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上海欽順機(jī)械設(shè)備有限公司


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經(jīng)營(yíng)模式：生產(chǎn)廠家

商鋪產(chǎn)品：1009條

所在地區(qū)：上海上海市

聯(lián)系人：宋飛 （銷售部 銷售）

技術(shù)文章

基于組件的自動(dòng)化包裝系統(tǒng)

閱讀：2032發(fā)布時(shí)間：2012-3-5

　　基于組件的自動(dòng)化技術(shù)CBA（ComponentBasedAutomation）可以方便地建立起標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)離散控制和各機(jī)械間的通信。組件（component），比如一個(gè)機(jī)器人或整個(gè)生產(chǎn)線，就是把機(jī)械部分、電力電子器件和用戶程序三者的功能封裝在軟件中，定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。工廠各組件可作為獨(dú)立模塊預(yù)先組裝測(cè)試，之后在整個(gè)系統(tǒng)中輕松組裝，或在其他項(xiàng)目中重復(fù)使用。組件技術(shù)大大減少了工廠計(jì)劃、安裝和試運(yùn)行的時(shí)間。基于組件的自動(dòng)化技術(shù)可以通過PROFInet與工業(yè)以太網(wǎng)連接，更利于形成透明工廠。在現(xiàn)代工業(yè)中現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)是應(yīng)用的主流，基于組件的自動(dòng)化技術(shù)快速崛起。自動(dòng)化發(fā)展的方向是*的集成自動(dòng)化TIA（TotallyIntegratedAutomation），集成的不僅是硬件，還包括整個(gè)工藝流程。從CBA的技術(shù)特點(diǎn)分析，發(fā)展中的中國(guó)包裝業(yè)更適于采用組件自動(dòng)化技術(shù)。
　　
　　1中國(guó)包裝工業(yè)的現(xiàn)狀及分析
　　
　　中國(guó)的包裝工業(yè)在代改革開放以前長(zhǎng)期處于一種生產(chǎn)力水平低下、主體技術(shù)薄弱、規(guī)模過小、游離分散生產(chǎn)、企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平不高、國(guó)家投入不足的狀況，就行業(yè)的整體水平而言，部分企業(yè)仍然處于需要技術(shù)改造、技術(shù)創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、加強(qiáng)現(xiàn)代化管理以及體制轉(zhuǎn)軌的時(shí)期。
　　
　　隨著中國(guó)商品經(jīng)濟(jì)的繁榮與發(fā)展，人民生活質(zhì)量的提高以及生活節(jié)奏的加快，消費(fèi)者對(duì)微波食品、休閑食品、冷凍食品等方便食品的需求量越來越大。業(yè)內(nèi)專家指出，這種趨勢(shì)將加速速凍食品、方便食品包裝的需求；與此同時(shí)，政府提出了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展計(jì)劃，重點(diǎn)發(fā)展農(nóng)副產(chǎn)品深加工，而農(nóng)副產(chǎn)品深加工項(xiàng)目需要配套大量包裝生產(chǎn)；國(guó)家*員會(huì)將食品加工和包裝機(jī)械列為食品工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，進(jìn)入WTO后，中國(guó)主要出口產(chǎn)品的出口額每年可望增加80～100億美元。產(chǎn)品出口量的增加必將帶動(dòng)相應(yīng)產(chǎn)品包裝的增長(zhǎng)。
　　
　　此外，乳品及飲料行業(yè)近年已成為中國(guó)成長(zhǎng)性的行業(yè)之一。隨著人們對(duì)健康的日益重視，乳飲品產(chǎn)品品種及其配套包裝的產(chǎn)品品種層出不窮。同時(shí)，無菌灌裝技術(shù)、啤酒、牛奶的PET塑瓶包裝等技術(shù)正在被越來越多的廠家所看好和采用。
　　
　　這些都將給包裝行業(yè)的發(fā)展帶來廣闊的前景，今后較長(zhǎng)一段時(shí)間，食品與包裝機(jī)械的年增長(zhǎng)率可望超過12％。未來10～15年中國(guó)包裝行業(yè)將會(huì)有長(zhǎng)足的發(fā)展。
　　
　　2基于組件的自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)
　　
　　基于組件的自動(dòng)化CBA組合各個(gè)具有獨(dú)立控制能力的功能單元；它創(chuàng)建的具有獨(dú)立控制能力的運(yùn)行應(yīng)用程序，具有較高的可用性；通過用戶軟件定義的模塊易于重復(fù)使用；傳感器、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)節(jié)器可直接在OEM進(jìn)行模塊的預(yù)測(cè)試；可以顯著減少投運(yùn)時(shí)間，與傳統(tǒng)方法相比可節(jié)省10～15%的投運(yùn)時(shí)間；機(jī)器的組態(tài)易于形成標(biāo)準(zhǔn)的組件。
　　
　　2.1組件（Component）
　　
　　組件技術(shù)已成功應(yīng)用于IT領(lǐng)域。所謂“組件”就是實(shí)現(xiàn)基于開放標(biāo)準(zhǔn)的模塊化、分布式應(yīng)用的一種統(tǒng)一的軟件結(jié)構(gòu)，也就是將一個(gè)具有獨(dú)立工作能力的工藝模塊抽象成一個(gè)可以反復(fù)使用的“組件封裝”。對(duì)這樣一種組件建模為一個(gè)對(duì)象，并視其為一個(gè)黑匣子。
　　
　　在封裝時(shí)，定義了組件對(duì)外部的工藝模塊接口。在此接口上只可存取需要與其他組件發(fā)生交互作用的那些變量。在系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)階段，這些組件和它們的設(shè)備之間的通信關(guān)系由其接口和一個(gè)的應(yīng)用程序之間的組態(tài)連接進(jìn)行定義。這樣設(shè)計(jì)的組件可以獨(dú)立運(yùn)行，并且可以方便地與其他組件交換數(shù)據(jù)。
