我國煙草包裝機械技術現狀
我國的煙草包裝機械主要是上海煙機公司生產制造。自1988年以來引進、消化、吸收了意大利GD和德國FOCKE等公司的包裝機組技術,縮短了與國外先進水平的差距,總體技術水平進步很快,現在能夠為各卷煙廠提供400包/分的ZB45硬盒包裝機組和ZB25軟盒包裝機組。以上兩種機型基本是引進GDX2/X1技術進行生產的,控制核心為MICROⅡ系統。它與較早的FZ控制系統比較,具有以下優點:具有高可靠性;配套齊全,通用性強;功能完善、實時性好,友好的人機界面;系統智能化;控制軟件功能強。從而提高了模塊和硬件靈活配置的可能性,增加了設備的自診斷功能,加快了控制器運行速度。但隨著工藝的提升,速度的提高以及信息化發展的需求,機器可靠性方面和控制系統顯得相對落后,因此又引進生產了ZB47和ZB48兩種機型。其中ZB47型硬盒包裝機組是引進意大利GD公司XC/C600/PACK-OW包裝機組技術生產的,機組額定產量為550包/分,2006年5月通過國家煙草專賣局技術鑒定。ZB47采用了交、直流伺服技術去掉了大部分的齒輪機構,簡化了機械結構,產品的技術性能、功能和水平都有很大升級。機組電氣的核心-MICROⅡ系統與PROFIBUS、PROFINET總線技術結合應用,并對人機界面提升優化,滿足高效、多功能、可靠、智能等要求。ZB48型硬盒硬條包裝機組是2009年9月引進德國FOCKE公司的FC800包裝機組技術生產,額定包裝速度800包/分。國內對于超高速包裝機組的研制剛剛起步,與國外存在一定的差距。ZB48包裝機額定生產能力為800包/分,控制核心為德國倍福的IPC技術即嵌入式工業控制計算機技術,通過工業以太網控制整個機組,大量采用Elau伺服電機簡化了機械結構,物料的檢測普遍廣泛采用視覺檢測裝置。IPC控制具有計算速度快、控制精度高、靈活多變、易于維護等優勢。
綜上所述,ZB45、ZB25在整機電控系統方面,仍然以GD公司早期自行開發的專用MICROII平臺,以及專用電路板組成,相對于傳統PLC具有較強可靠性,智能性。隨著微電子技術發展,高性能PLC和IPC的出現,MICRO-II顯得通用性差,技術水平相對落后。ZB45、ZB25系統采用專有的總線結構,不利于系統擴展和數據采集,不符合各煙廠信息化建設的要求。在傳動系統方面,還有很多采用直流變頻和直流伺服技術,由于直流變頻和直流伺服技術難度大、使用維護成本高昂,逐漸失去應用市場。取而代之的是采用交流變頻技術、交流伺服技術來控制電機運轉。自上世紀末以來,國內開始有廠家在卷煙廠進行GD系列的包裝機電控系統技術改造,主要采用了西門子PLC。2009年以來少數廠家采用倍福公司的IPC技術進行了主控系統的改造。在局部或專項改造方面,國內不少廠家開發了包裝質量在線檢測裝置如小包成像檢測、條包成像檢測、缺盒檢測等。這些改進對提高卷煙包裝質量起到了積極的推進作用。但以上裝置均采用外掛形式,與主控系統不能有機地融合為一體,不利于檢測與維修和生產數據的采集和統計。
我國煙草包裝機械行業與自動化技術應用
目前國外主要煙草包裝機械廠家在機組電控系統方面,已經選用德國倍福公司的IPC技術,如德國的FOCKEFX系列包裝機。同我國普遍使用的FZ、MICRO-II、PLC技術相比,IPC系統的平臺更開放,處理速度更快(最快處理周期可以達到50微秒)。應用IPC技術,在一個處理周期內就能將任務處理完,不需使用中斷處理,從而提高了系統的穩定性。
另外,國外最新推出的包裝設備,已經將在線質量檢測系統融入了設備總體設計中,與主機機械結構和主電控系統渾然一體,從而提高了系統的穩定性和可維護性。
總之,國內煙草包裝機械無論在包裝速度、主控系統平臺、各專項系統與主控系統融合上,均存在較大的差距。
節能、環保、安全是煙草包裝機械行業發展重點
節能主要是從工業活動前端提升能源和資源的有效利用率,從源頭減少能源的消耗;環保更多是后端處理,對工業活動日常產生的污染物進行處理后,然后排放到自然環境中。
在包裝機械節能方面,隨著電子齒輪伺服系統、能源綜合管理等新技術的出現與成熟,在機械傳動能量損失、加熱器等大功率器件無用功率的降低上,將是包裝機械節能的首要突破發展重點。
v環保方面,大范圍采用電子齒輪伺服傳動技術,減少以往因齒輪咬合傳動產生的噪音、減少粉塵、降低能耗。
安全方面,提高設備自動化、智能化和信息化程度,盡可能的減少操作人員干預、嚴格執行操作規范等都是安全生產的發展方向和必要手段。