CN110815929A - 一种压片机的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种压片机的控制系统及控制方法，其中控制系统包括：模拟量输入模块，用于采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中；数字量输入模块，包括第一数字量输入模块和第二数字量输入模块；第一数字量输入模块用于接收压片机上的编码器发出的编码信号，根据编码信号判断是否触发冲位信号，第二数字量输入模块用于接收压片机的零位信号；有效数据获取模块，用于在触发冲位信号时从环形队列中截取冲位信号对应的有效数据段，并从有效数据段中获取出一有效数据；数字量输出模块，用于根据有效数据输出压片机控制信号。提高了整个压片机系统在精确踢废时的时间窗口精度，改善了外部机械设备的安装复杂度，且未增加成本。

Description

一种压片机的控制系统及控制方法

技术领域

本发明实施例涉及压片机技术领域，尤其涉及一种压片机的控制系统及控制方法。

背景技术

压片机规格众多、数量大，可压制圆形片、刻字片、异型片、双层片、多层片、环型片、包芯片等片型。高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化及先进的检测技术是国外压片机技术最主要的发展方向。

国内压片机大多直接采用PLC自带的AI模块对压力进行采集，而一般小型，中型PLC本身程序扫描周期都在ms级以上，单冲能采集到的压力值过少，很容易造成采集到的压力点并不是当前冲位的真实压力。现有技术中主要采用外部光电开关信号作为冲位输入信号，模块数字量中断响应为50us，用户光电开关响应时间精度为400us，冲头光电开关安装间接导致的时间窗口误差500us，最坏情况踢废时间误差可以达到950us。

发明内容

本发明实施例提供了一种压片机的控制系统及控制方法，对压片机的冲头压力有效数据的采集进行改善，提高了整个压片机系统在精确踢废时的时间窗口精度，改善了外部机械设备的安装复杂度，且未增加成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种压片机的控制系统，包括：

模拟量输入模块，所述模拟量输入模块用于采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中；

数字量输入模块，所述数字量输入模块包括第一数字量输入模块和第二数字量输入模块；所述第一数字量输入模块用于接收压片机上的编码器发出的编码信号，根据所述编码信号判断是否触发冲位信号，所述第二数字量输入模块用于接收所述压片机的零位信号；

有效数据获取模块，所述有效数据获取模块用于在触发所述冲位信号时从所述环形队列中截取所述冲位信号对应的有效数据段，并从所述有效数据段中获取出一有效数据，其中，所述有效数据为冲头压力信号；

数字量输出模块，所述数字量输出模块用于根据所述有效数据输出压片机控制信号。

可选的，所述第一数字量输入模块具体用于接收压片机上的编码器发出的编码信号，若所述编码信号为预设编码值，则判定触发冲位信号；若所述编码信号为非预设编码值，则判定未触发冲位信号。

可选的，所述数字量输出模块具体用于判断所述有效数据是否处于预设范围内，若所述有效数据处于所述预设范围内，则输出片剂正常控制信号；若所述有效数据处于所述预设范围外，则确定片剂踢废位置并输出片剂踢废控制信号。

可选的，所述模拟量输入模块包括第一模拟量输入模块和第二模拟量输入模块；所述第一模拟量输入模块用于采集所述压片机的第一凸轮按压第一冲头产生的第一冲头压力信号并储存至环形队列中，所述第二模拟量输入模块用于采集所述压片机的第二凸轮按压第二冲头产生的第二冲头压力信号并储存至环形队列中。

可选的，所述有效数据获取模块具体用于在触发所述冲位信号时从所述环形队列中截取所述冲位信号对应的第一有效数据段及第二有效数据段，并从所述第一有效数据段中获取出一第一有效数据，从所述第二有效数据段中获取出一第二有效数据；其中，所述第一有效数据为第一冲头压力信号，所述第二有效数据为第二冲头压力信号。

可选的，所述数字量输出模块包括第一数字量输出模块和第二数字量输出模块，所述第一数字量输出模块用于判断所述第一有效数据是否处于预设范围内，若所述第一有效数据处于所述预设范围内，则输出第一片剂正常控制信号；若所述第一有效数据处于所述预设范围外，则根据所述编码信号确定第一片剂踢废位置并输出第一片剂踢废控制信号；

所述第二数字量输出模块用于判断所述第二有效数据是否处于预设范围内，若所述第二有效数据处于所述预设范围内，则输出第二片剂正常控制信号；若所述第二有效数据处于所述预设范围外，则根据所述编码信号以及预设编码值确定第二片剂踢废位置并输出第二片剂踢废控制信号。