　　
　　組件技術(shù)使得成套裝備和機(jī)器模塊化，從而可重復(fù)使用該成套裝備和機(jī)器的組件，大幅度地降低工程設(shè)計(jì)成本。同時(shí)組件技術(shù)使安裝設(shè)備（應(yīng)用組態(tài)）之間的互連可以清晰地分離，從而在一個(gè)工廠中可以集成不同制造商的產(chǎn)品。
　　
　　創(chuàng)建組件的方法簡(jiǎn)單。首先，采用機(jī)器或設(shè)備有關(guān)的制造商的工具對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行編程和組態(tài)，可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的用戶程序，編程和維護(hù)人員可繼續(xù)發(fā)揮他們已有的技能。然后，使用軟件SimaticiMap封裝這些用戶軟件。這些組件描述會(huì)輸入到連接編輯器的組件庫內(nèi)。使用連接編輯器iMap，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可以將已創(chuàng)建好的組件互連，然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可以將連接的數(shù)據(jù)、代碼及組件的數(shù)據(jù)下載到各組件中去，這樣，機(jī)器之間實(shí)現(xiàn)了互相交流。
　　
　　2.2代理設(shè)備（proxy）
　　
　　代理設(shè)備將系統(tǒng)中所有的組件連接起來，完成對(duì)象之間的交互。代理設(shè)備將所掛接的設(shè)備抽象成為COM服務(wù)器，設(shè)備之間的交互變成COM服務(wù)器之間的相互調(diào)用。這種方法的zui大優(yōu)點(diǎn)就是可擴(kuò)展性好，只要設(shè)備能夠提供符合標(biāo)準(zhǔn)的COM服務(wù)器，該設(shè)備就可以在代理設(shè)備的系統(tǒng)中正常運(yùn)行（圖1）
　　
　　圖1.PROFInet與分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備
　　
　　2.3實(shí)現(xiàn)方法
　　
　　CBA的實(shí)現(xiàn)采用Profinet。Profinet在包裝業(yè)、煙草混合、復(fù)雜組裝生產(chǎn)線及物流系統(tǒng)中都得到了很好的應(yīng)用。Profinetv3提出了很好解決實(shí)時(shí)性的方案：SwitchedEthernet，為Profinet的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　
　　Profinet的基礎(chǔ)是組件技術(shù)，核心是代理設(shè)備。在Profinet中，每個(gè)設(shè)備都被看作一個(gè)具有COM（ComponentObjectModel即組件對(duì)象模型）接口的自動(dòng)化設(shè)備。在系統(tǒng)中通過調(diào)用COM接口來調(diào)用設(shè)備功能。組件模型使不同制造商遵循同一原則創(chuàng)建的組件之間能夠混合應(yīng)用，簡(jiǎn)化了通信編程。每一個(gè)智能設(shè)備中都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組件，智能設(shè)備的功能則通過對(duì)組件進(jìn)行特定的編程來完成。同類設(shè)備具有相同的內(nèi)置組件，對(duì)外提供相同的COM接口，為不同廠家設(shè)備之間提供了良好的互換性和互操作性。COM對(duì)象之間還可通過DCOM（DistributedComponentObjectModel即分布式組件對(duì)象模型）連接協(xié)議進(jìn)行互聯(lián)和通信。
　　
　　Profinet可將所有工廠自動(dòng)化功能甚至高性能驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用均包括在內(nèi)。開放式標(biāo)準(zhǔn)可適用于工業(yè)自動(dòng)化的所有相關(guān)要求:工業(yè)可兼容安裝技術(shù)、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理和診斷、實(shí)時(shí)功能、通過工業(yè)以太網(wǎng)集成分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，的集成或組態(tài)與制造商無關(guān)的工程等。
　　
　　Profinet符合已有IT標(biāo)準(zhǔn)，并支持TCP/IP，確保了公司范圍內(nèi)各部門間的通信交流?，F(xiàn)有技術(shù)或現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)與該一致性基礎(chǔ)設(shè)施在管理層面和現(xiàn)場(chǎng)層面均可集成。這樣，分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可通過Profinet與工業(yè)以太網(wǎng)直接相連。設(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一致性同時(shí)可確保整個(gè)生產(chǎn)廠的通信一致性（圖2）。
　　
　　圖2.PROFInet與過程自動(dòng)化
　　
　　包裝工業(yè)工序繁多，如分揀、貼簽、托盤裝運(yùn)、包裝和產(chǎn)品打包等，經(jīng)常使用不同制造商的機(jī)械組合成不同的生產(chǎn)線，快速響應(yīng)市場(chǎng)變化。在包裝業(yè)中使用基于組件的自動(dòng)化有利于包裝線的快速投產(chǎn)，節(jié)省時(shí)間和成本。為*的集成自動(dòng)化totallyintegratedautomation打下良好的基礎(chǔ)。

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