包裝機械范文

導語：如何才能寫好一篇包裝機械，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：現代機械 包裝機械

我國的包裝機械行業起步于20世紀70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發展。已成為機械工業中的10大行業之一，無論是產量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國包裝工業的快速發展提供了有力的保障。目前，我國已成為世界包裝機械工業生產和消費大國之一。但在包裝機械設計領域，絕大多數設計人員仍沿用傳統的設計方法。隨著科學的不斷發展以及市場競爭的加劇，客戶的需求也越來越高。體現在以下幾個方面：為了滿貨期和降低生產成本的需要以及包裝機械和生產機械相銜接必須提高生產效率；為了更好地適應新變化的需要，包裝機械要具有高的柔性和靈活性；當設備出現故障時，能進行遠程診斷服務；利于環境保護、噪聲、粉塵和廢棄物少；設備購置投資盡可能少，價格要盡可能低。而傳統的設計方法根本無法滿足這些要求。

1、現代機械設計方法

為了尋求保證設計質量、加快設計速度、避免和減少設計失誤的方法和措施，并適應科學技術發展的要求，使設計工作現代化，引發了現代設計方法的研究。現代設計方法的特點是動態的、科學的、計算機化的方法。它將那些在科學領域內得到應用的所有科學方法論應用到工程設計中。現代設計方法實質上是科學方法論在設計中的應用。冠以“現代”二字是為了引起重視，其實有些方法也并非是現代的。可歸納為下列具有普遍意義的方法：信息論方法、系統論方法、控制論方法、優化論方法、對應論方法、智能論方法、壽命論方法、離散論方法、模糊論方法、突變論方法、藝術論方法。把以上現代設計方法應用到機械設計中來，則稱其為現代機械設計方法。

2、現代機械設計方法在包裝機械設計中的應用

首先在設計理念上要借鑒先進國家的經驗，以用戶的需求為設計的目標，并結合柔性設計、模塊化設計的理念，一機多基本一樣，但設計階段側重點不同如：總體設計時，要全面考慮整個包裝機系統的布局、運動協調性、造型設計、人-機環境以及裝箱運輸等。模塊化設計是一種先進的設計方法，它的核心思想是將系統根據功能分為若干模塊，將包裝機中同一功能的單元設計成具有不同性能、可以互換的模塊，通過模塊的不同組合，使包裝機多功能化、系列化。采用這種方法的優點是：（1）使包裝機更新換代速度加快。因為新機型的替代，往往是局部改進。將先進技術引進相應的模塊，比較容易實現局部改進；（2）縮短設計周期。當用戶提出要求后，只需更換模塊，或設計制造部分模塊，即可得到新的機型，滿足用戶需求；（3）降低成本，便于維修；（4）性能穩定可靠。另外現代包裝機設計應該滿足“綠色設計”，即人性化設計的要求。它是面向質量設計、裝配設計、制造設計、維修設計、可靠性設計的綜合設計。我國人口眾多，人均消費水平比發達國家低，而且城鄉差異較大，包裝系統的設計應以價廉物美為主，不能盲目追求高精尖。要考慮到可靠性、安全性、環保性、低噪音等各方面的因素。充分體現原理優化、結構優化、制造優化、造型優化。

3、包裝機械可靠性的設計方法

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關鍵詞：包裝機械 自動化 應用對策

隨著經濟全球化的發展，我國工業發展越來越迅速。包裝機械作為產業機械中重要的組成部分，對工業發展有巨大的推動作用。包裝機械在日用家居，廚衛建材，醫藥食品，美妝護理等方面都有重要的作用，對這些行業的發展起到保證作用。但值得注意的是，包裝機械雖然給廠家生產帶來極大的便利，節省時間，降低了生產成本，可一旦包裝機械設備出現故障，就會停產，會造成巨大的經濟損失。因此。如何保證包裝機械設備的穩定性和可靠性是廠家面臨的巨大考驗。就我國目前情況而言，中國的包裝行業在不斷進步發展，而隨著科學技術的提高，包裝機械的自動化，智能化也在不斷加深。

一.我國包裝行業的現狀

我國的包裝機械行業起步較晚，國內的第一臺包裝機是北京機械研究所在研究了日本的包裝機械后，總結經驗，自主研發出來的。經過這些年的發展，包裝機械在我國取得長足進步，為我國的包裝工業發展提供了強大技術支持和保障。

雖然包裝機械對工業發展有很大影響，但也存在一些不足。在我國，包裝企業大多為民營企業，技術力量相對薄弱，資金狀況不足，且在生產過程中極容易出現重復生產的現象，這是對資源的浪費，而且損失了人力物力財力。據不完全統計，我國的包裝機械品種少，廠家自主研發能力差，所用技術都是靠引進，不能滿足我國社會的發展需求。

全球的包裝機械需求每年都在增長，尤其是發展中國家的包裝機械設備增長量急劇擴大，我國的包裝機械廠家立足現實，在設計，制造等方面都取得了一定進步，未來數年對各種包裝機械的需求將會快速增長。但值得一提的是，我國的包裝機械技術雖取得了較大的進步，但與西方發達國家相比仍有較大的差距，要趕上發達國家甚至超越發達國家的技術水平就要做到以下幾個方面：

（一）堅持走自主創新道路，堅持科學發展觀

創新是社會發展的必由之路，要想使我國的包裝機械制造水平領先世界，就要研發出屬于自己的技術，雖然研究經費少，但可以通過與大學合作，加強科研機構技術研發，形成一體化的產學研一技術創新之路。

（二）重大技術引進，消化吸收后進行創新

我國目前的包裝機械技術大多引進自國外，自主研發能力差。落后就要挨打，只有自己強大了，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。我國廠家要通過引進技術，然后通過技術分析，自主設計屬于自己的技術，吸收再創新，研發屬于我國的，擁有自主知識產權的技術。

（三）提高企業內部的信息化管理，使企業連成一個整體

在互聯網的大背景下，企業內部實行信息化管理尤其重要，要建立完整的產業信息，使企業能及時了解供需信息，原料信息，加工信息，實現各產業鏈之間信息的有效反饋和銜接，使企業更具競爭力，更好邁向新明天。

（四）要不斷創新

創新才能進步，每個產品都有衰退期，所以要創新才能使產品不斷延續下去。技術在進步，機械也在進步，"不進則退"。這是市場的規律。

（五）加強自動化產品在包裝機械行業中的應用。

二.自動化在包裝機械行業中的應用

現代化的生產方式不斷向著商品化，社會化，國家化方向發展，在包裝機械作業方面也有了更高的要求。包裝機械發展具有更新速度快的特點，使用自動化的包裝機械化產品主要有以下幾類：

（一）傳動系統

在包裝機械上使用傳動產品主要是為了調整工藝速度，控制周期性變化。變頻器作為計算機技術，現代控制技術和網絡技術的有機結合體，在包裝機械中起到重要作用。變頻器具有調速范圍寬，精確度高，動態響應快，操作方便，節能效果明顯等特點。所以，在大型機械設備和重要生產線上都能見到變頻器的身影。西門子，富士康等企業均使用到了變頻器。

（二）人機界面

典型的人機界面廠家主要有西門子，OMRON，三菱。人機界面主要是包裝機械的HMI以文本顯示器為主，通常要與單片機配套使用，它主要用于記錄各方面的數據信息，極少數的高端機械使用了觸摸屏。

（三）運動控制

運動控制主要體現在包裝時的精確定位，和嚴格的速度同步。具有速度快，振動低的優點，因此被廣泛應用于裝卸，碼垛等方面。應用這種運動控制系統的有松下，三菱等企業。

（四）控制系統

所謂控制系統，又可叫做PLC控制系統顧名思義，就是對產品生產進行控制，優秀的控制系統具有靈活方便，抗干擾能力強，運行穩定的特點。在包裝機械生產快速發展的今天，控制系統有極大的意義，為機械設備的穩定可靠發展提供了基礎保證。運用這種技術的廠家主要包括，施耐德，臺達等。

