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规划非常重要

任何一个包装线自动化项目必须从一个整体的规划开始。Dan Throne, Bosch Rexroth 公司电气驱动和控制业务部门的食品和包装行业经理，建议一个3步的规划，它聚焦于决定项目的需要、选择正确的自动化伙伴以及评估长期的目标和击剑成本。

Throne 将生产量、精度和转换时间列为主要参数，用于衡量所需要的自动化水平，包括包装线的总体布局和用于处理指定成套产品的生产线数量。这需要OEM和自动化伙伴。他推荐在选择OEM之前选择自动化伙伴，从而保证与最新技术和控制系统结构方面的专家保持紧密的联系。

Forte Industries (Mason,OH)磨粉,一个专门从事改进供应链分配操作的知名专业公司，也强调整体的规划和多步骤的方法使自动化方案获得成功。“重视关键的业务需求。了解你的生产过程、生产量及相关事项。控制的复杂性与过程的复杂性紧密相关。”Forte公司的系统顾问David Gealy这样说。

Bill Tyng, Forte公司的另一个顾问，建议要检查产品的可变性和生产过程中的瓶颈。这些预备工作有助于评估包装线的数量及体积要求等。一个自动化项目应按照概念设计和细节设计的典型步骤进行——据此来鉴别供应商和发布用于报价的投标书——接下来的工作由所选的厂商实现。

同样，Omron Electronics的传感器市场经理David Grimmett说：“包装线的自动化必须强调公司的业务需求以及纯粹的技术问题。”他认为，用于自动化的成本需要5至10年的时间才能证明是合理的。“自动化的目标在于更快的投运以及用于短期生产的产品的快速转换。”

对于自动化系统的集成人员来说，在向客户发货之前，在中央实验室中建立原型生产线进行演示，这是正常的。

选择结构

P通过1块家用的电池LC仍然在包装线所有控制结构中占统治地位，然而基于软件和基于PC的控制呈上升趋势。Omron的Grimmett认为，PLC对PC的比例约是80对20。Bosch Rexroth也有相同的观点。对于前两代包装机的大量安装基础，估计基于PLC的结构仍保持胜过运动控制类型的结构，其比例大概为70比30。

Forte Industries的Tyng认为，控制结构的类型取决于谁将支持这个系统。一些用户对于PLC有着特别的偏爱。“它也取决于控制系统的复杂程度。如果不具备支持PLC的专长，那么PC控制就是你的选择，”他补充说。

直到最近采取的显示器前后有示波管型闪测仪、存贮示波管型闪测仪等等，PLC结构和HMI特性相结合在包装机领域中才比较明显。

“现在对于全电气化的机器，伺服控制的内容非常重要，以致用户主要关心这样的问题，例如‘我应该使用哪种运动控制器？’或‘控制器需要哪些接口？’”Bosch Rexroth公司的Throne说，PLC已成为可用于这一类全电气化机器上的附加选择，被降级到完成相对次要的控制任务。“但PLC仍然是满足客户提出的技术规格和要求的控制器”，他进行补充。Elau Inc.——专门从事控制第三代包装机解决方案的自动化技术公司——强调在过去的5年中注重包装自动化是提高各种不同机器生产量的原因。成功来自于使用伺服控制，在同一个处理器上集成IEC运动和逻辑控制以及OMAC（Open Modular Architecture Controls 开放、模块化结构控制）Plug-and-Pack Guideline(即插即封装导则)的各种不同的创新部件。

运动控制的作用

根据Bosch Rexroth 的经验，在当前出售的包装机中，30%~40%有伺服驱动和运动控制。令人吃惊的是，根据Throne所说，对于整个系统而言，第三代和第一代机器之间的成本差别相当小。部分的原因在于前者的机械部件减少了80%，而机械部件会带清洁工具来损耗和增加维护费用。Omron的Grimmett预计在新的包装设备中会有更高比例的伺服电机控制系统。

以前的包装“自动化”典型地使用一个具有变速箱、链条和滑轮等的主电机来传送动力和扭距到需要的地方。这也意味着转换的时间需要几个小时，例如改变纸箱包装机上纸箱的大小。“现在使用的（到伺服电机的）编码器反馈可以快速地调整导轨或其他包装机械的功能。”Grimmett解释说。

出乎工程人员的想象，对增强的运动控制来说，几乎没有什么限制。在采用先进技术的终点，有自动化的连接板，它拼接包装材料的一个滚筒到紧邻位置，因而操作员不需要停止机器的运行就能装载一个新的滚筒。伺服控制还能是什么影响试验机的性能与精度在生产线的尾端帮助包装物或瓶子进行定向以用于检验或粘贴标签。

视觉系统、传感器及其他

包装线的自动化程度日益增加，促使将机器视觉系统用于检验产品。因为视觉系统能检查产品的某种特性或检查产品是否到位与/或校正标签的位置。推动这股潮流的动力在于其成本更低，同时更多的用户对使用视觉系统的意识增强。

要求精密和可靠的应用系统是采用视觉系统的另外一个因素。药品包装的要求最高，需要加工过程100%的有效。“在加工过程中安装一个视觉系统，能发现并清除批量生产中不合格的产品。这相当于在过程中闭合了回路，”Omron的Grimmett说。

Grimmett解释，在一些包装应用中，对能感知到干净、清洁的物人物石雕体（如储物袋、瓶子等）的要求日益增强。一个产品例子就是Omron的E3Z-B后反射传感器，它能侦测到非常小的亮度变化。定制的光学和电子技术使具有这种先进水准的传感器成为可能。典型的应用是PET塑料瓶生产线，能够检查瓶盖和商标的位置。

Forte公司的Gealy说，触摸屏（显示诊断、重量标定的操作作员站）和类似的设备代表了自动化的另一个分支。对于操作员接口和显示器来说，关键是能过滤掉提供的大量数据并向用户传达最有意义的信息。在自动化过程中必须能识别对操作者是关键的图形和数据。（待续）