可选的，还包括片剂踢废模块，所述片剂踢废模块用于根据所述片剂踢废控制信号踢废所述片剂踢废位置处的片剂。

可选的，所述第二数字量输入模块根据接收到的零位信号，控制所述模拟量输入模块重新采集压片机冲头压力信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种压片机的控制方法，包括：

采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中；

接收压片机上的编码器发出的编码信号以及所述压片机的零位信号；

根据所述编码信号判断是否触发冲位信号；

在触发所述冲位信号时从所述环形队列中截取所述冲位信号对应的有效数据段，并从所述有效数据段中获取出一有效数据，其中，所述有效数据为冲头压力信号；

根据所述有效数据输出压片机控制信号。

可选的，所述根据所述编码信号判断是否触发冲位信号，包括：

若所述编码信号为预设编码值，则判定触发冲位信号；若所述编码信号为非预设编码值，则判定未触发冲位信号。

本发明实施例通过编码器发出的编码信号进行脉冲采集计数，根据编码信号判断是否触发冲位信号，若触发后则通过有效数据获取模块获取到有效数据并通过数字量输出模块根据有效数据输出压片机的控制信号，提高了整个压片机系统在精确踢废时的时间窗口精度，改善了外部机械设备的安装复杂度，且未增加成本。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种压片机的控制系统结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的另一种压片机的控制系统结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的另一种压片机的控制系统结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的另一种压片机的控制系统结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的另一种压片机的控制系统结构示意图；

图6是本发明实施例二提供的一种压片机的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

本发明实施例提供了一种压片机的控制系统，图1是本发明实施例一提供的一种压片机的控制系统结构示意图，参考图1，压片机的控制系统包括：

模拟量输入模块10，模拟量输入模块10用于采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中；

数字量输入模块20，数字量输入模块20包括第一数字量输入模块21和第二数字量输入模块22；第一数字量输入模块21用于接收压片机上的编码器发出的编码信号，根据编码信号判断是否触发冲位信号，第二数字量输入模块22用于接收压片机的零位信号；

有效数据获取模块30，有效数据获取模块30用于在触发冲位信号时从环形队列中截取冲位信号对应的有效数据段，并从有效数据段中获取出一有效数据，其中，有效数据为冲头压力信号；

数字量输出模块40，数字量输出模块40用于根据有效数据输出压片机控制信号。

具体的，模拟量输入模块10采集压片机的冲头压力信号，并将冲头压力信号储存至环形队列中，冲头在接触到未成形的片剂材料之前，模拟量输入模块10不能采集到冲头压力信号，当冲头接触到片剂材料，模拟量输入模块10开始采集压片机的冲头压力信号并进行储存，随着冲头按压片剂材料的压力逐渐增大到片剂成形再到冲头离开冲位，冲头压力信号在不断变化，要能够准确的描述整个冲头在压片过程中的压力变化，需要采集大约20个数据，而模拟量输入模块10能够在1ms内采集到20～25个数据；通过编码器发出的编码信号进行脉冲采集计数，根据编码信号判断是否触发冲位信号，若触发后则通过有效数据获取模块30获取到有效数据并通过数字量输出模块40根据有效数据输出压片机的控制信号，提高了整个压片机系统在精确踢废时的时间窗口精度，改善了外部机械设备的安装复杂度，且未增加成本。

示例性地，现有技术中主要采用外部光电开关信号作为冲位输入信号进行触发冲位信号，此时系统中数字量中断响应为50us，用户光电开关响应时间精度为400us，冲头光电开关安装间接导致的时间窗口误差500us，最坏情况导致根据控制信号控制踢废时间误差可以达到950us；而选用一个编码器为6000线，正常运行600ms一圈，则踢废时间误差只有100us，且消除了外部光电开关安装误差以及光电开关本身的响应时间。

可选的，第一数字量输入模块21具体用于接收压片机上的编码器发出的编码信号，若编码信号为预设编码值，则判定触发冲位信号；若编码信号为非预设编码值，则判定未触发冲位信号。

具体的，第一数字量输入模块21用于接收压片机上的编码器发出的编码信号，第一数字量输入模块21输入信号响应速度大于20KHZ；若编码信号为预设编码值，则判定触发冲位信号，预设编码值可以为10、20、50，示例性地，若压片机具有75个冲位，承载冲位的转盘旋转360°，编码器从转盘开始转时发出编码信号直到旋转360°编码器发出的编码信号的编码值为750，则当编码器发出的编码信号的编码值为10时即为第一个冲位的预设编码值，则判定第一个冲位触发冲位信号。