通過上述四方面的敘述我們發現，包裝行業涉及我國國民經濟的多個行業，尤其是食品，飲料，化妝品等行業，對包裝機械有很大的依賴。所以我國各個廠家應加快推動自動化在包裝機械中的應用，加快自主研發的速度，使包裝機械的生產能滿足人民日益強大的生產生活需求，加快我國工業的發展，縮短與發達國家的差距，為我國的振興貢獻力量。

三.我國包裝機械發展對自動化的要求

我國的包裝機械發展越來越迅速，在包裝機械中實現自動化和智能化能大大提高工作效率，減少人工勞動強度，降低能源消耗。在國際上，對食品包裝的自動化有如下要求：

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國家高新技術企業江蘇湯姆包裝機械有限公司在開發多種灌裝機、袋包機、旋蓋機、貼標機、開箱機、裝箱機、碼垛機的基礎上，又研發DGP―16S電子定量式灌裝機，具有計量準確、結構先進、運行平穩、灌裝速度快、生產能力大等特點，自動完成檢測進瓶、定量灌裝、輸送出瓶等一系列操作，日前已獲得國家專利。至此，該公司共獲得100多項國家專利，其中20多項發明專利。

該公司從1998年成立以來，堅持遵循以質量求生存、以創新求發展的宗旨，確定并發揚光大集成創新、鍥而不舍、嚴于律己、敢為人先的企業精神，依托國內著名大專院校和科研院所的先進設計理念和技術支持，不斷招聘一大批高層次高水平的專業人才，并充分發揮專業技術人員的作用。目前該公司有博士生1名、碩士生4名、高工多名、本科生60多名、專科生300多名，先后成立了江蘇省包裝機械研究中心、湯姆袋包機研發中心、湯姆灌裝機研發中心，特別是成立了農藥劑型與包裝研究所，特聘請深圳諾普信農化股份、中農立華生物科技、江蘇擎宇化工、中化化工科技研究院、沈陽化工研究院、安徽省國家農藥制劑工程技術中心等單位教授級高工、總工程師、研究員、制劑主任作為研究所專家，至今擁有一支強大的100多人的科研技術團隊。該公司還每年拿出上年銷售收入5%以上的資金用于研發工作，并制定獎勵科技人員研發新產品新技術新工藝的規定；該公司由專門的機構負責專利項目的辦理申請手續。

該公司的專利項目極大地提高了產品的性能和市場競爭力。深圳諾普信農化股份有限公司使用了國內多家廠家生產的水平機，只有常州湯姆的水平機質量最穩定，為目前國內最高水平。該公司FJ―180水平機采用12個優勢技術，其中有4個專利項目，即伺服索袋系統使更換規格方便快捷；壓縮充填裝置使任何粉劑均不用料杯；快速接膜裝置使準確接膜實現不停機；吸袋吸盤裝置使不開袋率降到千分之一以下等。

至今該公司已成為國家高新技術企業、國家中小型企業技術創新基金獲得企業、世界貿易中心會員企業、國家農藥工業協會會員企業，國內農藥包裝機械行業標桿企業，擁有國內農化客戶1300多家、國外農化客戶200多家，從2013年起年銷售收入超過2億元，湯姆成為國內外農藥包裝的第一品牌。

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【關鍵詞】食品安全

包裝機械技術創新發展道路科學研究

近些年以來，我國國內食品包裝的安全問題備受人們關注和熱議，人們更多的關心食品包裝是否存在安全隱患，是否會影響人體正常的健康發展。食品安全關乎人們最基本的生活，食品包裝是―項系統的工程，不僅步及到食物本身，還涉及到包裝技術等環節。食品包裝是食品加工的最后―道工序，包括計數、填充、裹包、封口、灌裝等等環節，在現代工業化快速發展的背景下，要在包裝機械快速提升效率的同時保障安全質量，是現今最為重要的研究課題。

1.我國食品和包裝機械技術的現狀

我國的食品和包裝機械技術在不斷的實現自主創新發展，設備水平在不斷提升，幾乎每年都有機械產品實現更新換代，有新產品的開發和生產，有的設備甚至已經達到了世界先進水平，例如飲料、啤酒的灌裝技術。但需要正視的是，在總體水平上我國包裝機械技術仍與國外的水平存有差距，這種不足表現在產品種類過少、配套性不高、能源消耗高、可靠性不強等。下面針對其中幾方面舉例說明。

1.1包裝機械產品種類少

目前國內食品和包裝機械大多是以單機控制為主的，應用的主要機械設備有PLO和工控機，DOS和現場總線技術，這些機械設備還沒有占到機械設備總數的10%。與國外相比，我國嚴重缺少高精度、高質量及高科技的配套包裝機械設備產品，不能很好的滿足食品包裝企業的需求。

1.2包裝機械產品質量差

食品和包裝機械設備的質量差異體現在可靠性和穩定性兩方面，但實際情況是國內絕大多數的機械設備并沒有制定完整的評判標準和依據，很多機械設備的制造廠商沒有行業標準，制造只是采用來料加工和按圖加工的方式。很多廠商在制造食品和包裝機械時忽略了產品安全防護的設計，對某些重點或敏感的部件使用達不到食品衛生安全的要求，不能對產品本身的性能提供可靠的保障，例如防水性、防火性。在屠宰機械加工中，更是不能有效達到標準工藝水準，會造成肉質差、存有衛生死角、難以清洗等缺陷，大大加重了食品安全的隱患，會對人體成長造成威脅。

1.3技術水準低

現有的很多食品和包裝機械的技術水準低下，且技術更新的速度緩慢，制造機械的工藝相對簡單，與國外包裝機械水平相比，在自動化方面的應用更是存有顯著差距。迄今為止食品和包裝機械的自動化應用水平高的國家有日本、德國、意大利等，這些國家普遍采取的方式是機電一體化控制，利用機器視覺，加強機械手更簡單的完成復雜的包裝環節，這樣可以大幅度提升生產效率，降低流程成本。相比之下，國內的包裝機械技術就顯得十分薄弱，在基礎環節、技術創新和科研效果方面都相對滯后，這會造成包裝機械本身的性能不能提升，嚴重降低對其他國家的競爭力。

1.4開發能力不足

我國食品和包裝機械的企業現狀大致分為幾種情況：第一，大量低水平且重復生產的機械設備企業；第二，中等水平具有一定經濟實力和產品研發能力的企業，主要針對出口產品而言，例如，紙箱紙盒機械、方便面機械、果凍機械或飲料機械；第三，高端機械產品的企業相對較少，對這類機械的開發還停留在測試和仿制階段，不能算得上是自主研發。

2.我國食品和包裝機械技術的創新方向

2.1提升生產效率

未來食品和包裝機械的技術發展趨勢要在效率、自動化、單機功能等方面體現出來，不僅要將包裝機械研發和計算機程序有效結合，還要實現機電一體化的控制。這樣既能準確的控制工藝參數，還能保護自動裝置，延長包裝機械設備的壽命。例如，丹麥制造的圓盤式雪糕機，在灌裝、配料、結凍、脫模和出成品等所有環節都是在一臺機械設備上完成操作的，這樣一臺設備擁有多條生產線的情況下，可以同時生產產品，更好的提升了工作效率，可以快速實現企業生產利潤最大化的目標。

