現代控制技術在中藥智能配藥系統中的應用摘要：介紹了新型中藥智能配藥系統的硬件和軟件控制技術。硬件部分采用ＯＭＲＯＮ的ＰＬＣ和基于ＣＰＬＤ的電路板進行控制，軟件部分則通過組態軟件ＦＩＸ３２與界面編輯軟件ＶＢ相結合對上位機進行控制和通訊。本系統達到國內領先、國際先進的水平，它的研制成功對中藥在世界范圍內的進一步推廣起到了重要的作用。關鍵詞：中藥智能配藥系統PLCCPLDFIX32VB中藥智能配藥系統（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＤｉｓｐｅｎｓｅＳｙｓｔｅｍｆｏｒＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ）是隨著中醫院流程系統管理向電子化、網絡化的方向發展而產生的。該系統工作的過程是：首先通過醫院內部局域網將在終端電腦上開出的處方傳至藥房配藥主控計算機，然后由主控計算機在查詢藥品數據庫的基礎上形成配藥指令并下達給配藥機器，完成配藥過程。同時，主控計算機在配藥機器終端的液晶顯示屏上顯示患者信息，并驅動打印機輸出處方的綜合信息，將處方綜合信息連同配藥機器輸出的配好的分帖包裝中藥一起交付患者使用。中藥智能配藥系統的控制系統可分為機電控制系統和上位機軟件控制系統，其結構框圖如圖１所示。１機電控制系統機電控制系統為分層分布式結構，采用上位機＋下位機＋集成電路板的技術進行綜合控制。其電路系統結構框圖如圖２所示。具體介紹如下：（１）上位機使用ＰＣ機，負責管理級和監控調度級的控制。上位機不采用工控機的原因是因系統對于界面、數據庫處理及網絡聯系等均有較高的要求。上位機的主要功能是將人機界面輸入的二進制編碼信息通過ＲＳ－２３２串口傳送給下位機，并對下位機的工作狀況進行實時監控，完成藥方打印和液晶顯示。另外，它與藥品管理信息系統之間的信息交互，是通過醫院內部的局域網來進行并采用ＴＣＰ／ＩＰ協議實現的。（２）下位機負責設備級控制。其功能是接收并解碼上位機發送的二進制配藥信息，然后根據配藥信息選定所需藥品，驅動相應集成電路板進行下藥控制，并驅動機械手進行定位、取出藥品、包裝成袋，連同打印藥方一起交付患者。下位機之所以采用ＰＬＣ而沒有選擇價格相對低廉的單片機，原因之一是為了滿足中藥配藥機對高速運作的要求，Ｘ軸導軌和Ｙ軸導軌均采用伺服電機驅動，而單片機對伺服電機的控制能力相對較差，很難做到精確控制；原因之二是中藥智能配藥系統對可靠性的要求很高，而單片機的穩定性與ＰＬＣ相比要差一些，且容易受到外界電磁的干擾。（３）下藥直流電動機的控制采用以ＡＬＴＥＲＡ公司的ＡＣＥＸ１Ｋ芯片為核心的集成電路板來完成。在該芯片中集成了在Ｍａｘ＋ｐｌｕｓＩＩ開發系統中用ＶＨＤＬ語言編寫的控制、計數和定時功能。該電路板的功能是接收從ＰＬＣ發來的命令和藥品質量數，控制電動機的轉數，在０．０７ｇ／轉的精度下完成規定重量的下藥。由于本系統使用了多達４２０個下藥直流電機，因此采用可減少Ｉ／Ｏ點數及ＰＬＣ布線的集成電路板。該系統的所有下藥電機由２８塊集成電路板分別控制，每塊集成電路板控制的下藥部分相對獨立。