一體化控製器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：一體化控製器
；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、xiuxianshipinjilengdongshipindengfangbianshipindexuqiuliangjiangbuduanzengjia，zhejiangzhijiedaidongxiangguanshipinbaozhuangdexuqiu，zhongguoshipinyubaozhuangjixieyezaijinhoudeyiduanshijianneijiangweichizhengzengchang。yuji“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，並保持年均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，中國紙包裝製品產量到2015年可達3600萬噸，塑料包裝製品946萬噸
，金屬包裝製品491萬噸，玻璃包裝製品1550萬噸，包裝機械120萬台套。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bao裝zhuang基ji礎chu工gong業ye也ye將jiang加jia快kuai發fa展zhan。一yi個ge國guo家jia包bao裝zhuang工gong業ye的de發fa展zhan水shui平ping及ji其qi包bao裝zhuang設she計ji研yan發fa理li念nian
，是shi該gai國guo經jing濟ji生sheng活huo中zhong文wen明ming程cheng度du的de重zhong要yao標biao誌zhi。包bao裝zhuang產chan業ye不bu僅jin涵han蓋gai了le包bao裝zhuang產chan品pin的de設she計ji、生(sheng)產(chan)，包(bao)裝(zhuang)印(yin)刷(shua)，包(bao)裝(zhuang)原(yuan)輔(fu)材(cai)料(liao)供(gong)應(ying)
，包(bao)裝(zhuang)機(ji)械(xie)以(yi)及(ji)包(bao)裝(zhuang)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)等(deng)多(duo)個(ge)生(sheng)產(chan)領(ling)域(yu)
，其(qi)包(bao)裝(zhuang)製(zhi)品(pin)還(hai)參(can)與(yu)到(dao)第(di)一(yi)至(zhi)第(di)三(san)產(chan)業(ye)
，貨(huo)物(wu)流(liu)通(tong)的(de)每(mei)一(yi)個(ge)環(huan)節(jie)。對(dui)使(shi)用(yong)後(hou)的(de)包(bao)裝(zhuang)產(chan)品(pin)進(jin)行(xing)處(chu)置(zhi)、回hui收shou和he再zai生sheng利li用yong是shi包bao裝zhuang工gong業ye永yong久jiu性xing的de社she會hui責ze任ren。因yin此ci
，包bao裝zhuang產chan業ye的de發fa展zhan與yu全quan球qiu經jing濟ji一yi體ti化hua和he人ren類lei社she會hui可ke持chi續xu發fa展zhan息xi息xi相xiang關guan。包bao裝zhuang產chan業ye作zuo為wei“朝陽產業”，必將對全球製造業發展及其產品的國際間流通產生不可低估的作用。

但(dan)是(shi)，目(mu)前(qian)我(wo)國(guo)的(de)包(bao)裝(zhuang)機(ji)械(xie)自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)不(bu)高(gao)
，和(he)其(qi)他(ta)包(bao)裝(zhuang)強(qiang)國(guo)相(xiang)比(bi)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)還(hai)有(you)待(dai)提(ti)高(gao)。因(yin)此(ci)，我(wo)們(men)要(yao)大(da)力(li)的(de)發(fa)展(zhan)包(bao)裝(zhuang)機(ji)械(xie)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)
，提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)，提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)的(de)檔(dang)次(ci)

，這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)在(zai)激(ji)烈(lie)的(de)國(guo)際(ji)包(bao)裝(zhuang)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)中(zhong)立(li)於(yu)不(bu)敗(bai)之(zhi)地(di)。下(xia)麵(mian)給(gei)大(da)家(jia)介(jie)紹(shao)來(lai)自(zi)美(mei)國(guo)的(de)小(xiao)型(xing)一(yi)體(ti)化(hua)控(kong)製(zhi)器(qi)（OCS）在包裝行業的應用。

一
、 一體化控製器OCS在顆粒包裝機上的應用：

顆粒自動包裝機適用於製藥
、食品、植物種子、化妝品、化工等產品中的鬆散狀無粘性粗粉狀
、顆粒狀物料的自動包裝
，如：衝劑、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，是醫藥製藥、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。北京某包裝機械製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係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後，提出了基於XLE103小型一體化PLC的控製係統。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、製袋長度可以人為調整。采用XLE103控製的DXD全自動包裝機是集PLC控製器
、人機界麵、溫度PID控製、高速I/O

、步進電機控製等多種功能於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，並且具有性能穩定
、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進行自動控製，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製器
，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（高速脈衝）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。並且編程軟件免費
，編程電纜用戶可自己製作。

