发布时间：2022-11-05 11:14:12
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的包装机械行业样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：自动化技术；包装机械；应用
中图分类号：F426文献标识码：A文章编号：1672-3791(2015)11(a)-0087-03
1我国包装机械行业的现状与存在的问题
1.1我国包装机械行业的现状
我国包装机械的起步是在20世纪的70年代,当时我国的机械研究所在参考日本包装机械的基础上创造了我国的第一台包装机械。到如今,已经经过了将近40年的发展,取得了傲人的成就。包装机械企业在我国民营和股份制的居多,占到了总数的80%以上,国有的包装企业却寥寥无几。所以,虽然包装机械已经成为我国机械工业中的支柱产业,却仍然没有太多的自主科技。改革开放以来,我国包装机械的品种已经有超过1350种,但是大部分都不能直接投入到生产中,还处在测试和改善的阶段,完全无法满足市场的需求。和发达的国家相比,我国的包装机械行业还有一定的差距,需要继续完善和改革。
1.2我国包装机械行业存在的问题
我国包装机械行业存在很多问题,一些尖端的包装机械还是从德国和日本等国进口。具体而言,我国包装机械行业存在的问题主要有以下几种。
(1)创新不足。我国包装机械设计人员的素质不高。我国包装机械的起步较晚,虽然发展得较快,但是并没有掌握真正顶端的科技。设计人员应用的设计理论和参考的设计规范比较陈旧,满足不了包装机械设计创新的需求。而且,科学研究和产业结合不够紧密。我国关于包装机械设计的研究并不少,但很少能够应用在实际的生产中。因此,我国包装机械设计的相关研究无法及时地在生产中实践,验证其可行性。最后,我国包装机械行业的资源配置不合理。我国对包装机械的宏观调控无法和包装机械行业发展的速度相匹配,而且国有的包装机械企业几乎没有,无法发挥社会主义集中力量办大事的优势。上述的几种原因,导致了我国包装机械行业的创新不足,阻碍包装机械行业的发展。
(2)包装机械设计的方法不足。我国包装机械的模型模仿性质高,设计时,往往是根据任务设计书的特征,寻找同类型的样机,在此基础上设计自己的包装机械。整个设计中创新的程度较低,参数模仿的痕迹很明显。再者,我国包装机械的性能指标不够自主。我国包装机械在确定设计任务后,机械设备的技能指标和技术性能的数据在很大程度上是仿造样机的参数。因此,设计的包装机械性能和样机相比无太多进步之处。综合上述的原因,我国包装机械行业要想发展,必须提高自主创新的能力,提高包装机械制造企业的内部管理,引入先进的技术,以此来给包装机械行业注入新的活力,促进我国包装机械的行业的发展。根据时代的需求和科学技术水平,将自动化技术引入到包装机械行业是一个很好的方法,可以使包装机械最大化地满足市场的需求,在下文中将具体分析自动化技术在包装机械中的应用。
2包装机械中自动化技术的应用
计算机技术的发展影响了多个行业,表现在机械行业,最明显的就是促进了其自动化的发展。通过计算机技术,可以实现机械系统本身信息的反馈和负反馈,从而满足机械设备的自动化生产,降低了人力在生产中的作用。包装机械并不是独立的个体,从自动包装到检测是一整条的生产线。所以,自动化技术在包装机械中的应用,也需要从不同的设备和元件分析。就以目前的情况而言,自动化技术在包装机械中的应用主要体现在以下几个方面。
2.1包装机械的传动系统
传动系统可以将未包装的物品运送到包装机械中,然后将包装好的物品传送到指定的位置。所以,传动系统是整个包装机械实现连续工作的基础。传统的包装机械,是通过控制电机来控制包装机械的生产速度。但是在PLC和变频器出现后,包装机械的传动系统将PLC和变频器应用在其中,实现了传动系统的自动化。当前较为先进的变频器集合了计算机技术、控制技术和机电一体化技术等,它可以根据设备检测到的信号主动调节速度和精度,极大提升了动作响应的速度和运行的效率。基于上述的几种优点,包装机械的传动系统在应用了变频器后取得了一定的发展,所以其使用的范围愈发广泛。目前,包装机械行业应用的变频器主要的品牌有西门子和施耐德等,我国还没有较为成功的自主变频器品牌。
2.2包装机械的显示器
包装机械在应用自动化技术后,会有很多的模拟信号,这些模拟信号在被接手后会显示在显示器上,人们可以根据信号的特点来判断包装机械设备的运行状态,然后直接在界面上进行相应的操作,这种信号再反馈给包装机械,改变其生产的各种状态。目前的包装机械还是以文本显示器为主,少数较为先进的包装机械采用了触摸屏的形式。显示器是人为控制生产的重要环节,当包装机械设备出现问题后,信号会最先反映在显示器上,然后就可以实现人为调节的操作。也就是说,显示器也同时相当于控制器,是人与包装机械之间的信号转换器。目前,这种人机操作界面的显示器生产商主要是西门子和三菱等企业,我国也有一些品牌的人机操作界面显示器,但是和德国与日本等发达国家还存在一定的差距。
2.3包装机械的控制系统
包装机械的自动化控制系统主要是通过PLC系统实现,PLC可以将人们编写的程序语言逻辑化地反映在包装机械的生产中。而且,PLC控制系统还有可靠性强、设计较灵活和操作简单等优点。根据包装机械行业的发展,PLC的应用极大提高了包装机械的自动化程度,满足了生产对包装机械的需求。所以,PLC在包装机械中的应用愈加广泛,两者相互促进。生产饮料包装和方便食品包装的包装机械大多采用PLC的控制系统,变频器和PLC共同支撑起了整个包装机械的自动化生产。以目前的情况而言,在未来的几年中,PLC还将是主流的包装机械控制系统。包装机械的PLC系统主要由三菱、西门子和施耐德等企业生产,基于PLC的优点分析,它在包装机械中的应用会越来越广泛,促进包装机械行业的自动化发展。
2.4包装机械中的模块化设计
模块化设计是包装机械为了应对包装机械生产较为单一的情况,同时,模块化设计是一种用功能决定包装机械设计的手段,它可以最大化满足客户的需求,应对市场的变化。这种设计也减缓了包装机械更新换代的速度,用类似半智能化的设计手段来促进包装机械的发展。通过包装机械的模块化设计,包装机械在生产中有了更多的选择,包装机械的控制系统可以根据实际的生产需求切换到不同的模块,实现包装机械生产的自动化。将模块化设计这种自动化的手段应用在包装机械中的优点有很多,首先,可以建设包装机械的设计环节。包装机械的设计是一个复杂的过程,需要从多个需求入手,然后分别设计相应的功能,最后综合机械设计的原则和指标,完成包装机械的整个设计。但是模块化的设计却可以极大程度地简化包装机械的设计过程,原本的模块是固定的,只要根据功能需求选择相应的模块,然后综合在一起,就可以基本完成整个设计。其次,产品柔性程度高。模块设计和机械设计不同,它可以独立存在,随时将最新的技术应用在自身。因此,模块化设计的更新换代是极快的。在此基础上,生产商可以通过模块设计。再者,成本较低。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成,再加上设计的柔性较高,可以实现小批量的生产,降低了包装机械的设计制造成本。由上述分析可以得出,模块化设计这种自动化技术在包装机械行业的应用,直接面向市场,在提高包装机械自动化程度的基础上,还很有利于包装机械行业的发展。
2.5包装机械中的检测系统
包装机械生产并不能够包装生产的有效性达到100%,所以还是会有废品的出现。企业通过包装机械生产的产品也有不合格的,要通过检测系统检测包装出的产品是否合格,然后将不合格的产品挑出来。目前,包装机械的检测系统都是自动化进行的,首先传动系统将包装的成品运送到检测的指定位置,然后通过探伤等检测手段,检验产品的合格性。若产品合格,传动系统将成品运送到下一个环节,若不合格,将用机械手臂把不合格的产品挑选出来。整个过程都是自动化地进行,无需投入太多的人力。传统的包装机械生产成品检验是通过人力完成,效率很低,而且有极大的错误率,企业不仅需要投入大量的资金,还无法保证产品的质量。自动化检测应用在包装机械行业后,改善了整个包装机械成品检验的过程,提高了检验的可靠性,也提高了生产的效率,降低了企业的投入。自动检测技术其实是传感器和计算机系统的结合,检测到的信号通过传感器率先反馈给计算机系统,然后计算机系统根据收到的信号做出逻辑判断,发出不同的指令,指挥机械的运作。上述的几种都是自动化技术在包装机械中的应用,包装机械作为配套的设备,若想满足市场的需求,必须继续再度提高自身的自动化水平,尽量将自动化技术应用在每一个可能的设备和环节中。
