摘要：包裝機械最大的應(yīng)用領(lǐng)域是食品行業(yè)，目前食品工業(yè)大約占我國包裝機械市場領(lǐng)域的28％，到2020 年亞洲食品零售市場將占世界市場的41%，而中國將成為世界第二大食品市場。面對巨大的產(chǎn)業(yè)內(nèi)需市場，如何通過應(yīng)用自動化控制產(chǎn)品提高設(shè)備的生產(chǎn)率和市場競爭力是我們必須考慮的問題之一。

關(guān)鍵詞：自動化控制產(chǎn)品；食品包裝機械；應(yīng)用現(xiàn)狀

中圖分類號：TS206.5

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1007-7871.2011.05.012

    快速消費品（Fast Moving Consumer Goods），又稱“快速消耗品”，意指銷售速度快、價格相對較低的商品。盡管快速消費品的絕對利潤相對較低，但因其銷售量巨大，故商品的累積利潤可以很高。食品飲料行業(yè)就是快速消費品行業(yè)的一個子行業(yè)。

    快速消費品不僅是一類消費品，更是是一種起源于發(fā)達的西方，一定會被全球接受和享用的舒適方便快捷安全生活方式?？焖傧M品的特性決定了快速消費品必須大規(guī)模地進行工業(yè)化生產(chǎn)，必須保證均質(zhì)、安全、衛(wèi)生、低成本制造。我們知道工業(yè)革命把人類社會的生產(chǎn)方式由手工作坊推入了機器生產(chǎn)階段，其影響涉及人類社會生活的各個方面，使人類社會發(fā)生了巨大的變革，對人類的現(xiàn)代化進程推動起到不可替代的作用。隨著人類社會的進步，人們享受工業(yè)化帶來價值的同時，迫切希望從繁重的、機械的甚至是危險的生產(chǎn)流水線上解放自己。自動化技術(shù)出現(xiàn)和自動化產(chǎn)品的應(yīng)用正是滿足人們渴望回歸自然，享受生活的美好愿望的最佳方式。對于食品飲料這樣的快速消費品，貨品的品種繁多，出新迅速，品質(zhì)也越來越高，不但要求衛(wèi)生安全，還要求無菌無害。無菌冷灌裝技術(shù)的出現(xiàn)，使大眾消費者追求天然回歸自然的消費時尚成為可能。為此，對于配置超凈化間的食品生產(chǎn)流水線，可靠的自動化控制就尤為關(guān)鍵，因為任何的人工干預(yù)都會帶來嚴重的微生物風險，因此，對于無菌化生產(chǎn)沒有自動化的設(shè)備是非常困難甚至是無法實現(xiàn)的。因而，提高設(shè)備的自動化程度是提高設(shè)備生產(chǎn)率和提升產(chǎn)品質(zhì)量所必須的。廣東精威防塵防靜電組合秤的推出，使粉塵類和經(jīng)流動易產(chǎn)生靜電的物料逐步告別了人工計量的模式。

1 自動化控制產(chǎn)品在食品包裝機械行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

    自動化控制產(chǎn)品目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在包裝機械行業(yè)，但目前在食品包裝機械行業(yè)大多數(shù)的包

裝設(shè)備的控制系統(tǒng)自動化水平還不是很高。就控制系統(tǒng)的水平而言，可以把國內(nèi)設(shè)備制造商分為幾類：

（a）簡單的繼電器回路，按鈕控制，自動化水平低下。

（b）使用PLC 和HMI 簡單替代繼電器回路，自動化水平有所提高，但沒有發(fā)揮自動化產(chǎn)品的優(yōu)勢。

（c）使用PLC 和HMI，遠程I/O，驅(qū)動技術(shù)，總線技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，一定程度上發(fā)揮了自動化產(chǎn)品的優(yōu)勢，自動化水平相對較高，提高了單機的控制能力，提升了單機的效率。與國外制造商相比，我們受到標準規(guī)范、技術(shù)、成本等條件的限制，自動化產(chǎn)品應(yīng)用還有不小的差距，自動化產(chǎn)品的使用效能也有不小的差距。

南京輕工業(yè)機械廠作為食品包裝機械行業(yè)的主要設(shè)備供應(yīng)商，一直在不斷地跟蹤自動化領(lǐng)域的先進技術(shù)，不斷地把新技術(shù)應(yīng)用在我們提供的設(shè)備上，使得產(chǎn)品的自動化程度不斷提高，提升了設(shè)備的生產(chǎn)率，保護了客戶的投資。南京輕工機械廠的發(fā)展的腳步，大致分幾個階段：

（a）自二十年前開始使用PLC 作為控制系統(tǒng)的中心開始，先后把遠程I/O，變頻/伺服技術(shù)，HMI技術(shù)應(yīng)用到控制系統(tǒng)上。

（b）隨著總線技術(shù)的成熟，在國內(nèi)食品包裝機械上率先使用了PROFIBUS -DP、CC -link 和DEVI-CENET 等總線技術(shù)，有效地簡化了電氣安裝，縮短了設(shè)備的安裝調(diào)試時間。

（c）驅(qū)動技術(shù)的進步。使用了變頻電氣同步的方式替代傳統(tǒng)的機械傳動，有效簡化了機械結(jié)構(gòu)，提高了傳動精度，減少了故障和故障恢復(fù)時間。

（d）安全控制。率先部署了安全控制回路在控制系統(tǒng)中，配合完善的機械防護，為客戶提供可以安全使用的設(shè)備。

（e）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得工業(yè)以太網(wǎng)成為可能，把以太網(wǎng)通訊應(yīng)用到控制系統(tǒng)中，為以后的SCADA系統(tǒng)做好了基礎(chǔ)。

