包装机械图形显示操作技术的应用

几年前，在美欧日等多数工业发达国家里，包装机械的操作系统发生了一次重大变革，即从传统的继电器机械调控方式演变为可编程逻辑控制器(PLC)的新型电子控制方式。而在最近，值得关注的是，这一演变又为计算机术广泛应用到包装机械设备中开辟了一条新的途径—包装机械图形显示操作者界面(Graphical Display Operator Interface)。



    应用图形显示操作界面无论对于包装机械制造行业还是最终的设备用户都是一种具有“双赢”性的技术改革，既可以改善包装机械生产率又能提高加工质量，同时有助于降低成本。例如，图形显示操作界面可以让操作者在显示器屏幕上观察到正在进行中的产品包装过程，当发现其中有什么问题时，操作者就可以实施必要的在线调节(on-line adjustment)，同时，操作者界面上的“对话”功能还可帮助操作者确定发生问题的地点和采用什么措施加以纠正解决。



    今天，包装机械供应厂正在激烈竞争中按照用户要求，在低成本条件下提供快速的和更有效的包装设备。而要满足提高包装生产率、降低停机时间和简便操作方式的要求下，必须保证有高度先进的控制程序，那么，把PLC与图形显示操作界面结合起来，就可以有效地实现这种程序。这项新技术使得包装设备制造厂提供更加先进机械的功能性，例如，便于维护设备，易于实施修理和确定诊断方案等。如果先进的诊断技术与现场加工中较完整的信息相结合，就有助于操作者避免生产过程中出现潜在的所谓“瓶颈”现象或产品的损伤，这些现象往往会造成过多废品或意外停车，其损失将可能是十分惊人的。



    国外很多包装机械制造公司，在革新计划中将依据一项计划程序，包括一方面使机械设备向PLC电子控制方式转变，同时另一方面进行图形显示操作界面的合理选择，由此实施包装机械新型调控方式的应用战略。他们在包装机械这项实用战略转变过程中，一般都采用下述几项主要步骤。



    一、先转向电子控制



    这是实现包装机械设备图形显示新技术的首要一步，是包装设备制造企业开始进行这项新技术改造的基础条件，其中最主要的就是电气部件的改换。在美国的大多数包装机械制造企业中，已在上世纪九十年代初以后，陆续应用PLC来配备他们工厂中伺服传动型包装机和包装制品成型机，或使用各种PLC装置替代机器上原有专用的电气机械控制器。这样，就可以尽可能地降低机械零部件的使用，且使包装机械设备更易维修，确保质量稳定一致、重复操作趋于简便和维护缩短。



    二、评价操作软件包



    在完成电气机械控制装置的转换后，企业部门接着需要购置最合适工作目标的软件包。此时，企业就要首次走出去评价各类相应软件的功能与特性，还要对软件供应商的诚信度出判断。因为很多工厂的设备都不是使用单一品种机械，而是混合着各类高、中、低档自动化包装机和制品成型机，以便满足规定的成本和性能要求。所以，企业部门一般都认为需要选定一家操作界面软件供应商，然后可以在各条生产线上使操作界面实现标准化。标准化操作界面带来好处将使操作者在使用一批不同的机器时只需要学会一种控制程序。



    三、选择操作者界面



    通过分析比较，认识到能满足用户要求的足够灵便的标准型操作者界面是最需要的。很多美国包装机械制造公司最后选择了交互式(Interact)软件包。此类软件包基本满足了上述评估表格中各项性能要求与用户需求，而且其成本也远低于评估表中预设软件包的价格，特别是交互软件能提供十分快速而灵便应用中所表现的实时响应性能。此外，软件包的模块式结构能使用户有可能在采购时只支付所需功能的那部分软件。这一条是相当重要的，因为这就允许机械制造公司可以按每台包装机械的设计特性来按需定制，由此可保持成本最低。



    这种专业的操作者界面系统在配备各类PLC设备时，能使界面系统尺寸减小，还可消除温度控制器等的需要，这些改进使得每台包装机械操纵板上形成更多空间，这就使安装其它装置时提供了更灵便的选择余地。



    四、推广操作者界面



    在这一步骤中，包装机械制造公司应及时规划如何考虑开发操作者界面广泛应用的问题。其中，下述几项事宜需要加以认真考虑的。



    1.公司的现有加工设备往往已经形成工业界的很好声誉，但对机器产品而言仍需不断改进。尽管公司业已意识到图形显示操作者界面的广泛应用，但看到其中某些不足之处则是有益的。



    2.在使用装备这种操作界面系统的包装机和成型机的整个生产线上，应保持连贯的协调一致是十分必要的。



    3.在目前工作环境条件下，考虑设备的小型化则是一个普遍性的要求，而缩短培训时间和降低维修费用则是优先考虑的。



    4.如果制造公司的产品销往国际市场的，那么，文字翻译、操作适应性及技能水平要求等都是重要项目。当这些公司表明这些问题均已考虑成熟以后，也就同时为这种界面系统在未来可以推广到其它各类机器创造了良好条件。



    五、界面应用的规范



    为确保在广泛使用场合下能迅速确定工作方式及操作技能，可由包装机械制造公司的技术标准人员、工厂生产人员、研究与发展人员、销售和加工人员共同组成一个“标准委员会”。



    先由标准委员会在可使用的一条生产线上建立一个操作者界面，然后，再开发出一种标准化工作方案，由此表明这些操作界面的屏幕是如何显示的，以及每个屏幕是如何包含各个项目的。例如一个单一引导性屏幕对于每台机器可能是标准的，并为了保证安全操作而包含有关的各项引导性说明。所以当操作过程中转换到任何一台机器时，用户一开始就无需了解这些机器之间的差别。



    六、应用项目的开发

开发应用项目中要考虑如何确定显示屏幕及按键的位置和大小。此外，每一个屏幕底部具有一组菜单式按键，帮助用户简易地通向应用项目，同时，每个屏幕都包括有说明各个按键可用的信息。应用图形符号可使机械设备制造厂保持具有标准的各个应用项目，这些项目可使外国用户所熟悉并可方便地转换。



    从性能上讲，图形显示法比原来的双线显示法更加直观和有效。图形显示操作界面提供了更加清晰的空间，在表示信息方面可增加色彩、图案和声音，这些都是扩大应用项目的可行范围。例如，指示符号变成红色或带有声音警铃的大屏幕将更有可能引起操作者注意。此外，界面软件系统极大地提高诊断能力。一旦错误信息发生，警告信号在屏幕上就会出现，指出发生故障的原因和地点并提出消除故障的解决方法，这样就会大大缩短维修时间，操作者可以在排故后很快地回到生产线岗位上。



    七、应用项目的试验



    在正式实施新操作界面之前，包装设备制造厂应在原型机设备上进行严格的内部试验。在完成这种初试后，其应用程序才可以在现场不同设备上再试验。所以，可以认为用户对其应用的操作者界面的试验完全处于真实的制造环境之下。经过一段时间的测试和评价后，试验工厂可把结果情况反馈设备制造公司，并说明他们应如何更加适应用户的需求，再通过检查并得到批准，这些建议可在最后应用中加以采纳。但是，在改进项目完成并在机器上安装界面系统后，应用的开发工作尚未结束。为更好满足用户需求不断变化的条件，尚需作出连续性的改进和维护。好在只要应用在此介绍的基于软件包的操作者界面，不必要停机就可立即实现各项改进。

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包装机械图形显示操作技术的应用

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