2.2高效利用能源

這一點體現在兩個方面：第一，食品和包裝機械在材料的選取上要盡量選擇少污染、低成本、易處理、易回收的材料，在設計的時候要盡量最大限度的利用資源，延長使用周期；第二，在食品和包裝機械設備對食物進行包裝加工的過程中，要注意提升食品資源的利用率，提高食品有效成分提取率，減低食品營養的流失。

2.3加強產品節能效果

在產品的生產上運用節能技術，合理的降低生產成本，開發高效且節能的產品，會相應提升經濟效益。在熱處理的包裝機械產品研究上就是技術創新的重點研究對象，例如，日本研發的內藏式流化床噴霧干燥機，與同類型的產品相比就可以有效的節省30%的能源，而且這種設備占用的空間更小。

2.4加強高新技術的實用性

食品和包裝機械設備生產企業要在實際的研究中加大對真空技術、微機技術、膜分離技術、無菌包裝技術和超高壓殺菌技術等高新技術的推廣和普及，這樣可以高效提升經過包裝以后產品的質量與儲存期限。例如，美國佐治亞大學采取的超高壓滅菌技術，在對果汁進行滅菌處理之后放在4℃的環境中保存，在儲存90天之后也沒有發現一點劣變現象。而設計的目的是人不是物。因此，首先要考慮的還是人的因素，即人的觀賞效果，如一般人身高范圍是1.5m-1.8m，人眼平視的最大視域是60°，最佳視域是30°，最佳距離是路牌高度的2倍―4倍，根據這個原則考慮視覺效果，確定廣告牌面積的大小。如一個高度為4m的路牌，若觀者在3m的地方，就無法看到它的全貌，至少在2倍的距離6m處方能看到全貌，但它不在最佳視域內，最佳視域應在8m--9m的位置以上，這正符合科學家提出的原則，物體高度2倍至4倍距離是最佳視距。

（2）在樓層上架設和放置廣告媒介，要依據街道寬窄考慮放置的高低位置，20m左右寬的街道，廣告牌安排在四、五樓的高度以內即可，過高，超出了正常的視域范圍，就無法起到廣告的效果。現在有些廣告媒體高高在上，在一個寬的街面上把廣告架設在十多層樓頂上，違背了人的眼目向前看而非朝天看的常理，因此廣告作用大打折扣。

3.2戶外媒體的設置與環境關系

廣告媒體設置，應根據它所處的環境來考慮，拿路牌廣告來說，如在高樓眾多的地方，畫面不應當設計太小，不然會由于視覺對比顯得更小，而且路牌的布局應向水平方向發展為宜；如果在一片雜亂、低小的舊房舍或建筑工地前，廣告的面積應大于和高于周圍的雜亂物，向垂直方向發展，路牌與地面的距離，一般保持在1m以上。目前城市中在公共汽車站和電線桿上附立的小路牌廣告，其高度不超過2.5m，面積不超過2.2平方米，如全國大中小城市街道上的品牌廣告面積都不大，但整齊的重復排列使得廣告產生令人注目的秩序美，效果十分明顯。

當下國內外商業性的戶外廣告媒介趨向多元形態，以看板為例，朝著小型化、窄幅化、群組化、秩序化的方向發展，其優勢和特點在于：便于空間關系的組織和利用。一般來說，面積越大，刺激量越大，因而也就越醒目，但這也不絕對的，一些小型的廣告媒介，由于空間處理上比較靈活、自由，它可以利用位置、方向上的變化引起公眾的注目；大型路牌只能依附街道平行方向設置，小型廣告媒介放置的位置可以采用多種樣式――垂直、平行、斜向、重復、密集的排列，以增加受眾的注目值，其視覺效果并不比大的路牌差。

另外，從空間意義上講，戶外廣告設計不僅僅是版面信息傳達和藝術構成，它還包括戶外環境因素的設計，只有把握和處理好兩者的相互關系，才能使戶外廣告在特定的環境中充分發揮媒體的傳播作用。

3.我國食品和包裝機械發展的途徑

要想使得食品衛生安全得到更放心的保障，就要提升高新科技的運用。高新技術會促使包裝機械專業化、連續化進行生產，從質量監測到全程自動化生產，都會更加衛生和快捷。到目前為止，自動化控制技術、機電光液一體化技術、數字化智能技術等都已經廣泛的運用在食品和包裝機械的領域中，但我國仍然要加強高新技術的應用，應該大力開發精度高、自動化強的智能設備，提升產品技術含量，保證包裝機械的應用效果和使用壽命。要適當的建立食品和包裝機械的標準結構體系，為實現綠色無污染的包裝機械開發設計而努力。

3.1結合高新技術要求建立食品和包裝機械技術體系

新時代的包裝機械競爭就是技術的競爭，只有高端且實用的創新技術應用才能提升國際地位，所以說實現高新技術專業化的發展是我國食品和包裝機械發展的必經之路。依靠高新技術的提升帶動行業經濟的發展，通過技術合成不斷改進包裝機械的產品，加強包裝機械在實際中的運用效率和安全性，從而整體提升包裝機械在國際間的市場競爭力。電、光、氣、磁等高新技術產品已經不斷涌現在人們的生活中，各種民用和軍用的高新技術也廣泛的融入到包裝機械設備的領域中。

3.2遵守優良制造標準實現綠色包裝機械的開發

食品安全問題最為重要的環節分別是原材料的獲取和食品的生產過程。包裝機械是直接對食品進行的二次加工，在這個過程中極其容易受到不同程度的污染，有效的防止包裝機械設備被污染是保障食品安全的有效措施之一。很多食品和包裝機械設備的制造并不是完全符合食品安全的標準，這將直接影響我國的食品加工能否合格，進而引發社會性的食品安全問題。

實現食品和包裝機械在實現自動化與數字化技術的同時，機械設備也存在著安全隱患，比如在生產時饑械零件由于摩擦產生的掉屑，零部件因為老化而直接脫落等，這些情況的發生不僅直接影響食品的質量和口味，也會合有某些有毒有害的物質，消費者很容易誤食，造成健康威脅。為了更好的達到GMP制造標準，就要減少包裝機械在作業過程中發生錯誤的機率，降低人為失誤操作，還要防范食品和包裝機械在不衛生的環境中工作，要徹底實現清潔生產和安全生產。

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本文首先介紹了包裝機模塊化編程的特點，然后引入國際標準ISA-TR88.00.02-2008中關于模塊化編程的PackML狀態模型，最后結合禮品箱裝箱機運用模塊化編程的實例，詳細說明在包裝機編程中如何應用模塊化編程。

【關鍵詞】模塊化編程 包裝機械 ISA88 PackML狀態模型

傳統的包裝機械設計方法已經無法適應定制化、小批量生產的要求。現在模塊化設計成為包裝機械制造商可以同時從設計和制造兩個方面解決上述問題的較優選擇。為了配合模塊化設計，使包裝機械適應自動化發展趨勢，包裝機電氣控制系統也朝著模塊化、標準化和智能化方向發展。

1 包裝機模塊化編程介紹

1.1 為什么需要模塊化編程

設備制造商和最終用戶一樣，要求減少成本，同時還要求快速的傳輸和啟動。應用項目工程師必須找到一種方法快速有效的滿足他們的需求。為了完成這項任務，把機器拆分成模塊，每個模塊都需要監督實現同步或異步的運行。