可选的，数字量输出模块40具体用于判断有效数据是否处于预设范围内，若有效数据处于预设范围内，则输出片剂正常控制信号；若有效数据处于预设范围外，则确定片剂踢废位置并输出片剂踢废控制信号。

具体的，数字量输出模块40具体用于判断当前冲位的有效数据是否大于第一预设压力阈值且小于第二预设压力阈值；若当前冲位的有效数据大于第一预设压力阈值且小于第二预设压力阈值，判定当前冲位的有效数据在预设范围内，则输出片剂正常控制信号；若当前冲位的有效数据小于第一预设压力阈值且大于第二预设压力阈值，判定当前冲位的有效数据不在预设范围内；第一预设压力阈值和第二预设压力阈值为预设范围的边界值，根据片剂的成分、紧致度等因素设置不同的边界值。

可选的，图2是本发明实施例一提供的另一种压片机的控制系统结构示意图，参考图2，模拟量输入模块10包括第一模拟量输入模块11和第二模拟量输入模块12；第一模拟量输入模块11用于采集所述压片机的第一凸轮按压第一冲头产生的第一冲头压力信号并储存至环形队列中，第二模拟量输入模块12用于采集压片机的第二凸轮按压第二冲头产生的第二冲头压力信号并储存至环形队列中。

具体的，第一凸轮和第二凸轮的位置固定，多数个冲头和其对应的多数个所述冲位同步旋转，即冲位的个数和冲头的个数相同且相互对准，冲位用来放置未成形的片剂材料，冲头可上下活动，当其中一个冲位和其对应的冲头转到凸轮下方时，凸轮挤压冲头，使冲头具有压力挤压片剂材料形成片剂。

可选的，有效数据获取模块30具体用于在触发冲位信号时从环形队列中截取冲位信号对应的第一有效数据段及第二有效数据段，并从第一有效数据段中获取出一第一有效数据，从第二有效数据段中获取出一第二有效数据；其中，第一有效数据为第一冲头压力信号，第二有效数据为第二冲头压力信号。

具体的，第一有效数据段为第一冲头压片过程中采集的冲头压力信号数据段，第二有效数据段为第二冲头压片过程中采集的冲头压力信号数据段，第一有效数据为第一有效数据段中冲头压片成形过程中采集的一个第一冲头压力信号，第二有效数据为第二有效数据段中冲头压片成形过程中采集的一个第二冲头压力信号。

可选的，图3是本发明实施例一提供的另一种压片机的控制系统结构示意图，参考图3，数字量输出模40包括第一数字量输出模块41和第二数字量输出模块42，第一数字量输出模块41用于判断第一有效数据是否处于预设范围内，若第一有效数据处于预设范围内，则输出第一片剂正常控制信号；若第一有效数据处于预设范围外，则根据编码信号确定第一片剂踢废位置并输出第一片剂踢废控制信号；

第二数字量输出模块42用于判断第二有效数据是否处于预设范围内，若第二有效数据处于预设范围内，则输出第二片剂正常控制信号；若第二有效数据处于预设范围外，则根据编码信号以及预设编码值确定第二片剂踢废位置并输出第二片剂踢废控制信号。

具体的，根据编码信号确定第一片剂踢废位置后，可先生成第一片剂踢废控制信号并加到踢废队列，再输出第一片剂踢废控制信号；根据编码信号确定第二片剂踢废位置后，可先生成第二片剂踢废控制信号并加到踢废队列，再输出第二片剂踢废控制信号。

可选的，图4是本发明实施例一提供的另一种压片机的控制系统结构示意图，参考图4，还包括片剂踢废模块50，片剂踢废模块50用于根据片剂踢废控制信号踢废片剂踢废位置处的片剂。

具体的，踢废动作可以为片剂踢废模块50通过发出气流冲掉需要踢废的片剂来实现。

可选的，图5是本发明实施例一提供的另一种压片机的控制系统结构示意图，参考图5，第二数字量输入模22根据接收到的零位信号，控制模拟量输入模块10重新采集压片机冲头压力信号。

