التحكم الآلي في آلات تعبئة المواد الغذائية

خلاصة: تساعد أتمتة آلات تغليف المواد الغذائية على تحسين إنتاجية المعدات، وتلبية احتياجات الناس المتزايدة للحياة، وضمان اتساق وسلامة تغليف المواد الغذائية. يشار إلى أنه لتحقيق أتمتة آلات تعبئة المواد الغذائية، فمن الضروري النظر في القضايا بما في ذلك وحدات التحكم وأجهزة الاستشعار وتكنولوجيا محرك المؤازرة وواجهة التفاعل بين الإنسان والحاسوب وتكنولوجيا الشبكات. في الوقت نفسه، من اتجاه تطوير أتمتة آلات تغليف المواد الغذائية، من الضروري تعزيز التحكم العددي للمعدات، وأبحاث المعدات حول تكامل المعلومات وذكاء تشخيص أخطاء المعدات.

تشير آلات تغليف المواد الغذائية إلى الآلات التي يمكنها إكمال كل أو جزء من عملية تغليف المنتج والمواد الغذائية. تتضمن عملية التعبئة العمليات الرئيسية للتعبئة والتغليف والختم والعمليات الأمامية والخلفية ذات الصلة، مثل التنظيف والتكديس والتفكيك. بالإضافة إلى ذلك، تتضمن العبوة أيضًا قياس أو معالجة ختمين في العبوة. تتميز آلات تعبئة المواد الغذائية بخصائصها الخاصة: 1) مجموعة واسعة ووظائف مختلفة وتحديث سريع. في الوقت الحاضر، بلغ عدد آلات التعبئة والتغليف في العالم حوالي 2000، وهذا لا يشمل بعض الآلات المساعدة وآلات مواد التعبئة والتغليف، وآلات تجهيز التعبئة والتغليف. مع الزيادة المستمرة في المنتجات الاجتماعية، وتحول مواد التعبئة والتغليف وتكنولوجيا التعبئة والتغليف، يتم تحديث القسم الرياضي لمؤسسات التعبئة والتغليف بسرعة وتطويره إلى مستوى أعلى من التكنولوجيا. 2) آلات التعبئة والتغليف معقدة وتتطلب حركة دقيقة وعمليات عديدة وسرعة عالية. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على أدائها الهيكلي (مثل الحجم والشكل ومواد التعبئة والتغليف وجودة العبوة والتغليف: الفن، وما إلى ذلك) تم تصميم آلات التعبئة والتغليف وتصنيعها بمتطلبات عالية (مثل الدقة والصلابة والتآكل مقاومة).

1 ضرورة التحكم الآلي في آلات تعبئة المواد الغذائية

صناعة آلات المنتجات والتغليف موجودة في الصناعة منذ أكثر من 20 عامًا، مقارنة بصناعة المواد الغذائية، أو صناعة جديدة. في الوقت الحاضر، مجموعة شركات آلات تغليف المواد الغذائية المحلية وإنتاجية الميكاترونكس منخفضة، ومعظم شركات آلات تغليف المواد الغذائية تنتج بشكل أساسي آلة واحدة، وكفاءة إنتاج منخفضة، واستهلاك مرتفع للطاقة، وضعف الاستقرار والموثوقية، وتكنولوجيا تحكم أقل وتطبيقات تكنولوجيا الأتمتة. هذه السنوات هي فترة التطور السريع للتكنولوجيا في العالم. يتم تطبيق التقنيات الجديدة باستمرار في الصناعة. أساس الصناعة المحلية ضعيف، وقوة التكنولوجيا والبحث العلمي غير كافية. تطورها متخلف نسبيًا، مما أدى إلى جر صناعة المواد الغذائية والتعبئة والتغليف إلى حد ما. الأرجل الخلفية. مع التحسن السريع في مستويات معيشة الناس، أصبح تطوير صناعة المواد الغذائية ضخمًا بشكل متزايد. من أجل تلبية طلب المستهلك المتغير باستمرار، تم طرح المتطلبات التالية لآلات تعبئة المواد الغذائية: 1) كلما زادت كفاءة الإنتاج لآلات تعبئة المواد الغذائية، كلما كان ذلك أفضل. 2) تتمتع آلات تعبئة المواد الغذائية بمرونة ومرونة عالية، والتي يمكن أن تضمن بشكل فعال أن آلات التعبئة والتغليف يمكنها توحيد وتوحيد التغليف وفقًا لمتطلبات المواد المعبأة ومواد التعبئة والتغليف، وتلبية متطلبات التعبئة والتغليف. 3) يجب التخلص بسرعة من فشل آلات تعبئة المواد الغذائية أثناء عملية العمل. 4) آلات تغليف المواد الغذائية لديها وظيفة تحديد تلقائي. 5) يجب أن تحقق عملية التعبئة والتغليف لآلات تعبئة المواد الغذائية التغليف الأخضر. 6) التأكد من سلامة ونظافة عملية إنتاج وتعبئة المواد الغذائية.