3我国包装机械行业发展对自动化的要求
3.1包装机械自动化发展趋势
包装机械行业还在快速的发展中,各种新的思想和技术都在不断地应用在包装机械中。具体而言,包装机械自动化发展的趋势主要体现在以下几点上。
(1)生产效率的不断提高。包装机械生产产品的效率越高,生产成本就越低,这是企业一直追求的目标。所以,自动化在包装机械中应用的趋势是不断提高其生产的效率。
(2)适应产品的变化。商品的包装变化性很强,所以要求包装机械有很强的柔性,能够适应包装物品的变化。换言之,当商品的要求发生变化时,不用相应地更换包装机械的生产线,只需做出相应的调整即可。
(3)故障少,易排除。自动化技术的应用可以提升计算机系统在包装机械中的作用,方便故障的诊断和排除。包装机械自动化发展的趋势要求输入指令后计算机系统能自主地检测其中的故障,也可以通过远程诊断排除设备的故障。
(4)有一定的自动识别能力。包装机械的生产效率要提高,必须具备一定的自动识别功能,该功能通过传感器和逻辑程序实现,如上文分析的PLC系统主要就是为了满足包装机械的自动识别要求。增加自动识别能力后,包装机械的整个生产就可以在一定的范围内成为独立的个体,满足生产的各种需求。
(5)污染少。当前发展的经济是可持续发展的经济,要求生产中产生尽可能少的污染和垃圾,同时还要求在同等消耗的前提下生产尽可能多的产品。因此,包装机械自动化发展的趋势也包括着减少环境污染的要求。
3.2包装机械发展对自动化的要求
包装机械行业发展的趋势是向着生产的高效率、柔性强、故障易排除、有自动识别能力和污染少的方向。所以,相应的包装机械发展对自动化技术也有了一定的要求,具体如下。
(1)传感器技术。传感器技术是收集和接受信号的基础,也是实现及其内部自主控制的基础。因此,要提高包装机械行业的自动化程度,必须加强传感器在其中的应用。
(2)物流自动化技术。物流自动化技术是整个包装生产线传动的基础,因此物流自动化可以将包装生产连成一个整体,大幅度节省人力和物力的输出。基于此,必须加强物流自动化技术在包装机械中的应用,提高其自动化的程度。
(3)安全检测技术。检测技术是传递信号的基础,检测设备通过各种手段将检测到的数据转换为信号传递给传感器,再通过计算机的处理形成新的指令,指挥包装机械的生产动作。因此,安全检测技术在包装机械的自动化中也是必不可少的一部分。
4结语
随着时代的发展,机械行业的要求也来越高。在包装机械行业,其更新换代的速度较快,对机械设备的柔性要求很高。因此,要满足市场的需求,必须加快包装机械自动化程度的发展。我国包装机械行业的起步较晚,要赶上发达国家的步伐,必须将智能化的概念引入到包装机械中,应用机电一体和自动化等技术,实现生产效率的提高和智能化的生产。文中研究的包装机械自动化只是包装机械自动化发展的一部分,还有更多的技术值得我们研究。相信随着科技的发展,包装机械必将满足所有的市场需求。
参考文献
[1]韩占华,郭飞.自动化在包装机械中的应用和展望[J].包装与食品机械,2011(3)：49-52.
[2]廖育梅.自动化技术在包装机械行业中的应用研究[J].中国包装工业,2013(22)：41.
[3]孙树峰.计算机在包装机械中的应用及优点[J].中国包装工业,2005(4)：26-27.
[4]王海涛.自动化技术在包装机械行业中的应用研究[J].中国包装工业,2015(Z2)：105.
【关键词】自动化;包装机械;控制系统;设计方法
工业发展带动包装机械行业整体水平的提升。随着包装机械需求的进一步扩大，市场竞争也将会越来越激烈。为了能够实现包装机械控制系统自动化发展满足工业多样化需求，在现代科技引导下强化包装机械控制系统自动化水平。能够根据社会市场的需求开展自动化包装机械控制系统设计分析。
1自动化包装机械控制系统设计特点
1．1单独计算机控制
利用计算机系统对机械手进行控制，保证机械手能够完成较为复杂的包装动作。计算机系统能够拍摄和监控机械手的工作方式，发出相应的指令控制机械手完成包装机械的装配等，并且保证包装质量符合工业生产需求。
1．2分辨材质
自动化包装机械控制系统能够获取到基本的包装材料材质状况，这是完善人工分辨的重要方式。包装机械控制系统自动化利用探测器等通过计算机进行材质的高分辨分析，及时的获取到材质发生的变化，自动检验材质质量，并且显示在计算机显示屏中。人们对自动化包装机械控制系统的设计越来越重视，提出了要求也在不断地提升。在这种情况下要展现出自动化包装机械控制系统的灵活性就要通过计算机等才能够实现。
2自动化包装机械控制系统灵活性体现
自动化包装机械控制系统在生产数量上能够实现成批量生产，并且保证整台设备都利用单元组合完成，适应不同产品的变化需求。在基础单元上通过不同组合完成包装形式的转换，机械在进行包装过程中需要通过多种机械手共同完成，并且由监控系统进行指挥，通过不同的指令完成相应的动作。在设计效率上要利用计算机仿真技术缩短包装机械研发周期，建立对应模型将不同的设计元素融入其中，计算机数据库能够自动合成立体模型。在数据指标出现问题的时候立体模型能够自动进行调整显示出当前的生产率。完成生产线各个环节的匹配，根据用户的需求对模型进行修改。
3自动化包装机械控制系统设计
3．1模块化
自动化技术已经成为包装机械控制系统设计的重要制造方式，根据包装机械的特点运用一体化技术提升包装机械控制系统自动化效果。包装机械控制系统自动化将会实现生产效率和质量的整体性提升。模块化体现出的先进性思维能够根据包装机械控制系统功能进行不同组合的设计，使对应的功能得到进一步的强化。全面的展现出自动化包装机械控制系统的柔性，不同功能下组合的产品在结构和性能上适应性会更加的明显。
3．2传动系统
自动化包装机械控制系统模块在设计的时候需要调整工艺速度，特别是在电机运行过程中根据周期性变化对传动系统采用多伺服轴进行控制，完成对应的包装传动。传动系统通过各个部分的配合将会组合成新的产品。单独伺服电机在控制电机驱动上会保证对应轴与位置速度的协同效果，要控制在转动过程中产生的惯性，同时降低对伺服电机的影响。总线型运动控制器的应用能够为构建传动系统扩展以太模块。
3．3人机界面
自动化包装机械控制系统人机界面的设计要体现出大数据理念，能够及时的对设备运行数据进行获取。针对机械故障灯进行详细的数据记录，在一般情况下人机界面采用的是触摸屏，在管理功能上能够与PLC进行有效地配合，同时在生产参数的设置上也要进行整体性监控，这样能够保证用户在更换产品的时候找到相对应的设备。人机界面的设置需要按照产品需求进行更换，在配置方法的选择上要体现出工艺参数自动效果。
3．4运动控制
运动控制能够满足自动化包装机械控制系统的设计要求，能够更为准确的对包装机械的运行进行定位，保证运动效果和速度同步。运动控制在伺服电机的应用上会自动进行功能调整，在低振动、速度快的前提下完成伺服电机的高效运行。运动控制在包装机械控制系统中建立的自动控制核心将会改善单一电机运行，实现多独立伺服电机的驱动。对包装机械控制系统自动化进行精准控制，多轴编程会增强控制系统运行的稳定性。代码编写程序也会控制产品更新时间，使整体设备工作效率持续的提升。程序设计要能够抗干扰，包装机械控制系统子系统要考虑相互协调性，同步控制下完成系统误差的降低形成的轴合成运行趋势将会更好地避免产品误差的出现。自动化包装机械控制系统设计要具有创新性，只有在新思路下才能够实现工艺流程的简化，产品与包装机械实现一体化。在激烈的市场竞争中突出自动化包装机械控制系统设计创新性会满足新产品更新速度利用有限的条件完成系统开发。
4结语
实现包装机械控制系统自动化再设计方法上要符合现代工艺特点。包装机械行业在工业配套建设中具有重要的作用，实现工业产业结构调整，提升产品附加价值。自动化包装机械控制系统能够改善包装机械行业整体落后局面，实现包装机械昂也快速高效发展。自动化技术的应用使包装机械企业在激烈的市场竞争中的优势更加的明显，包装设备的总体水准也会在自动化控制系统影响下持续的提升。自动化包装机械控制系统设计会降低资源消耗，实现结构设计规范化，在短时间内完成包装机械行业的转型。包装机械控制系统自动化设计一直都是整体行业发展关注的重点。
参考文献:
［1］黄晓红，陈治明．基于嵌入式OS的包装机械运动控制器设计方法［J］．计算技术与自动化，2011，30(2):75～78．
［2］唐家会．探究自动包装机械控制的系统研究与开发［J］．科教导刊(电子版)，2017(6):159～160．
