包装自动化应用设备的分类及其主要参数

自动控制系统可以从不同的角度进行分类。

(一)．按输入量变化规律分类

1．恒值控制系统

所谓恒值就是恒定给定值的简称。系统的给定值不变，并且要求系统的输出量相应地保持恒定。包装过程中有些参数要求保持在一个正常标准值上不变，这个正常标准值就是给定值。如温度控制、物料的重量控制、流量控制等就是这样的系统。

2．程序控制系统

系统的给定值是一个事先确定的时间函数，按一定规律变化，系统的任务是使被控制量以一定的精度按给定规律变化。一个典型的例子是程序控制机床的控制系统。

3．随动控制系统

随动控制系统也称跟踪控制系统。这类系统的特点是给定值在不断变化，且变化规律是未知的。控制系统的目的是使被控参数快速地、准确地跟随给定值变化。随动控制系统在包装过程中应用也很多，如物料自动称重系统即可看成是一个随动控制系统，指示器显示值严格地、及时地跟随输入(物料的重量变化而变化)。

(二)按有无反馈环节分类

1．开环控制系统

如果系统的输出端与输入端之间没有反馈回路，输出量对系统的控制作用无影响，这样的系统称为开环控制系统。的电机调速系统即为开环控制系统。当给定电压改变时，电机转速也跟着改变，而转速的变化对控制不起作用。这种系统经受不住负载转矩变化对转速的影响。开环系统结构简单，不存在稳定性的问题。但受干扰影响较大，控制精度取决于各环节的精度和干扰的大小，通常较低。由于步进电机采用脉冲电流驱动，且在一定频率范围内不会出现丢步现象，故采用步进电机驱动的包装设备，大多采用开环控制。

2．闭环控制系统

系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制作用有直接影响，这样的控制系统称为闭环控制系统。闭环的作用就是应用反馈来减小偏差，通常闭环系统控制精度高。但闭环系统比开环系统复杂，而且存在着稳定性问题，即系统输出量远离恒定的给定值或不能跟随输入量的变化，使系统处于不稳定的状态。因此设计闭环系统时要根据具体要求进行选择。闭环控制系统在包装过程中得到广泛的应用。

(三)按系统的反应特性分类

1．连续控制系统

系统中的参数变化都是连续的，即系统的信号传递和被控制对象的反应是不间断的连续量或模拟量。前面提到的温度控制、电机调速系统都属于连续控制系统。按系统的输出量与输入量间的关系，这类系统又可分为：

(1)线性控制系统系统由线性元件组成，各个环节都可以用线性微分方程来描述，满足叠加原理，即几个扰动或控制作用同时作用于系统时，其总效果等于各单个作用引起的效果之和。

(2)非线性控制系统系统中某些环节具有非线性性质，如出现饱和、死区、摩擦等。这样的系统往往要采用非线性微分方程来描述，不满足叠加原理。

2．断续控制系统

断续控制系统也称离散控制系统，系统内部信号是断续量，其中又可分为：

(1)采样控制系统其特点是将被控制的连续模拟量通过采样装置以一定的频率采样，转换成数字量送入计算机或数控装置，经数据处理或运算后，输出控制指令，通过数模转换成模拟量去控制被控制对象。采样频率往往远高于对象的变化频率。

(2)开关控制系统由开关元件组成的断续工作的控制系统。由于开关元件只有“接通”与“断开”两种截然不同的状态，不能连续反映控制信号的变化，因此系统所能实现的控制必然是断续的。常见的继电器接触器控制系统，可编程序控制器系统等都属于开关控制系统。同样开关控制系统有开环、闭环两种。开环的开关量控制理论基础是逻辑代数。

(四)按生产工艺参数分类

按被控工艺参数，可分为温度控制系统、位置控制系统、流量控制系统、速度控制系统等。

自动包装设备是自动机械的一种，其结构组成与其他自动机械一样，由原动机、传动机构、工作机构和控制装置四大部分组成。区别于其他自动机械的基本部分是自动包装设备的工作机构，它借助于控制装置，自动完成包装生产过程的各种作业。如被包装物料的进给、分拣、计量、装填，包装材料和容器的传送、定向排列、定位、分离及成形制袋，包装材料的粘合干燥、整形、封切、转位传送、排出包装成品，以及在包装作业过程中进行重量、位移或位置、数量、温度、压力、速度等物理参数检测、包装成品质量检测、剔除废品以及系统的故障报警等一系列工艺操作和辅助操作。由于包装品的种类繁多，自动包装设备的功能各种各样，实现其功能的设备、工艺操作的繁简程度也千差万别。

设计自动化技术可以应用在航空、航天等行业复杂产品的研制设计过程。基于设计自动化技术研发的SYSWARE工程中间件平台，已经用于航天、航空、船舶、导弹、发动机、电子、核工业等多个领域、多个型号研制中得到应用。

