自动化包装机械控制系统的设计方法初探

自动化包装机械控制系统的设计方法初探

张洪东

张洪东

哈尔滨博实自动化股份有限公司黑龙江省哈尔滨市150078

摘要：近年来，随着经济技术的发展，自动化技术在机械生产行业中得到了广泛应用。基于此，本文对自动化技术的分析，主要从自动化包装机械控制系统的设计方法层面进行探究，实现自动化技能够充分发挥优势，促进社会生产力水平的提升。

关键词：自动化；包装机械；控制系统；设计方法

1.自动化包装设备控制系统现状综述

1.1集中式控制系统概述及其适用性分析

集中式控制系统，即控制中枢只有一个，即为核心的综合控制系统，整个包装设备使用过程中所有的控制命令均由中央控制单元来完成。集中控制系统主要由中央控制单元、传感器、伺服轴、控制网络组成，中央控制单元内部能够分别进行运动轨迹计算和多轴联动计算，控制网络将中央控制单元与传感器以及伺服轴连接起来，从而使得中央控制单元能够从传感器获得有效的数据进行运算支撑，得到结果后下达控制命令，控制命令通过控制网络传达伺服轴完成控制过程。集中式控制系统是当前大部分包装设备控制系统所采用的系统，集中式控制系统具有结构简单的优点，数据只需要在传感器、中央控制单元、伺服轴之间不断进行穿梭即可完成整个控制过程，但是中央控制单元需要完成的工作比较复杂，因此控制算法需要不断完善。这里以上海菱电自动化有限公司对FX06-60MRPLC包装设备的控制系统的研究为例，这是一个典型的集中式控制系统的包装设备，上位机在内部就是作为控制中心的，上位机能够通过传感器和驱动轴控制整个设备的控制过程。

1.2分布式控制系统概述及其适用性分析

分布式控制系统，顾名思义，其并没有绝对核心的控制单元，而是将控制系统的驱动单元分别分散在每个伺服轴上。分布式控制系统，一般会提供一个统一的人机交互界面，但是其运算核心处于各个驱动单元中，每个驱动单元都有与之对应相连的伺服轴和传感器。在包装设备运行过程中，各个驱动单元将控制任务进行分配，驱动单元之间可以通过控制网络进行沟通，进而协调控制伺服轴完成整个控制过程。分布式控制系统的可靠性比较高，且能够完成多轴的控制工作，我们的化纤企业在进行大规模施工的过程中采用分布式控制系统是比较合适的。这里介绍欧姆龙公司的Sysmac自动化控制系统，这个系统广泛在包装设备控制系统中进行应用，其组成部分是NJ控制器和Ether-CAT控制网络组成，在工作的过程中，EtherCAT控制网络能够精确的使得NJ控制器之间同步进行工作，使得包装轴的位置在系统中清晰可见，最大限度的减少了误差的产生。

2.自动化包装机械控制系统设计方法与应用探究

2.1程序关联性控制方法

程序关联是自动化包装机械控制系统的主体部分，在系统运作过程中，主要负责物品包装机械的命令传输与掌控。我们可以将自动化机械控制系统的这部分设计，理解为人的头部。通常而言，自动化包装程序，以产品包装输出的第一环节为核心，构建程序关联性控制包装数据库，并在此基础上，逐一进行机械包装装置信息的综合处理。举例来说，某类产品的包装形状为矩形，且该物品的包装需要经过初步物品包装处理和礼盒包装处理两部分。实行后期处理时，自动化关联程序，就会按照关联数据库中信息，设定这类产品包装的程序分为：物品审核、初期包装处理、商品归纳、以及二次包装审核四步骤。程序关联的确定代码为“M”，问题代码为“Y”。这一程序实践过程中，机械处理系统的整体程序执行“recycle”、“if……end程序”、以及“inspection”命令。如果自动化机械程包装处理时，物品样式审核通过，则程序就会向下一环节发送“M”，下一部分的关联环节自动启动；反之，如果程序发送的数据为“Y”，则下一环节将暂时性停止工作，重新进行样品审核检查。

2.2模块化机械控制装置

模块化机械装置控制结构，是自动化包装机械控制系统的核心部分。模块化在主体关联结构的基础上，更进一步实行模块包装环节的细化。首先，模块化依据机械包装的基本环节，实行包装环节的内部程序的细分。其次，各个模块之间又通过关联代码相互协调运作，从而实现了自动化包装机械控制系统的灵活运用。举例来说，某企业主要生产糕点礼盒，其加工环节主要分为：礼盒设计模块、原料裁剪模块、礼盒拼装模块、以及礼盒封装模块四部分。企业运用自动化机械装置进行包装时，礼盒设计模块采用图像处理技术，假定本次礼盒为12cm×15cm×10cm，系统进行设计时，分别预留出10cm-20cm的理礼盒计算空余，进行礼盒颜色、形态、图案绘制分析；原料裁剪模块、拼装模块，运用CAD制图程序，进行礼盒包装样式的进一步裁剪、处理；礼盒封装模块，运用控制对象指令操作信息，逐一对外部机械传送带的传送情况作出判断，系统执行Y=CAB的运算公式，其中C为礼盒长度，A为礼盒宽度，B为礼盒高度的程序执行命令，如果封装检验合格，包装结构将执行reput“输出”，否则将执行recycle“转回”命令，需要人工进行问题检验。我们从案例中给予的各个模块实践主要程序介绍发现：自动化控制装置下的机械控制装置，分别在主干控制程序的基础上，又建立起独立的模块运转“指挥”程序。当自动化包装结构进行命令解析的过程中，也将实现机模块控制装置的综合式调整，确保自动化机械装置各个部分的连贯式做功。

2.3微调整处理结构

自动化包装机械控制系统设计中的微调整处理结构，也是自动化包装结构灵活运转的保障。一方面，我们在以上模块分析章节中可知，模块加工处理时，会将最后封装不合格的产品直接清理出来，需要人工手动进行调整，这类产品是自动化机械已经进行系统微调后，依旧不合格的产品，而本节所说的机械生产自动化微调，是指在模块运行的过程中，产生的不会对包装产品运作产生较大影响的问题。例如：包装图案印刷过程中，logo印刷的位置调整、外包装盒子内部多余、或者部分残缺等细小问题，自动化程序的包装综合处理，能够保障现代包装物品经过简单的程序检验调整，达到标准化的状态。另一方面，自动化包装机械控制系统的微处理结构，能够对外部机械工作的速率进行自我调整。

3.结束语

控制技术作为包装机械最核心的技术,要使得包装机械能够顺利的发展,首先就要考虑控制技术,在进行设计的过程中就应该将控制技术融入到设计当中。同时,要将控制技术非常好的融入进包装机械是在进行包装机械设计时必须要重视的问题。

参考文献：

[1]王舒祺.现代有轨电车交叉路口优先控制管理方法研究综述[J].城市轨道交通研究,2014,06

[2]吴其刚.现代有轨电车系统发展的重难点及对策研究[J].铁道工程学报,2015,03