食品包装机械的自动控制分析

吕天使

摘 要：市场经济背景下，竞争的日趋激烈使得商品不仅需要具备良好的质量，还必须具备能够吸引消费者的包装，而食品的包装同时关系着其自身的品牌形象以及卫生安全等。应用自动化技术，实现食品包装机械的自动控制，能够在保证食品安全和卫生的同时，提升生产效率。本文主要针对食品包装机械自动控制的必要性和实现途径进行分析。

关键词：食品包装；机械；自动控制

工业技术的飞速发展使得各类机械设备不断涌现，在取代人工，解放劳动力的同时，也推动了生产效率的不断提高。在食品生产领域，食品包装机械能够实现对于食品的充填、封口等包装环节，结合自动化控制技术，可以有效提高设备的生产率，满足人们日益增长的生活需求，需要相关技术人员的重视和深入研究。

1 食品包装机械自动控制的必要性

食品包装机械的主要作用，是完成全部或者部分食品商品的包装过程，如充填、裹包、封口、堆码等。现阶段，食品包装机械具有两个非常显著的特点，一是种类繁多，食品生产领域的包装机械在种类上已经超过了2000种，而且处于不断的更新换代中；二是结构复杂，想要实现对于食品的可靠包装，食品包装机械的必须具备精确的动作和灵敏的感应，因此对于机械的设计和制造均有着较高的要求。

与食品加工工业相比，食品包装机械尚处于起步和发展阶段，多数设备虽然生产效率得到了有效提高，但是与之相应的能耗也较高，而且稳定性差，在自动化控制方面应用较少，阻碍了其应用和推广。同时，伴随着经济的发展以及人们生活水平的提高，食品行业的发展空间越来越大，为了能够有效满足消费者的消费需求，食品包装机械必须能够满足以下几个方面的要求：

（1）更高的生产效率；

（2）良好的灵活性和柔性，可以根据产品的具体要求和包装材料，实现包装的标准化和规格化；

（3）良好的故障防范和应对能力；

（4）自动识别功能；

（5）绿色包装，确保食品的卫生与安全。

因此，实现食品包装机械的自动控制，是非常必要的。

2 食品包装机械自动控制的实现途径

食品包装机械自动化控制的实现，需要关注几个方面的问题：

2.1 控制方式的选择

与一般商品相比，食品的包装根据要求的不同，可以选择3种不同的控制方式，一是开环控制，主要是针对一些对于产品质量以及包装要求相对较低的包装机械，这种控制方式的可靠性较高，而且成本相对较低；二是闭环控制，与开环控制相比，主要是利用设置在机械不同位置的传感器设备，对各种信息进行收集，结合反馈的信息，通过控制器实现对于机械的自动化控制，包装质量更高；三是半闭环控制，同样是利用设置在机械上的传感器设备对其工作状态进行检测，不过检测到的信息仅仅是对设备工作状态的间接反映，如果产品对于质量和包装要求较高，则可以采用这种控制方式。

2.2 控制器的选择

在现有技术条件下，食品包装机械上采用的控制器大致可以分为以下几种：其一，继电器控制，即采用简单的继电器回路，结合相应的按钮实现对机械的操作和控制，这种控制器的柔性较差，而且需要人工控制，自动化水平低；其二，PLC控制，利用PLC自身的顺序控制和逻辑控制功能来实现机械设备的自动控制，结合良好的人际交互界面，便于操作，而且可靠性和灵活性更高，也是当前我国食品包装机械自动控制中较为常见的一种方式；其三，总线控制，利用DEVI-CENET等现场总线技术实现对机械的控制，可以实现设备的无人操作和自动运转，进一步提升设备的自动化控制水平。

2.3 驱动技术的选择

食品包装机械的结构非常复杂，整个包装过程包括了大量细微的动作，而且从包装的标准化和规范化以及生产效率等方面考虑，要求机械动作速度快，同时需要具备精确的位置控制以及不同部分的速度同步。在常规的食品包装机械中，多是利用主电机作为动力源，结合复杂的机械传动实现分动作，由分动作的组合完成包装，复杂的结构使得其非常容易出现故障和问题。而如果能够将更加先进的伺服驱动技术应用到食品包装机械中，对其传动装置进行精简，就可以有效减少故障的发生。例如，应用三轴联动或者多轴联动伺服驱动技术，可以极大地简化设备整体的机械传统机构，同时确保设备的稳定高效运行。实际上，在食品包装过程中，伺服驱动技术在产品输送、装卸、码垛、打标等环节都能够发挥良好的作用，也可以根据伺服驱动技术的不同，进行低、中、高档的划分，使得其能够与食品包装机械的控制方式相互对应，为设备的升级换代提供便利。

2.4 传感器的应用

对于机械设备而言，想要实现自动控制，就必然离不开传感器的支持，通过传感器检测到各种数据信息，实现机械各种参数的自动调整，从而保证食品包装的质量。例如，在饮料的灌装中，利用传感器反馈的信息，可以确保灌装量的统一，避免出现少灌或者浪费的情况；在冷却环节，结合温度传感器，可以实现对于温度的有效控制和调节。食品包装机械中常见的传感器包括电感传感器、压力传感器、温度传感器以及电容传感器等。

3 结语

总而言之，在当前市场经济背景下，实现食品包装机械的自动化控制是非常必要的，能够有效提高设备的生产效率，满足人们的不同消费需求。对于技术人员而言，应该及时更新观念，应用自动化控制技术，逐步实现食品包装机械的数控化、信息一体化以及故障诊断智能化，将数字化技术应用到机械设备的设计和研发过程中，推动设备的更新换代，最终实现食品包装机械的自动化、高效化和绿色化。

参考文献

[1]钟灵.浅谈食品包装机械的自动控制[J].中国包装工业，2015，（7）：60-61.

[2]聂学俊，熊光洁，汤晓华.食品包装机械的自动控制[J].食品科学技术学报，2013，31（5）：76-78.

（作者单位：商丘职业技术学院）