随着我国经济的快速发展，国内居民的购买力水平和消费意愿也逐步增强，消费观念将趋向进一步提高生活质量，饮料、酒类、食用油及调味品等液态食品的市场需求也将随着经济的发展和人们生活水平的提高稳步增长。而下游行业的快速发展以及人们对生活品质的追求，必然要求企业投入相应的包装设备以满足生产的需要，同时也将对包装机械的高精度、智能化、高速化水平提出更高的要求，因此我国液态食品包装机械将呈现出较为广阔的市场前景。
分布式伺服技术是重要趋势 相关数据显示，食品和饮料行业在国家经济中占有重要地位，在世界范围内投资比重也很大，同时是包装机械的最大买家，占有大概60%份额。
近日，德国贸易协会VDMA表示，世界包装机械多年来一直在不断增加。2008年全球包装机械市场已达146亿欧元（约206亿美元），2009年由于经济衰退抑制了需求和出口下降，但从2010年开始全球市场出现了好转。全球工业分析家GIA报告显示，2010的全球包装机械市场达到325亿美元，在新兴市场的需求带动下，预计2015年销售额超过400亿美元。MPI集团报告说，虽然世界各地的制造工厂继续下调产能，但也有近一半企业计划增加生产设备方面的支出。MPT特别提到，降低能源消耗的分布式伺服技术系统将是包装机械的一个趋势。
灌装生产线越来越被需要
众所周知，灌装机的应用可以实现食品、医药、日化企业的高量生产，进而帮助生产企业实现高速生产的目的。过去灌装生产线的系统有不少缺点，包括采购成本高、设备大而重、安装困难、维修费用高等问题。
现在，灌装生产线的缺陷已经被先进的科技和新的灌装生产线系统取代，越来越多的企业开始关注和使用灌装机生产线，他们开始认识到灌装生产线能够为其带来的好处。灌装生产线在食品、医药、日化生产企业中扮演着重要的角色，优化灌装生产线直接关系着产品的质量和生产的效率，因此成为各大生产企业不得不关注的话题。
节能可回收、高新技术智能化
通过模拟、引进改性塑料技术手段跟资金以及全球化采购等门径，我国包装机械制作程度跟工业设计水平得以快捷进行。但是，国外公司独占的表象依然存在。同时，很多公司都不是以出产单一商品为主，对包装机械的需要也不仅仅局限于一个品种。不难预测，未来包装机械行业的主流发展方向，应该是节能可回收、高新技术智能化。目前中国制造的立式包装机、二次包装机、给袋包装机、重袋包装机、真空包装机、包装生产线、自动称量机等包装技术水平处于国际前列，当然要实现世界顶级包装技术，还是需要不断提高研发水平以及优化包装技术。
包装行业进入微利时代
饮料包装作为饮料市场不可或缺的组成部分，在饮料走势持续见涨的形势下貌似前景看好，但受到饮料市场价格战的影响，包括国际知名品牌在内的饮料企业对包装成本控制的近乎苛刻，使国内的饮料包装生产商几乎无利润可言。同时受到上游产业（原材料）、同行业竞争以及下游企业（客户）三个层面的利润挤压，包装行业正在经受微利时代的严峻考验，经济实力薄弱的企业将面临更大的生存压力，包装企业之间也将通过兼并重组的方式扩大产业规模，提高整体竞争力。
而我国国内液态食品包装机械市场竞争状况则表现为高、中、低端三个层次：低端市场主要是数量众多的中小企业，生产大量低水平、低档次、价格较低的产品，这些企业大量分布在浙江、江苏、广东和山东等地区；中端市场是有一定的经济实力及新产品开发能力的企业，但它们的产品仿制多、创新少、整体技术水平不高，且产品的自动化水平较低，无法进入高端市场；而高端市场中已经出现能够生产中、高端产品的企业，他们生产的部分产品已经达到了国际先进水平，能够与大型跨国公司的同类产品在国内市场及部分海外市场进行正面竞争，如江苏新美星、广州达意隆等。
关键词 包装工程；包装机械；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）12-0147-02
Discussion on Teaching Reform of Course of Packaging Machi-nery in Packaging Engineering Specialty//SONG Xiaodong
Abstract This paper puts forward the scheme of teaching reform for packaging machinery course in Packaging Engineering Specialty. Through the analysis of the present situation of packaging machinery teaching， put forward the reform from the teaching materials， teaching content， teaching methods and experimental practice etc.
Key words packaging engineering； packaging machinery； teaching reform
包装工程这一本科专业起始于20世纪80年代，试办至今已有30多年的时间了。在这30多年的时间里，我国的包装高等教育取得很大的发展，受教育面越来越广，学科体系逐步完善[1]。虽然我国的包装机械行业取得长足发展，但也要看到我国与西方发达国家所存在的差距[2]。这就要求包装工程专业努力培养包装机械方面的人才，从而促进我国包装行业更好、更快地发展。
我国高校的包装工程专业都要开设包装机械这门课程。由于它的重要性，很多高校的包装工程专业把这门课程列为重点教学的内容。它与包装工程专业开设的包装材料、包装流通、包装容器、包装测试、包装装潢、包装印刷、包装管理等课程组成一个完整的体系。
随着科学技术的快速发展，包装机械的教学也要进行改革以适应新的要求。如何对现有的教学模式进行改革，如何让学生更全面、系统地掌握知识，成为本文探讨的重点[3]。
1 包装机械教学现状分析
课程设计不合理 目前，河南科技大学的包装工程专业属于非机械专业的工科专业，学生在学习这门课程之前掌握的机械类知识较少。这就造成学生在学习的过程中缺乏学习兴趣，没有积极性，从而导致学生陷入听不懂不学习更听不懂更不学习的恶性循环。
课程内容更新慢 包装机械行业是个快速发展的行业，新技术、新设备不断涌现。但是由于包装机械类的教材较少以及更新速度慢，导致学生选用教材较老，学习内容跟不上时展。
实习及课程设计周期短 由于区域限制，学生参观实习工厂较少，并且设备老化现象严重。在课程设计方面，由于掌握的机械类知识较少，造成学生学习兴趣低下，没有积极性。同时由于时间短，也达不到目的要求。
2 包装机械教学改革措施
精选教材和授课内容 合理地选择教材以及参考书籍，对于刚刚接触新知识的学生来说更加有利于知识体系以及思维方式的培养。目前，本专业所选用的教材为印刷工业出版社出版，孙智慧主编的《包装机械概论》一书。这本教材无论在内容体系还是编写的特点上，都比较适合教学的需要。但在教学过程中也发现这本教材与教学大纲及培养方案中的要求有不相符的地方。这就要求教师在本门课的教学过程中做到及时的查漏补缺。因此，根据教材的特点以及实际教学的需求，笔者建议按以下内容进行教学。
第一章：主要讲解本门课程的绪论，包括包装机械的概念、分类，包装机械分类和型号编制方法，包装机械工业概况，包装机械的组成和特点等基础知识。
第二章：主要讲解常见的充填机的分类，以及容积式、称重式、计数式等典型计量装置的结构及工作原理。另外，块状、散体类固态物料的供送装置作为补充知识。本章是重点讲解的章节。
第三章：主要讲解灌装机的组成以及工作原理，几种常见的灌装机的主要部件和工作原理。另外，液态产品常用的灌装方法作为补充知识。本章是重点讲解的章节。
第四章：本章需要了解各种封口机的类型、工作原理和特点；掌握各种封口机执行机构的结构原理；了解各种封口机的适用范围及选用原则。
第五章：本章需要了解常见裹包机械的概念及分类，进而掌握常见的裹包机械的工作原理及过程。另外，卷筒材料供送装置、典型执行机构的工作原理及设计要点作为补充知识。
第六章：本章主要讲解几种常见的多功能包装机的结构以及工作原理。另外，常用的制袋成型器的设计与计算、横封器以及纵封器的设计与计算作为补充知识。本章是重点讲解的章节。
第七章：本章主要讲解贴标机的分类以及贴标方法，几种常见贴标机的工作原理与执行机构。
第八章：本章主要讲解清洗、杀菌机械。另外，干燥机械作为补充知识。
第九章：本章主要讲解捆扎、集装机械。