目前，許多包裝機械制造商已成功地將模塊化編程用于產品的開發。

1.2 模塊化編程特點

1.2.1 應用軟件開發的快速性和便捷性

提供經過驗證的軟件編程技術和編程風格的實例，程序員可將其應用于自己的代碼中，從而可以使程序員能夠專注于代碼模塊的功能性而非程序執行技巧。

1.2.2 改善應用軟件的維護和操作

如果代碼是模塊化的，軟件人員可以在一個代碼中作出改變，而減少對系統中其他代碼模塊的影響。

1.2.3 應用軟件更高的可靠性

使用模塊化編程不僅能增加程序的可重用性，還能使程序更容易閱讀。

2 PackML狀態模型

同一OEM制造商都沒有統一的軟件開發標準，因此造成操作者和技術人員的面臨著培訓和支持的挑戰，增加了系統的復雜度和時間。這造成了很多PLC軟件同時存在，缺乏一致性，因此OMAC（the Organization for Machine Automation and Control）包裝工作組發展了PackML（Packing Machinery Language）狀態模型，提高了機器與機器間的集成，擴展了操作者的能力，提高了和管理系統的集成。ISA-TR88.00.02-2008中包含了PackML定義及如何使用的范例。模塊化編程遵循ISA-88標準，ISA88的使用對開發模塊化編程、集成、診斷和調試工作起到了積極的影響。

PackML是一個標準，其旨在實現機器的狀態、操作模式和標簽名的統一，并以模塊化的方式來實現控制架構搭建以及軟件的設計。

2.1 ISA88物理分層模型

ISA88物理結構分層有企業、地點、生產線、機器、設備模塊和控制模塊，物理模型表明企業可以包含多個地點，每個地點可以包含多條生產線，每個生產線可以包含多臺機器。

2.2 PackML狀態模型

PackML主要包含兩個概念：模式及狀態和變量

2.2.1 模式及狀態

狀態模型主要將機器分為幾個模式，如生產，手動，維護等，每個模式預定義了17個狀態，但是不需要的狀態可以不使用。模式轉換只能在不同模式的相同狀態下轉換。

2.2.2 變量定義

主要分為三類：命令變量，狀態變量和管理變量。

2.3 模塊化編程的基本單元

2.3.1 用糇遠ㄒ迨據類型

自定義數據類型可以實現組織數據，將同一對象的數據放在一個結構體，便于實現面向對象的編程。

2.3.2 功能塊

功能塊是客戶化指令，可以設計和創建，用來封裝常用的功能和設備控制。優勢在于通過一次性修改指令，就能完成所有引用指令的改變。功能塊可以從應用項目中導出，導入到另一個應用項目中，并創建模塊庫。

3 應用實例

本文以禮品箱裝箱機為例，介紹應用于模塊化編程的步驟。禮品箱裝箱機主要用于利樂鉆產品的裝箱，包括進包、進箱、裝箱1、裝箱2和封箱等部分，實現鉆石包上下分層裝箱和封箱功能。

3.1 硬件配置

本機采用羅克韋爾ControlLogix 1756-L72 PLC控制，HMI使用施耐德HMIGTO6310觸摸屏。

3.2 程序結構

程序框架如圖所示，UN01_Machine主要包括PackML功能塊，主要實現機器模式和狀態的轉換，將命令發到各設備模塊，接收各設備模塊的狀態。FutltHandler子程序中報警事件分為停機事件、警告事件和通用事件，同時HMI上能顯示當前發生的三類事任。分解的設備模塊和控制模塊主要分為進包、進箱、裝箱1、裝箱2和封箱設備模塊，每個設備模塊各包含數個控制模塊。如圖1所示。

3.3 開發步驟

開發程序時遵循以下步驟：

（1）按照S88物理分層標準將機器分成單元、設備模和控制模塊。

（2）定義PackML的模式和狀態。

（3）定義單元、設備模和控制模塊在每個模式的每個狀態下的動作。

（4）定義用于生產線集成和MES功能的變量。

（5）定義報警。

（6）編程。

4 結束語

綜上所述，采用模塊化編程有利于包裝機新機型的研發，提高了程序一致性和可重用性。PLC和觸摸屏結合的電氣控制方案，與機械設計模塊化組合，實現機電一體化。

參考文獻

[1]ISA-TR88.00.02-2008 Machine and Unit States：An Implementation Example of ISA-88.

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【關鍵詞】食品 包裝機械 氣動技術 應用 趨勢

中國的食品包裝機械經過近20年的發展，已經形成了一定的規模，成為機械工業中的重要組成部分。現在國內食品加工的大部分包裝工作，尤其是較復雜的包裝過程基本還是人工操作，從而極可能對被包裝產品造成污染，這種狀況急需得到改變。目前國家加大力度實施食品質量安全市場準入制度，食品包裝設備也正在逐步納入食品質量安全準入體系中，對食品包裝機械行業是個實現產業升級的良好契機。現代食品包裝機械匯集了多種學科最先進的技術，具有高效率、高精度、高自動化和高柔性的特點，并正向智能化、集成化方向發展，其中的基礎組成部分之一是氣動技術。

氣動技術，全稱氣壓傳動與控制技術，是生產過程自動化和機械化的最有效手段之一，具有高速高效、清潔安全、低成本、易維護等優點，被廣泛應用于輕工機械領域中。在食品包裝及生產過程中也正在發揮越來越重要的作用，奶粉充填包裝機、酸奶塑杯成型灌裝封切機、飲料啤酒灌裝機、果凍充填包裝機、餅干和面包包裝機、薯片充填包裝機、灌醬機、肉類包裝機等均有大量使用，可以縮短加工輔助時間，減輕工人勞動強度，充分發揮設備的高效性能。

但由于食品包裝機械必須要符合食品機械安全的相關要求和規定，而且工作現場環境一般又較為復雜苛刻，如果使用了不適當的氣動元件，往往會出現不正常現象；而現代的食品包裝機械，通常是集機械、電氣、液壓、氣動等于一體的設備，組成設備的各部分之間具有密切的聯系，其中任何一部分發生故障均會影響其他部分的正常工作，大型食品包裝設備內有成千上萬只元器件，故障的檢查、維修難一向是最棘手的問題之一，因此，在食品包裝機械中的氣動設計與應用顯得尤為重要。

1 氣動技術在食品包裝機械中的應用

在食品生產中，不同的生產區對衛生有不同要求，歐洲的EN 1672-2 標準將食品加工機械的環境定義為三個工作區，分別為食品區、飛濺區和非食品區。根據不同的區域，所需要使用的氣動技術及產品也不盡相同。

（1）在食品區和飛濺區，氣動技術主要用于分配、裝瓶、成形、灌裝、配劑、密封等裝置中。由于氣動元件需要直接或間接與主要生產原料接觸，為了防止產生對最終產品產生污染的可能性，其材質應為無毒、無吸收性、耐腐蝕的不銹鋼 ；如果使用鋁合金，則應具有一定抗腐蝕能力、無毒性、無吸收性 ；元件內部所使用的橡膠制品如密封件等應符合相應的衛生要求，在工作環境中應具有耐熱、耐酸堿、耐油的穩定性，可接受正常清洗和消毒，不溶解，無毒性、無吸收性，不得有影響產品的氣味；工作空氣過濾裝置應保證不得使5μm以上的塵埃通過；結構及表面應平滑、耐久、易于清潔并達到良好的洗凈效果。盡管飛濺區的設計需要和食品區域相似，但材料要求可酌情降低，同時必須保證該設計對食物產品無負面影響。

在這兩種環境中應用典型的氣動產品有不銹鋼氣缸、潔凈型氣缸、易清洗閥島、不銹鋼氣源處理元件等。而其中最具有代表意義的，是潔凈型氣缸，具有自排水功能，所以液體可以直接流掉，還可進行反復清洗，具有可替換性，甚至連安裝件也都采用標準件，安裝維修都極為方便。

