1 引言
醫用注射針刺穿力試儀是機電氣一體化醫用器械生產檢驗設備，是上海某藥機公司的重要產品。廣泛應用于生產醫學用針的生產廠家。該機利用PLC控制步進電機使醫用針頭下行使其穿透薄膜，在穿透過程中通過壓力傳感器使針頭所受的力經過AD轉換通過通訊傳輸給PLC，通過觸摸屏打印功能打印檢測報告，經過數據計算和曲線的判斷結合數據判斷，檢測注射針產品刺穿力的質量參數。
2 解決方案
2.1項目設計
（1）測力傳感器的初始化：通過測力傳感器通訊傳過來先進行清零，然后根據普通的的砝碼進行標定，是測力傳感器數據進行初始化處理。
（2）記錄實時數據：按上針頭通過步進電機往下傳送，當針頭觸碰到下方的薄膜時，PLC根據傳感器判斷受力有一個跳變開始每個100ms記錄數據，在針頭穿透薄膜10mm時，針頭通過步進電機往上，直到走到上限為止。
（3）數據曲線分析描繪：上限到了以后，PLC馬上開始描出剛才針頭從針頭觸碰到下方的薄膜開始到針頭穿透薄膜10mm結束，這一時間內所運行在每個位置受到壓力的曲線（縱坐標為受力、橫坐標為位置），不僅如此還得找出這條曲線中前四個拐點（這其實是一個比較麻煩的事情）并把它們的受力及位置記錄下來，并且找出最大值，且曲線縱坐標會根據最大所受力的大小實時的更新（如果在運行過程中發現針頭最大受力小于1牛，那縱坐標就是0-1N，如果在2N之內，那縱坐標就是0-2N，以此類推。
（4）存儲數據進行處理：在每做一個試驗后，把每次實驗的最大的受力數據記錄下來，然后實時的把這幾次的受力數據的平均值及根據一個特定的公式計算的偏差值計算出來，如果用戶要人為的清除某一個值，那此兩個值要實時的更新，好讓用戶判斷是否針頭是否合格。
（5）打印曲線及數據：根據要求每一個數據都必須記錄下來的要求，客戶要求每一個數據都必須打印出來的要求，利用臺達人機打印的功能完成此要求。
2.2 電控設計
醫用注射針刺穿力測試儀由PLC、測力機構、測距機構、打印機等部分組成。其中測力機構采用專用的0.001牛高精度壓力傳感器，并且測試可以通過臺達觸摸屏可以實時地打印，在同行當中屬于中高檔機種，對于各種形狀、大小的針頭外形都能進行精確測試。
主控制器選用SC系列DVP-12SC11T型PLC（12SC）。臺達SC系列PLC是運動控制特殊功能專用PLC，SC系列PLC主機點數12I/O，模塊可擴展200點以上。SC系列擁有高速脈沖輸出與脈沖計數功能。高速脈沖輸出支持2點(Y10, Y11)獨立高速脈沖輸出功能，最高可達100kHz(總合頻寬130KHz)。通訊端口內置RS-232與RS-485，兼容MODBUS ASCII / RTU通訊協議。雙軸插補功能支持定位控制指令：透過ZRN(原點復歸) / DRVA(絕對尋址) / DRVI(相對定位)指令，SC系列可輕易的與臺達伺服搭配完成各種運動控制需求。人機界面選用臺達5.7英寸單色16灰階DOP-A57BSTD 型觸摸屏。系統構架如圖1所示。
圖1 刺穿力測試儀系統框圖
2.3控制難點
此方案難點就是技術細節的處理，比如與傳感器的通訊（傳感器的協議比較復雜不是標準的協議）、描繪曲線、拐點的捕捉、數據的實時處理、打印的控制，特別是通訊和拐點的捕捉，都是一些費心思的一些事情。
3 臺達自動化品牌特點
中達電通的母公司為世界著名的電子制造跨國企業——臺達電子集團，臺達集團在江蘇吳江建有規模龐大的生產基地，是全球第一大電源管理系統供貨商和臺達變頻器、編碼器、人機界面、PLC、伺服、溫控器等機電產品的制造廠商。中達電通主要為中國最具成長潛力的通信及自動化市場提供設備和服務。其主要產品和服務包括視訊設備、動力系統、寬帶數據和機電自動化四個方面。作為工控行業內的知名廠商，尤其是在國內唯一能將機電產品做的如此全面的制造廠家，通過應用自己的產品能夠為各行各業的客戶提供全面的解決方案。最佳的產品性價比、周到完善的全國乃至全球聯保服務能夠保證客戶利益。中達電通的服務體系遍布全國。隨著臺達產品的越來越多，功能也越來越全，在給客戶提供產品控制系統功能選擇及使用越來越方便及越來越多樣化。
4 結束語
上海某制藥機械有限公司主要生產醫學實驗設備、制藥機械，主要應用于醫藥等行業。以前使用進口品牌的機電產品。因為行業內競爭的日趨激烈，運營成本壓力較大，并且原有的控制系統逐漸在安全保護和控制的便利性上越來越不能滿足客戶的需求，加之售后服務問題，導致恒儀公司開始尋找新的合作伙伴。臺達發揮單品牌自動化平臺優勢：產品的多樣化、極高的性價比、優質完善的售后服務體系等。正是因為以上因素，臺達上海機電分公司抓住了這一契機，經過三個月的時間基本上把其幾十種設備設備的機電產品更換成臺達機電產品，年銷售額預期在百萬人民幣以上。