第十章：本章主要讲解多功能包装机。
选择合理的教学方式和教学手段 通过参考本门课的教学大纲和培养方案，制订适用于本门课的教学方式和教学手段。在教学的过程中理论与实践分开教学，但不能只讲理论而忽略实践，这样会使学生缺乏动手能力；也不能只讲实践忽略理论，这样容易使学生理论基础薄弱，也就偏离了本门课程的基本培养目标。因此，就要求教师在讲授包装机械课程的时候要全面把握，让教学过程生动、有趣、富有吸引力。同时，教师要整体把握课程中章节与章节之间的联系，从而让学生在学习的过程中能把握知识体系。在实验和实践环节中，教师要引导学生学会利用理论知识来解决实际问题，同时学会利用实验中观察的东西来夯实理论知识，以此激发学生学好这门课程的兴趣以及信心，从而体现学生是学习的主体，注重创新意识的培养，充分发掘学生积极探索与研究的潜力[4]。
本门课程以往的教学方式是以板书的形式进行的。这样的话，教师和学生之间缺乏交流。并且本门课程中包含大量的机械和机构图，只能对照课本来讲解，缺乏生动性和趣味性，学生只能被动地接受知识。
通过改革，现在学校选用多媒体进行理论教学，这就要求教师在制作多媒体课件的时候一定要突出重点，充分利用图片、声音、视频等资源。这就要求教师在制作多媒体时首先不能照搬、照抄课本上的知识。有些教师就是直接把课本上的东西扫描下来然后复制到多媒体课件中，虽然这样会缩短课件的制作时间，但是有照本宣科嫌疑，并且不容易吸引起学生的兴趣。其次就是要求课件不能制作得过于眼花缭乱，这样会分散学生上课的注意力，教学效果也会不理想。因此，教师在多媒体课件的制作上应把握：每张课件上文字不要太多，要精练；合理安排讲授内容的次序；尽量使用图片、声音、视频等资源；突出重点。
在教学过程中，教师要加强与学生的交流，要进行互动。教师不能总是自顾自地讲授，而是应该在讲授过程中提出问题，让学生尝试去解决问题，然后针对问题的解决方式再提出为什么要这样解决，这样解决的优势在哪里，一步一步地引导学生自己去发现问题的本质和知识的根源。这样不但增加了学生学习的兴趣，而且也掌握了知识。
通常在讲授完一次课程以后，直观上学生会以为自己已经听懂了，但实际上由于他们的知识范围和理解能力所限，不能完全掌握已学的知识脉络。对于这个问题，通常的做法是：首先，通过预留作业的方式要求学生尽量在课堂以外复习巩固已学的知识；其次，在下次课讲授新内容前复习旧内容。
强化实验与实践环节 包装机械课程是一门非常注重实验和实践的课程，它的内容都和工程实际相关。合理地安排和强化实验和实践的教学，不但有利于学生掌握理论基础，而且有利于培养和增强学生参与工程实践的能力。本门课程共安排以下几个实验：振动供送装置实验、封口包装实验、多功能包装机实验及捆扎机实验。学生通过自己操作这些实验，不但可以提高动手能力，还可以提高分析能力、判断能力和推理能力。
本门课程结束以后还会安排学生去工厂参观实践。通过工程实际的参观，学生可以全面把握本门课程的应用场景及应用范围，另外对所学习的知识可以进一步的巩固。
3 结束语
教学中课程改革的决策是个漫长和复杂的过程。这个决策既要包含以往的教学经验以及学生认知能力的变化，也要包括包装机械行业的发展现状和趋势等因素。通过这门课的改革，不但要让学生掌握扎实的理论基础，同时也要在实践中提高学生的动手和创新能力，这样才能达到培养出社会需求的人才的目标。
参考文献
[1]徐伟民，毛中彦.包装工程专业“三能一创”应用型人才培养模式的研究[J].包装学报，2009（1）：79-81.
[2]王柳莹.就我国实现全面包装机械自动化的相关探讨[J].包装世界，2013，9（5）：24-25.
【关 键 词】机械设计 现代机械设计方法 包装机械
【中图分类号】TB486【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0179-01
我国的包装机械行业起步于20世纪70年代，在80年代末和90年代中得到迅速发展。已成为机械工业中的10大行业之一，无论是产量，还是品种上，都取得了令人瞩目的成就，为我国包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前，我国已成为世界包装机械工业生产和消费大国之一。但在包装机械设计领域，绝大多数设计人员仍沿用传统的设计方法。随着科学的不断发展以及市场竞争的加剧，客户的需求也越来越高。体现在以下几个方面：为了满货期和降低生产成本的需要以及包装机械和生产机械相衔接必须提高生产效率；为了更好地适应新变化的需要，包装机械要具有高的柔性和灵活性；当设备出现故障时，能进行远程诊断服务；利于环境保护、噪声、粉尘和废弃物少；设备购置投资尽可能少，价格要尽可能低。而传统的设计方法根本无法满足这些要求。
1、现代机械设计方法
为了寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法和措施，并适应科学技术发展的要求，使设计工作现代化，引发了现代设计方法的研究。现代设计方法的特点是动态的、科学的、计算机化的方法。它将那些在科学领域内得到应用的所有科学方法论应用到工程设计中。现代设计方法实质上是科学方法论在设计中的应用。冠以“现代”二字是为了引起重视，其实有些方法也并非是现代的。可归纳为下列具有普遍意义的方法：信息论方法、系统论方法、控制论方法、优化论方法、对应论方法、智能论方法、寿命论方法、离散论方法、模糊论方法、突变论方法、艺术论方法。把以上现代设计方法应用到机械设计中来，则称其为现代机械设计方法。
2、现代机械设计方法在包装机械设计中的应用
首先在设计理念上要借鉴先进国家的经验，以用户的需求为设计的目标，并结合柔性设计、模块化设计的理念，一机多基本一样，但设计阶段侧重点不同如：总体设计时，要全面考虑整个包装机系统的布局、运动协调性、造型设计、人-机环境以及装箱运输等。模块化设计是一种先进的设计方法，它的核心思想是将系统根据功能分为若干模块，将包装机中同一功能的单元设计成具有不同性能、可以互换的模块，通过模块的不同组合，使包装机多功能化、系列化。采用这种方法的优点是：（1）使包装机更新换代速度加快。因为新机型的替代，往往是局部改进。将先进技术引进相应的模块，比较容易实现局部改进；（2）缩短设计周期。当用户提出要求后，只需更换模块，或设计制造部分模块，即可得到新的机型，满足用户需求；（3）降低成本，便于维修；（4）性能稳定可靠。另外现代包装机设计应该满足“绿色设计”，即人性化设计的要求。它是面向质量设计、装配设计、制造设计、维修设计、可靠性设计的综合设计。我国人口众多，人均消费水平比发达国家低，而且城乡差异较大，包装系统的设计应以价廉物美为主，不能盲目追求高精尖。要考虑到可靠性、安全性、环保性、低噪音等各方面的因素。充分体现原理优化、结构优化、制造优化、造型优化。
3、包装机械可靠性的设计方法
机械可靠性设计可分为定性可靠性设计和定量可靠性设计。所谓定性可靠性设计就是在进行故障模式影响及危害性分析的基础上，有针对性地应用成功的设计经验使所设计的产品达到可靠的目的。所谓定量可靠性设计就是充分掌握所设计零件的强度分布和应力分布以及各种设计参数的随机性基础上，通过建立隐式极限状态函数或显式极限状态函数的关系设计出满足规定可靠性要求的产品。机械可靠性设计方法是常用的方法，是目前开展机械可靠性设计的一种最直接有效的方法，无论结构可靠性设计还是机构可靠性设计都是大量采用的常用方法。可靠性定量设计虽然可以按照可靠性指标设计出满足要求的恰如其分的零件，但由于材料的强度分布和载荷分布的具体数据目前还很缺乏，加之其中要考虑的因素很多，从而限制其推广应用，一般在关键或重要的零部件的设计时采用。机械可靠性设计由于产品的不同和构成的差异，可以采用的可靠性设计方法：预防故障设计、简化设计、余度设计、耐环境设计、权衡设计等，将这些方法应用到包装机械设计中去即为现代包装机械可靠性设计，当然，机械可靠性设计的方法绝不能离开传统法，如机械计算机辅助设计、有限元分析等。
目前，微电子技术、信息技术、网络技术、材料科学等学科迅猛发展，而且不断向机械工业渗透。现代设计技术也不断地与机械设计技术相结合，向集成化、敏捷化、网络化、智能化的方向进一步发展。在包装机械设计中引用现代机械设计方法，使得包装机械的设计周期大大地缩短，提高了产品的性能，而且还有助于经济效益的提高。随着设计新手段、新方法、新技术不断地涌现，广大技术人员应不断更新设计思维，采用现代设计技术，真正提高产品的开发能力和设计水平，以增强市场竞争力。