（2）在非食品區域，氣動技術主要用于封袋、包裝、貼標、檢測、加蓋等裝置中。盡管這個區域的氣動元件不需要接觸生產原料，但通常仍然需要具有標準化、易清洗、智能環保、結構緊湊等特點。由于現在的食品包裝設備要求在有限的空間內實現更多的功能，因此對于氣動元件的尺寸也要求越來越緊湊、集成、模塊化；此外，先進的食品包裝設備普遍采用由過濾器、減壓閥和不供油的閥、氣缸等組成的無給油氣動系統。這種系統在元件需要處預先封入脂，無需油霧器，可長時間工作而不需補充脂，可降低油耗、改善環境、成本低、維修方便、性能穩定。

2 氣動技術在食品包裝機械中的應用發展趨勢

隨著食品加工工藝的日益提高，食品包裝的自動化水平也在不斷提高，目前，食品包裝機械的研發正朝著高速、多功能化及控制智能化的方向發展，工業機器人、微電子、電腦、智能型和圖像傳感技術等將會得到越來越廣泛應用，而應用于食品包裝機械氣動技術的智能化、網絡化也就將成為必然。

這些智能化、網絡化的高新氣動技術已經在一些西方國家得到了開發和應用，實現了食品包裝機械進一步智能化，通過對這些技術的了解和研究吸收，國內食品包裝機械的水平也有望得到提升和發展，減少食品加工過程中的人為或機器差錯，確保食品機械的可靠運行，實現安全生產和清潔生產，實現食品包裝過程的連續化生產，早日與國際接軌。

參考文獻

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印機市場狀況

多年來，我國印刷包裝機械行業產品都由企業自產自售。自產自售的致命缺點是，龐大的銷售隊伍使企業的成本加重。一般大型企業在國內的銷售網絡投入的人員均超過百人，至少每個省有一個常駐的銷售點，加上銷售場地的租金，是一筆不可忽視的費用。如果采用企業集團聯盟，這樣的問題就非常簡單，銷售費用可得到大幅度降低。

印刷包裝機械按照工序可分為印前、印刷和印后設備。全國印刷包裝機械有大大小小的印刷設備生產企業有百余家，但是有規模的企業總數約68家；年銷售收入超過500萬元的企業僅有38家。2011年，產品銷售收入同比增長的占72%，同比減少的占28%；銷售收入同比增長的占51.5%，同比減少的占29.4%，虧損占19.1%；盈利過億的企業僅有1家，盈利過千萬的有14家。德國盡管也有數十家大大小小的印刷包裝機械制造企業，而具有聲譽的名牌企業有3家，2011年的第一季度出口到中國的印刷包裝機械總價值高達1.171億歐元，其海外市場占整個企業銷售的80%，且主要出口國為美國。德國的實例告訴我們，制造名牌產品是占有市場的關鍵。這些基本數據說明，印刷包裝機械的自產自銷時代已經不復存在，走企業集團化是我國印刷包裝機械行業的必由之路。

組建集團化聯盟

由有實力、有影響、產品質量過硬的國內龍頭企業牽頭，組建印刷包裝裝備制造銷售聯盟集團，在集團內設置工程研究中心和銷售總公司，實現大生產條件下的分工協作，生產企業進一步細化到零部件生產和整機組裝企業。工程研究中心吸納國內外高科技印刷設備研究人員，負責新產品的設計和試制；銷售總公司在全國建立銷售營銷實體網絡和電子商務，實現產品銷售和售后服務一體化，為印刷企業解決技術難題和技術改造。

建立產學研有機結合的研究機構

充分利用相關學會、協會的橋梁紐帶作用和海歸留學人員資源優勢，加強與國際知名印刷設備制造公司的技術合作與交流，共同研發產品和委托技術服務，保證工程研究中心研發方向符合世界印刷設備發展趨勢，通過合作取得雙贏和多贏，提高社會經濟效益。

建立符合企業未來發展目標和產業化發展要求的運行管理體制，使工程研究中心的核心競爭力得到顯著提升，并在此基礎上收入和現有利潤每年保持20%的增長幅度。工程研究中心的設計產品圖紙可以采用光盤輸出、數字打樣、網絡遠程服務等多種方式給我國大小印刷包裝機械制造廠家提供高質量的柔性版印刷機、凹版印刷機、絲網印刷機及其印刷輔機產品，帶動全國印刷技術的進步。生產企業采用招投標方式按照銷售公司的訂單進行生產。

工程研究中心要確保擁有一流的印刷新設備研發隊伍；確保在新的國際競爭環境下能夠保持競爭力，包括：逐步按國際標準組織公司運作（產品、服務、運營、人才），加強國際合作，利用國際資源發展業務，并不斷對國際市場高科技印刷材料進行研究開發。工程研究中心聘用優秀人才，以薪酬留人、事業留人、感情留人，采用股份制，建立保證工程研究中心長久發展的人才吸引、項目激勵和良好發展的機制和體制。

工程研究中心可作為印刷包裝等院校的教學實驗基地，一方面，院校的相關科研成果可帶進該中心孵化中試，加速產業化工作；另一方面，院校的教授及相關專業研究生可來工程研究中心合作研發項目，實現優勢互補和產學研的最佳結合。同時，該中心可為全國設立印刷包裝專業的院校學生提供生產實習和實踐課程，使產學研有機地結合起來，為中國的印刷包裝機械和印刷事業培養合格人才作出貢獻。

建立全國銷售網集中銷售和配送

充分利用互聯網和電子商務推動生產銷售的信息化進程，建成具有國際水平和產業化規模的高科技印刷設備制造集團的下屬銷售總公司。實際上，阿里巴巴公司已經為印刷包裝機械行業作出了典范。阿里巴巴為中國優秀的出口型生產企業提供在全球市場的“中國供應商”專業推廣服務，此服務依托世界級的網上貿易社區，順應國際采購商網上商務運作的趨勢，推薦中國優秀的出口商品供應商，獲取更多更有價值的國際訂單。加盟企業近3000家，超過70%的被推薦企業在網上實現成交，眾多企業成為國際大采購商如沃爾瑪、家樂福、通用、克萊斯勒等的客戶。

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關鍵詞：包裝機械；發展現狀；自動化；發展前景

一、我國包裝機械行業的現狀

中國包裝機械起步較晚，起于上個世紀70年代，北京市商業機械研究所在研究了日本的包裝機械后，制造了中國第一臺包裝機。包裝機械經過20多年的發展，已成為機械工業中十大行業之一，為我國包裝工業快速發展提供了有效的保障。

我國食品包裝機械大部分以單機控制為主，應用PLC和工控機、DCS及現場總線技術不到設備總數的10%。食品和包裝生產線的傳動以機械傳動為主，控制技術和驅動技術的綜合應用水平低，系統不能達到最優化設計。由于生產企業技術水平不高，傳感和檢測技術、定位控制、在線監測等得不到充分應用，與國外先進控制技術有較大的差距。食品和包裝機械高中低檔產品自動化水平差距大。中高檔食品和包裝機械中自動化產品平均約占銷售額的8%～12%，普遍應用PLC、變頻器、合資低壓電器產品，部分應用人機界面。低檔食品和包裝機械中，自動化產品平均約占銷售額的3%～5%，大部分還是應用繼電器控制，沒采用變頻器，應用國產低壓電器產品，基本不應用人機界面。

總之，最近的十年時間中國包裝機械的技術水平上有較大的提高，但是和發達國家相比，還存在一定的差距。所以要想加快包裝機械發展速度，趕超世界先進水平，我國必須采取強有力的措施，可以從以下幾個方面來做：

（1）要堅持自主創新，走產學研相結合的道

路。由于我國研發經費非常少，所以可以在大學知識研發應用的基礎上，加強科研機構技術開發、成果轉化與工程成套，并與企業規模化生產制造相結合的產學研一體化的技術創新。

（2）重大關鍵技術進行引進、消化吸收、再創新。我國目前的技術絕大部分是仿制國外的，真正自主研發的只有5%～10%，還太少。我們要在空白領域和重大關鍵技術方面通過引進，消化與吸收，然后再創新，開發具有自主知識產權的技術。

