摘 要：本文介紹了Horner公司XLE小型一體化PLC在DXD系列自動(dòng)包裝機(jī)上的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)包裝機(jī)、一體化控制器、XLE
引言：
據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展以及人民生活質(zhì)量的提高，對(duì)微波食品、休閑食品及冷凍食品等方便食品的需求量將不斷增加，這將直接帶動(dòng)相關(guān)食品包裝的需求，中國(guó)食品與包裝機(jī)械業(yè)在今后的一段時(shí)間內(nèi)將維持正增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)“十一五”期間，中國(guó)包裝工業(yè)的總產(chǎn)值可望達(dá)到4500億元人民幣，并保持年均7%的增長(zhǎng)速度。從2011年到2015年，總產(chǎn)值可望突破6000億元，每年平均增速約維持在16%的水平。以產(chǎn)品分類(lèi)，中國(guó)紙包裝制品產(chǎn)量到2015年可達(dá)3600萬(wàn)噸，塑料包裝制品946萬(wàn)噸，金屬包裝制品491萬(wàn)噸，玻璃包裝制品1550萬(wàn)噸，包裝機(jī)械120萬(wàn)臺(tái)套。預(yù)計(jì)未來(lái)循環(huán)經(jīng)濟(jì)將成為包裝行業(yè)發(fā)展的主要模式、包裝資源回收利用將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、綠色包裝材料將獲得大力開(kāi)發(fā)和發(fā)展、包裝基礎(chǔ)工業(yè)也將加快發(fā)展。一個(gè)國(guó)家包裝工業(yè)的發(fā)展水平及其包裝設(shè)計(jì)研發(fā)理念，是該國(guó)經(jīng)濟(jì)生活中文明程度的重要標(biāo)志。包裝產(chǎn)業(yè)不僅涵蓋了包裝產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，包裝印刷，包裝原輔材料供應(yīng)，包裝機(jī)械以及包裝設(shè)備制造等多個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，其包裝制品還參與到第一至第三產(chǎn)業(yè)，貨物流通的每一個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)使用后的包裝產(chǎn)品進(jìn)行處置、回收和再生利用是包裝工業(yè)永久性的社會(huì)責(zé)任。因此，包裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與全球經(jīng)濟(jì)一體化和人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。包裝產(chǎn)業(yè)作為“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”，必將對(duì)全球制造業(yè)發(fā)展及其產(chǎn)品的國(guó)際間流通產(chǎn)生不可低估的作用。
但是，目前我國(guó)的包裝機(jī)械自動(dòng)化程度不高，和其他包裝強(qiáng)國(guó)相比技術(shù)水平還有待提高。因此，我們要大力的發(fā)展包裝機(jī)械的自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的檔次，這樣才能在激烈的國(guó)際包裝市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。下面給大家介紹來(lái)自美國(guó)的小型一體化控制器（OCS）在包裝行業(yè)的應(yīng)用。
一、 一體化控制器OCS在顆粒包裝機(jī)上的應(yīng)用：
顆粒自動(dòng)包裝機(jī)適用于制藥、食品、植物種子、化妝品、化工等產(chǎn)品中的松散狀無(wú)粘性粗粉狀、顆粒狀物料的自動(dòng)包裝，如：沖劑、小丸、味精、白糖、湯料、麥片等，顆粒自動(dòng)包裝機(jī)可以在包裝過(guò)程中自動(dòng)完成計(jì)量、拉袋、充填、封口、切斷、計(jì)數(shù)、熱壓批號(hào)等全部工作，是醫(yī)藥制藥、食品、化工等行業(yè)廣大客戶實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、提高生產(chǎn)效率的優(yōu)選設(shè)備。北京某包裝機(jī)械制造有限公司是生產(chǎn)顆粒自動(dòng)包裝機(jī)及灌裝機(jī)的專(zhuān)業(yè)廠家，其生產(chǎn)的DXD系列自動(dòng)包裝機(jī)及灌裝機(jī)行銷(xiāo)海內(nèi)外，得到用戶的普遍好評(píng)。Horner公司技術(shù)工程師在認(rèn)真研究了包裝機(jī)工作原理之后，提出了基于XLE103小型一體化PLC的控制系統(tǒng)。產(chǎn)品外形如下：
DXD全自動(dòng)包裝機(jī)要求加料、充填、拉袋、封口、剪切、撕口、熱壓批號(hào)等工序全自動(dòng)完成，包裝速度、制袋長(zhǎng)度可以人為調(diào)整。采用XLE103控制的DXD全自動(dòng)包裝機(jī)是集PLC控制器、人機(jī)界面、溫度PID控制、高速I(mǎi)/O、