這樣，檢查和維修不受位置限制，具有較高的可靠性和性價比。１．１ＰＬＣ控制１．１．１ＰＬＣ配置本系統ＰＬＣ配置采用ＯＭＲＯＮ公司的Ｃ２００ＨＥ型ＰＬＣ，并在其基礎上擴展了一個１６點繼電器型開關量輸出模塊Ｃ２００Ｈ－ＯＣ２２５、一個３２點晶體管型開關量輸出模塊Ｃ２００Ｈ－ＯＤ２１５、兩個１６點開關量輸入模塊Ｃ２００Ｈ－ＩＤ２１２和一個四軸位置控制模塊Ｃ２００ＨＥ－ＮＣ４１３。各模塊的作用為：（１）兩個輸入模塊用來接收配藥機器中各種接觸器的位置反饋或動作的故障反饋，對其配置無特別要求；（２）兩個輸出模塊發出指令，用來操作配藥機器。繼電器型開關量輸出模塊驅動電流大，但不能頻繁動作，因此用來控制所有電磁閥和各種直流電機、步進電機；晶體管型開關量輸出模塊則正好相反，且其輸出為ＴＴＬ電平，具有可以與其它集成電路接口的優點，用來驅動集成電路完成下藥操作。圖3伺服電機控制電路（３）四軸位置控制模塊用來控制四軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ）互相獨立的兩個伺服電機和三個步進電機。在Ｘ、Ｙ軸上分別配置了兩個伺服電機，而三個步進電機由于工作時間互相錯開，全部配置在Ｕ軸上。另外，Ｘ、Ｙ軸上各有左右限位開關和原點接近開關３個，Ｚ軸有原點接近開關１個，這樣，共７個接近開關接到Ｃ２００ＨＥＮＣ４１３上。該模塊以不超過１０ｍｓ的響應時間從ＰＬＣ內存取得命令，在５００ｋｐ／ｓ的高頻脈沖下與ＰＬＣ內存數據建立映射關系，完成通過修改內存數據定位伺服電機和步進電機的位置以及通過內存數據反饋伺服電機和步進電機的位置情況的功能。１．１．２伺服電機控制電路腿在本松系統污中，岡配置緣了兩專個Ｏ喂ＭＲ啊ＯＮ花公司嚴的Ｓ犁ＭＡ上ＲＴ崖ＳＴ排ＥＰ領Ａ南伺服剃系統淚，對究Ｘ、蛙Ｙ軸索完成攤定位熱操作難，具億體控禁制電讓路如灑圖３較所示婚。其歷中包覺括四剃軸位嬌置控車制模鞋塊Ｃ頭２０啦０Ｈ蕩Ｅ－鉛ＮＣ喚４１龍３、圈通用秋控制席電纜鴿Ｒ８押８Ａ療－Ｃ運ＰＵ啦００管２Ｓ宴、伺瓦服驅歉動器爽Ｒ７嗽Ｄ－汽ＡＰ快０４剪Ｈ、陳伺服逢電機淺Ｒ７驗Ｍ－演Ａ４盤００肯３０猛－Ｂ巨Ｓ１箱（為歉帶制價動器相的帶甘鍵直拉軸圓章柱形沙電機蔥）。槐圖中摩，Ｃ惕Ｎ１后代表著伺服熔驅動條器，票ＣＮ慘２代腹表與伶伺服校電機覆同軸簽的分徹辨率偽為２施００瘦０脈畫沖／鳴轉的選光學明增量哨型編昨碼器賤用連習接器同，它辯可以艙完成怖從驅賺動器收到伺燦服電蔽機的雜具有怒位置群反饋裝和速蠶度反漁饋的氣閉環練控制甲。在醉伺服壽電機哀中，糖Ｍ代由表電貞機本田身，嘩Ｅ代員表編辣碼器捎，Ｂ械代表貝動力施制動浸器。鐮由于妨固定掉脈沖驢代表權固定焰距離謙，因鴉此當蘭伺服融電機潛接收淚到控噸制系下統發羊出的迎若干敲條脈汗沖指飽令后掃，就厭可以蝦完成垃預定羨的定窮位。謀在本園系統堤中，扇設置朋電機鼠的分至辨率篇為５肉００糞０脈悼沖／豐轉（燕０．借０７顯２度舊／步述），瓣伺服妖電機境連接紹的同溉軸減腳速器刃比例眠為３墨惡１，壯其帶峽動導短軌移臘動的計速率常為６間０ｍ液ｍ／妙轉。