具体的，第二数字量输入模块22用于若压片机的零位信号为低电平，控制第一模拟量输入模块11在环形队列中获取当前第一冲位信号对应的冲头压力信号和控制第二模拟量输入模块12在环形队列中获取当前第二冲位信号对应的冲头压力信号；若压片机的零位信号为高电平，控制第一模拟量输入模块11清空环形队列中当前第一冲位信号对应的冲头压力信号和控制第二模拟量输入模块12清空环形队列中当前第二冲位信号对应的冲头压力信号；或者，若压片机的零位信号为高电平，控制第一模拟量输入模块11在环形队列中获取当前第一冲位信号对应的冲头压力信号和控制第二模拟量输入模块12在环形队列中获取当前第二冲位信号对应的冲头压力信号；若压片机的零位信号为低电平，控制第一模拟量输入模块11清空环形队列中当前第一冲位信号对应的冲头压力信号和控制第二模拟量输入模块12清空环形队列中当前第二冲位信号对应的冲头压力信号。

本发明实施例提供的一种压片机的控制系统，包括：模拟量输入模块，模拟量输入模块用于采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中；数字量输入模块，数字量输入模块包括第一数字量输入模块和第二数字量输入模块；第一数字量输入模块用于接收压片机上的编码器发出的编码信号，根据编码信号判断是否触发冲位信号，第二数字量输入模块用于接收压片机的零位信号；有效数据获取模块，有效数据获取模块用于在触发冲位信号时从环形队列中截取冲位信号对应的有效数据段，并从有效数据段中获取出一有效数据，其中，有效数据为冲头压力信号；数字量输出模块，数字量输出模块用于根据有效数据输出压片机控制信号。提高了整个压片机系统在精确踢废时的时间窗口精度，改善了外部机械设备的安装复杂度，且未增加成本。

实施例二

本发明实施例提供了一种压片机的控制方法，图6是本发明实施例二提供的一种压片机的控制方法流程图，参考图6，压片机的控制方法包括：

S10、采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中。

具体的，通过模拟量输入模块采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中；其中，模拟量输入模块包括第一模拟量输入模块和第二模拟量输入模块；第一模拟量输入模块用于采集压片机的第一凸轮按压第一冲头产生的第一冲头压力信号并储存至环形队列中，第二模拟量输入模块用于采集压片机的第二凸轮按压第二冲头产生的第二冲头压力信号并储存至环形队列中。

S20、接收压片机上的编码器发出的编码信号以及压片机的零位信号。

具体的，通过第一数字量输入模块接收压片机上的编码器发出的编码信号，通过第二数字量输入模块接收所述压片机的零位信号；编码信号用于判断当前冲位信号能否被触发，零位信号用于控制模拟量输入模块重新采集压片机冲头压力信号。

S30、根据编码信号判断是否触发冲位信号。

具体的，通过第一数字量输入模块接收压片机上的编码器发出的编码信号后，根据编码信号是否为设定值来判断是否触发冲位信号。

可选的，根据编码信号判断是否触发冲位信号，包括：

若编码信号为预设编码值，则判定触发冲位信号；若编码信号为非预设编码值，则判定未触发冲位信号。

具体的，当编码信号为预设编码值时触发冲位信号，当编码信号不是预设编码值时不触发冲位信号，继续通过模拟量输入模块采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中。

S40、在触发冲位信号时从环形队列中截取冲位信号对应的有效数据段，并从有效数据段中获取出一有效数据，其中，有效数据为冲头压力信号。

具体的，通过有效数据获取模块在触发冲位信号时从环形队列中截取冲位信号对应的有效数据段，并从有效数据段中获取出一有效数据，其中，第一有效数据段为第一冲头压片过程中采集的冲头压力信号数据段，第二有效数据段为第二冲头压片过程中采集的冲头压力信号数据段，第一有效数据为第一有效数据段中冲头压片成形过程中采集的一个第一冲头压力信号，第二有效数据为第二有效数据段中冲头压片成形过程中采集的一个第二冲头压力信号。

S50、根据有效数据输出压片机控制信号。

具体的，通过数字量输出模块根据有效数据输出压片机控制信号，数字量输出模块包括第一数字量输出模块和第二数字量输出模块，第一数字量输出模块用于判断第一有效数据是否处于预设范围内，若第一有效数据处于预设范围内，则输出第一片剂正常控制信号；若第一有效数据处于所述预设范围外，则根据编码信号确定第一片剂踢废位置并输出第一片剂踢废控制信号；第二数字量输出模块用于判断第二有效数据是否处于预设范围内，若第二有效数据处于预设范围内，则输出第二片剂正常控制信号；若第二有效数据处于预设范围外，则根据编码信号以及预设编码值确定第二片剂踢废位置并输出第二片剂踢废控制信号。

