1. 前言

在新版藥品GMP（Good Manufacturing Practices）總則出臺后，國內制藥企業為了適應新版GMP對醫藥包裝機械的可說明性、可追蹤性、在線檢測、在線清洗以及全線監控等方面的要求，紛紛改進技術，以提高包裝自動化水平和包裝質量水平。

目前，在電子數粒機市場上以美國的DT包裝集團、荷蘭CREMER公司和瑞士ROMACO公司為主導的光電式數粒機占據全球市場的90%；國內提供光電數粒設備的幾十家公司主要采用光電管方式，且運行速度、精確度、穩定性等方面與進口設備有相當大的差距。尤其是在高速、高精確度生產條件下使用的技術還有待進一步提高。本課題為了滿足高速、高精確度的需要，設計開發了基于FPGA和紅外對管的電子數粒機。

該數粒機與傳統光電管式數粒機相比，分辨率更高、計數速度更快、灌裝精度更準。同時還可以檢測出藥片尺寸和粘連，以便剔除裝入不合格藥片的藥瓶，從而大大提高了設備的數粒效率和灌裝質量。

基于FPGA的藥片灌裝控制系統是以FPGA為主控芯片，對基于DSP藥片灌裝機進行革命性改造的一次全新課題。它主要包括：基于以太網的藥片灌裝生產線的工業局域網設計、基于modbus協議的人機通信、基于FPGA的工業控制系統等。本次的設計任務是：利用Atlys Spartan-6 開發套件進行藥品灌裝生產線工業局域網的組建及與觸摸屏通信的研究以及基于FPGA藥片灌裝控制系統的軟件研究。

1、項目原理圖

1.1 基于以太網的工業局域網研究

利用Atlys Spartan-6 開發套件上的以太網接口設計灌裝生產線的工業局域網實現灌裝設備、理瓶設備、塞紙設備、搓蓋設備、塑封設備與監控主機之間的通信實現灌裝生產線的遠程監控，實現灌裝車間的無人化操作從而達到GMP標準。

1.2基于modbus協議的人機通信

利用Atlys Spartan-6 開發套件上的RS232接口實現FPGA控制板與維綸MT506TV觸摸屏的連接，基于modbus協議實現FPGA系統與觸摸屏的通信。

1.3基于FPGA的工業控制系統

FPGA控制系統包括：8通道光電檢測系統的信號采集；8通道氣缸控制；送瓶電機的轉速、轉向控制；檢瓶傳感器信號采集和檔瓶汽缸的控制。

1.4 八通道觀點檢測系統

利用直徑為2mm的紅外線對管搭建的光電檢測系統，每一通道有8對紅外線對管利用8路模擬開關（CD4051）程序給出三路掃描信號對空間進行掃描，信號經放大及調理輸出。

1.5八通道氣缸控制

8通道氣缸控制就是根據檢測到達到設定單瓶數量時關閉八個氣缸，當檢瓶傳感器檢測到新的藥瓶到達指定位置后開啟氣缸。

1.6送瓶電機控制系統

利用軟件實現送瓶電機的開啟、關閉、轉速、轉向的控制。