（3）提高企業內部的信息化管理，顧及到上下游的需求和安全。制造本身是一個系統工程，要建立以市場信息為先導、原料信息、加工信息、銷售與物流信息等一體的完整的產業信息體系，實現各產業鏈之間信息的有效反饋和銜接。

二、傳動系統

傳動產品在包裝機械上的使用主要是為了調整主工藝速度和控制電機在生產過程速度的期性變化。在現代包裝機械自動化中，變頻器充當了極為重要的角色，它是計算機技術、現代控制技術和網絡技術的有機結合，具有調速范圍寬、調速精度高、動態響應快、運行效率高、功率因數高、操作方便、節能效果顯著等一系列的優點。由于變頻器具有上述優點，因而在大型包裝機和包裝生產線上得到了廣泛地應用。應用在包裝機械行業的變頻器品牌主要有臺達和施耐德、富士、安川、SEW、西門子等。

三、人機界面

包裝機械的HMI以文本顯示器為主，通常與PLC或者單片機配合使用，用以設定生產工藝參數，監控設備運行狀態，記錄設備生產歷史。少數高端機械使用了觸摸屏。人機界面廠家主要有DIGITAL、HITECH、三菱、OMRON、西門子和EASYVIEW。

四、運動控制

運動控制產品在包裝機上的應用主要是實現精確的位置控制和嚴格的速度同步，主要通過伺服電機來實現，伺服電機具有自動調整、響應速度快、低振動等優點，故廣泛應用于裝卸，輸送，打標，碼垛，卸垛等工序。如臺達ASDA-A2高性能伺服控制器的送標、切標系統，使套標速度達到600～800瓶/min，可以滿足果汁飲料、啤酒等快速消費品生產需求。伺服控制器應用主要有松下、臺達、富士、三菱等進口及合資企業產品。

五、控制系統

PLC控制系統具有可靠性高、程序設計方便靈活、抗干擾能力強、運行穩定等諸多優點，包裝機械的大部分控制系統選擇使用了PLC控制系統。調查顯示PLC系統在5年以內將是包裝機械的主流控制系統。PLC、變頻器和人機界面的應用主要集中在啤酒和飲料包裝設備、方便食品生產線、全自動包裝機、瓦楞紙板（箱）生產設備、乳品包裝設備上，應用在食品包裝機械市場的PLC主要有三菱、OMRON、西門子、施耐德和臺達等品牌。

綜上所述，包裝行業雖屬于配套行業，但涉及國民經濟的許多領域，特別是食品與飲料行業，更是依賴于包裝行業的技術進步和配套服務，因此，我們努力積極推動包裝業走上快速健康發展的自動化道路。我國包裝機械發展對自動化的要求自動化改變著包裝機械行業的制造方法及其產品的傳輸方式，實現自動控制的包裝系統能夠極大地提高生產效率和產品質量，有效減輕職工的勞動強度并降低能源和資源的消耗。

食品原料在加工時不僅收獲主要產品，還收獲附加產品，如玉米加工，產品除了玉米淀粉外，還有玉米油、色拉油、人造黃油、葡萄糖、玉米蛋白及飼料等。另外還進行污水處理。生產全過程均為自動化，沒有廢棄物、沒有污染，其他產品的價值已大大超過玉米淀粉的價值。為了適應食品包裝機械對自動化趨勢發展的要求和日益提高的加工工藝，設計時將包裝機械的研發與計算機結合，實現機電一體化控制。從系統觀點出發，運用過程控制原理，將機械、電子與信息、檢測等有關技術進行有機組合，實現整體最佳化。具體來說，主要涉及到以下幾種自動化技術：

（1）現場總線技術現場總線技術的應用首先“解放”了大部分的硬件，其次簡化了安裝環節；可以將現場總線技術與ERP系統集成，這樣管理層就可以通過ERP系統十分便利地調取、分析運行數據，了解生產的實時情況，監測車間的運行情況。現場總線技術在國內的大型食品加工企業應用較為普遍，這為整個生產線的無人化操作以及傳動、檢測等工序的無縫銜接提供了可能。

（2）傳感器技術在包裝機械與食品加工行業中，傳感器的應用場合繁多，對食品飲料存儲罐的監控，對食品飲料的灌裝封裝、混合及加工、冷卻及加溫、清潔、包裝等工序都要用到傳感器。

（3）物流自動化技術物流自動化使得整個產品加工與包裝生產線得到完善，形成一個完整的產品加工鏈。物流自動化技術最直接的體現就是使得人力得到節省。

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關鍵詞：中藥配方顆粒；包裝設備；歷史現狀；發展趨勢

中圖分類號：F27

文獻標識碼：A

doi：10.19311/ki.1672-3198.2017.08.034

0 引言

隨著科學技術的不斷進步，傳統的中藥飲片也發生著變化，中藥配方顆粒就是其中之一。中藥配方顆粒的劑量準確，而且清潔衛生，同時避免了人工抓藥造成的差錯。目前中藥配方顆粒除了在我國廣泛的使用外，也進入了國際市場，促進了中醫學在世界范圍內的推廣，中藥配方顆粒的科學、規范的應用促進了中醫學和中藥學向現代化的發展，繁榮了我國的中醫事業。

中藥配方顆粒是以中藥湯劑為原料，經過提取、純化分離、制粒、干燥、包裝五個步驟制成，而實現中藥配方顆粒包裝的主要手段就是包裝機械，包裝環節使用的材料、工藝和設備等都可能造成藥品污染，從而影響藥品的安全，包裝設備對保證藥品安全具有非常重要的作用。在計量、填充、包裹、封口等生產工序中，包裝設備對提高生產效率、實現規模化生產和提高衛生水平等方面都具有非常重要的意義。

1 中藥配方顆粒包裝設備的發展

1.1 我國中藥配方顆粒包裝設備的發展現狀

我國包裝機械行業起步比較晚，技術水平比較低，主要依賴進口設備，在20世紀80年代我國開始制造用于煙草加工、制糖、制鹽等行業的包裝機械。20世紀90年代中藥配方顆粒行業興起，中藥生產企業引入一些半自動的食品包裝機械進行生產，部分老舊設備甚至沿用至今。

20世紀90年代后期包裝機械行業進入快速發展時期，通過引進和吸收國外的先進技術，使我國包裝機械取得了一定的進步，但是從包裝機械的質量和性能上來看，我國的包裝機械與發達國家的相比還存在一定差距。如目前我國很多企業還以生產小型立式包裝機為主，三邊封立式顆粒包裝機的生產能力為40-90包/min，同類機型在國外已經淘汰。我國的旋轉式高速顆粒包裝機的生產能力為200-500包/min，而日本的同類機型的生產能力為200-1000包/min，且性能穩定。我國的多列條狀袋顆粒包裝機最多可以做到12列，生產能力為300-600包/min，日本的同類機型最多可以做到20列，生產能力為300-1200包/min，而意大利的同類機型最多可以做到24列，生產能力是多少包300-1500/min。

隨著國家對中藥配方顆粒的開放政策不斷松動，中藥配方顆粒市場將會越來越繁榮，隨之而來就是大規模的產業升級、廠房建設、生產線建設和設備升級改造，中藥配方顆粒將成為新的投資熱點。因此，中藥配方顆粒包裝設備也即將面臨良好的發展機遇。