（f）PackML 技術(shù)的應(yīng)用，使得自動化技術(shù)進一步的標準化，控制接口規(guī)范化。盡管單機設(shè)備的自動化程度已經(jīng)比較高，設(shè)備的生產(chǎn)率相對比較高，但是要使得機器的效率進一步提高還必須有更多的自動化技術(shù)應(yīng)用，正如，有了好汽車，有了好的高速公路，還必須部署先進的交通指揮系統(tǒng)才能發(fā)揮他們的作用。

2 自動化控制產(chǎn)品在食品包裝機械行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

2.1 機器的檢測系統(tǒng)完善，使得機器更智能化隨著檢測技術(shù)的提高和檢測手段的增多，機器設(shè)備配置更多的檢測機構(gòu)，不但可以顯示當前機器出現(xiàn)的故障，故障位置，還可以對可能發(fā)生的故障進行預(yù)測，評估各個易損壞部件的壽命，提前通知操作員進行檢查和更換，避免發(fā)生故障。

2.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是以太網(wǎng)技術(shù)，增強了系統(tǒng)的實時性和兼容性工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展，為控制系統(tǒng)提供了更好的實時性和兼容性，使得我們的工業(yè)產(chǎn)品更接近IT?，F(xiàn)場總線技術(shù)可以使控制系統(tǒng)的中心PLC 有更好的感知和控制機器。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)不但可以在一定程度上取代現(xiàn)場總線技術(shù)，更可以使生產(chǎn)中心更快、更詳細地了解PLC，更全面快速地了解機器的工作狀態(tài)。

2.3 無線技術(shù)應(yīng)用

工業(yè)化的藍牙和WLAN 技術(shù)漸漸成熟，它們在不久的將來大面積應(yīng)用在食品包裝機械上是可以期待的事情。無線技術(shù)不但節(jié)省了大量的電纜，整潔了生產(chǎn)線現(xiàn)場，也為靈活配置控制系統(tǒng)提供了方便。

2.4 建立多機協(xié)調(diào)機制，實現(xiàn)控制的智能化，可以大幅度地提升生產(chǎn)線的生產(chǎn)率目前食品包裝機械都是單機控制，每個單機只與其相鄰的機器通過簡單的信號交換，來保證本機器的運行。一旦生產(chǎn)線上其他機器故障或者生產(chǎn)條件變化，它只能通過逐級傳遞的信號得知發(fā)生的狀況，從而造成不必要的停機。如果有了多機協(xié)調(diào)機制，每個機器都能很快地得知整個生產(chǎn)線發(fā)生的狀況，根據(jù)這個情況采取措施，使得生產(chǎn)線更優(yōu)化、更高效的運行。

2.5 遠程監(jiān)控和診斷系統(tǒng)，快速幫助客戶確定和解決故障網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和檢測技術(shù)都具備的機器上，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和診斷是很容易的；借助現(xiàn)有的商用的網(wǎng)絡(luò)，可以很輕松實現(xiàn)異地對生產(chǎn)線的監(jiān)控、診斷和修改。制造商可以通過這個途徑幫助客戶迅速地解決故障，不但縮短了停機時間，還節(jié)省了大量時間、資源和金錢。對于集團客戶，總部可以實時地了解各個生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線運行情況，規(guī)劃生產(chǎn)部署，快速地制定和實施新的生產(chǎn)計劃，提高自己的產(chǎn)品在市場上的競爭力。

2.6 MES 系統(tǒng)接口建立，把生產(chǎn)線接入企業(yè)的MES 系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中，借助實時精確的信息報告生產(chǎn)活動。做出快速的響應(yīng)以應(yīng)對變化，減少無附加價值的生產(chǎn)活動，提高操作及流程的效率。

2.7 廣泛地使用自動化控制產(chǎn)品，使用高效的執(zhí)行機構(gòu)，節(jié)能降耗，實現(xiàn)綠色制造能源的消耗和浪費是工業(yè)化生產(chǎn)不可避免的問題，通過使用高效的執(zhí)行機構(gòu)，比如高效電動機等裝置，可以盡量地提高能源的使用效率，降低能源的消耗和浪費，盡量使用可降解的材料，從而實現(xiàn)綠色制造，保護環(huán)境，保護我們的地球。自第一次工業(yè)革命以來，人類社會的物質(zhì)生產(chǎn)在不斷提升的強勁增長的消費需求推動下，得到巨大的進步和發(fā)展，直至上世紀美國福特汽車生產(chǎn)流水線的誕生，奠定了現(xiàn)代工業(yè)化大生產(chǎn)的最初模型。從新大陸開始出現(xiàn)的新鮮事物很快就遍及全球，由此帶來生產(chǎn)力的解放發(fā)展，但同時生產(chǎn)流水線上的工人也淪為機械的附庸，當年卓別林的默片電影“摩登時代”對此我們都有深刻的印象。

    歷史在前進，社會在進步。生產(chǎn)流水線由機械化-電氣化-自動化，經(jīng)過一個多世紀的技術(shù)進步，直到電子計算機的出現(xiàn)，如果說機器-工具是人類肢體的延伸，那么計算機就是人類大腦功能的擴展，工業(yè)技術(shù)的數(shù)字化之路勢不可擋。隨著自動化技術(shù)的進步，必定會給我們帶來更多驚喜的產(chǎn)品，我們有理由相信更多的自動化產(chǎn)品和自動化技術(shù)應(yīng)用在食品包裝機械，我們必定可以制造出令人驚艷的設(shè)備。