Дослідження та розробка комп'ютерно-інтегрованої системи керування пакувальною машиною

Abstract

Результати аналізу сучасних автоматизованих технологічних комплексів пакувального, машинобудівного, приладобудівного, переробного та інших виробництв засвідчують, що незважаючи на різноманітність продукції і технологій її виготовлення, розвиток автоматизації виробничих процесів має низку загальних тенденцій. Перша тенденція – застосування методу концентрації технологічних операцій під час створення автоматичного обладнання. Концентрація операцій в одній технологічній машині сприяє підвищенню її продуктивності, зумовлює невпинне збільшення розмірів технологічних комплексів. Концентровані технологічні операції стають дедалі більш багатоперехідними, об’єднуючи в одній технологічній машині різнотипні переходи механічної обробки, лиття, штампування, фасування, герметизації, складання тощо. Технологічні машини пакувального виробництва, наприклад, об’єднують операції виготовлення тари, переробки продукту та його дозування, пакування та герметизацію в тарі. Результатом впливу цієї тенденції розвитку є зниження надійності. Друга тенденція – зниження тиражності технологічних комплексів, які є часом навіть унікальними, через постійне зростання їх продуктивності, бо часто виникає ситуація, коли один-два комплекси можуть забезпечити потреби цілої галузі (сучасна обгортальна машина для кондитерських виробів може нарізати з карамельної маси до 1;8 тис. цукерок на хвилину, завернути і\та упакувати). Результатом впливу цієї тенденції розвитку є недостатність експлуатаційно-виробничої інформації про функціонування та надійність технологічних комплексів. Як наслідок цієї тенденції, дедалі більшого поширення набуває функціонально-модульний принцип побудови технологічних комплексів, що її декілька разів скорочує терміни проектування і виготовлений технічних засобів автоматизації, створює можливості для перекомпонування та переналагодження технологічних комплекті при зміні об’єкта виробництва. Третя тенденція – зростання ступеня модульності побудови технологічних комплексів завдяки дедалі повнішому промисловому виготовленню функціональних вузлів та окремих машин для вмонтування в автоматичні лінії, робота яких легко узгоджується при застосуванні мікропроцесорної техніки. Наведені вище тенденції добре простежуються в пакувальному виробництві, яке відображає загальний стан економіки, розвитку промисловості та сільського господарства будь-якої країни. Світовий ринок пакувальної техніки швидко розвивається, досягнувши в 2000р. обсягу близько 20 млрд. USD, майже 70 млрд. USD в 2023р., і прогнозовано досягне 98 млрд. USD у 2028 році. Сучасне пакувальне виробництво – це одна з найбільш динамічних галузей народного господарства України. Очевидно, що інтенсивний розвиток пакувального виробництва неможливий без його автоматизації. Великі інвестиції в створення кожної пакувальної машини ставлять перед виробником вимоги забезпечити її високу продуктивність, підвищити якість упаковок, знизити собівартість одиниці упаковки. Додатковим чинником, що пришвидшує автоматизацію процесів пакування, є вимоги постійного підвищення якості упаковок, особливо продуктів харчування. Якісна упаковка забезпечує привабливий вигляд і тривале збереження харчових продуктів без втрати їх споживчих властивостей. Сучасна автоматизована пакувальна техніка розвивається в напрямі створення високопродуктивних пакувальних машин, у яких часто об’єднуються декілька технологічних процесів, наприклад обробки продукту, виготовлення тари і пакування. Доцільність автоматизації пакувального виробництва посилюється, окрім економічних чинників, застосуванням у сучасних технологіях пакування спеціальних газових середовищ у зоні перебування та пакування продукту для його захисту від дії мікроорганізмів і кисню, підвищеною швидкістю маніпуляцій них рухів при пакуванні, застосуванням спеціальних фізико-хімічних впливів на продукт і тару. Через ці чинники людина не тільки не може переміщувати робочі органи пакувальної машини чи керувати нею, а й взагалі перебувати поблизу робочої зони. Виходячи зі ситуації на сучасному ринку пакованої продукції, можна вважати, що впровадження автоматизації в пакувальну галузь України зумовлене дією таких чинників: Швидке зростання обсягів пакованої продукції, забезпечити яке в умовах сучасного ринку можна тільки підвищенням продуктивності праці на основі автоматизації виробництва.