基于PLC技術的自動售藥機設計和實現

王牡丹 熊斯斯

摘要：隨著我國經濟的高速發展，基層醫療服務體系逐步完善，目前我國大部分藥品銷售在醫院藥房實現，藥品調劑工作由藥師手工完成勞動強度大，患者排隊取藥時間長。近年來自助服務終端在銀行金融等領域迅速發展，自動終端服務傳改變人們購物出行方式，為用戶提供高效的服務，自動售藥機在國外零藥品零售行業得到廣泛使用。針對我國無人售藥問題設計自動售藥機，介紹自動售藥機機械結構與工作過程，設計基于PLC的機電控制系統，闡述自動售藥機控制系統軟硬件設計。

關鍵詞：PLC技術;自動售藥機;設計實現

隨著我國科技水平的進步，國民享有醫療條件不斷優化，國外自動出藥方面產品得到廣泛傳播，目前我國自動售藥產品處于起步階段，藥店采用傳統人工發藥效率低，藥品擺放于貨架未合理密集存儲，很多小區附近未設置藥店，急需設計自動售藥機滿足人們對藥品的需求。60年代自助服務科技在銀行ATM中得到應用，自助服務科技興起改變傳統客戶與商家交易形式，人機交互使得用戶有更多機會參與交易。自助服務終端為商家帶來新的營銷方式，提高操作的準確性。自動售藥設備繼承自助服務終端優點，人們可以通過自動售藥機完成購藥，醫院藥房將自動售藥機放置在社區中心等地，自動獸藥機在多地接頭出現，快捷的購物方式滿足人們追求高品質生活的需求。

1.自動獸藥機技術研究

隨著經濟的高速發展，醫療行業在社會經濟發展中的作用日益凸顯。由于基層醫療服務體系逐步完善，人們對藥品需求量不斷增加。目前我國大部分銷售在醫院藥房實現，處方調劑工作由藥師手工完成，存在藥師工作強度大等弊端[1]。科技進步帶動各行業的發展，自動化技術廣泛應用于各領域，藥房自動化成為藥房發展的必然趨勢。藥房自動化在發達國家得到普遍應用，可以提高藥品在零售終端儲運效率，自動化藥房具有快速特點，國內已有少數醫院引進國外藥房自動化設備。

90年代在現代藥品管理思想下，發達國家開始藥房自動化研究，隨著信息技術的發展，國外藥房信息化管理技術得到迅速發展，許多成熟的藥房自動化產品推向市場，主要形式包括機械手式自動化藥房，斜槽式自動化藥房等。我國自動化控制技術落后于發達國家，八十年代航天工業部研究所申報微機控制自動發藥機發明專利，國內自動化藥房發展經歷90年代，2000-2010年，2011年至今三個階段[2]。歐美國家自動售藥設備得到普及，但國內相關技術產品較為匱乏，近年來我國一些高精尖技術應用于醫學方面改善硬件條件，由于中國人口比重較大，人們對藥品需求日益增長。我國很多企業高校自主研發自動售藥機設備，研制出各樣的智能獸藥機。隨著很多企業研究出藥設備，自動化售藥機向國家水平靠近。

自動售藥機包含信息技術與自動化設備機構設計技術等，安裝適用于售藥機的控制系統，是適應于當今醫藥流通趨勢的智能化售藥設備。目前市場自動售藥機分為主動型與被動型，重力槽式出藥設備為我國出藥系統主流設備，采用重力降落原理，儲藥槽按藥盒寬度劃分，根據藥盒高度布局，儲藥槽前端有出藥裝置完成藥品出庫[3]。自動獸藥機將藥品豎直擺放在儲藥機構U型槽中，內部核心部件為發藥機構與儲藥機構。占地1㎡的設備可密集存儲上千盒藥品，信息技術可存儲大量藥品信息，病人無需相關醫護人員可按醫囑自行取藥，為人們用藥帶來很大便利。

