一體化控制器OCS在包裝行業的廣泛應用

浩納爾(天津)自動化科技有限公司

關鍵字：一體化控制器；OCS；XLE

引言：

據有關統計數據表明，隨著中國經濟高速發展以及人民生活質量的提高，對微波食品、休閑食品及冷凍食品等方便食品的需求量將不斷增加，這將直接帶動相關食品包裝的需求，中國食品與包裝機械業在今后的一段時間內將維持正增長。預計“十一五”期間，中國包裝工業的總產值可望達到4500億元人民幣，并保持年均7%的增長速度。從2011年到2015年，總產值可望突破6000億元，每年平均增速約維持在16%的水平。以產品分類，中國紙包裝制品產量到2015年可達3600萬噸，塑料包裝制品946萬噸，金屬包裝制品491萬噸，玻璃包裝制品1550萬噸，包裝機械120萬臺套。預計未來循環經濟將成為包裝行業發展的主要模式、包裝資源回收利用將實現產業化、綠色包裝材料將獲得大力開發和發展、包裝基礎工業也將加快發展。一個國家包裝工業的發展水平及其包裝設計研發理念，是該國經濟生活中文明程度的重要標志。包裝產業不僅涵蓋了包裝產品的設計、生產，包裝印刷，包裝原輔材料供應，包裝機械以及包裝設備制造等多個生產領域，其包裝制品還參與到第一至第三產業，貨物流通的每一個環節。對使用后的包裝產品進行處置、回收和再生利用是包裝工業永久性的社會責任。因此，包裝產業的發展與全球經濟一體化和人類社會可持續發展息息相關。包裝產業作為“朝陽產業”，必將對全球制造業發展及其產品的國際間流通產生不可低估的作用。

但是，目前我國的包裝機械自動化程度不高，和其他包裝強國相比技術水平還有待提高。因此，我們要大力的發展包裝機械的自動化水平，提高生產效率，提高產品的檔次，這樣才能在激烈的國際包裝市場競爭中立于不敗之地。下面給大家介紹來自美國的小型一體化控制器（OCS）在包裝行業的應用。

一、 一體化控制器OCS在顆粒包裝機上的應用：

顆粒自動包裝機適用于制藥、食品、植物種子、化妝品、化工等產品中的松散狀無粘性粗粉狀、顆粒狀物料的自動包裝，如：沖劑、小丸、味精、白糖、湯料、麥片等，顆粒自動包裝機可以在包裝過程中自動完成計量、拉袋、充填、封口、切斷、計數、熱壓批號等全部工作，是醫藥制藥、食品、化工等行業廣大客戶實現生產自動化、提高生產效率的優選設備。北京某包裝機械制造有限公司是生產顆粒自動包裝機及灌裝機的專業廠家，其生產的DXD系列自動包裝機及灌裝機行銷海內外，得到用戶的普遍好評。Horner公司技術工程師在認真研究了包裝機工作原理之后，提出了基于XLE103小型一體化PLC的控制系統。產品外形如下：

DXD全自動包裝機要求加料、充填、拉袋、封口、剪切、撕口、熱壓批號等工序全自動完成，包裝速度、制袋長度可以人為調整。采用XLE103控制的DXD全自動包裝機是集PLC控制器、人機界面、溫度PID控制、高速I/O、步進電機控制等多種功能于一體的多用途自動包裝機，該包裝機具有自動給料、高速計數、袋長可調、溫度可自調節，并且具有性能穩定、操作維護方便、效率高等特點，保證了包裝袋的長度穩定，圖形美觀。根據工藝要求，DXD全自動包裝機采用XLE103進行自動控制，包含一個關鍵的步進電機的協調運行。XLE103是一款高度集成的一體化控制器，它本身集成12路數字量入，12路數字量出，4路高達10KHz的高速計數器輸入，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數字調節。此外還集成2個串口，可以支持MODBUS協議和其他的串口協議。并且編程軟件免費，編程電纜用戶可自己制作。

經過實踐的證明，此款OCS控制器完全可以控制顆粒包裝機的各種動作，并且達到了降低成本，提高效率的目的。對顆粒包裝機提高附加值是個很好的先例。

二、 一體化控制器OCS在緩沖機上的應用：

隨著工業的高速發展，對包裝材料的需求量越來越大，尤其是具有緩沖性能的包裝材料泡沫聚苯乙烯(EPS)的需求越來越大。緩沖包裝材料屬于一種壽命周期短、“用過即扔”的一次性包裝物，瞬間即可變成垃圾，對環境的負面影響是顯而易見的。家用電器、電子儀器、玻璃器皿等產品的包裝一直采用EPS，然而由于塑料發泡材料的廢棄物在自然界中長期不能生物降解，給環境造成嚴重的“白色污染”，已經被許多國家禁止使用，我國也將逐步禁止使用。因此，使用皺紋牛皮紙是一種經濟而且容易得到的緩沖材料，其特點是表面性能穩定，不容易產生粉塵，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現，能為輕的待裝產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設備—緩沖包裝機作一下詳細的介紹。緩沖機的外觀如下：

此設備的控制器是由美國Horner公司自主研發的一款小型的一體化控制器XLE，Horner 的工程師針對緩沖包裝機的特點，經過細心的研究后，決定選用XLE103作為此設備的控制部分。這款控制器的外形尺寸僅為96mm×96mm×58mm，非常適用于小系統，另外它本身集成12點直流輸入（其中4路可以配置為高速計數器）；12點直流輸出（其中2路可以配置為脈寬調制）；2路模擬量輸入；2個串行通訊口；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的要求，其控制器產品外觀如下：

經過實踐的證實，XLE103完全滿足緩沖包裝機的工藝要求，并能根據工作狀況自動調整，以使設備達到最高能效。

三、 一體化控制器在封口機上的應用

目前我國對于食品的安全衛生標準日加嚴格，因此在食品的生產運輸過程中必須采用真空的包裝，這就必須使用封口機械對食品進行真空包裝。下面就給大家介紹一下一體化控制器XLE在真空封口機上的應用。

封口機主要的兩個關鍵控制點就是袋內真空度和封口溫度的控制。XLE通過接受真空度傳感器的信號來檢測包裝袋內的真空度，從而根據操作人員的設定值來控制真空泵的起停時間，當包裝袋內的真空度達到設定要求時馬上進行熱封，從而能保持袋內食品的保鮮期。因此對控制器的要求非常高，不僅要時時采集模擬量信號，不斷地進行比較。根據特別的算法，從而保持袋內真空度處于動態的平衡。另外，XLE本身具備32路相對獨立的PID算法調節，根據熱電偶采集的溫度信號進行PID控制已經達到了很好的效果。其產品外觀如下：