在现代科学技术出现科学与技术相互渗透和融合、各专业之间互相交叉和合作及科学技术发展全球化、科技与经济发展趋向一体化的形势下，自动化科学技术应与当代重要技术融合，求得自身的创新和发展，全自动化产业革命也要得到各科学技术门类的支持，共同完成人类的第三次产业革命。

在新世纪里，先进制造与自动化技术以外，还有生物技术、现代农业技术、海洋资源开发技术、现代交通运输技术、航天航空技术、现代信息技术和通信技术、激光技术、环境保护技术、能源技术、材料技术、纳米技术等12项重要技术，现仅结合自动化技术作一综述。

生命科学发展至今，已经有了适用成果，形成生物技术。现代生物技术主要指基因工程、基因工程药物、转基因食品、生物克隆技术，加上传统生物技术中的发酵工程等，都需要自动化技术与之配合;特别是人类基因组计划、DNA芯片(基因芯片)及生物信息学带有科研性质的技术和产业，是生物科学与信息科学相结合的产物，其经济价值很高，而且各种基因工程、生物工程中的操作设备，分析仪表和环境保证等应用设备，既有科研价值，又有生产价值，我们要在引进吸收的基础上，充分利用先进制造技术，开展这个领域的仪器设备的研制工作。

现代农业技术与自动化技术在新世纪里，将会紧密结合，在农业机械化基础上，将发展“精细农作”，在先进温控及自动灌溉等技术基础上将发展新温室技术、工厂化的农业、无土栽培及工厂化的养殖业。

现代交通运输自动化技术中，自动化技术的运动控制技术将发挥巨大作用。由于国情，我国铁路运输将会有更大发展，铁路提速为车辆、铁路、调度、安全、管理等方面带来不少的课题，在借鉴国外技术的基础上，已有所创新，如在铁路信号自动化专业采用轨道电路叠加应答器，构成先进的控制系统，为安全提速做贡献。公路运输及城市交通，现在及今后相当长时间内，将会因小轿车等的发展而成为人们非常关注的话题，智能交通运输系统(Intelligent Trans-portation System-ITS)将成为自动化技术中的热点，它将反过来促进离散事件动态系统课题的科研工作，促进运筹学的应用，促进人工智能技术发展等。

现代信息和通信技术与自动化技术息息相关，计算机技术和网络技术的发展，使自动化系统底层通讯争论多年的现场总线技术将会有所改观，使CIMS,CIPS系统扁平化成为现实;使人机界面更加友好，真正做到低成本自动化的时候将会提前来到。光学技术(光通信和激光)的发展已为信息技术和自动化技术带来巨大的变化，在新的世纪里还会有更大的发展。

环保技术和能源技术的发展，除去能为自动化产业带来巨大的市场以外，在新世纪里，也将对自动化技术提出许多新课题。切尔诺贝利核电站的一声巨响，警示人们要使操作人员不能有一点失误，有了失误，也应有挽回损失的措施，这就要深人研究人机工程学和计算机仿真技术;我国是一个产煤大国，洁净煤技术很重要，自动化技术在上世纪是从控制锅炉燃烧起步的，到上世纪末，对循环流化床燃烧(CFBC)控制技术正在推广，现在又增加一体化煤气化联合循环(IGCC)技术，另外，行之有效的并联串级交叉的自动燃烧控制等常规控制技术还需要大力推广……所以控制技术实用化任务很繁重。节能的任务，任重道远，这是自动化技术不可推卸的重任。

能源的生产、传输、贮存、转换、终端使用诸方面，只要有一项突破就会为人类造福，使科技和生产力突飞猛进。

半导体材料、光电子材料(激光材料、光存储材料、光电子控制元件材料)和导电高分子以及纳米技术，与现代信息科学技术关系密切，它将对检测、存贮、机器人等方面产生影响。

住宅以优美的曲线与环境融为一体。多种建筑形式为居住者提供众多选择。住宅的外墙面将是活性的：室外温度越高，室内越凉快。住宅采用新型增强混凝土及其它新材料的预制件建筑，外涂抗风化侵蚀的涂层。这种结构可把地震、飓风和火灾的破坏减至最小程度。维纳斯方案代表一个真正的电脑文化，所有社会结构均采用计算机和自动化技术，把计算机与自动化机械相连，协调整个城市的所有服务和机能。人们可以把这看作深入社会各个角落的电气自主神经系统。例如，在农业带，计算机将自动监控和保持地下水位和土壤化学性质，并控制作物的种植和收获；在居住区，计算机将自动控制和保持工厂和消费者之间稳定的供货。采用计算机与自动化技术只会对改善人们的生活起作用；它并不监督或支配人们的活动。单调乏味的工作将会被逐步取消，人人都会过上高标准的生活。伴随不断的发展，从头将有选择最满意生活方式的时间和自由。2100433B