1.1 PLC控制
1.1.1 PLC配置
本系统PLC配置采用OMRON公司的C200HE型PLC，并在其基础上扩展了一个16点继电器型开关量输出模块C200H-OC225、一个32点晶体管型开关量输出模块C200H-OD215、两个16点开关量输入模块C200H-ID212和一个四轴位置控制模块C200HE-NC413。各模块的作用为：
(1)两个输入模块用来接收配药机器中各种接触器的位置反馈或动作的故障反馈，对其配置无特别要求;
(2)两个输出模块发出指令，用来操作配药机器。继电器型开关量输出模块驱动电流大，但不能频繁动作，因此用来控制所有电磁阀和各种直流电机、步进电机;晶体管型开关量输出模块则正好相反，且其输出为TTL电平，具有可以与其它集成电路接口的优点，用来驱动集成电路完成下药操作。
(3)四轴位置控制模块用来控制四轴(X、Y、Z、U)互相独立的两个伺服电机和三个步进电机。在X、Y轴上分别配置了两个伺服电机，而三个步进电机由于工作时间互相错开，全部配置在U轴上。另外，X、Y轴上各有左右限位开关和原点接近开关3个，Z轴有原点接近开关1个，这样，共7个接近开关接到C200HENC413上。该模块以不超过10ms的响应时间从PLC内存取得命令，在500kp/s的高频脉冲下与PLC内存数据建立映射关系，完成通过修改内存数据定位伺服电机和步进电机的位置以及通过内存数据反馈伺服电机和步进电机的位置情况的功能。
1.1.2 伺服电机控制电路
在本系统中，配置了两个OMRON公司的SMARTSTEP A伺服系统，对X、Y轴完成定位操作，具体控制电路如图3所示。其中包括四轴位置控制模块C200HE-NC413、通用控制电缆R88A-CPU002S、伺服驱动器R7D-AP04H、伺服电机R7M-A40030-BS1(为带制动器的带键直轴圆柱形电机)。图中，CN1代表伺服驱动器，CN2代表与伺服电机同轴的分辨率为2000脉冲/转的光学增量型编码器用连接器，它可以完成从驱动器到伺服电机的具有位置反馈和速度反馈的闭环控制。在伺服电机中，M代表电机本身，E代表编码器，B代表动力制动器。由于固定脉冲代表固定距离，因此当伺服电机接收到控制系统发出的若干条脉冲指令后，就可以完成预定的定位。在本系统中，设置电机的分辨率为5000脉冲/转(0.072度/步)，伺服电机连接的同轴减速器比例为31，其带动导轨移动的速率为60mm/转。因此，伺服电机带动导轨移动的速率为20mm/5000脉冲。伺服电机控制电路的控制原理为：位置控制单元从设备处得到各种控制信号，并根据不同药罐间的距离与20mm/5000脉冲的数据大致算出映射到四轴位置控制模块NC413在PLC中的脉冲数据;然后通过通用控制电缆输出高速脉冲给伺服驱动器，由其驱动伺服电机，使之根据误差反馈自动微调该数据，最终达到精确定位的目的。
