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技術文章

工業平板電腦在食品生產包裝機械行業應用

  工業平板電腦在食品生產包裝機械行業應用
  一、引言

  近年來,隨著經濟的迅速增長和人民生活水平的不斷提高,給傳統的包裝行業帶來了良好的發展機遇,應用范圍也越來越廣,同時對包裝機的品質和生產效率也提出了更好的要求。
  傳統的包裝機械多采用機械式控制,如凸輪分配軸式,后來又出現了光電控制、氣動控制等控制形式。在當前科學技術日新月異的時代,各種新技術、新工藝、新材料、新設備的出現,已不再是單純某一門學科的發展,而是各門相關學科、多種先進技術的互相滲透和相輔相成的結果。機電一體化技術是在信息論、控制論和系統論的基礎上建立起來的綜合技術,其實質是從系統觀點出發,運用過程控制原理,將機械、電子與信息、檢測等有關技術進行有機組合,實現整體最佳化。一個完整的機電一體化系統,一般包括觸摸屏加PLC、傳感器、動力源、傳動系統、執行機構等部分,它摒棄了常規包裝機械中的繁瑣和不合理部分,而將機械、電子、傳感器等多種學科的先進技術融為一體,給包裝機械在設計、制造和控制方面都帶來了深刻的變化,從根本上改變了包裝機械的現狀。
  二、控制系統和工藝流程
  1、以高速三封口填充式包裝機為例,整機控制系統由:人機界面顯示和PLC控制系統、給料稱重系統(伺服電機、稱重傳感器)、包裝材料進給系統(伺服電機)、剪切封口系統(熱電阻)四部分組成。
  2、工藝流程
  在自動工作模式下各執行機構需要按一定順序執行動作,是按照包裝材料進給、制袋、給料計量和封口傳輸的順序。
  (1)因為包裝材料帶有公司宣傳標準和圖案,要實現準確查找剪切,所以采用伺服控制系統。伺服電機每轉一圈是1000個脈沖,利用PLC發出的高速脈沖可以精確迅速控制伺服電機運行和停止。改變過去包裝圖案不完整品相殘次屏多的問題,提高生產效率和成品率。
  (2)給料采用查找精度高的伺服電機。伺服電機可以按照PLC發出脈沖數來精確查找,實現精確給料。另外還具有雙重反饋裝置,伺服電機可以返回運動脈沖數從而實現精確給料,稱重傳感器作為第二種檢測,檢查填充重量,雙重計量方法有消減少了包裝計量不準的問題。
  (3)剪切控制系統采用熱電阻加熱自動PID恒溫控制,封口迅速美觀。
  二、電氣軟件設計
  填充式食品包裝機械一般較小,為了便與操作又要節省空間,采用占用空間較小65535色高分辨率真彩顯示的WLT_070人機界面。在人機界面中設計多幅畫面,參數設置、運行監控、故障報警、配方存儲和調用、手自動控制。
  采用PLC和人機界面控制的自動包裝機可以實現自動制袋、給料、自動計量、自動封裝等多項功能,并可對生產過程進行實時監控,完成自動診斷、自動報警和數據上傳等功能。由于MT6056I的強大的存儲空間可以保存多組包裝配方,減少操作工勞動量提高生產效率。
  另外包裝形式多樣,以為機器只能包裝形式單一,圖中高速填充式包裝機可以包裝:枕形袋、燙邊袋、三角包、打孔袋、多連包等形式。
  人機界面顯示系統??梢愿鶕脩粢?,設定包裝容量、制袋長度、每分鐘包裝速度、系統可以精確顯示出實際產量(袋數)和準確計量數(填充量),能夠對計量數手動清零,具有正常的啟動、停止及點動按鈕,配方存儲和調用。
  目前我國食品行業,即便是中國十大食品品牌,在生產上和工藝上也存在一定的污染問題,包括污水、粉塵、噪音、固廢等,嚴重阻礙了其在國內競爭中國際化的發展。加快食品加工過程的清潔生產,需要從源頭上減少原材料到產品最終處置的全生命周期的不利影響。工業平板電腦利于食品行業安全生產。
  食品加工商需要完全掌握食品在生產、運輸、存儲等過程的相關信息,以便通過直觀、透明的信息消除對食品安全的顧慮。這些種種都需要更高標準的自動化系統和技術支持,以便食品企業提高生產效率,適應規模生產的需要;保證食品的質量與安全;減輕員工的勞動強度,降低人工成本;實現安全生產以及降低能源和資源消耗。這其中的食品設備自動化的重點在于驅動控制、檢測傳感、網絡控制、遙控操作以及信息處理技術等。
  隨著電子工業的迅速發展,工業平板電腦會從食品機械的部分自動化向無人操縱自動化和農產品加工機器人發展,農產品加工將會成為高度技術密集型產業。為合理推進食品機械自動化,應從滿足生產實際出發,選擇推進自動化的優先順序,選擇合理的自動化模式,階段式推進自動化進程。

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