系统，并在此基础上设计程序以达到所要求的控制功能。这种形式在

80年代国内很流行，但由于受到本身可靠性及其它方面的限制，目前除了仪表上仍然采用外，在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。

单片机的可靠性：由于目前国内市场上的单片机芯片的品质良莠不齐，很大一部分还是国外筛选出来的次等品，加上其它外围元件（如电阻、电容等）的参数离散性也很大，批量小的产品不可能经过筛选配对等技术处理，因此这样的产品很难做到很好的一致性和高可靠性，因为任一元件的参数偏离设计要求都会引起系统的不稳定。另外，单片机的所有器件均不是工业级的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力很弱，而国内的电源一般都很差，加上压片机的变频调速对电源的干扰很大，因此，更可能引起单片机系统的不稳定。

单片机的可扩展性：由于单片机的线路是根据一定的功能要求特别设计的，所以要增加一个功能就要重新设计线路，而且对应的程序都要重新设计。这样对于增加功能的开发成本和周期都

会增加。

单片机的可维护性：一旦单片机系统出现故障，很难诊断出故障元件，最简单的方法是更换整个系统，这样维修成本增加了。

操作：现在国内单片机系统的操作均采用自设计的键盘，设定数据用拨码开关，显示用LED，整个面板显得繁锁，而且为了减少操作键，设计时往往一键多用，操作人员很难脱开说明书操作。特别是故障显示只能显示故障代码，一旦发生故障，操作人员必须翻阅说明书方能发现故障所在，最终按说明书指示排除故障，这样排除故障的时间相对较长。总之，这样的人机对话不够友善。

特点：不可靠，价格便宜。1990年以前天祥公司生产的高速压片机曾采用这种控制方式。

2、工控机

所谓工控机系统就是采用目前市场上的所谓工业控制计算机系统，在此基础上设计程序以达到所设计的功能。但业内人士知道，现在市场上的工控机和自己组装的兼容机无本质差别。首先，作为计算机心脏的CPU和兼容机一样是非工业级的，其余的如硬盘、内存、显示器等主要元件都是非工业级的，唯一区别的是机箱经过了加固处理，这种形式由于本身可靠性及其它的限制，目前除了在工厂中作为监控机并不直接参与控制的场合大量使用外，在工业现场已很少采用。

工控机的可靠性：由于工控机的主要器件均不是工业级的，相对单片机系统，抗干扰性特别是抗电源干扰能力虽然有一定提高，但国内的电源都很差，加上压片机的变频调速对电源的干扰很大，因此也可能引起系统的不稳定。

工控机的可扩展性：要增加一个功能就要重新设计对应的程序，而工控机的编程相对比较复杂，这样对于开发周期会增加。

工控机的可维护性：一旦工控机系统出现故障，很难诊断出故障元件，这样维修周期增加，而且非专业人员不能维修，如果故障由于程序设计不合理引起，由于缺乏合适的调试工具，要找出故障原因也很困难。

操作：工控机的操作和通用计算机无任何差别，这就对操作人员的素质有很高的要求，一般工人看到计算机会产生畏惧心理，虽然操作的界面较为友善，但对于不熟悉计算机系统的人来说，仍然不够简便易学。

特点：价格居中，可靠性改善不多。

3、可编程控制器（PLC）：

所谓PLC系统就是采用目前市场上各大工业控制厂家生产的可编程控制器，根据要求选用不同的模块，在此基础上设计程序以达到所设计的功能。这种形式目前在工业现场应用最为广泛。我公司生产的GZPK100系列高速旋转式压片机就采用PLC的控制方式。

PLC的可靠性：进口PLC采用的CPU都是生产厂家专门设计的工业级专用处理器，其余各元件也是直接向生产厂家购买的，经过严格挑选的工业级元件，另外它的电源模块也是集各大公司工业控制的经验而特别设计的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力有很大提高，即使在电源很差和变频调速的干扰下仍能正常工作。

PLC的可扩展性：要增加一个功能只要增加相应的模块和修正对应的程序，而PLC的编程相对比较简单，这样对于开发周期会缩短。

PLC的可维护性：PLC本身有很强的自诊断功能，一旦系统出现故障，根据自诊断很容易诊断出故障元件，即使非专业人员也能维修，如果故障由于程序设计不合理引起，由于它提供完善的调试工具，要找出故障也较为简单。

操作：PLC的操作采用触摸式操作终端，人机界面，全屏显示，上面设计了很详尽的操作指南，即使第一次使用，也能根据提示顺利操作，这就降低了对操作人员的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系统发生故障，画面自动切换到故障提示画面，提示故障原因和排除方法。甚至可以显示故障在机器上的位置，维修人员可以根据提示很快排除故障。

特点：价格与前二种控制器相比略贵，可靠性好，操作简单。

另外，GZPK100高速压片机的电气系统的设计、制造、安装采用IEC标准，主要电气元件均为国外著名厂家进口，因此更增加了系统的可靠性。系统剔片方式采用批量剔片和单值剔片结合的方式，而单值剔片无论是效果还是实现的技术难度上均比批量剔片高一个档次。

GZPK100A高速压片机的操作与显示都集中在人机界面上，除总电源开头，急停按钮外，无需任何按钮操作，大大减少了药粉对电气元件的影响，也间接提高了电气系统的可靠性。人机界面的保护等级为IP67，能抗各种恶劣环境。集中操作显示的设计思路更符合GMP。