文献标识码: A
文章编号: 0258-7998(2012)06-0135-03
在新版药品GMP(Good Manufacturing Practices)总则出台后,国内制药企业为了适应新版GMP对医药包装机械的可说明性、可追踪性,及在线检测、在线清洗及全线监控等方面的要求,纷纷改进技术,以提高包装自动化和包装质量水平[1]。
目前,全球电子数粒机市场90%的份额被外资企业占据,国内的光电数粒设备主要采用光电管作为检测前端,且运行速度、精确度、稳定性等方面与进口设备仍有相当大的差距,尤其是在高速、高精确度生产条件下使用的技术还有待进一步提高[1]。为了满足高速、高精确度的生产需要,本文设计开发了基于DSP和高速线阵CCD图像传感器的电子数粒机。该数粒机与传统光电管式数粒机相比,分辨率更高、计数更快、灌装精度更准。同时还可以检测出药片尺寸和粘连,以便剔除装入不合格药片的药瓶,从而大大提高了设备的数粒效率和灌装质量。
1 系统原理及组成
数粒机采用模块化设计方法,包括振动落料模块、成像模块、主控模块、外围控制模块和人机模块。振动落料模块,根据人机模块上输入的参数,使药片按照一定的速度从进料板上落下。当药片经过成像模块的检测通道时,引起成像模块中CCD光敏面上的光强发生变化。CCD传感器的输出信号,通过数据采集模块进入主控模块;主控模块对信号进行处理,得到药片x和y方向的尺寸,并与人机模块输入的药片规格比较得出药片是否为合格产品。如果合格,则进行计数;否则做好标志,待该瓶进入传送带时,对该药瓶进行剔除。外围控制模块完成对灌装工艺的驱动。
2 成像模块
成像模块主要为系统提供完整清晰的图像,以EMP3064A为核心的CCD驱动电路为两路CCD提供同步驱动信号。
2.1 光路设计
选用典型的两相单沟道线性CCD芯片TCD1209D,其光敏单元数为2 048个,每个光敏单元尺寸为14 μm×14 μm[2],成像长度为:
数据采集模块是在EPM7128的控制下,由TLC5510把成像模块输入的模拟电压的变化转换为数字量的变化;数字信号经AL422B缓存后,送到以TSM320VC5509为核心的DSP主控模块,完成数据的采集。
数据采集模块的读写操作都是由DSP给出的基准时钟经过EPM7128完成TLC5510和AL422B的时序配合。
4 主控模块
主控模块以TMS320VC5509为核心,通过检测药片x向和y方向的尺寸,来判断药片的大小,从而判断药片是否合格,并对合格药片进行计数。
TMS320VC5509是TI公司生产的高性能、低功耗的数字信号处理器,主控模块结构如图3所示。
5 人机模块
通过EB500编写MT506TV界面如图5所示。用户登录时可以在用户登录窗口完成身份认证和工作班组的设置,并在完成一个班次之后导出本班组生产数据;参数设置界面可以设置本次开机工作灌装药片的尺寸参数;在对不同透明度药片进行灌装时,可以通过阈值设置窗口设定不同的阈值参数;手动控制界面是在调试设备时,通过手动控制各个环节完成灌装工艺;动画演示显示灌装工艺流程;当设备出现故障不能完成灌装时,会发出警报,设备调整之后通过警报解除界面解除警报。
6 实验及结论
用φ=9 mm的片剂对该系统进行48 h连续工作验证,计数速度达到10 000粒/min~12 000粒/min,装瓶误差在5~10瓶以内,且能准确对装入残片的药瓶进行处理。
该系统计数速度高,运行稳定,具有对残片/连片的剔除功能,受粉尘影响小,提高了电子数粒机的速度和性能,由此该系统必将有良好的市场前景。
参考文献
[1] 廉鲁.美国医药包装工业现状及我国的差距[J].中国包装工程,2005,26(3):15-16.
[2] 王庆友. 图像传感器应用技术[M]. 电子工业出版社,北京:电子工业出版社,2003.
[3] TOSHIBA Corp. TCD1209D datasheet[S]. 1999.
[4] 项大鹏,杨江,杨建.基于CPLD的线阵CCD驱动时序电路设计[J].大地测量与地球动力学,2010,30(2):123-125.