摘要：包裝機(jī)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(jī)械市場(chǎng)領(lǐng)域的28％，到2020 年亞洲食品零售市場(chǎng)將占世界市場(chǎng)的41%，而中國將成為世界第二大食品市場(chǎng)。面對(duì)巨大的產(chǎn)業(yè)內(nèi)需市場(chǎng)，如何通過應(yīng)用自動(dòng)化控制產(chǎn)品提高設(shè)備的生產(chǎn)率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是我們必須考慮的問題之一。

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

中圖分類號(hào)：TS206.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1007-7871.2011.05.012

    快速消費(fèi)品（Fast Moving Consumer Goods），又稱“快速消耗品”，意指銷售速度快、價(jià)格相對(duì)較低的商品。盡管快速消費(fèi)品的絕對(duì)利潤相對(duì)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(fèi)品行業(yè)的一個(gè)子行業(yè)。

    快速消費(fèi)品不僅是一類消費(fèi)品，更是是一種起源于發(fā)達(dá)的西方，一定會(huì)被全球接受和享用的舒適方便快捷安全生活方式?？焖傧M(fèi)品的特性決定了快速消費(fèi)品必須大規(guī)模地進(jìn)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(huì)的生產(chǎn)方式由手工作坊推入了機(jī)器生產(chǎn)階段，其影響涉及人類社會(huì)生活的各個(gè)方面，使人類社會(huì)發(fā)生了巨大的變革，對(duì)人類的現(xiàn)代化進(jìn)程推動(dòng)起到不可替代的作用。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，人們享受工業(yè)化帶來價(jià)值的同時(shí)，迫切希望從繁重的、機(jī)械的甚至是危險(xiǎn)的生產(chǎn)流水線上解放自己。自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)和自動(dòng)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(duì)于食品飲料這樣的快速消費(fèi)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(fèi)者追求天然回歸自然的消費(fèi)時(shí)尚成為可能。為此，對(duì)于配置超凈化間的食品生產(chǎn)流水線，可靠的自動(dòng)化控制就尤為關(guān)鍵，因?yàn)槿魏蔚娜斯じ深A(yù)都會(huì)帶來嚴(yán)重的微生物風(fēng)險(xiǎn)，因此，對(duì)于無菌化生產(chǎn)沒有自動(dòng)化的設(shè)備是非常困難甚至是無法實(shí)現(xiàn)的。因而，提高設(shè)備的自動(dòng)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(dòng)易產(chǎn)生靜電的物料逐步告別了人工計(jì)量的模式。

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

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

裝設(shè)備的控制系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)化水平低下。

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

（c）使用PLC 和HMI，遠(yuǎn)程I/O，驅(qū)動(dòng)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(dòng)化產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，自動(dòng)化水平相對(duì)較高，提高了單機(jī)的控制能力，提升了單機(jī)的效率。與國外制造商相比，我們受到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)、成本等條件的限制，自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)用還有不小的差距，自動(dòng)化產(chǎn)品的使用效能也有不小的差距。

南京輕工業(yè)機(jī)械廠作為食品包裝機(jī)械行業(yè)的主要設(shè)備供應(yīng)商，一直在不斷地跟蹤自動(dòng)化領(lǐng)域的先進(jìn)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(dòng)化程度不斷提高，提升了設(shè)備的生產(chǎn)率，保護(hù)了客戶的投資。南京輕工機(jī)械廠的發(fā)展的腳步，大致分幾個(gè)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(yuǎn)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(jī)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(shí)間。

（c）驅(qū)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步。使用了變頻電氣同步的方式替代傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)，有效簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高了傳動(dòng)精度，減少了故障和故障恢復(fù)時(shí)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(jī)械防護(hù)，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(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)化，控制接口規(guī)范化。盡管單機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化程度已經(jīng)比較高，設(shè)備的生產(chǎn)率相對(duì)比較高，但是要使得機(jī)器的效率進(jìn)一步提高還必須有更多的自動(dòng)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(jìn)的交通指揮系統(tǒng)才能發(fā)揮他們的作用。