經過實踐的證明，此款OCS控製器完全可以控製顆粒包裝機的各種動作，並且達到了降低成本
，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、 一體化控製器OCS在緩衝機上的應用：

隨著工業的高速發展，對包裝材料的需求量越來越大，尤其是具有緩衝性能的包裝材料泡沫聚苯乙烯(EPS)的需求越來越大。緩衝包裝材料屬於一種壽命周期短
、“用過即扔”的一次性包裝物，瞬間即可變成垃圾，對環境的負麵影響是顯而易見的。家用電器、電子儀器、玻璃器皿等產品的包裝一直采用EPS，然而由於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“白色汙染”，已yi經jing被bei許xu多duo國guo家jia禁jin止zhi使shi用yong

，我wo國guo也ye將jiang逐zhu步bu禁jin止zhi使shi用yong。因yin此ci，使shi用yong皺zhou紋wen牛niu皮pi紙zhi是shi一yi種zhong經jing濟ji而er且qie容rong易yi得de到dao的de緩huan衝chong材cai料liao，其qi特te點dian是shi表biao麵mian性xing能neng穩wen定ding
，不bu容rong易yi產chan生sheng粉fen塵chen
，加jia工gong容rong易yi，可ke塑su性xing好hao

，其qi緩huan衝chong作zuo用yong主zhu要yao靠kao擠ji壓ya皺zhou紋wen牛niu皮pi紙zhi而er實shi現xian，能neng為wei輕qing的de待dai裝zhuang產chan品pin提ti供gong良liang好hao的de緩huan衝chong作zuo用yong。下xia麵mian就jiu一yi體ti化hua控kong製zhi器qiOCS為核心控製的褶皺牛皮紙生產設備―緩衝包裝機作一下詳細的介紹。緩衝機的外觀如下：

此設備的控製器是由美國Horner公司自主研發的一款小型的一體化控製器XLE，Horner 的工程師針對緩衝包裝機的特點
，經過細心的研究後，決定選用XLE103作為此設備的控製部分。這款控製器的外形尺寸僅為96mm×96mm×58mm
，非常適用於小係統，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製）；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衝機的要求，其控製器產品外觀如下：

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

三、 一體化控製器在封口機上的應用

目mu前qian我wo國guo對dui於yu食shi品pin的de安an全quan衛wei生sheng標biao準zhun日ri加jia嚴yan格ge，因yin此ci在zai食shi品pin的de生sheng產chan運yun輸shu過guo程cheng中zhong必bi須xu采cai用yong真zhen空kong的de包bao裝zhuang
，這zhe就jiu必bi須xu使shi用yong封feng口kou機ji械xie對dui食shi品pin進jin行xing真zhen空kong包bao裝zhuang。下xia麵mian就jiu給gei大da家jia介jie紹shao一yi下xia一yi體ti化hua控kong製zhi器qiXLE在真空封口機上的應用。

封口機主要的兩個關鍵控製點就是袋內真空度和封口溫度的控製。XLE通(tong)過(guo)接(jie)受(shou)真(zhen)空(kong)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)信(xin)號(hao)來(lai)檢(jian)測(ce)包(bao)裝(zhuang)袋(dai)內(nei)的(de)真(zhen)空(kong)度(du)
，從(cong)而(er)根(gen)據(ju)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)設(she)定(ding)值(zhi)來(lai)控(kong)製(zhi)真(zhen)空(kong)泵(beng)的(de)起(qi)停(ting)時(shi)間(jian)，當(dang)包(bao)裝(zhuang)袋(dai)內(nei)的(de)真(zhen)空(kong)度(du)達(da)到(dao)設(she)定(ding)要(yao)求(qiu)時(shi)馬(ma)上(shang)進(jin)行(xing)熱(re)封(feng)，從(cong)而(er)能(neng)保(bao)持(chi)袋(dai)內(nei)食(shi)品(pin)的(de)保(bao)鮮(xian)期(qi)。因(yin)此(ci)對(dui)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)要(yao)求(qiu)非(fei)常(chang)高(gao)，不(bu)僅(jin)要(yao)時(shi)時(shi)采(cai)集(ji)模(mo)擬(ni)量(liang)信(xin)號(hao)，不(bu)斷(duan)地(di)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)。根(gen)據(ju)特(te)別(bie)的(de)算(suan)法(fa)，從(cong)而(er)保(bao)持(chi)袋(dai)內(nei)真(zhen)空(kong)度(du)處(chu)於(yu)動(dong)態(tai)的(de)平(ping)衡(heng)。另(ling)外(wai)，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控製已經達到了很好的效果。其產品外觀如下：