参考文献
[1] 梁尚明，殷国富.现代机械优化设计方法.北京：化学工业出版社， 2005
关键词：包装机械；自动化技术；
一、包装机械设备自动化技术
包装机械设备按复杂程度可分为：简单、半自动和全自动三大类。而全自动包装生产线设备主要由二大部分组成：全自动包装设备和全自动码垛设备。
1.1全自动包装设备
全自动包装机由自动上袋系统、包装秤（视需要可设计为单秤或多秤）、平台、整形设备、拆边机、批号及生产日期打印机、输送机（含倒袋输送机、立袋输送机和平袋输送机），还可设置收尘装置等组成。自动上袋系统是全自动包装和半自动包装的主要区别。自动上袋系统对包装袋的质量要求比较严格，当包装袋涂膜不符要求时，自动上袋系统的故障率随包装袋质量下降而上升。如果非出口产品、贵重产品及对产品包装有严格要求的物品包装，从降低包装袋的成本和包装机的价格着想，建议采用半自动包装机。自动包装机，每小时可包装500kg的物品500袋，最大可达800袋到1200袋；称重精度达0.2，最高可达0.1。
1.2全自动码垛系统
全自动码垛系统由码包机、垛型加固机、物品姿态控制装置、输送系统、控制系统等部分组成。全自动码垛系统有高架式和低架式两种形式。高架式码垛机的班产量大于低架式码垛机的班产量。码垛按每层五袋，每袋40-50kg，每垛40袋计算，则每小时可码垛600袋，最高可达每小时码垛1200袋。全自动码垛机配叉车储运，则有装车机动灵活，运输、码垛、拆垛、搬移等任务都可实现机械化操作。使作业时间大为缩短，作业劳动强度大大减轻。一条全自动包装码垛生产线，建议操作人员2-3人为好。
对于年产量大于10万吨的企业，采用全自动包装码垛，可以产生极大的经济效益和社会效益；年产量在5万吨至10万吨的企业，也有明显的经济和社会效益；年产量在5000吨以上的企业，建议采用半自动包装码垛生产线，也可获得大的经济和社会效益。
1.3 全自动包装码垛生产线
全自动包装码垛生产线的特点：
（1）自动化过程已逐步实现。包装材料或包装容器的自动整理、输入以及产品的输出；单机及机组和生产线的自动协调工作和故障的自动处理；对包装质量的在线自动检测和自动剔除不合格品；为适应多品种、小批量生产包装设备的实际需要，可实现柔性化自动包装码垛。
（2）包装码垛设备成套性较强。包装设备多为连续作业的单机联动线和机组，成套性较强，其成套方式有：把具有不同功能的单机或机组与辅助设备配套成龙为连续作业；设计制造具有多种功能的作业线，现代化生产中包装机械不仅将制袋、充袋、封口、称量、码垛、运输等功能组合在一起，而且将清洗灭菌、计量、贴标、打印、检测和传递输送等功能也结合起来组成成套作业。
（3）可靠性较高。全自动包装线系统功能多，工位多，机构复杂，要求运动准确，动作迅速、协调，工作可靠。在现代化工业生产中包装设备已是生产流水线上的关键设备。为此采用了必要的检测和监控措施，对故障及时显示或报警，针对常见故障和误操作，设置安全防护措施，使设备即使在意外情况下也不致损坏。在报警发出后，由操作人员干预，使设备恢复正常运转。
1.4 半自动包装系统
由于产量及其他原因，由人工完成如供袋和封口作业，有时不要求进行在线整治、质量复核、检测、打印和垛型加固等作业，这时系统也称为半自动包装系统。
二、包装线对自动化装备的需要
2.1包装线对自动化装备的需要
很久以来，包装生产线只到把物料包装好为止，尤其是25kg 以上的重袋包装更是如此，至于后续的搬运工作则完全由搬运工人来完成。造成这样局面有多方面的原因，但主要是我国生产力水平较低，劳动力便宜，资金缺乏，科研人才少，管理落后等。包装行业存在的问题要想进一步发展以及参与国际竞争还必须找出自身缺点和不足，纵观20余年的发展过性，不难发现我国包装机械行业中存在某些明显的不足，概言之有以下几点：
（1）低水平产品重复生产多。如小型自动封口机、真空包装机、小型灌装机、小食品生产设备等。这些设备技术难度小、成本低、起步快。因此，不少企业选中它做“入门”产品，以此积累资金再展鸿图。这样，就造成产品不可避免地重复，产品积压卖不出去，自然又影响设备的更新，最终使得生产水平难以提高。
（2）高技术含量的产品尚未有人生产。如高压杀菌设备，连实验室阶段也未进入；又如多层共挤设备，其共挤头也是从美国购来配套的。
（3）自主开发能力较弱。一方面是我们企业起步较晚，还未摸清市场的规律；另一方面是科技力量薄弱，高科技人才资源不足，掌握先进的设计、应用CAD的人还不多，许多企业是看好别人已生产的产品市场不错，买来图纸依样画葫芦，结果不理想。有的企业照搬国外产品测仿，达到了样机水平则称为“国际先进水平”，实际上是早已淘汰的产品。如均度机，人家已有适应高温、高压、高粘度物料的，均质粒度可达1um， 的设备问世，我们还拿3um的普通设备标上国际先进水平。这样固步自封影响了产品的开发，即使有新产品，其档次也不高。又如，由于目前科技迅猛发展，超细粉状或准纳米级粉状的包装流动性很差，应该研究提高流动性的机构，以满足自动生产线的要求。
2.2包装自动化的需要
为了改变包装行业现状，对包装装备的自动化有以下要求或者发展趋势：
（1）机电仪综合技术是包装码垛生产线的发展主流。自动化程度是衡量包装机械技术水平的重要标志。其内容包括工艺过程、工艺参数、物料流动、产品质量、运行故障、安全防范等的自动控制和包装物、包装袋或容器、包装产品、包装过程的自动检测两个方面。由于大量采用了微电子、远红外、传感等高新技术，特别是微型计算机的应用，使水平迅速提高，从而减少了人工操作，提高了包装质量。
（2）在促进单机高速化的同时，注意提高系统的效率。高速化是提高包装机械生产效率的主要途径，为此，不断提高包装速度已成为总的发展趋势，其主要途径是在提高自动化水平的同时不断改进结构。还将更多的注意力投向提高整个包装系统的生产效率，使高速化向深层发展，使包装系统更加经济合理。
关键词:包装机;电加热器;自动断电;断路故障
中图分类号:TP277 文献标识码:B
文章编号:1004-373X(2009)21-141-03
Design and Application of Measuring and Control Device of
Open Circuit Fault in Electric Heater
LV Yuming,LIU Yingui
(Tianjin Electronic Information Vocational College,Tianjin,300132,China)
Abstract:In equipments such as automatic packing machine and bagging machines which required the electric heater to package plastic products,it is common that electric heater is often in open circuit fault.To detect the inductive voltage of the circuit by current is to determine whether the electric heater is working properly.Alarm output or host control can be realized by using opto-coupler device to determine whether the normal temperature controller is on/off.Electric heater circuit fault monitoring and control devices can automatically identify whether temperature heater is off and whether the electric heater is in open circuit.After trial on the packaging machine,the device of the performance parameters can meet requirements of packaging equipments and users.It also meets the requirement of packaging machinery equipment.