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

2.1 機(jī)器的檢測(cè)系統(tǒng)完善，使得機(jī)器更智能化隨著檢測(cè)技術(shù)的提高和檢測(cè)手段的增多，機(jī)器設(shè)備配置更多的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，不但可以顯示當(dāng)前機(jī)器出現(xiàn)的故障，故障位置，還可以對(duì)可能發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，評(píng)估各個(gè)易損壞部件的壽命，提前通知操作員進(jìn)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(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)性和兼容性，使得我們的工業(yè)產(chǎn)品更接近IT?，F(xiàn)場(chǎng)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(jī)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(chǎng)總線技術(shù)，更可以使生產(chǎn)中心更快、更詳細(xì)地了解PLC，更全面快速地了解機(jī)器的工作狀態(tài)。

2.3 無線技術(shù)應(yīng)用

工業(yè)化的藍(lán)牙和WLAN 技術(shù)漸漸成熟，它們?cè)诓痪玫膶泶竺娣e應(yīng)用在食品包裝機(jī)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(chǎng)，也為靈活配置控制系統(tǒng)提供了方便。

2.4 建立多機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)制，實(shí)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(jī)械都是單機(jī)控制，每個(gè)單機(jī)只與其相鄰的機(jī)器通過簡單的信號(hào)交換，來保證本機(jī)器的運(yùn)行。一旦生產(chǎn)線上其他機(jī)器故障或者生產(chǎn)條件變化，它只能通過逐級(jí)傳遞的信號(hào)得知發(fā)生的狀況，從而造成不必要的停機(jī)。如果有了多機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)制，每個(gè)機(jī)器都能很快地得知整個(gè)生產(chǎn)線發(fā)生的狀況，根據(jù)這個(gè)情況采取措施，使得生產(chǎn)線更優(yōu)化、更高效的運(yùn)行。

2.5 遠(yuǎn)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(cè)技術(shù)都具備的機(jī)器上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)異地對(duì)生產(chǎn)線的監(jiān)控、診斷和修改。制造商可以通過這個(gè)途徑幫助客戶迅速地解決故障，不但縮短了停機(jī)時(shí)間，還節(jié)省了大量時(shí)間、資源和金錢。對(duì)于集團(tuán)客戶，總部可以實(shí)時(shí)地了解各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線運(yùn)行情況，規(guī)劃生產(chǎn)部署，快速地制定和實(shí)施新的生產(chǎn)計(jì)劃，提高自己的產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)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(shí)時(shí)精確的信息報(bào)告生產(chǎn)活動(dòng)。做出快速的響應(yīng)以應(yīng)對(duì)變化，減少無附加價(jià)值的生產(chǎn)活動(dòng)，提高操作及流程的效率。

2.7 廣泛地使用自動(dòng)化控制產(chǎn)品，使用高效的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)綠色制造能源的消耗和浪費(fèi)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(jī)構(gòu)，比如高效電動(dòng)機(jī)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(fèi)，盡量使用可降解的材料，從而實(shí)現(xiàn)綠色制造，保護(hù)環(huán)境，保護(hù)我們的地球。自第一次工業(yè)革命以來，人類社會(huì)的物質(zhì)生產(chǎn)在不斷提升的強(qiáng)勁增長的消費(fèi)需求推動(dòng)下，得到巨大的進(jìn)步和發(fā)展，直至上世紀(jì)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(shí)生產(chǎn)流水線上的工人也淪為機(jī)械的附庸，當(dāng)年卓別林的默片電影“摩登時(shí)代”對(duì)此我們都有深刻的印象。

    歷史在前進(jìn)，社會(huì)在進(jìn)步。生產(chǎn)流水線由機(jī)械化-電氣化-自動(dòng)化，經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的技術(shù)進(jìn)步，直到電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，如果說機(jī)器-工具是人類肢體的延伸，那么計(jì)算機(jī)就是人類大腦功能的擴(kuò)展，工業(yè)技術(shù)的數(shù)字化之路勢(shì)不可擋。隨著自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，必定會(huì)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(dòng)化產(chǎn)品和自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在食品包裝機(jī)械，我們必定可以制造出令人驚艷的設(shè)備。