本文格式為Word版，下載可任意編輯——基于PLC的藥房取藥系統設計計劃采用標準Modbus協議、RS485進行連接。

3系統軟件實現

3.1程序設計

本系統中運動檢測、繼電器故障和藥品出柜，都需要PLC進行判斷，并于HMI界面中進行顯示，因此軟件部分需包含PLC程序設計、HMI組態和通訊設置。實際中根據具體需求狀況配置藥品推送條件。軟件實現包括人機界面編程和PLC運動控制編程。

人機界面編程：HMI使用C++軟件進行編寫，界面中應包括取藥、系統緊急中止選項，信息錄入界面和監視界面。同時需要對HMI中的通信口、設備類型、連接方式以及PLC站號等參數進行設置。

PLC運動控制[4]編程：系統上電初始化后，根據獲得的藥品處方中位置信息，PLC提供相應的脈沖量[5]，控制電機X運動，讓對應的藥品傳送到出口傳送帶。完成此動作后，控制電機Y運動，帶動推桿將藥品從出口傳送帶推送到出口位置。當推送完畢，則電機Y和電機X依次反轉，實現各自的歸位動作。接著判斷藥品種類是否齊全，若未齊全，則準備下一次的推送。

根據工藝要求和本項目的項目指標進行應用程序設計，主程序設計流程如圖2所示。

3.2設備連接設計

程序首先進行系統初始配置，確定取藥機工作前的初始狀態，然后PLC循環監測控制信號，判斷出取藥信號并確定其優先級，接著將此信息上傳給HMI，從而實現取藥信息的顯示。設備連接示意流程如圖3所示。

3.3上位機管理軟件結構

上位機與PLC通訊，協調PLC控制機械裝置完成取藥重任。上位機程序使用VS開發，主窗口包括處方處理、藥品錄入、藥品查詢和操作日志。主界面如圖4所示。

主要分為以下幾個模塊窗口：①自動取藥窗口：主要包含處方信息、患者信息、醫師信息和購買時間記錄等，可以在此模塊中建立和查詢常用處方，以提高配藥效率；②藥品錄入窗口：主要包含藥品的編號、價格和名稱，藥品的產商、類別、存量、入庫時間及藥品在藥柜中的具體方位；③藥物查詢窗口：根據藥物的藥品編號和藥品名稱，系統可自動檢測出藥品的處方信息及其在柜中的存放位置；④操作日志窗口：顯示根據藥房的交易狀況記錄各種藥品的進出信息。

3.4通訊設置

PC和PLC之間[6]使用用戶自定義的協議（自由端口模式）進行通信。

本系統主要采用Modbus通訊協議和rs485硬件接口實現通訊的設置。

Modbus協議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協議，控制器采用主從技術通過網絡與從設備進行通信，主設備進行初始化查詢，從設備根據主設備查詢提供的數據作出相應回應。此系統中的主設備為主機，從設備為可編輯規律控制器PLC。

RS485接口組成的半雙工網絡，一般是兩線制，采用屏蔽雙絞線傳輸。接線方式為總線式拓撲結構，在RS485通信網絡中采用主從通信方式。

4運動控制及實現

4.1儲藥盒運動

在系統首次上電時，為保證取藥位置的確鑿，首先應進行電機的原點探尋和復位，接著根據藥品位置信息對應的脈沖量，進行確鑿的定位動作。

4.2路徑優化

處方中包含不同種類的藥品，取藥的先后順序[7]決定了系統的工作效率，可將蟻群算法[8]與取藥應用相結合，解決取藥系統中的路徑優化問題。

4.3齒隙消除

由于傳動機構中齒輪的存在，運動過程中存在齒隙滯后[9]的影響，可以參與適量的脈沖補償進行消除。

5應用效果

本文通過HMI組態、PLC程序設計、通訊設計及電路設計，創立了一套完整的藥房自動取藥系統[10]。經現場測試，本系統滿足預定的功能需求。如圖5所示為自動取藥機實物。

大量試驗證明，只要輸入藥品的信息存在于系統信息中，在操作人員操作步驟正確的狀況下都能確鑿快速取到藥品。

6結語

基于HMI和PLC的自動取藥系統在硬件和軟件上采用模塊化的設計方法，合理的PLC程序設計、通訊設計、自檢電路設計和HMI人機界面設計，使得該系統具有良好的人機交互、操作簡單、響應迅速和自動化