Keywords:packaging machines;electric heater;automatic power-off;open circuit fault
针对目前全自动包装机、制袋机、塑料注塑机等设备均需电加热器进行塑料产品的封装,电加热器烧断(断路)是设备使用中最常见的故障,一旦电加热器出现断路故障,不及时排除,轻则不能保证塑料成形产品的产品质量,重则会造成原材料浪费,增加企业运行成本。本技术及专利产品能正确判断电加热器是温度升高自动断电还是电加热器断路故障。
1 该装置的研究意义
该装置的研究意义主要来源于相关设备厂家(如包装机械、制袋机械、注塑机械等)及产品的直接应用企业,这些企业的生产过程表明:
(1) 在包装行业电加热设备具有广泛的应用市场。
(2) 电加热器烧断(断路)是设备使用中最常见的故障。
(3) 电加热器烧断故障不及时排除,轻则不能保证塑料成形产品的产品质量,重则会造成原材料浪费,造成人力、物力资源损失,增加企业运行成本。
针对塑料包装加工行业的需求,该装置应达到下列要求:
(1) 电加热器断路检测装置能够自动识别温度升高加热器断电和电加热器断路故障。
(2) 电加热器断路后立即控制加工机器停止运行,给出报警信号。
2 该装置提出的背景
中国是世界包装制造和消费大国,在20世纪90年代后由于包装制品工业发展的需要而出现了高速度发展,年平均增长率为30%[1],而塑料包装在包装产业总产值中的比例已超过30%,成为包装产业中的生力军,在食品塑料包装、医药塑料包装、化妆品塑料包装、农药塑料包装及工农业生产各个领域发挥着不可替代的作用[2]。目前国内包装机、制袋机、注塑机等电加热类机械设备产量将大增,但它的电加热器使用寿命却仅有2~3个月,一旦加热器出现烧断故障,将造成原材料的浪费和使产品质量受到影响。
2.1 关键技术
包装机上电加热器一般由温度控制仪表的触点来控制交流电源通断。当电加热器温度低于设定温度时,温度控制仪表的触点接通,电加热器温度上升。当电加热器温度高于设定温度时,温度控制仪表的触点断开,电加热器温度下降。温度控制仪表的触点通断,保证电加热器工作在一定温度范围内。一旦加热器出现烧断故障,操作人员无法判断是温度升高加热器正常断电还是加热器断路故障造成的断电。由于加热器的热惯性,温度需延迟一段时间才降下来,这样当操作人员发现产品不合格后,已造成百上千的产品浪费,使产品质量受到影响。电加热器断路检测装置应能够自动识别温度升高加热器断电和电加热器断路故障[3]。
2.2 国内外的现有技术情况
目前,国外智能温度控制仪表中兼有低温检测及报警功能,而无加热器断路故障检测,如日本富士、欧姆龙公司产品;国内某些企业生产的相关产品体积大、检测及报警配置复杂、可靠性差、不便于安装维护,不能很好满足相关企业的需求。
2.3 市场需求量大,要求该技术产品性价比高、便于安装
目前国内包装机、制袋机、注塑机等电加热类机械设备产量大增,用户多为中小型企业。由于市场竞争激烈,特别是塑料加工机械成形产品的直接用户更需要产品价格低、性能可靠、安装维护方便的电加热器断路故障测控装置以保证塑料包装机械成形产品的质量。
3 该装置的工作原理
电加热器断路故障测控装置是串接于加热器和温度控制仪表触点之间,主要用加热器断路(烧断)的电流检测和仪表触开关点K通断的电压检测。若仪表触点K正常通断,对本装置没有影响,无信号输出;只有当加热器出现断路故障,本装置才有信号输出,再与其他装置(显示、蜂鸣、主机控制等)配合,实现控制功能要求。
系统配置示意图如图1所示。包装机电加热器断路测控装置,由触点动作检测电路、加热器故障检测电路、测控信号输出电路及直流电源组成;横封触点动作检测电路、纵封触点动作检测电路分别并接于横封温度控制仪表触点开关(K1)和纵封温度控制仪表触点开关(K2)的两端,用于对仪表触点开关处的电压检测。当触点开关K1和K2断开时,发光二极管L1和L2发光;当触点开关K1和K2闭合时,发光二极管L3和L4发光。横封(纵封)加热器故障检测电路串接于横封(纵封)加热器和温度控制仪表触点开关K1(K2)之间,用于对横封(纵封)加热器断路的电流检测;当加热器正常时,发光二极管L5(L6)不发光;当横封(纵封)加热器断路时,发光二极管L5(L6)发光报警;同时继电器J吸合,对外给出控制信号。如图2所示[4]。
包装机一般都由横封加热电路和纵封加热电路组成,两电路结构一样,故只分析横封加热电路。横封触点动作检测电路包括电阻(R1,R2)、整流二极管(D1)、滤波电容(C1)、光电耦合器件TLP521-1(U1)及LED发光二极管(L1)。当触点开关(K1)断开时,LED发光二极管(L1)发光;光电耦合器件(U1)输出低电平,测控信号输出电路三极管(Q3,Q5)截止;当触点开关(K1)闭合时,LED发光二极管(L1)不发光,光电耦合器件(U1)输出高电平,二极管(D9)截止,三极管(Q1)导通,LED发光二极管(L3)发光,钳位二极管(D10)导通,测控信号输出电路三极管(Q3,Q5)截止[5]。
由法拉第电磁感应定律知道,只要线圈所交链的磁通发生变化,均要在线圈中产生感应电动势,不管所交链的磁通是否是由本线圈的电流产生[6]。所以,横封加热器故障检测电路是由互感电路完成,包括互感器(H1)、整流二极管(D2)、滤波回路电容(C2)、电阻(R4)、三极管(Q1)、LED发光二极管(L3)及双路电压比较器LM393(U3);电阻(R9,R10)组成分压电路为电压比较器(U3)提供1 V的基准电压;当横封加热器正常时,LED发光二极管(L3)发光,指示横封触点开关K1闭合,电压比较器(U3)输出高电平,三极管(Q1)导通,钳位二极管(D10)导通,横封加热回路指示LED发光二极管(L5)不发光,输出驱动电路三极管(Q3,Q5)截止,对外没有输出;当横封加热器断路时,电流检测互感器(H1)上没有感应电压,电压比较器(U3)输出低电平,三极管(Q1)截止,测控信号输出电路三极管(Q3,Q5)导通,发光二极管(L5)发光报警;同时继电器(J)吸合,对外给出控制信号[7]。
电源模块采用三端集成稳压器,在三端集成稳压器中包括了串联型直流稳压的各个组成部分,另外加上保护电路和启动电路。在W7800系列三端集成稳压器中,已将三种保护电路集成在芯片内部,它们是限流保护电路、过热保护电路和过压保护电路[8]。
电路直流稳压电路由变压器(H3)、整流二极管(D5～D8)、滤波电容(C5,C6)及三端稳压器W7812(U4)组成,为断路测控器提供12 V直流电压[9]。
在电加热器断路故障测控装置设计中主要考虑:
(1) 在实际的电子电路系统中,不可避免地存在各种各样的干扰信号,若电路的抗干扰能力差将导致测量、控制准确性的降低,产生误动作,从而带来破坏性的后果。若硬件上采用一些设计技术,破坏干扰信号进入测控系统的途径,可有效地提高系统的抗干扰能力。采用隔离技术是一种简便目行之有效的方法。隔离技术是破坏“地”干扰途径的抗干扰方法,硬件上常用光电耦合器件实现电一光一电的隔离,他能有效地破坏干扰源的进入,可靠地实现信号的隔离[10]。因此,在输入/输出电路上采用光电隔离技术,保证强弱电间的隔离及干扰的串入。
(2) 独立的外观结构,明确的信号输入/输出接线端子,保证安装维护的安全与快捷。
(3) 电加热器断路后使主机立即停止运行。
经过反复试验和调试,产品如图3所示。
4 申报专利转化成果
该装置已申报实用新型专利,专利号为:ZL2007 2 0096249.2,专利名称:包装机加热器断路测控器。
由天津电子信息职业技术学院研发的 “电加热器断路故障测控装置”已由天津市富航仪表新技术产业有限公司组织生产,并为包装机械行业的电加热器控制系统配套使用。
该项目是天津市高等学校科技发展基金计划项目,项目名称:电加热器断路故障测控装置,项目号:20060617,已于2008年7月通过专家验收结题。
5 结 语
该实用新型装置作为相关设备的配套部件,具备了加热器断路检测,并且在加热器断路后快速报警输出,迅速停止主机运行,同时在故障出现后不浪费塑料成形材料,降低工业生产成本,保证产品质量。经过一年来的使用,该产品结构设计合理,电路构思巧妙、成本低、性能可靠,特别是对于旧包装机械的改造安装方便灵活,取得很好的经济效益和社会效益。
创新点:该装置能够准确判断电加热器是由于温度升高自动断电还是电加热器断路故障,彻底解决了包装行业电加热器断路故障检测难题。
参考文献
[1]戴宏民.中国包装机械的发展战略研究[J].包装工程,2003(3):5-9.
