傳統的包裝機械自動化技術隻在全機械式設備配備一台可編程序邏輯控製器PLC,用於控製 邏輯功能和驅動器的機械動力軸。這第一代自動 化設備的靈活性，穩定性並不高。由於食品生命 周期短，產品多樣化，因此對設備靈活性，穩定 性有更高的要求。在後來開發的第二代自動化設 備功能從機械動力軸轉移到電子驅動係統，邏輯 功能仍然由PLC係統控製，與第一代自動化設備 相比，有一定的進步。今天的第三代自動化設備 則完全電子化，其中控製與驅動技術是包裝機械 結構領域中的關鍵技術。自動化包裝機械集機、 電、光、聲、磁、化、生、美為一體的高技術、 高智能的產品。包裝機械上使用的自動化產品主 要有控製係統、傳動控製、運動控製、機器視 覺，人機界麵和傳感器等幾類。具體包括：控製 係統（嵌入式產品、PLC、IPC、現場總線）、傳動 控製（變頻器，直流調速）、運動控製（伺服、步進 電機、運動控製器）、人機界麵（文本顯示器、觸 摸屏、平板電腦），電器元件及傳感器（溫度傳感 器、壓力傳感器，光電開關、行程開關，RFID 等）以及機器視覺（遠程監控、工業相機）。

1自動化技術

1.1現場總線技術

運用現場總線技術首先“解放” 了大部分的 硬件，使得繁瑣的安裝環節得到簡化。在生產應 用的實際過程中，便禾U性與靈活性更加明顯；可 以將現場總線技術與ERP係統集成，這樣管理層 就可以通過ERP係統十分便利地調取、分析運行 數據，了解生產的實際和即時情況，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便 利。

1.2傳感器技術

在食品加工與包裝機械行業中，傳感器的應 用場合繁多，在食品飲料存儲罐的監控、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。

1.3傳動控製技術

傳動產品在包裝機械上的使用，主要是為了 調整工藝速度和控製電機在生產過程速度的周期 性變化。但對於大多數包裝機械而言，變頻器並 非必選的電氣產品。變頻器在本行業的使用率較 低，在大型標準規格的包裝生產線上有較大的發 展空間。

1.4運動控製技術

運動控製產品在包裝機上的應用，主要是實 現精確的位置控製和嚴格的速度同步，用於裝 卸，輸送，打標，碼垛，卸垛等工序。

1.5人機界麵技術

包裝機械的HMI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，記錄設備生產的數據。少數高端機械使用了 觸摸屏。

1.6物流自動化技術

物流自動化的進一步發展就使得整個食品加 工與包裝生產線得到完善，一個完整的食品加工 鏈就形成了。物流自動化技術最直接的體現就是 使得人力得到節省，盡管中國的勞動力較為充 足，但物流的發展是大勢所趨。

1.7自動識別技術

自動識別包裝材料的厚度、硬度、反彈力 等，通過電腦反饋到機械手調整動作幅度，保證 不反彈;同時，保證各種不同的產品裝到同一盒 中，其排列是有規律的。由於生產線傳遞的產品 是無序的，則需要探頭掃描來確定不同形狀的物 料位置，然後反饋給不同機械手，這樣它就會準 確無誤地將物品按準確的位置及方向放入托盤 中。

1.8安全檢測技術

食品加工與包裝過程中的檢測技術不僅僅局 限於生產線上雜質的檢測，隨著食品檢驗受重視 程度逐漸加大，自可化技術在檢測技術應用領域 將進一步擴大。

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2自動化技術應用

2.1開放而靈活的接口設計

—個開放的係統才能連接到各個傳感器、儀 器儀表、安全係統，這不僅包括了設備的之間的 互聯，也包括了與上位的ERP/MES.CIMS等係統 的互聯能力，包括開放的接口如OPC Server,與 數據庫的連接等。

2.2靈活的硬件設計

首先要有完整的產品生產線來滿足各種控製 係統的產品，如B&R的GMC就包含了針對同步 伺服、異步伺服、直流、步進、液壓等的控製， 同時也包含了機器人和CNC庫的支持能力。

2.3柔性的生產

由於包裝對象的巨大變化能力，對於生產係 統的柔性提出了巨大的挑戰，一方麵，工藝要快 速切換，另一方麵，無需為一個新的生產設計新 的機器，這就體現在生產係統的適應範圍上，而 生產係統的柔性不僅體現在生產工廠的組織、流 程的優化，在執行麵上，由自動化係統提供的則 是快速的工藝切換，以及帶來的生產範圍的擴 展。

2.4安全技術

隨著終端用戶以及政府對於人身安全的重 視，係統的安全性必須得到重視。

3氣動技術應用

現在國內食品加工的大部分包裝工作，尤其 是較複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汙染，這種狀況極需得到 改變。目前國家加大力度實施食品質量安全市場 準入製度，食品包裝設備也正在逐步納入食品質 量安全準入體係中，其中的基礎組成部分之一是 氣動技術。氣動技術，具有高速高效、清潔安 全、低成本、易維護等優點，在食品包裝及生產 過程中也正在發揮越來越重要的作用，飲料和啤 酒灌裝機、果凍充填包裝機、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。

在食品生產中，不同的生產區對衛生有不同 要求，將食品加工機械的環境定義為3個工作 區，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。 在食品區和飛濺區，氣動技術主要用於分配、裝 瓶、成形、灌裝、配劑、密封等裝置中，由於氣 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汙染的可能性，其材 質應為無毒、無吸收性、耐腐蝕的不鏽鋼；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製品如密 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5em以上的塵埃通過；結構及表麵應平滑、 耐久、易於清潔並達到良好的洗淨效果。在這兩 種環境中應用的典型的氣動產品有不鏽鋼氣缸、 潔淨型氣缸、易清洗閥島、不鏽鋼氣源處理元件 等，而其中最具有代表意義的，是潔淨型氣缸。 非食品區，在這個區域，氣動技術主要用於封 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。由於現在釣食品包裝設備要求在有 限的空間內實現更多的功能，因此對於氣動元件 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 壓閥和不供油潤滑的閥、氣缸等組成的無給油潤 滑氣動係統，這種係統在元件需要潤滑處預先封 入潤滑脂，無需油霧器，可長時間工作而不需補 充潤滑脂，可降低油耗、改善環境、成本低、維 修方便、性能穩定。

隨著食品加工技術水平的提高，食品包裝的 自動化水平也在不斷提咼，目前，食品包裝機械 的研發正朝著高速、多功能化及控製智能化的方 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 用於食品包裝機械的氣動技術的智能化、網絡化 也就將成為必然。智能化氣缸是氣缸智能化的集 大成者，大多數氣動係統的故障因空氣處理係統 而起，而傳統的氣源處理存在一些缺陷，主要是 缺乏狀態的監控和反饋，例如過濾器濾芯阻塞、 調壓閥調壓不正常等問題常常出現，影響整個氣 動係統的正常運行；而智能化三聯件則有效地解 決了這一難題可告知何時需要更換濾芯、潤滑 油，壓力狀態是否正常、記錄使用時間，從而使 故障率達到最低、減少維護維修成本，提高係統 及設備的正常運行時間和生產能力。

食品行業與飲料行業，更是依賴於包裝行業 的技術進步和配套服務,因此，我們不能忽視包 裝機械落後的現狀，努力積極推動包裝業走上快 速健康發展的自動化道路。

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