وبالتالي، فإن أتمتة آلات تعبئة المواد الغذائية، وخاصة خط التعبئة الأوتوماتيكي بدرجة عالية من المرونة، لا تعكس تطور الإنتاج الحديث فحسب، بل يمكنها أيضًا تمكين المؤسسات من الحصول على فوائد اقتصادية ضخمة. 

2 طرق تحقيق التحكم الآلي في آلات تعبئة المواد الغذائية

يمكن لتكنولوجيا الأتمتة أن تحسن بشكل فعال القدرة التنافسية لآلات تغليف المواد الغذائية في الداخل والخارج، وهو أمر له أهمية كبيرة لتطوير آلات تغليف المواد الغذائية في الصين، وهو السبيل الوحيد لتطوير الصين& #39;آلات تعبئة المواد الغذائية 

2.1 طريقة التحكم في آلات تغليف المواد الغذائية

من الإنتاج إلى تعبئة المواد الغذائية، يمكن أن تعتمد العملية برمتها ثلاثة أنواع من طرق التحكم: التحكم في الحلقة المفتوحة، وآلات تعبئة المواد الغذائية ذات جودة المنتج ومتطلبات التعبئة والتغليف المنخفضة، ويمكن استخدام هذه الطريقة. التكلفة المنخفضة والموثوقية العالية هي مزاياها. التحكم في الحلقة المغلقة، باستخدام أجهزة استشعار مختلفة مثبتة على آلات تغليف المواد الغذائية للكشف عن حالة عمل الجهاز، وإرسال المعلومات المكتشفة إلى وحدة التحكم في الجهاز لتحقيق التحكم في الحلقة المغلقة. بالنسبة لآلات تعبئة المواد الغذائية ذات جودة المنتج العالية ومتطلبات التعبئة والتغليف، يمكن استخدام هذه الطريقة. التحكم في الحلقة شبه المغلقة، باستخدام أجهزة الاستشعار المثبتة في مواقع معينة على آلات تغليف المواد الغذائية للكشف عن حالة عمل المعدات، وهذه المعلومات المكتشفة تعكس فقط حالة عمل المعدات بشكل غير مباشر. بالنسبة لآلات تعبئة المواد الغذائية ذات جودة المنتج العالية ومتطلبات التعبئة والتغليف، فإن التحكم في الحلقة شبه المغلقة هو الخيار الرئيسي 

2.2 التحكم في آلات تعبئة المواد الغذائية

لقد تم تطبيق منتجات التحكم الآلي تدريجيًا في صناعة آلات تعبئة المواد الغذائية. بقدر ما يمكن تقسيم وحدات التحكم المستخدمة حاليًا في آلات تعبئة المواد الغذائية إلى الفئات التالية، ':1) يتم استخدام دائرة ترحيل بسيطة، ويتم التحكم في الجهاز عن طريق الأزرار، ويتم إصلاح وظيفة الجهاز، المرونة ضعيفة، ومستوى الأتمتة منخفض. . 2) باستخدام وظائف التحكم التسلسلي والتحكم المنطقي القوية لوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) للتحكم في آلات تعبئة المواد الغذائية، تم تحسين موثوقية ومرونة المعدات بشكل كبير؛ في الوقت نفسه، من أجل تسهيل تشغيل المشغل للمعدات، واعتماد الواجهة الرسومية التفاعلية للآلة البشرية (HMI)، والتفاعل الجيد، تم تحسين مستوى التشغيل الآلي لآلات تغليف المواد الغذائية بسرعة، وهي أيضًا طريقة مستخدمة على نطاق واسع في آلات تغليف المواد الغذائية المحلية. 3) إن نضج تكنولوجيا الناقل يجعل من الممكن استخدام تكنولوجيا ناقل المجال مثل PROFIBUS-DP، وCC-LINK، وDEVI-CENET، وتقنية الإدخال/الإخراج عن بعد، وتكنولوجيا اتصالات الشبكة في آلات تعبئة المواد الغذائية. وهذا يرفع مزايا منتجات الأتمتة إلى حد ما، مما يسهل التشغيل غير المأهول لخط الإنتاج بأكمله والاتصال السلس لنقل واختبار المعدات. 4) استخدام الكمبيوتر كجهاز التحكم الرئيسي، وPLC وأجهزة الكمبيوتر الصناعية الأخرى كوحدة تحكم ميدانية لإدارة المعدات.