2.基于PLC的自動售藥機設計實現

隨著國內醫療改革的深入，藥品智能管理成為醫院藥房發展的必然趨勢。發達國家自動化藥房技術相當成熟，2001年美國出現自動獸藥機，可準確發出醫生開出藥品，購藥者將處方卡插入機器，藥劑師核查后使用者付款。2002年上海大陸引進首臺獸藥機，隨后出現手機積分兌換藥品的機器。自動售藥設備克服藥品種類少等弊端，目前國內市場自動售藥機魚龍混雜，急需研究智能的PLC自動售藥控制系統。

2.1自動售藥機機械系統

研究適用于藥店無人值守自動售藥機實現24小時無間歇售藥，設備提供現金刷卡等多種結算方式，大大提升服務質量效率。無人值守自動獸藥機功能包括實現存庫藥品人工補充，具備自主選擇藥品功能，可實現常用藥盒存儲管理，整體結構包括上藥系統，自動出藥系統與控制系統。自動售藥系統是深入顧客生活的智能化終端設備，系統結構包括機械控制結構與上位機軟件系統。售藥機由上下雙層發藥槽，針孔攝像頭等部分組成，售藥機尺寸為1200mm×1000mm×1200mm，采用底部安裝4個萬向輪方式，萬向輪減小售藥機與地面摩擦，可輕松實現售藥機移動。采用上下雙層斜坡儲藥槽，將盒裝藥品側立防止在儲藥槽，安裝鑲有擋板的電磁鐵，電磁鐵使得電一次擋板收縮，通過控制電磁鐵得電磁數控制儲藥數量。煤層儲藥槽擋板前端開圓孔相通，實現一層儲藥槽儲藥數量記錄。藥品滑落至傳送帶，傳送帶具有緩沖作用，人們可在針孔攝像頭監視下通過觸摸屏選擇所需藥品，使得支付手段更加便捷豐富。

2.2自動售藥機控制系統設計

自動售藥機控制系統包括軟硬件系統，上位機硬件系統由觸摸屏組成，對所需藥品相關信息進行查詢，下位機硬件系統包括擴展模塊，繼電器等。自動售藥機通過觸摸屏選擇所需藥品種類，PLC接到上位機指令后控制槽道電磁鐵得電，光電對射裝置實現對所出藥品數量記錄，購買藥品從儲藥槽滑落，使得藥品通過藥口滑至取藥口，上位機控制投幣器通過找零口找出相應數量硬幣。自動售藥機一次可存放64種非處方藥，對電磁鐵采用矩陣控制方式。選擇西門子S7-200226CN CPU，配合EM223擴展模塊，將16個輸出點分2主，16個電磁鐵分為8組，每個電磁鐵與PLC通直流電端子引出8根線相接，防止電流形成局部回路影響電路穩定性。電磁鐵需要2個輸出端繼電器同時閉合。交流電機在驅動下帶動傳動帶轉動發送藥品，實現對交流電機正反轉控制。自動售藥機軟件系統包括實時監控模塊，通訊模塊等部分，開機檢測模塊對硬件組態部分開機檢測，實時監控模對作業過程實時監控。

結語

醫療健康是國民關注的熱點，智能醫療行業未來充滿新的機遇與挑戰，自動售藥機提出后不斷進行技術革新，滿足人們對藥品自動購買的需求，大大提高售藥醫療服務效率。本文介紹基于PLC的自動售藥系統構成，設計自動售藥機是計算機技術在自動售藥設備中的應用，機械結構簡單，模塊化設計軟件系統配合保證控制系統穩定，填補普通藥房時間范圍空缺，為顧客帶來很大的方便。系統充分利用矩陣控制方式，實現運行穩定可靠。

參考文獻：

[1]徐赟，王思程，劉曄，魏垂良，付煥森，于晶晶.后疫情時代下的中藥自助智能售藥機的研制[J].工業控制計算機，2020，33（12）：133-134.

[2]黃明明，司海飛，羅響，胡興柳，王逸之，陶晨希.基于三菱FX3U PLC自助售藥機的設計[J].自動化博覽，2019，36（S1）：125-127.

[3]任申.智能售藥機機械結構設計與研究[D].華北理工大學，2019.

基金項目：南寧學院2021年自治區級大學生創新創業訓練計劃項目（項目編號：S202111549130）。