本发明实施例提供了一种压片机的控制方法，包括：采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中；接收压片机上的编码器发出的编码信号以及所述压片机的零位信号；根据所述编码信号判断是否触发冲位信号；在触发所述冲位信号时从所述环形队列中截取所述冲位信号对应的有效数据段，并从所述有效数据段中获取出一有效数据，其中，所述有效数据为冲头压力信号；根据所述有效数据输出压片机控制信号。基于实施例一中提供的压片机的控制系统，本方法提高了整个压片机系统在精确踢废时的时间窗口精度，改善了外部机械设备的安装复杂度，且未增加成本。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种压片机的控制系统，其特征在于，包括：

模拟量输入模块，所述模拟量输入模块用于采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中；

数字量输入模块，所述数字量输入模块包括第一数字量输入模块和第二数字量输入模块；所述第一数字量输入模块用于接收压片机上的编码器发出的编码信号，根据所述编码信号判断是否触发冲位信号，所述第二数字量输入模块用于接收所述压片机的零位信号；

有效数据获取模块，所述有效数据获取模块用于在触发所述冲位信号时从所述环形队列中截取所述冲位信号对应的有效数据段，并从所述有效数据段中获取出一有效数据，其中，所述有效数据为冲头压力信号；

数字量输出模块，所述数字量输出模块用于根据所述有效数据输出压片机控制信号。

2.根据权利要求1所述的压片机的控制系统，其特征在于，所述第一数字量输入模块具体用于接收压片机上的编码器发出的编码信号，若所述编码信号为预设编码值，则判定触发冲位信号；若所述编码信号为非预设编码值，则判定未触发冲位信号。

3.根据权利要求1所述的压片机的控制系统，其特征在于，所述数字量输出模块具体用于判断所述有效数据是否处于预设范围内，若所述有效数据处于所述预设范围内，则输出片剂正常控制信号；若所述有效数据处于所述预设范围外，则确定片剂踢废位置并输出片剂踢废控制信号。

4.根据权利要求1所述的压片机的控制系统，其特征在于，所述模拟量输入模块包括第一模拟量输入模块和第二模拟量输入模块；所述第一模拟量输入模块用于采集所述压片机的第一凸轮按压第一冲头产生的第一冲头压力信号并储存至环形队列中，所述第二模拟量输入模块用于采集所述压片机的第二凸轮按压第二冲头产生的第二冲头压力信号并储存至环形队列中。

5.根据权利要求4所述的压片机的控制系统，其特征在于，所述有效数据获取模块具体用于在触发所述冲位信号时从所述环形队列中截取所述冲位信号对应的第一有效数据段及第二有效数据段，并从所述第一有效数据段中获取出一第一有效数据，从所述第二有效数据段中获取出一第二有效数据；其中，所述第一有效数据为第一冲头压力信号，所述第二有效数据为第二冲头压力信号。

6.根据权利要求5所述的压片机的控制系统，其特征在于，所述数字量输出模块包括第一数字量输出模块和第二数字量输出模块，所述第一数字量输出模块用于判断所述第一有效数据是否处于预设范围内，若所述第一有效数据处于所述预设范围内，则输出第一片剂正常控制信号；若所述第一有效数据处于所述预设范围外，则根据所述编码信号确定第一片剂踢废位置并输出第一片剂踢废控制信号；

所述第二数字量输出模块用于判断所述第二有效数据是否处于预设范围内，若所述第二有效数据处于所述预设范围内，则输出第二片剂正常控制信号；若所述第二有效数据处于所述预设范围外，则根据所述编码信号以及预设编码值确定第二片剂踢废位置并输出第二片剂踢废控制信号。

7.根据权利要求3所述的压片机的控制系统，其特征在于，还包括片剂踢废模块，所述片剂踢废模块用于根据所述片剂踢废控制信号踢废所述片剂踢废位置处的片剂。

8.根据权利要求1所述的压片机的控制系统，其特征在于，所述第二数字量输入模块根据接收到的零位信号，控制所述模拟量输入模块重新采集压片机冲头压力信号。

9.一种压片机的控制方法，其特征在于，包括：

采集压片机的冲头压力信号并储存至环形队列中；

接收压片机上的编码器发出的编码信号以及所述压片机的零位信号；

根据所述编码信号判断是否触发冲位信号；

在触发所述冲位信号时从所述环形队列中截取所述冲位信号对应的有效数据段，并从所述有效数据段中获取出一有效数据，其中，所述有效数据为冲头压力信号；

根据所述有效数据输出压片机控制信号。

10.根据权利要求9所述的压片机的控制方法，其特征在于，所述根据所述编码信号判断是否触发冲位信号，包括：

若所述编码信号为预设编码值，则判定触发冲位信号；若所述编码信号为非预设编码值，则判定未触发冲位信号。

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