في الوقت نفسه، فإن تطبيق تقنية PackML في آلات تعبئة المواد الغذائية يجعل تكنولوجيا أتمتة آلات تعبئة المواد الغذائية أكثر توحيدًا، وتوحيد واجهة التحكم، وتحسين مرونة المعدات والقدرة على التكيف في السوق. 

2.3 تكنولوجيا القيادة في آلات تعبئة المواد الغذائية

تتميز آلات تعبئة المواد الغذائية بالعديد من الإجراءات والحركات الدقيقة والسرعات العالية، ويجب تنسيق كل حركة أثناء عملية تشغيل المعدة من أجل تحقيق التحكم الدقيق في موضع المعدة ومزامنة السرعة الصارمة لكل جزء. تستخدم آلات تغليف المواد الغذائية التقليدية عمومًا محركًا رئيسيًا كمصدر للطاقة، من خلال ناقل حركة ميكانيكي معقد، لتحقيق كل إجراء فرعي. الهيكل الميكانيكي بأكمله مرهق للغاية، ومعدل الفشل مرتفع، ومن الصعب صيانة المعدات أو إصلاحها. إن تطبيق تكنولوجيا القيادة المؤازرة المتقدمة على آلات تعبئة المواد الغذائية يمكن أن يؤدي إلى تبسيط النقل الميكانيكي للمعدات بأكملها. على سبيل المثال، فإن تطبيق تكنولوجيا القيادة المؤازرة ذات الارتباط ثلاثي المحاور أو الارتباط متعدد المحاور على آلات تغليف المواد الغذائية لا يضمن فقط التشغيل الموثوق والفعال للمعدات، ولكن أيضًا يبسط آلية النقل الميكانيكية للمعدات بأكملها. تشمل المحركات المؤازرة المستخدمة بشكل شائع في آلات تغليف المواد الغذائية المحركات المتدرجة ومحركات التيار المستمر ومحركات التيار المتردد. يمكن تحقيق التحكم في سرعة المعدات من خلال تقنية التقسيم الفرعي للمحركات المتدرجة، وتقنية PWM لمحركات التيار المستمر، وتقنية تحويل التردد لمحركات التيار المتردد.

تُستخدم تقنية المحرك المؤازر بشكل أساسي في نقل الطعام، التحميل والتفريغ، النقل على منصات نقالة، إزالة المنصات، وضع العلامات وغيرها من العمليات. وفقا لتكنولوجيا محرك المؤازرة المستخدمة في آلات تغليف المواد الغذائية، يمكن تقسيمها إلى درجات عالية ومتوسطة ومنخفضة، والتي تتوافق مع طريقة التحكم المعتمدة من قبل آلات تغليف المواد الغذائية، وهو مفيد لترقية المنتج لآلات تعبئة المواد الغذائية 

2.4 أجهزة الاستشعار على آلات تعبئة المواد الغذائية

لأتمتة آلات تعبئة المواد الغذائية، من الضروري تركيب أجهزة استشعار على المعدات. على سبيل المثال، في المراقبة والتعبئة والتغليف والخلط والمعالجة والتبريد والتدفئة والتنظيف والتعبئة وغيرها من العمليات لصهاريج تخزين المواد الغذائية والمشروبات، يتم استخدام أجهزة الاستشعار. تشتمل المستشعرات المطبقة على آلات تعبئة المواد الغذائية على أجهزة الاستشعار الحثية، وأجهزة استشعار الضغط، وأجهزة الاستشعار الكهروضوئية، وأجهزة الاستشعار السعوية، وما إلى ذلك. 6-7. مجال الميزان المركب في قوانغدونغ، هناك مؤسسة تصنيع واسعة النطاق، وهي شركة ذكية للآلات المحدودة. شركة Guangdong Kenwei Intellectualized Machinery Co.,Ltd.، يتم استخدام عرض خط إنتاج المؤسسة هذا وعمقه، مثل الأنواع الأربعة المذكورة أعلاه من أجهزة الاستشعار في خط الإنتاج، وكل فئة أكبر باستخدام السعة 

