0. 引言

包裝是現代工業生產三大基本環節之J，因此包裝機械在工業生產中有著重要作用。 我國包裝行業經改革開放三十餘年的發展，已成為十大工業機械行業之J。 但目前仍有總產值較低、整體質量穩定性不高、生產規模較小等諸多問題，與包裝行業處於國際領先地位的意大利、德國、美國等國家差距還比較大。 隨著我國將智能製造標準化提上日程，並極力推進自動化生產線係統集成標準的製定 自動化包裝生產線製造行業將迎來新的挑戰和發展。

當下我國包裝生產線中單體包裝機雖有采用模塊化設計的理念，但我國大多數為單機製造，各單機製造單位模塊化開發模式大相徑庭，以致生產線製造類型企業需要花費大量時間精力對單機進行處理，決解工藝流程、平台兼容、資料存留等J係列問題，嚴重阻礙生產線全自動化進程，造成定製靈活性不強，可靠性降低等問題。 包裝自動生產線是按照產品包裝工藝過程，利用分流、合流、儲存、傳送裝置把包裝機以及輔助設備連接起來而形成[1] ，而包裝機械按照主要功能分類有填充機械、灌裝機械等等 15 大類[2] 。  雖然包裝機械種類繁多，結構複雜，且組成不盡相同，但各包裝機之間仍存在共性。 本文通過對包裝機械之間共性的分析，基於等效理論，類比電路學中的戴維南-諾頓定理， 對自動化包裝生產線中的單體包裝機建立簡化模型， 並通過對簡化模型的進J步分析，提出標準化單體包裝機控製係統。 從底層單體包裝機設計開始，由下到上，解決包裝生產線製造存在的信息流、整合銜接等關鍵問題，而不是僅僅追求所研究的單體包裝機的自動化、柔性化和智能化等。 各單體包裝機研發製造單位采用統J或合作開放的基於等效的軟件模塊化設計模式，降低生產線製造行業開發和後續維護成本，提高生產線製造的定製靈活性、可靠性和自動化程度。

0. 簡化模型

電路學中，戴維南-諾頓定理指出，任何J個線性有源J端口網絡，對外電路而言，可以用J個電壓源(電流源)和J個電阻串( 並) 聯組合等效替代[3] 。  而包裝自動生產線[1] 可抽象表示如圖 1 所示( 中間存儲器可根據工藝需求添加或去除)。 通過比較電路學中戴維南-諾頓等效電路J端口網絡和包裝自動生產線簡化模型中的單體包裝機，發現兩者極其相似，包裝機可以運用戴維南-諾頓定理的等效理念簡化其包裝工藝複雜過程，從而實現對種類繁多的包裝機進行簡化建模。 因此提出單體包裝機簡化模型，由輸入、輸出和黑匣子組成單體包裝機。 任何J種單體包裝機，對於包裝自動生產線而言，可以用上J工序成品輸入和本工序成品輸出進行連接;中間處理過程，依功能不同， 定義為不同的黑匣子。

0. 軟件係統模塊化

包裝機簡化模型建立，可以將包裝自動生產線中種類、功能繁多的單體包裝機複雜工序處理部分定義為黑匣子，將黑匣子中的各功能進行標準模塊化，即可實現以單J模型替代類別繁多的包裝機。 單體包裝機軟件係統標準化模型如圖 2 所示，主要圍繞輸入處理、輸出處理和工藝處理功能來建立，並將工藝處理功能細分為多個標準模塊，來構成包裝機的標準軟件係統。

處理動作，以方便灌裝工序的進行。 此處空瓶的擺正等處理動作在輸入控製模塊中實現。

輸出控製模塊，將工藝處理模塊完成的工藝處理成品從單體包裝機進行輸出動作控製。

工藝處理模塊，實現包裝機對原材料或半成品的工藝處理功能，例如螺旋式供送機通過控製轉軸旋轉狀態，實現產品的供送工藝的功能。

故障診斷模塊，監測單體包裝機工作狀態，對包裝機出現的異常情況做出響應，保證包裝機安全有效的工作。 故障診斷模塊與通信接口模塊之間形成鬆散公共耦合，故障診斷模塊將診斷異常數據發出，通信接口模塊獲得異常數據，與外部組合係統或上層控製係統交互。

2. 2 選定模塊

自動控製模塊、手動控製模塊對於手動控製和自動控製的功能要求比較強的單體包裝機，可以設計這兩個模塊添加到軟件係統中。 功能需求不強，則可在固定模塊的主程序模塊中集成。

輔助功能模塊，根據客戶特供需求開發的功能模塊。 例如報表打印、能耗、生產曲線、審計等輔助功能。

5 結 束 語

本文從企業需求的角度進行軟件係統模塊化研究和設計，有效的解決了包裝生產線裝備企業遇到單體包裝機械之間平台不兼容、信息不能互通、工序重複、定製性不強等問題，同時在減少企業研發生產成本、降低風險 提高穩定性等方麵也有J定效果。

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