1.2 我國中藥配方顆粒包裝設備發展中存在的問題

雖然近幾年來我國包裝機械行業每年都會有新機型投放市場，但是在包裝機械的自動化、智能化、成套性以及前沿技術應用等方面，還無法與國際先進水平相比。據統計，我國目前約有7000多家包裝機械制造企業，而專門從事中藥配方顆粒包裝設備研發的企業非常少，而且中小型企業占據大多數，由于企業自身規模、技術基礎和資金等條件的限制，很難開展深層次的包裝技術研發與變革，大多數企業的技術實力和自動化水平層次還比較低。

我國包裝機械行業利潤低，企業盈利能力差，很難吸引優秀的專業技術人才，導致行業內的人才隊伍參差不齊，自主技術創新能力薄弱，多年來技術創新主要依靠有實力的企業進行，或者依靠國家臨時組建的產學研技術創新項目來完成，原始創新動力不足，創新團隊缺乏長效機制，而且包裝機械的發展離不開機械工業基礎技術的進步，目前我國包裝機械的研發依然停留在仿制階段，還沒有掌握發達國家先進設備的核心技術，設備的研制也不能緊跟市場需求。

我國包裝機械行業缺乏知識產權保護意識，對于知識產權的保護也缺乏有力的法律制約，往往技術人員歷經心血開發出來的新型設備剛剛投放市場就被仿制，而且同一種產品在短時間內會有多家企業同時生產，由于沒有申請知識產權保護，原始設計企業無法追究其他仿制廠家的責任，給企業帶來了巨大的經濟損失，在一定程度上降低了企業對新技術研發的積極性，阻礙了行業的發展。

2 我國中藥配方顆粒包裝設備的問題對策

2.1 夯實技術基礎，加強專業技術人才培養

中藥配方顆粒包裝設備是機械、計算機、電氣、材料和中醫制藥等多學科集成的科技成果，我國必須對機械加工技術、自動化控制技術、計算機技術、傳感器技術、加熱技術、包裝材料技術、制藥工程技術和現代設計方法等基礎技術進行深入的研究，從而提高包裝機械的自動化程度、運行穩定性和生產效率，改善包b袋的封口質量，達到相關的行業標準和生產技術標準，通過質量保證體系和環境管理體系的認證，增強我國包裝機械行業的市場競爭力。

企業的技術競爭就是人才的競爭，我國必須加強專業技術人才的培養，積極引導企業和高校進行深度合作，對專業技術人才進行聯合培養，立足于高校和企業兩大平臺，基于工程項目的共同開發對企業技術人才和高校學生進行雙向培養，將理論知識和工程實踐結合，提高企業技術人員的理論知識水平，增強高校學生的工程實踐能力，聯合培養卓越工程師和創新型技術人才。

2.2 企業要堅持質量第一，實施品牌戰略

隨著GMP標準的逐步提高，國家對制藥行業的監管更加嚴格，導致中藥生產企業對制藥設備的要求會不斷提高，企業必須不斷提升產品性能和質量才能滿足制藥行業的需求。

我國的包裝機械行業應該走品牌戰略，只有堅持“質量第一”的企業才具備創造知名品牌的基礎，轉變企業的經營理念，注重產品質量全程控制的生產意識，學習國外的成功經驗，逐步走向“少品種、專業化、大批量”的生產方式，積極參與國際競爭，在競爭中不斷學習和進步，不斷探索高新技術的應用和前沿工藝的研究，以務實的心態發展企業，用高質量和高性能的產品淘汰競爭者，增強企業的市場競爭力，逐步成長為著名企業、成為著名品牌。

2.3 調動企業積極性，國家政策扶植

國家和地方政府應及時了解企業的困難，幫助企業解決實際問題，加大對重點企業的財政投入，形成以政府資金為引導、企業資本投入為主體，并吸納社會投資的多元化投入機制，支持企業的技術革新、試驗研究和新型裝備的研制，推動企業進行技術改造和產業升級，對重點項目實施財政補貼政策。

在技術層面上，強化行業專家委員會為企業排憂解難的作用，適時診斷行業發展的技術難題，幫助企業解決技術問題。加強企業對發明專利、軟件著作權等自主知識產權的保護意識，建立技術創新的長效機制，充分調動企業的自主創新意識，進一步做強龍頭企業，盤活創新型小企業，鼓勵我國包裝機械工業由“中國制造”向“中國智造”發展。

3 中藥配方顆粒包裝設備的未來發展趨勢

3.1 高新技術的廣泛應用

新型包裝機械往往是機電一體化的裝置，其實質就是基于系統控制的觀點，運用過程控制原理，將機械、電氣、電子、信息和檢測等相關技術進行有機組合，實現整體最優化的成果。而我國的一些技術人員對新技術不敢用，甚至不會用，在一定程度上限制了包裝機械水平的提升。

目前，國外的新型包裝機大都采用伺服電機控制，提升了設備的工作精度和速度；多級機械傳動結構采用分離傳動技術，縮短整機的傳動鏈，減小多級傳動造成的系統誤差，使機械結構大為簡化；復雜的機械運動采用多電機拖動同步化技術，提升了機械系統的運行穩定性；工業CCD和機器人技術的應用，提升了物料識別、分揀和搬運的速度，極大地提升了設備的工作效率；氣動執行機構的廣泛應用，極大地降低了設備的故障率，由于制藥企業對工作環境的潔凈衛生要求非常嚴格，新型氣動執行機構基本都免維護和保養，使包裝設備能夠更好的滿足制藥企業的潔凈要求。

3.2 市場競爭由價格戰轉向技術戰

我國包裝機械行業有很多小型企業，一些企業品牌塑造意識不強，新產品研發的技術實力弱，經常仿制市場上已有的設備，然后通過低價銷售來吸引客戶，這種經營行為破壞了市場規則，往往毀掉的是企業自身的發展，甚至危害整個包裝機械行業。行業龍頭企業應該通過引進高端的專業技術人才，進行長期的技術沉淀，不斷提升技術研發實力，積極的引進國外的新技術，深度消化后轉變成自己的設計經驗，順應市場發展的要求，研發更貼近用戶的新產品，不斷提升產品品質，將生產管理和售后服務全面升級，塑造新的品牌形象，并且加快產品出口步伐，參與國際市場的競爭。

我國包裝機械行業的很多中小企業發展不太穩定，經濟效益不好，市場競爭力差，難以很好的生存下去。國家和地方政府應該加強對中小企業進行集約整合，淘汰不良企業，集中優質的中小企業組成“企業集群”，并加大投資力度，進行深度技術改革，實施“聯合發展”，不斷發展和壯大我國包裝機械行業，增強國際競爭力。

3.3 設計開發引入新的設計方法

目前，國外的包裝機械設計已經普遍采用三維數字建模、虛擬樣機技術和計算機仿真技術，即設計人員根據客戶提出的要求，在計算機上采用三維CAD軟件構建三維模型，并組成數字虛擬樣機，利用計算機仿真軟件對數字虛擬樣機進行運動仿真、熱和磁場模擬、電磁兼容模擬、力學校核等工作，三維模型可以向客戶充分的展示設計意圖，同時可以根據客戶的意見和建議進行修訂，達到客戶滿意的效果。

基于中藥配方顆粒包裝設備的結構特點，按其功能可分為送膜、料斗、袋成形、充填、計量、加熱、封口和切斷等，在設計過程中引入模塊化設計方法，根據功能劃分模塊，不同的模塊決定不同的功能和性能，制造過程中可以根據需求選擇相應的功能模塊組裝成整機，而且這種選擇的方案是不受限制的，為客戶實現產品的個性化定制，能夠靈活的滿足客戶需求。