3 اتجاه تطوير أتمتة آلات تغليف المواد الغذائية 

3.1 التحكم العددي لآلات تعبئة المواد الغذائية

من خلال تطبيق التجربة الناجحة في تطوير أدوات آلة CNC لتصميم وتطوير آلات تعبئة المواد الغذائية، باستخدام التحكم الرقمي، يمكن لبرنامج التطبيق التحكم في عملية التعبئة والتغليف وإجراءات التعبئة والتغليف لآلات تعبئة المواد الغذائية، وتحسين المرونة والقدرة على التكيف في استخدام المعدات، والمساعدة في لتحسين الغذاء. قيمة المعدات لآلات التعبئة والتغليف 

3.2 تكامل المعلومات لآلات تعبئة المواد الغذائية

لقد تم استخدام تقنية CAD على نطاق واسع في الهندسة. إن تطبيق تقنية CAD على آلات تعبئة المواد الغذائية يمكن أن يؤدي إلى تقصير دورة تصميم وتطوير المعدات بشكل كبير. في عملية التصميم، يمكن تطبيق بيئة العمل، مع الأخذ بعين الاعتبار راحة الأشخاص في التشغيل والتصميم المتكرر. النتائج تم استخدام برنامج CAE لتحسين الأداء والهيكل لتلبية متطلبات حماية البيئة الخضراء. تم استخدام تقنية CAPP لتوحيد الأجزاء المختلفة للمنتج، وترميز الأجزاء، ومعالجة المعالجة لكل نوع من الأجزاء. في قاعدة المعرفة، في عملية تصنيع المنتج، يمكن تطبيق تقنية CAM لمحاكاة عملية تصنيع الأجزاء وإنشاء رمز التصنيع NC، لتحقيق التصنيع الافتراضي للمنتج أو لتطبيق معدات التصنيع السريعة من تكنولوجيا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. يمكن توحيد آلات ومعدات تعبئة المواد الغذائية بدءًا من طلب السوق والأبحاث وحتى عملية إصلاح وصيانة المعدات النهائية في CIMS. إن استخدام تقنية CAX في آلات تغليف المواد الغذائية يساعد على التكيف مع احتياجات السوق السريعة والمتغيرة باستمرار 

3.3 مراقبة آلات تغليف المواد الغذائية وتشخيص الأخطاء بشكل ذكي

من أجل تحسين أتمتة آلات تعبئة المواد الغذائية وضمان استخدام وإنتاجية المعدات، من الضروري إنشاء نظام لتشخيص الأخطاء ومراقبتها لآلات تعبئة المواد الغذائية. على أساس المجموعة الواسعة من ظواهر الأعطال وأسباب الأعطال ومواقع الأخطاء التي تحدث أثناء تشغيل المعدات، تم إنشاء نظام تشخيص الأعطال للمعدات. مراقبة المعدات في الوقت الفعلي باستخدام نظام مراقبة دمج المعلومات متعدد أجهزة الاستشعار. عندما يتم اكتشاف المشكلة، يمكن استخدام نظام تشخيص أخطاء المعدات لمساعدة المستخدم بسرعة على تحديد الخطأ وحله من خلال الجمع بين التفكير المتقدم الذكي والتفكير العكسي. يمكن للمؤسسات بسهولة تحقيق المراقبة عن بعد وتشخيص أخطاء المعدات والإزالة التلقائية باستخدام تكنولوجيا الشبكة، وتقليل المشاركة اليدوية، والتأكد من عدم وجود اتصال بشري وتلوث في إنتاج آلات تغليف المواد الغذائية، وجودة المنتج موحدة وموحدة. الصحة والسلامة. في الوقت نفسه، من خلال الشبكة التجارية الحالية، يمكن لمصنعي المعدات بسهولة تحقيق مراقبة وتشخيص وتعديل خط الإنتاج في أماكن مختلفة، وتحسين القدرة التنافسية لمنتجاتهم في السوق. 

4 الاستنتاج

في نهاية المطاف "الخطة الخمسية الثانية عشرة" في هذه الفترة، من المتوقع أن تتجاوز قيمة الإنتاج الإجمالي لآلات تعبئة المواد الغذائية 400 مليار يوان. وراء التطور السريع لآلات تعبئة المواد الغذائية، يتم استيراد عدد كبير من المعدات ذات التقنية العالية. لذلك، في التصميم المستقبلي لآلات تعبئة المواد الغذائية، ينبغي الاهتمام بتحسين مستوى التشغيل الآلي للمعدات وتطبيقه بشكل كامل في الهيكل الميكانيكي للمعدات. تعمل تقنية التحكم المتقدمة ومحرك المؤازرة على دمج التكنولوجيا الرقمية في نظام R&د وعملية تصنيع المعدات لتحقيق الأتمتة الكاملة والكفاءة العالية وتوفير الطاقة وتخضير المعدات.