[2]塑料包装机械发展迅速\..cn.2005.
[3]吕玉明,刘福顺,刘印贵.电加热器断路故障传感器 [P].中国:ZL2005 2 0123706.3,2007.1.17.
[4]吕玉明,刘印贵.包装机电加热器断路测控器[P].中国:ZL2007 2 0096249.2,2008.3.26.
[5]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:人民教育出版社,1983.
[6]石生,韩肖宁.电路基本分析[M].北京:高等教育出版社,2000.
[7]李春林.电子技术[M].大连:大连理工大学出版社,2005.
[8]庄渊昭.实用智能窗帘机的设计[J].现代电子技术,2008,31(4):181-183.
[9]吕玉明.模拟电子技术[M].大连:大连理工大学出版社,2008.
[10]谢子青.光电隔离抗干扰技术及应用[J].现代电子技术,2003,26(13):33-34.
庵埠镇专业镇的演进过程
（一）食品产业呈现集群发展趋势
庵埠镇的食品生产加工活动可以追溯至一百多年前，最原始的生产形式主要是家庭手工和手工业小作坊。庵埠镇传统的食品加工产品包括腌菜、凉果、饼食、豆干、甜料等，主要工序是对农产品进行加工。改革开放为庵埠镇的食品发展提供十分有利的条件，食品产业一跃成为庵埠镇最大的产业，呈现出明显的集群发展趋势。到1988年，全镇共有食品企业453家，实现总产值12561万元，占当时全镇乡镇工业企业产值的57%。[7]90年代以来，随着我国市场经济体制的建立，庵埠镇的经济发展明显提速，出现了“庵埠现象”。在如此环境下，庵埠的食品产业随之也取得飞速发展，庵埠镇的食品企业家们把握住了食品产业多样化、营养化、品牌化的新趋势，使庵埠食品的区域品牌得以创立。这个时期诞生了一大批驰名中外的名牌产品，如五味姜、九制陈皮等。进入21世纪初期，庵埠镇的食品产业已从先前的腌菜、凉果、肉脯、调味品四大类发展到囊括糖果、凉果蜜饯、膨化食品、乳制品、保健品、饮料等十五大类3000多个品种。这段期间，庵埠又涌现出大量食品名牌产品，如雅士利婴幼儿奶粉、佳宝凉果、汾煌可乐、笑糖果、康辉卤制品等名优产品。食品产业的发展带动庵埠镇镇域经济的腾飞，产业主导地位非常明显。到2006年，全镇已拥有550多家食品企业，实现工业产值达33.4亿元，占了该镇工业总产值的半壁江山。企业数量暴增的同时，大型食品生产企业也在庵埠镇涌现，如雅士利、佳宝、康辉等上规模企业，并形成从原料到销售完整的产业链条（图3）。
（二）食品产业带动印刷包装产业发展
庵埠的包装印刷业起步于20世纪80年代初，当时庵埠的食品工业如雨后春笋蓬勃发展，从而带动了印刷包装业的兴起。此后镇上开始出现专门从事印刷包装的企业，他们起初主要只是为本镇食品行业提供配套服务。从生产水平来看，当时庵埠镇的印刷企业大多只拥有简单落后的机械设备，主要进行单一的制版印刷。“到1988年，全镇有印刷企业43家，印刷包装从业人员1092人，年产值1746万元。”[8]随着庵埠镇印刷包装企业的不断壮大，该产业就从原来食品产业链环节中脱离出来，成为该镇的一个新兴行业并逐渐成为带动区域经济增长的支柱产业。上世纪90年代是庵埠镇印刷包装业迅猛发展的关键时期，这期间企业大胆地采用和研究新设备，开发出一系列国内领先的新产品，尤其是该镇的软包装行业更是进入了全面发展的阶段，年产值超过10亿元。进入21世纪，庵埠印刷包装产业的发展呈现出多元化、全覆盖的趋势，企业远远不满足于简单的制版印刷和单色聚乙烯薄膜袋的生产，而是将产品扩展为10多类的150种产品。（表1）2009年，庵埠镇印刷包装产业实现工业产值55.5亿元，与江苏省江阴市申达工业园、浙江省龙港县和河北省雄县并称为我国四大软包装工业基地。目前，庵埠镇的包装印刷企业已不再只为本地及周边提供配套产品，而是将产品销往全国各地的食品、制药及烟酒等行业，肯德基、蒙牛、雀巢、哈药等企业的产品都在庵埠进行定点印刷，定点印刷商标的企业达270家，居广东省之冠。庵埠印刷包装产业已形成薄膜材料生产经营、电脑设计、电雕制板、凹凸彩印、丝印、吸塑、注塑、油墨、粘合剂、印刷机械生产等环节构成完整的产业链。（图4）两大支柱产业使庵埠镇形成“双龙出海”的工业经济格局，促进镇域经济的快速发展，很快地就形成了食品工业与印刷包装业齐头并进的局面。（图5）
（三）新兴产业集群的出现
随着镇域经济的不断升级，近年来庵埠镇逐渐兴起了一批发展势头良好的新兴产业，如食品印刷包装机械制造业、药包材产业和以物流业为代表的现代服务业。由于机械制造行业具有较高技术含量和附加值，近年来庵埠镇也大力发展食品印刷包装机械制造行业。庵埠镇两大支柱产业的发展离不开相对应的机械设备，为了满足生产的需求，近年来专门从事食品机械制造和印刷包装机械制造的企业在镇内不断涌现。对于庵埠镇来说，在如今的产业环境下发展食品印刷包装机械产业的条件明显，行业前景广阔。总的来说，庵埠镇发展食品印刷包装产业具备以下三方面优势。首先，由于深深扎根于本地生产网络，能够及时获取食品与印刷行业的各方面最新资讯并以此为根据进行机械制造，这是其他地区所难以获得的优势；其次，镇内1000多家食品与印刷企业对机械设备的需求量大，很大程度上解决了机械制造行业的销售难题，保证该行业发展的可持续性。此外，庵埠镇的两大产业在几十年发展过程中培养了一大批机械制造方面的专业人员，为该行业提供技术与人才资源。现阶段庵埠镇的食品印刷包装机械行业尚处于起步阶段，产值规模以及所占工业总产值的比例都较小。目前，庵埠食品印刷包装机械行业现有从业人员近1000人，年产值2亿多元，年创税收1200多万元。[9]药品包装材料简称药包材，主要是指可以直接接触药品的医药产品的包装材料，产品包括药用金属、玻璃、明胶、塑料制品等。由于药包材行业的生产流程和技术要求与印刷包装业差不多，而药包材行业又是一个新兴产业，因此吸引了一些原来从事印刷包装的企业。20世纪90年代初，庵埠镇出现6家企业开始生产药包材产品，标志着庵埠药包材产业的出现，产品以软包装复合膜为主。到2003年，庵埠镇药包材生产总值达到2.5亿元，同比增长50%以上，成为全省三大药品包装材料生产基地之一。尽管该产业产值在整个镇域经济中所占比例不高，但增长势头不可小视，对该镇来说无疑是一个朝阳产业。庵埠镇的药包材生产企业多为国内著名药品生产企业提供药品包装材料生产，知名的合作伙伴如桂林三金、哈药六厂、三九制药厂等。庵埠镇工业经济发展也促进了物流业，依托日渐完善的道路基础设施，目前庵埠建成近百家货运站，为企业提供原辅材料采购、产品供货销售等物流服务。此外，作为潮安县城所在地，庵埠镇的商业也较为发达。全镇在建五星级酒店一个，已有四星级酒店两个，其他星级的酒店更是遍布全镇。此外，第三产业中的娱乐业、房地产业、金融业、旅游业和通讯业也有不同程度的发展，镇域经济构成由单一产业逐渐向多元化发展（图6）。
庵埠镇专业镇发展面临的问题
（一）企业规模较小，技术水平较低
尽管庵埠镇已经获得两个闪亮的区域品牌，但食品和印刷包装两大产业集群目前已出现了发展的瓶颈。具体表现在如下几个方面。第一，企业以中小企业为主，龙头企业带动作用不明显。庵埠镇的1000多家企业中只有不到100家属于上规模企业，如雅士利集团、佳宝集团、华业集团等，而大多数企业是中小型企业，特别是存在大量连厂名都没有的家庭式加工厂。以食品产业为例，中小企业的数量就占了全镇企业总数的90%以上。
（二）吸引人才能力不足
