基于PLC技術(shù)的自動售藥機(jī)設(shè)計和實現(xiàn)

王牡丹 熊斯斯

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，基層醫(yī)療服務(wù)體系逐步完善，目前我國大部分藥品銷售在醫(yī)院藥房實現(xiàn)，藥品調(diào)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(wù)終端在銀行金融等領(lǐng)域迅速發(fā)展，自動終端服務(wù)傳改變?nèi)藗冑徫锍鲂蟹绞?，為用戶提供高效的服?wù)，自動售藥機(jī)在國外零藥品零售行業(yè)得到廣泛使用。針對我國無人售藥問題設(shè)計自動售藥機(jī)，介紹自動售藥機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)與工作過程，設(shè)計基于PLC的機(jī)電控制系統(tǒng)，闡述自動售藥機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);自動售藥機(jī);設(shè)計實現(xiàn)

隨著我國科技水平的進(jìn)步，國民享有醫(yī)療條件不斷優(yōu)化，國外自動出藥方面產(chǎn)品得到廣泛傳播，目前我國自動售藥產(chǎn)品處于起步階段，藥店采用傳統(tǒng)人工發(fā)藥效率低，藥品擺放于貨架未合理密集存儲，很多小區(qū)附近未設(shè)置藥店，急需設(shè)計自動售藥機(jī)滿足人們對藥品的需求。60年代自助服務(wù)科技在銀行ATM中得到應(yīng)用，自助服務(wù)科技興起改變傳統(tǒng)客戶與商家交易形式，人機(jī)交互使得用戶有更多機(jī)會參與交易。自助服務(wù)終端為商家?guī)硇碌臓I銷方式，提高操作的準(zhǔn)確性。自動售藥設(shè)備繼承自助服務(wù)終端優(yōu)點，人們可以通過自動售藥機(jī)完成購藥，醫(yī)院藥房將自動售藥機(jī)放置在社區(qū)中心等地，自動獸藥機(jī)在多地接頭出現(xiàn)，快捷的購物方式滿足人們追求高品質(zhì)生活的需求。

1.自動獸藥機(jī)技術(shù)研究

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，醫(yī)療行業(yè)在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用日益凸顯。由于基層醫(yī)療服務(wù)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(yī)院藥房實現(xiàn)，處方調(diào)劑工作由藥師手工完成，存在藥師工作強度大等弊端[1]?？萍歼M(jìn)步帶動各行業(yè)的發(fā)展，自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，藥房自動化成為藥房發(fā)展的必然趨勢。藥房自動化在發(fā)達(dá)國家得到普遍應(yīng)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(nèi)已有少數(shù)醫(yī)院引進(jìn)國外藥房自動化設(shè)備。

90年代在現(xiàn)代藥品管理思想下，發(fā)達(dá)國家開始藥房自動化研究，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，國外藥房信息化管理技術(shù)得到迅速發(fā)展，許多成熟的藥房自動化產(chǎn)品推向市場，主要形式包括機(jī)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(shù)落后于發(fā)達(dá)國家，八十年代航天工業(yè)部研究所申報微機(jī)控制自動發(fā)藥機(jī)發(fā)明專利，國內(nèi)自動化藥房發(fā)展經(jīng)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(shè)備得到普及，但國內(nèi)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品較為匱乏，近年來我國一些高精尖技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)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(yè)高校自主研發(fā)自動售藥機(jī)設(shè)備，研制出各樣的智能獸藥機(jī)。隨著很多企業(yè)研究出藥設(shè)備，自動化售藥機(jī)向國家水平靠近。

自動售藥機(jī)包含信息技術(shù)與自動化設(shè)備機(jī)構(gòu)設(shè)計技術(shù)等，安裝適用于售藥機(jī)的控制系統(tǒng)，是適應(yīng)于當(dāng)今醫(yī)藥流通趨勢的智能化售藥設(shè)備。目前市場自動售藥機(jī)分為主動型與被動型，重力槽式出藥設(shè)備為我國出藥系統(tǒng)主流設(shè)備，采用重力降落原理，儲藥槽按藥盒寬度劃分，根據(jù)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(jī)將藥品豎直擺放在儲藥機(jī)構(gòu)U型槽中，內(nèi)部核心部件為發(fā)藥機(jī)構(gòu)與儲藥機(jī)構(gòu)。占地1㎡的設(shè)備可密集存儲上千盒藥品，信息技術(shù)可存儲大量藥品信息，病人無需相關(guān)醫(yī)護(hù)人員可按醫(yī)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(jī)設(shè)計實現(xiàn)