計算機仿真技術和新設計方法的應用，將極大地提高設計人員的工作效率，大大的縮短產品開發周期。

3.4 更加智能化，設計更加人性化

當前以信息化與制造業深度融合為主要特征的新一輪科技革命已經開始，互聯網技術將與制造技術有機結合，新一代智能產品將不斷出現，現有的生產方式將徹底改變，制造過程將更加智能化，企業研發、生產、管理、銷售和服務將全面升級，基于互聯網的個性化定制、眾包設計、云制造等新型制造模式將會迅速發展起來，包裝機械工業作為中國制造業的重要成員，正朝著高速、多功能化、控制自動化和系統集成化的方向發展，智能機器人、電磁加熱技術、視覺技術和網絡技術等將會得到廣泛的應用，包裝機械的智能化、網絡化將會成為必然。

在可預見的未來，智能中藥顆粒包裝設備的設計將會更加人性化，將會進入醫院“工作”，根據醫生在網絡系統上開出的中藥處方自動進行計量、配置和包裝，并送至病房交到患者手中或者基于物聯網技術將藥品直接送至患者家中，免除患者排隊取藥的不便。

4 結論

隨著中藥配方顆粒的發展前景看好，中藥配方顆粒包裝設備也進入了快速發展時期，市場競爭也將從價格競爭向技術競爭轉變，依靠仿制別人產品的企業一定會被市場淘汰，企業必須專注于對機械工業基礎技術的研究，并掌握行業的核心技術，堅持自主創新的理念，打造高品質的產品，不斷提升企業的市場競爭力，積極的開拓國際市場，才能實現包裝機械行業的健康發展。

參考文獻

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篇10

關鍵詞:自動封口包裝機；光感傳感器；使用；維護

隨著我國食品安全認證腳步的不斷推進，我國食品企業正面臨著有一次的機遇與挑戰。食品安全認證要求食品生產企業在食品生產以及包裝過程中積極應用自動化設備來保障食品生產過程對于質量的控制，減少生產過程的污染，提高食品質量安全。包裝作為食品生產過程中的重要環節，其有效的質量控制對于企業的生存與發展有著重要的意義。自動封口包裝機是食品生產中的重要設備，其主要依靠光感傳感器來實現包裝過程的自動化。自動封口包裝的應用一方面提高了企業生產能力，另一方面也對企業生產過程的質量控制起到了極大的促進作用。

1.自動封口包裝機基礎分析

食品企業廣泛應用的自動封口包裝主要是進行粉劑分裝、顆粒分裝、塊狀食品分裝等。其一般由物料儲存部分、計量組件、光感傳感器、裁刀、熱封組件等部分組成。其中光感傳感器作為整個系統是否同步的關鍵，其安裝、調試、使用與維護對于食品包裝的效率以及質量都有重要的影響。食品企業常用的自動封口光感系統主要是光電控制結合的系統，在一個包裝袋內自動定位，對準光標，減少人工調節，提高包裝材料使用率，同時具有測速功能，數碼顯示包裝速度，并可以在設定數量包裝后自動停機。食品用光感包裝系統要求光感傳感器與制袋系統同步，制袋精度高，誤差小。

2.自動封口光電控制系統的設計

自動封口包裝設備是通過光感傳感器來實現光標定位，然后通過光控系統對包裝系統進行同步控制，以此完成自動封口包裝。用來實現定位控制的光電技術可提供一種用固定標志點結合線性或旋轉運動部件來實現簡單可重復運動的方法。它利用了與一對光電管并聯工作的一個功率運放的快速響應時間。由此實現的一種元件數量很少的系統，能在明確規定的工作環境下，具有很高的可靠性、準確性以及可重復性。

2.1自動封口光感傳感器應用的基本原理

在自動包裝過程中,由于商標印刷誤差,薄膜變形不一,牽引輥打滑,送紙,拉紙,中封,橫封各部分速度的差異,橫封切斷位置可能偏離規定部位,甚至因誤差積累而切到商標圖案上。為此,先進的包裝機都配有光電跟蹤自動控制系統,以控制封切位置使之保持正確,保證每次都在定位標記確定的位置處封接切斷,不致于封切到圖案上。這就是光感傳感器在自動封口控制系統的主要應用。隨著食品安全認證的深入，食品企業對于包裝設備的要求越來越高，光電控制技術也必須跟上機械發展的要求進行合理的設計與開發。

其基本原理是利用光電系統測定目標的位置，然后根據光電傳感器所測位置進行包裝袋的步進、封口、切割。該系統主要由發射部分、光電探測器，信號處理電路，a/d轉換器和單片機、 計算 機顯示器組成，然后通過熱封、切割、包裝袋步進系統等共同完成自動包裝。

2.2自動封口包裝設備光感傳感器控制系統的設計

自動封口包裝設備的光發射電路主要由光源驅動器、光源（主要是半導體光源，包括led（發光二極管），ld（激光二極管）等）、光功率自動控制電路等部分組成。，用脈沖發射電路來驅動激光器，為了使半導體激光器克服供電電源波動、器件老化等因素的影響，確保激光器輸出功率穩定，還必須有自動功率控制電路。接收部分主要由四象限光電探測器組成，四象限光電探測器是把4個性能完全相同的光電二極管按照直角坐標要求排列而成的光電探測器件，目標光信號經光學系統后在四象限光電探測器上成像，然后通過信號放大，傳送至單片機，經過單品機的分析后，將同步信號傳送至包裝控制的各個組件，完成自動封口包裝的全過程。

3.關于光感傳感器自動包裝機械 發展 前景展望

隨著 科學 技術的發展及市場競爭的加劇，各食品生產 企業 以及自動包裝使用企業對于機械的要求也越來越高。要求新機械在自動包裝時可以提高生產效率，以滿貨期和降低工藝流通成本的需要，對一些產品，還要求包裝機械和生產機械相銜接。要求設備生產廠家可以在設備出現故障時能夠進行遠程診斷服務。另外還要求噪聲要小、包裝過程精度高、廢棄物要少。針對這樣的情況，自動化包裝設計廠家正在根據客戶的需求，不斷進行創新與設計，通過將更加先進的光感傳感器、光電控制技術等的應用來提高自動包裝的效率與精準度。

未來食品包裝過程中工藝流程自動化程度將會越來越高，幾年前，自動化技術還只占包裝機械設計的30％，現在已占50％以上，大量使用了微電腦設計和機電一體化控制。包裝機械自動化程度不斷提高，一是為了提高生產率；二是為了提高設備的柔性和靈活性；三是因為包裝機械需要完成的動作復雜，多采用機械手來完成。光感傳感器的發展也為自動包裝機的發展提供的更加廣闊的空間。新的光感控制系統在完成傳統定位的工作職能外，還加強了對材質及厚度的高分辨能力以及對包裝上印刷質量缺陷的甄別，在包裝過程中，包裝材料的厚度、材質變化以及印刷質量問題不易為人眼所辨別，所以在包裝機械上常采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨。攝像機現已發展到能自行檢查和辨別攝像的圖片，并在顯示屏上顯示。當前機器在加工的轉速是不能變的，今后應根據分辨后材料的變化改變轉速，控制在最優化狀態下工作，并且實現自動清理，自動消毒和自動清潔，自動剔除印刷不合格包材，減少因包材不合格出現的殘次品。

結論

光感傳感器的應用為自動包裝設備開辟了一個全新的發展空間。加上 計算 機技術的不斷應用，未來自動包裝設備將是集成了更多計算機技術以及光電控制技術的 現代 化包裝機械。而計算機仿真設計技術的應用，為自動化機械的設計與發展提供了便利的條件，將各種機器元素以數據庫存入計算機，把圖紙數字化后輸入計算機，計算機即可自動合成為三維模型，并根據生產要求將實際生產數據錄入，進行模擬運行。科技的發展在自動包裝機械行業得到了充分的體現，也為光電控制提供了良好的發揮平臺。由光感傳感器作為核心的計算機控制自動化包裝機械將成為包裝機械發展的主要方向。

參考 文獻

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