一体化控制器OCS为自动包装机控制带来的革新

　　摘 要：本文介绍了Horner公司XLE小型一体化PLC在DXD系列自动包装机上的应用。

　　关键词：自动包装机、一体化控制器、XLE

　　引言：

　　据有关统计数据表明，随着中国经济高速发展以及人民生活质量的提高，对微波食品、休闲食品及冷冻食品等方便食品的需求量将不断增加，这将直接带动相关食品包装的需求，中国食品与包装机械业在今后的一段时间内将维持正增长。预计“十一五”期间，中国包装工业的总产值可望达到4500亿元人民币，并保持年均7%的增长速度。从2011年到2015年，总产值可望突破6000亿元，每年平均增速约维持在16%的水平。以产品分类，中国纸包装制品产量到2015年可达3600万吨，塑料包装制品946万吨，金属包装制品491万吨，玻璃包装制品1550万吨，包装机械120万台套。预计未来循环经济将成为包装行业发展的主要模式、包装资源回收利用将实现产业化、绿色包装材料将获得大力开发和发展、包装基础工业也将加快发展。一个国家包装工业的发展水平及其包装设计研发理念，是该国经济生活中文明程度的重要标志。包装产业不仅涵盖了包装产品的设计、生产，包装印刷，包装原辅材料供应，包装机械以及包装设备制造等多个生产领域，其包装制品还参与到第一至第三产业，货物流通的每一个环节。对使用后的包装产品进行处置、回收和再生利用是包装工业永久性的社会责任。因此，包装产业的发展与全球经济一体化和人类社会可持续发展息息相关。包装产业作为“朝阳产业”，必将对全球制造业发展及其产品的国际间流通产生不可低估的作用。

　　但是，目前我国的包装机械自动化程度不高，和其他包装强国相比技术水平还有待提高。因此，我们要大力的发展包装机械的自动化水平，提高生产效率，提高产品的档次，这样才能在激烈的国际包装市场竞争中立于不败之地。下面给大家介绍来自美国的小型一体化控制器（OCS）在包装行业的应用。

　　一、一体化控制器OCS在颗粒包装机上的应用：

　　颗粒自动包装机适用于制药、食品、植物种子、化妆品、化工等产品中的松散状无粘性粗粉状、颗粒状物料的自动包装，如：冲剂、小丸、味精、白糖、汤料、麦片等，颗粒自动包装机可以在包装过程中自动完成计量、拉袋、充填、封口、切断、计数、热压批号等全部工作，是医药制药、食品、化工等行业广大客户实现生产自动化、提高生产效率的优选设备。北京某包装机械制造有限公司是生产颗粒自动包装机及灌装机的专业厂家，其生产的DXD系列自动包装机及灌装机行销海内外，得到用户的普遍好评。Horner公司技术工程师在认真研究了包装机工作原理之后，提出了基于XLE103小型一体化PLC的控制系统。产品外形如下：

　　DXD全自动包装机要求加料、充填、拉袋、封口、剪切、撕口、热压批号等工序全自动完成，包装速度、制袋长度可以人为调整。采用XLE103控制的DXD全自动包装机是集PLC控制器、人机界面、温度PID控制、高速I/O、步进电机控制等多种功能于一体的多用途自动包装机，该包装机具有自动给料、高速计数、袋长可调、温度可自调节，并且具有性能稳定、操作维护方便、效率高等特点，保证了包装袋的长度稳定，图形美观。根据工艺要求，DXD全自动包装机采用XLE103进行自动控制，包含一个关键的步进电机的协调运行。XLE103是一款高度集成的一体化控制器，它本身集成12路数字量入，12路数字量出，4路高达10KHz的高速计数器输入，2路最大道100KHz的PWM（高速脉冲）输出，2路14位的模拟量输入，自身可支持8路的PID数字调节。此外还集成2个串口，可以支持MODBUS协议和其他的串口协议。并且编程软件免费，编程电缆用户可自己制作。

　　经过实践的证明，此款OCS控制器完全可以控制颗粒包装机的各种动作，并且达到了降低成本，提高效率的目的。对颗粒包装机提高附加值是个很好的先例。

　　二、一体化控制器OCS在缓冲机上的应用：

　　随着工业的高速发展，对包装材料的需求量越来越大，尤其是具有缓冲性能的包装材料泡沫聚苯乙烯（EPS）的需求越来越大。缓冲包装材料属于一种寿命周期短、“用过即扔”的一次性包装物，瞬间即可变成垃圾，对环境的负面影响是显而易见的。家用电器、电子仪器、玻璃器皿等产品的包装一直采用EPS，然而由于塑料发泡材料的废弃物在自然界中长期不能生物降解，给环境造成严重的“白色污染”，已经被许多国家禁止使用，我国也将逐步禁止使用。因此，使用皱纹牛皮纸是一种经济而且容易得到的缓冲材料，其特点是表面性能稳定，不容易产生粉尘，加工容易，可塑性好，其缓冲作用主要靠挤压皱纹牛皮纸而实现，能为轻的待装产品提供良好的缓冲作用。下面就一体化控制器OCS为核心控制的褶皱牛皮纸生产设备—缓冲包装机作一下详细的介绍。缓冲机的外观如下：

　　此设备的控制器是由美国Horner公司自主研发的一款小型的一体化控制器XLE，Horner 的工程师针对缓冲包装机的特点，经过细心的研究后，决定选用XLE103作为此设备的控制部分。这款控制器的外形尺寸仅为96mm×96mm×58mm，非常适用于小系统，另外它本身集成12点直流输入（其中4路可以配置为高速计数器）；12点直流输出（其中2路可以配置为脉宽调制）；2路模拟量输入；2个串行通讯口；支持TF-flash卡；更重要的是，它本身自带一块128×64的图形LCD。这些功能就完全满足了缓冲机的要求，其控制器产品外观如下：

　　经过实践的证实，XLE103完全满足缓冲包装机的工艺要求，并能根据工作状况自动调整，以使设备达到最高能效。

　　三、 一体化控制器在封口机上的应用

　　目前我国对于食品的安全卫生标准日加严格，因此在食品的生产运输过程中必须采用真空的包装，这就必须使用封口机械对食品进行真空包装。下面就给大家介绍一下一体化控制器XLE在真空封口机上的应用。

　　封口机主要的两个关键控制点就是袋内真空度和封口温度的控制。XLE通过接受真空度传感器的信号来检测包装袋内的真空度，从而根据操作人员的设定值来控制真空泵的起停时间，当包装袋内的真空度达到设定要求时马上进行热封，从而能保持袋内食品的保鲜期。因此对控制器的要求非常高，不仅要时时采集模拟量信号，不断地进行比较。根据特别的算法，从而保持袋内真空度处于动态的平衡。另外，XLE本身具备32路相对独立的PID算法调节，根据热电偶采集的温度信号进行PID控制已经达到了很好的效果。

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