隨著國內(nèi)醫(yī)療改革的深入，藥品智能管理成為醫(yī)院藥房發(fā)展的必然趨勢。發(fā)達(dá)國家自動化藥房技術(shù)相當(dāng)成熟，2001年美國出現(xiàn)自動獸藥機(jī)，可準(zhǔn)確發(fā)出醫(yī)生開出藥品，購藥者將處方卡插入機(jī)器，藥劑師核查后使用者付款。2002年上海大陸引進(jìn)首臺獸藥機(jī)，隨后出現(xiàn)手機(jī)積分兌換藥品的機(jī)器。自動售藥設(shè)備克服藥品種類少等弊端，目前國內(nèi)市場自動售藥機(jī)魚龍混雜，急需研究智能的PLC自動售藥控制系統(tǒng)。

2.1自動售藥機(jī)機(jī)械系統(tǒng)

研究適用于藥店無人值守自動售藥機(jī)實現(xiàn)24小時無間歇售藥，設(shè)備提供現(xiàn)金刷卡等多種結(jié)算方式，大大提升服務(wù)質(zhì)量效率。無人值守自動獸藥機(jī)功能包括實現(xiàn)存庫藥品人工補充，具備自主選擇藥品功能，可實現(xiàn)常用藥盒存儲管理，整體結(jié)構(gòu)包括上藥系統(tǒng)，自動出藥系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。自動售藥系統(tǒng)是深入顧客生活的智能化終端設(shè)備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括機(jī)械控制結(jié)構(gòu)與上位機(jī)軟件系統(tǒng)。售藥機(jī)由上下雙層發(fā)藥槽，針孔攝像頭等部分組成，售藥機(jī)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(jī)與地面摩擦，可輕松實現(xiàn)售藥機(jī)移動。采用上下雙層斜坡儲藥槽，將盒裝藥品側(cè)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(shù)控制儲藥數(shù)量。煤層儲藥槽擋板前端開圓孔相通，實現(xiàn)一層儲藥槽儲藥數(shù)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(jiān)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(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計

自動售藥機(jī)控制系統(tǒng)包括軟硬件系統(tǒng)，上位機(jī)硬件系統(tǒng)由觸摸屏組成，對所需藥品相關(guān)信息進(jìn)行查詢，下位機(jī)硬件系統(tǒng)包括擴(kuò)展模塊，繼電器等。自動售藥機(jī)通過觸摸屏選擇所需藥品種類，PLC接到上位機(jī)指令后控制槽道電磁鐵得電，光電對射裝置實現(xiàn)對所出藥品數(shù)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(jī)控制投幣器通過找零口找出相應(yīng)數(shù)量硬幣。自動售藥機(jī)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(kuò)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(wěn)定性。電磁鐵需要2個輸出端繼電器同時閉合。交流電機(jī)在驅(qū)動下帶動傳動帶轉(zhuǎn)動發(fā)送藥品，實現(xiàn)對交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制。自動售藥機(jī)軟件系統(tǒng)包括實時監(jiān)控模塊，通訊模塊等部分，開機(jī)檢測模塊對硬件組態(tài)部分開機(jī)檢測，實時監(jiān)控模對作業(yè)過程實時監(jiān)控。

結(jié)語

醫(yī)療健康是國民關(guān)注的熱點，智能醫(yī)療行業(yè)未來充滿新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，自動售藥機(jī)提出后不斷進(jìn)行技術(shù)革新，滿足人們對藥品自動購買的需求，大大提高售藥醫(yī)療服務(wù)效率。本文介紹基于PLC的自動售藥系統(tǒng)構(gòu)成，設(shè)計自動售藥機(jī)是計算機(jī)技術(shù)在自動售藥設(shè)備中的應(yīng)用，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，模塊化設(shè)計軟件系統(tǒng)配合保證控制系統(tǒng)穩(wěn)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(tǒng)充分利用矩陣控制方式，實現(xiàn)運行穩(wěn)定可靠。

參考文獻(xiàn)：

[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(jī)的研制[J].工業(yè)控制計算機(jī)，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(jī)的設(shè)計[J].自動化博覽，2019，36（S1）：125-127.

[3]任申.智能售藥機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究[D].華北理工大學(xué)，2019.

基金項目：南寧學(xué)院2021年自治區(qū)級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（項目編號：S202111549130）。