大企业是吸引高层次劳动力的主要场所，上规模的企业常常拥有一支专门从事研发的技术团队。然而，由于庵埠镇的企业以中小企业为主，大企业的研发及管理人员在全镇的人才构成中比例极低。中小企业一般对产品的研究和开发要求不高，并且在管理方面往往不太完善，这就造成了庵埠镇高层次人才的缺失。据了解，庵埠镇从事食品、印刷包装产业的工人大多数是外来工或本地农村富余劳动力，他们中很少掌握专业生产技能，通常从事最简单的流水线工作。人才是企业发展的关键要素，雅士利集团以“人才是我们最重要的资源”为理念，成为全镇至今唯一上市的企业。在全镇总数5万多的食品企业从业人员中，超过八成为素质较低的普通工人，而研发人员、管理人员和销售人员所占比例很小。
（三）产品档次不高，质量问题突出
庵埠镇现拥有3个中国名牌产品、4个国家免检产品、16个广东省名牌产品以及1个中国驰名商标和11个广东省著名商标。[10]尽管如此，庵埠镇的大多数产品仍属于面向低端消费人群的廉价产品，技术含量低、产品知名度低。在食品安全问题成为我国敏感问题的情况下，庵埠镇有些企业铤而走险，导致区域品牌备受质疑。1985年，震惊全国的庵埠“奶粉事件”发生，随即给庵埠镇经济带来巨大的打击。[11]
（四）缺乏真正意义上的专业市场
专业市场建设能推动专业镇的发展，尤其是主导产业的发展壮大。[12]庵埠镇的商业发展历来发达，但作为产业集群中发挥重要作用的现代专业市场发展较慢。关于专业市场的概念，已有一些学者做过深入的阐述。[13]归纳起来，本文认为真正意义上的专业市场应该具备以下几方面特征。第一，专业市场主要以批发单一种类产品为主，兼营互补产品，有数量众多的销售商；第二，专业市场有一个固定的场所，深深扎根于地方主导产业体系中；第三，规模较大，设施齐全，能够提供较高层次的相关服务和劳务。根据这些特征判断，庵埠镇只拥有1994年建成的庵埠食品城这一专业市场，且其发展水平较低，食品经营单位不到100家。镇上还有潮汕商贸城、富丽不夜城等几个类似专业市场的场所，但都不是真正意义上的专业市场。因此，缺乏现代专业市场是庵埠镇专业镇发展过程中面临的又一严峻问题。
（五）基础设施落后阻碍经济发展
区域经济发展要求配套完善的基础设施网络，先进的基础设施能够为企业的商贸和生产活动提供优质的服务。庵埠镇作为潮安县县城所在地，近年来基础设施建设取得很大成就，然而还存在很多亟待解决的问题。首先，交通网络建设滞后。对外交通方面，庵埠镇的护堤公路、庵曲公路和蕉山公路都是双向两车道公路，远远不能满足高速发展的物流、人流。对内交通方面，除了县城片区，庵埠镇其他地方的交通线路普遍较少且绿化等配套不完善，缺乏多车道主干道。其次，旧区改造步伐缓慢。旧区改造是近几年各地政府工作的一项重点工程，旧城区、城中村占据着城市大片区域，蕴藏了大量商机。改革开放前，潮汕公路庵埠段以东是全镇的人口密集区，这里建筑密度高、建筑物老旧、道路狭窄。旧区里包括庵埠镇的老城区——庵埠寨，在旧城改造中还要注意保护历史面貌，给整个旧区改造工作增加不少难度。在庵埠镇旧区之外还分布着二十多个行政村，都是需要进行改造的地区，为经济与城市发展提供足够的土地。此外，公共服务场所水平较低。上面所述庵埠镇的交通网络建设相对滞后，而相关的公共交通服务发展也不尽如人意。目前，庵埠镇的公共交通有四类，即公交车、计程车、专线车和摩的，但这四类公共交通都处于较低的服务水平。其中又以公交车存在的问题最为突出，线路少、不按站停车、管理混乱等问题使得庵埠镇的公交车现状令人担忧。全镇现只有客运站一个，且该客运站配套设施落后、占地面积狭小，与地方经济发展极不协调。
提升庵埠镇专业镇发展水平的策略
（一）促进传统产业集群升级
食品和印刷包装两大传统产业是构成庵埠镇经济的主体，是目前镇域经济的双引擎，两大产业的持续发展是镇域经济增长的保证。本文认为，在促进镇内食品和印刷包装产业发展过程中，应该注意以下两点：第一，引导中小企业发展壮大，发挥龙头企业带动作用。在这里，政府和行业协会应体现其帮扶与协调效用。对于发展势头良好、企业信誉度高的中型企业，可以考虑给予融资方便，使更多企业创品牌、上规模；小型企业通常承接周边大企业的生产环节，因此应该对其做好质量监督工作，为企业提供技术支持与交流平台，适当合并一些规模较小的家庭式作坊。对于龙头企业来说，现阶段最重要的任务是提高企业的影响力与知名度，树立企业良好形象。而龙头企业对镇域经济的另一贡献是其带动作用，政府或行业协会是大企业与中小企业之间沟通的桥梁，加强两者之间的分工协作，在合作中实现知识与经验的流动，这对中小企业来说具有重要意义。第二，引进技术与管理人才，提高产业创新能力。庵埠镇绝大多数工人是农村闲置劳动力，他们运用的技术极为简单，而具备科学管理能力的人才更是少之又少。产业集群发展的重要动力之一就是创新，企业之间的互动主体应该是技术水平精湛、管理能力突出的人才。所以，优化镇域就业结构对于促进产业升级至关重要。
（二）积极培育壮大新兴产业
近年来，庵埠镇的食品印刷包装机械产业、药包材产业及现代服务业等产业的发展成为镇域新的经济增长极，都表现出强劲的发展势头。机械产业的发展有其他地区难以企及的优势，但也要结合最新技术来升级产业水平，把食品印刷包装产业培养成镇域的又一支柱产业。药包材产业尚处于初级发展阶段，目前虽然与一些国内著名药品企业合作，但是产业规模不大；另外，由于药品产业的行业特点，在发展药包材产业的时候，质量安全是生产过程中非常值得注意的环节，政府和企业应当加倍重视产品安全问题。二十年的县城建设使庵埠镇具备了发展现代服务业的条件，第三产业已经逐渐成为镇域经济发展中的亮点，也是该镇未来经济发展的重要方向之一。重点应该借助本地得天独厚的区位优势，发展现代物流业，增强对外辐射能力。由于本地的商业氛围历来活跃，娱乐业、房地产业和金融服务业等行业可以在市场经济环境下快速发展，政府只需对其进行因势利导就能实现这些产业的持续发展。
（三）构建镇域交通网络
对于区域经济发展而言，基础设施的改善主要体现为交通条件的完善，即所谓“路通财通”。如前所述，庵埠镇无论对外还是对内交通的发展都不尽如人意。本文认为庵埠镇的交通条件的完善可以通过以下三个方面来实现。第一，拓宽主干道，建成密集交通网。目前庵埠镇的主干道中的双向六车道数量很少，旧区更是连双向四车道的沥青道路都没有，为数众多的是路面狭窄、坑洼的水泥路。在庵埠镇的部分农村，由于与镇中心相离较远，村内与村间的交通状况极差，严重制约当地经济发展。庵埠镇交通密度较大的是中南部，而西北部没有明显的主干道，道路密度低。基于以上两点，本文认为要实现镇域经济均衡发展，就要构建完整的交通网络。第二，完善交通配套设施与公共交通环境。与珠三角大多数乡镇相比，庵埠镇的交通配套设施明显落后，对整个交通系统的运作非常不利。归纳起来，主要存在红绿灯稀少、道路绿化奇缺、道路标志极少等问题。就拿道路绿化来说，庵埠镇的交通大动脉潮汕公路的部分绿化带竟然被沿路店铺用来种植蔬菜，这种行为应该予以大力制止。第三，加强交通管制，防止交通混乱局面。塞车对于庵埠镇的居民来说再熟悉不过，按理说小镇的塞车问题应该不会像大城市一样严重，但该镇也存在这一问题，对经济发展造成一定阻碍。究其原因是当地的交通管制能力较差，而且交通死角又较多，加之交通配套设施落后，导致对外交通和镇内交通每天都出现塞车情况。除了本身交通条件较差外，本地居民遵守交通规则的意识较弱也是导致交通混乱场面频繁发生的主要原因之一，这也对交通管制提出更高要求。政府可以从加大交警投入、改造交通死角、建设行人天桥和普及交通规则等方面加强交通管制。
