西门子S7-1200&V80伺服在医疗导管切管机上的应用

摘要 本案例中的医疗用导管全自动印字切管机，在国内还是比较少有机械制造厂在生产，此项目的开发还是国内首次。此设备伺服器控制，并且要分段精确定位，而伺服的功率需求不大，因此我们选用了西门子整套的V80伺服控制器。为了能实现精确定位与平稳控制还选用了西门子新型PLC产品S7 -1200。

关键词：印字切管机；伺服器控制；精确定位; s7-1200

项目简介

PVC管在很多领域运用的越来越广泛, 如空气压缩机.水暖安装.医疗输液导管等,不同领域运用的管材长度,直径大小等又各不相同,因此对PVC管的切割就尤为重要了。

在我国切管机的机械产品设计发明很多,但通过研究和比较,都存在一些难题,没有达到比较理想的使用要求.如效率低,精度低,废品率高,成本高.全自动印字切管机是专为满足高精度定长定数切割与印字需求而设计的，切管直径,切管精度,切管长度,打印线速度放管速度等都可调节.并且全自动切管机在对PVC管的定长切断、单产和班产量的设定具有保存功能，同时在实现自动计数达到设定产量值后自动报警等功能.而且用户通过触摸屏即可进行PVC管的切断长度设定、单产和班产量设定、自动和手动切管方式的随意转换以及恢复切刀位置等操作.   

在医疗临床上经常能听到一个词语叫引流。引流是指将伤口内或腔隙中的分泌物、血液、浓液、渗出物、消化液等，通过引流管引出体外.选择引流管不当.可造成损伤而引起继发性出血和消化道瘘等并发症.全自动印字切管机的用途就是用于血袋.输液袋.引流袋等医疗器械之管体上的字体印刷及按需求尺寸栽断.该全自动印字切管机所切引流管实现了对不同病人,不同病症,在根据病情需要的情况下对引流物和引流管的名称,流量及病房号床号等进行对应标记。      

对于全自动印字切管机的软件程序开发，S7-1200产品给出了一款程序与操作画面整合一体开发的优秀软件Totally Integrated Automation Portal V11。

工艺流程介绍

2.1 全自动印字切管机设计要求和功能实现   

本次对全自动切字管机采用PLC控制.需做到：全切长度、半切长度、印字间距可在人机界面设定，经简单设定即可精确、稳定地生产，具有记忆功能，用户可以把数据保存下来，在以后生产时调用即可。并且应具有多处安全检测及保护功能，具有故障自检及报警功能。全切长度是指每根管的长度.半切长度是指每段印字的长度.全自动印字切管机主要特点如下:

(1)采用热转方式印刷字体，比激光喷墨印刷方式更整洁清晰，切口平整，管体干净卫生.(2)主要配置—西门子PLC、人机界面、伺服系统，FESTO气动系统，SEW动力系统.(3)操作简便—1人即可操作生产。装好材料后即可自动生产，降低员工劳动强度;电脑自动化—按需求尺      寸截断、字体间距可在人机界面设定，经简单设定即可精确、稳定生产.(4)具有记忆功能，可以储存以往生产数据即调即用。(5)安保功能—人性化设计，具有多处安全检测及保护功能，以及故障自检及报警功能。(6)机器外观—烤漆机身与不锈钢机身，两者提供选择。

2.2 全自动印字切管机的主体结构

全自动印字切管机主体结构可分为三大部分,送料部分.印字部分,切料部分.其实物图如下图2-1所示.

送料部分

图2-2 送料部分实物图

送料部分包括送料电机和四个限位开关及相对应的电气阀门组成,其实物图如图2-2所示.

(1)当送料部分的4根管都处于下限时,送料电机停止,之外只要满足启动条件则都运行.

(2)当任一管处于下限位置时CL109-CL112中对应气缸收缩(即对应电磁阀PB通),离开下限位时则伸出(动作延时1-2秒).

(3)当任一管处于上限位时,伺服牵引出料电机,压头电机,色带伺服电机都停止,送料电机继续运行.

印字部分

图2-3 压头印字部分实物图