蜻因此銷，伺犯服電床機帶鑼動導窗軌移史動的猛速率戲為２盟０ｍ腹ｍ／趨５０捕００氧脈沖賽。伺改服電所機控濁制電挽路的信控制晝原理菜為：嘗位置罰控制后單元夫從設黑備處束得到給各種櫻控制新信號禁，并念根據仍不同據藥罐療間的診距離培與２墊０ｍ凡ｍ／構５０凍００患脈沖術的數挑據大婆致算陰出映懷射到爪四軸念位置巾控制慮模塊蟲ＮＣ協４１轉３在犧ＰＬ叫Ｃ中店的脈艘沖數招據；攝然后建通過山通用摧控制慧電纜柜輸出餅高速趁脈沖源給伺鞠服驅培動器股，由臣其驅假動伺狼服電煌機，張使之盈根據錯誤差再反饋軟自動漲微調漲該數栽據，槐最終割達到收精確濾定位剩的目索的。皂圖4避步龍進電撿機控減制電慰路爭丸頌１．拉１．蛾３誘步進趣電機雪控制醉電路鎮步進觀電機鍋驅動黃器與旬Ｃ２亡００電ＨＥ堤－Ｎ嗽Ｃ４素１３啄的連籌線類邀似于崗圖３斃中伺恢服電賴機驅紹動器梨與Ｃ州２０停０Ｈ古Ｅ－陵ＮＣ州４１早３的蛛連線驗，而塌步進棕電機掠驅動棍器與宜步進龍電機叮間的另連線若則如采圖４煤所示滔。本戰系統孩中控獎制機途械手步擺動銀的步抄進電呀機采映用Ｓ奮ＴＯ較ＮＥ兼公司累的８晚６Ｂ漏ＹＧ杜２５從０Ｂ洞，驅安動器哥采用石ＳＴ咱ＯＮ戀Ｅ公弟司的墾混合鎖式步詳進電饑機驅扭動器脖ＳＨ察２０百８０狠６Ｃ劣；控詳制送揚袋與醉推袋孕的兩巡個步貨進電減機采暖用Ｓ任ＡＮ鑰ＹＯ可公司楊的１夏０３慌Ｈ５名４８妙，驅筑動器免采用哀ＳＴ瀉ＥＰ斤公司愈的四絹相混臨合式剪步進拼電機付細分撞驅動扛器Ｓ衰Ｔ４渣ＨＢ袖０３鑼Ｘ。尿步進冠電機邊的控渾制類藍型為鑄不具啄有位嚷置反糾饋功供能的紙開環謊控制快，控財制方狹法為倉在確廁定運帖動起握點與蛙終點變的基挺礎上膝，將來位移看或角嘴度改及變以由２０貓０脈翼沖／濁轉（蛙０．然１８養度／謠步）頃為分殼辨率燒轉變壯為脈今沖數規，寫賭入映鈔射在攜ＮＣ榨４１鎮３中籠的內查存位危置，繡從而民控制會步進留電機適完成泄定位當。稼１．鍬２憂系統感工作歲步驟燙系統晚中有體各種笨電機餐、限販位、蠢定位交用傳答感器灑以及枯與真漢空氣猜泵連灘接的脈電磁屈閥，押可以鹽完成永取空豎藥袋欣、打故開空愛藥袋讀及封煮裝、衛輸送綠藥袋搶等功累能，宇其工匯作時濕序見廊圖５謙。瓦圖5殘系謊統工制作時量序圖盈頑逆１．本３墊ＰＬ喇Ｃ程牲序實智現胸利用孕ＯＭ過ＲＯ踩Ｎ的若編程分軟件聲ＣＸ挖－Ｐ句ｒｏ帆ｇｒ筍ａｍ焦ｍｅ西ｒ完偶成梯紫形圖階的編啦寫，獲程序桑包括今如下耳六個背模塊篇：陸（１啞）初情始化愉模塊隙，其前功能慚是將鼻ＰＬ誰Ｃ的慚內存遭單元濱初始友化，陰進行甜電氣垃部分膚的歸熔零操瞇作，幅目的裙是為競配藥美系統繳進行工運轉學做好遇準備弊，防河止誤認操作僅對系凈統造均成不炮可挽偵回的埋破壞質；匪（２岔）接肌收模蝦塊，肥其功證能是雖接收規上位俘機界色面中藍輸入文的二呆進制亦編碼孟的信舌息（鐘包括爐藥品襲種類厘、數令量、廊貼數奧等）慈，存鴿入預宰先定情義的蛙內存鐘單元勻；打（３燒）發芬送模饅塊，舟其功屋能是領將藥噸品種島類、南數量押等按傘照數費據庫芝與伺筆服電檢機結轎構中諒已定閃義的較方式城分別伴轉變欠為下藥藥直鋒流電評機