步進(jìn)電機(jī)控制等多種功能于一體的多用途自動(dòng)包裝機(jī)，該包裝機(jī)具有自動(dòng)給料、高速計(jì)數(shù)、袋長(zhǎng)可調(diào)、溫度可自調(diào)節(jié)，并且具有性能穩(wěn)定、操作維護(hù)方便、效率高等特點(diǎn)，保證了包裝袋的長(zhǎng)度穩(wěn)定，圖形美觀。根據(jù)工藝要求，DXD全自動(dòng)包裝機(jī)采用XLE103進(jìn)行自動(dòng)控制，包含一個(gè)關(guān)鍵的步進(jìn)電機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。XLE103是一款高度集成的一體化控制器，它本身集成12路數(shù)字量入，12路數(shù)字量出，4路高達(dá)10KHz的高速計(jì)數(shù)器輸入，2路最大道100KHz的PWM（高速脈沖）輸出，2路14位的模擬量輸入，自身可支持8路的PID數(shù)字調(diào)節(jié)。此外還集成2個(gè)串口，可以支持MODBUS協(xié)議和其他的串口協(xié)議。并且編程軟件免費(fèi)，編程電纜用戶可自己制作。
經(jīng)過(guò)實(shí)踐的證明，此款OCS控制器完全可以控制顆粒包裝機(jī)的各種動(dòng)作，并且達(dá)到了降低成本，提高效率的目的。對(duì)顆粒包裝機(jī)提高附加值是個(gè)很好的先例。
二、 一體化控制器OCS在緩沖機(jī)上的應(yīng)用：
隨著工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)包裝材料的需求量越來(lái)越大，尤其是具有緩沖性能的包裝材料泡沫聚苯乙烯（EPS）的需求越來(lái)越大。緩沖包裝材料屬于一種壽命周期短、“用過(guò)即扔”的一次性包裝物，瞬間即可變成垃圾，對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響是顯而易見(jiàn)的。家用電器、電子儀器、玻璃器皿等產(chǎn)品的包裝一直采用EPS，然而由于塑料發(fā)泡材料的廢棄物在自然界中長(zhǎng)期不能生物降解，給環(huán)境造成嚴(yán)重的“白色污染”，已經(jīng)被許多國(guó)家禁止使用，我國(guó)也將逐步禁止使用。因此，使用皺紋牛皮紙是一種經(jīng)濟(jì)而且容易得到的緩沖材料，其特點(diǎn)是表面性能穩(wěn)定，不容易產(chǎn)生粉塵，加工容易，可塑性好，其緩沖作用主要靠擠壓皺紋牛皮紙而實(shí)現(xiàn)，能為輕的待裝產(chǎn)品提供良好的緩沖作用。下面就一體化控制器OCS為核心控制的褶皺牛皮紙生產(chǎn)設(shè)備—緩沖包裝機(jī)作一下詳細(xì)的介紹。緩沖機(jī)的外觀如下：
此設(shè)備的控制器是由美國(guó)Horner公司自主研發(fā)的一款小型的一體化控制器XLE，Horner 的工程師針對(duì)緩沖包裝機(jī)的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)細(xì)心的研究后，決定選用XLE103作為此設(shè)備的控制部分。這款控制器的外形尺寸僅為96mm×96mm×58mm，非常適用于小系統(tǒng)，另外它本身集成12點(diǎn)直流輸入（其中4路可以配置為高速計(jì)數(shù)器）；12點(diǎn)直流輸出（其中2路可以配置為脈寬調(diào)制）；2路模擬量輸入；2個(gè)串行通訊口；支持TF-flash卡；更重要的是，它本身自帶一塊128×64的圖形LCD。這些功能就完全滿足了緩沖機(jī)的要求，其控制器產(chǎn)品外觀如下：
經(jīng)過(guò)實(shí)踐的證實(shí)，XLE103完全滿足緩沖包裝機(jī)的工藝要求，并能根據(jù)工作狀況自動(dòng)調(diào)整，以使設(shè)備達(dá)到最高能效。
三、 一體化控制器在封口機(jī)上的應(yīng)用
目前我國(guó)對(duì)于食品的安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)日加嚴(yán)格，因此在食品的生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中必須采用真空的包裝，這就必須使用封口機(jī)械對(duì)食品進(jìn)行真空包裝。下面就給大家介紹一下一體化控制器XLE在真空封口機(jī)上的應(yīng)用。
封口機(jī)主要的兩個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)就是袋內(nèi)真空度和封口溫度的控制。XLE通過(guò)接受真空度傳感器的信號(hào)來(lái)檢測(cè)包裝袋內(nèi)的真空度，從而根據(jù)操作人員的設(shè)定值來(lái)控制
真空泵的起停時(shí)間，當(dāng)包裝袋內(nèi)的真空度達(dá)到設(shè)定要求時(shí)馬上進(jìn)行熱封，從而能保持袋內(nèi)食品的保鮮期。因此對(duì)控制器的要求非常高，不僅要時(shí)時(shí)采集模擬量信號(hào)，不斷地進(jìn)行比較。根據(jù)特別的算法，從而保持袋內(nèi)真空度處于動(dòng)態(tài)的平衡。另外，XLE本身具備32路相對(duì)獨(dú)立的PID算法調(diào)節(jié)，根據(jù)熱電偶采集的溫度信號(hào)進(jìn)行PID控制已經(jīng)達(dá)到了很好的效果。