位往置和傲轉動曉圈數得，并興發送謹到集青成電輝路板枕，完丹成下束藥操伙作；麻（４桃）反吐饋模盯塊，技其功貫能是恨接收捕來自煌集成全電路換板的牛直流掃電機呆轉動藝停止胖（即紀規定喇重量幣下藥茫動作帝完成糠）的疤反饋慨信號梢；喊（５狼）控業制模糊塊，醋其功務能是龍在確秀定下端藥過械程完蕩成后塌，驅址動機掘械手巖完成妥取空爸藥袋歲、打遠開空歲藥袋扶、定評位及賓集藥奮等任茂務，捆并驅吳動藥厲袋封球口裝真置動逮作，淘觸發階直流閘電動芹機帶路動皮芝帶轉善動，代送出賢藥品按；料（６勸）故窮障處奔理模汗塊，惱其功餅能是幕接收擠各處漏傳感早器反詞饋的閥接近快或故哈障信煎號，罩隨時禁停止訴系統便的配均藥動格作，街以進宏行故算障處謠理。盯此外先，在順發送喇模塊滴和控隆制模蠢塊中真建立悟時間估聯系糾，使扮得在親一次亡多貼瞎藥配聯藥過癢程中羞，下壇一貼盈藥的餐下藥虜、取狐空藥感袋動勿作與遇上一苦貼藥榨的封扭口、釣傳輸貸動作匹并行谷進行幟，縮候短了劣配藥魔時間居。布２乒上位敞機軟蕩件控翁制系亭統午上位紗機軟駛件控某制系姥統包覺括藥恥品信陪息數戀據庫熟和人飯機對讓話界熔面，疊前者位主要技存儲腔醫院永的藥皆品信油息，睛包括炕名稱象、數堂量、熱價格肆、藥蛋性、魄有效棟期等尼；后辰者則物與數帳據庫鵲建立捏連接遭，可站以實躍現查殲詢、境開處欠方、裕藥品鉗管理忙、處抖方管著理、士打印騙、液鹿晶顯季示等濕功能因。其燒流程鵝圖如燭圖６缺所示芹。他２．銹１摔工控銜組態撇軟件序ＦＩ盈Ｘ３輩２興ＦＩ波Ｘ３輸２是版美國浴Ｉ士ｎｔ泰ｅｌ承ｌｕ樂ｔｉ歉ｏｎ匙公司練開發逃的基逮于視蹲窗的廚大型箏應用標軟件譯，包立含動防態顯池示、緣報警葉、趨釣勢、話控制肚策略芝、控譯制網折絡通到信等植組件趴。在龜本系斥統中蟲，應裳用Ｆ朗ＩＸ浮３２艱編寫矮了主權界面挑和系剖統運燕行的買動態欄模擬瘋顯示奴程序帆。絕（１鄙）主吉界面性是上歸位機從與下替位機板之間豈的連存接橋登梁，防其功厭能是棋與Ｖ鮮Ｂ編每寫的輩界面腰建立溉聯系什，激串活配擦藥控肆制界照面和查藥品西管理呀界面疲。慢（２籍）系行統運搬行動絨態模蠢擬顯項示的扶實現翻方式替是首含先在今ＦＩ殃Ｘ３袋２的班ＤＲ補ＡＷ廉模式山下畫烏出整桃個配玻藥系戰統的倍模擬鼻圖，側包括塊靜止撕物體撕及各昌種動梨作顯慶示，攔設定障限位記與故耳障反辦饋警熔報；魂然后憶在Ｆ復ＩＸ蠟３２利中對堂Ｉ／冒Ｏ點西進行虛組態議，并陸在數院據庫呈中建得立各足藥罐攝、各龜動作培Ｉ／民Ｏ類危型及紀其在佩下位熟機Ｐ晉ＬＣ競中的曉地址嘗。這聯樣，廈當Ｐ滲ＬＣ撿中的井程序刑開始濃運行債時，告相應譽地址搞中的鞏模擬蓮量或賞開關百量便悼發生安變化迷。這哥種變踏化可汗在配霉藥系召統動流作的教同時吃顯示交到動冒態模背擬界納面，放使動蔥態模往擬同忘步進谷行。近在配茶藥系即統封普閉運此行的陰情況縫下，她其作熟用之籮一是佳可以體從動些態模捧擬畫謝面中飲實時辯觀察錄到系雕統的謀運作反情況六，之婦二是歇可在魂系統作發生盜可反美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