全自动茶产品包装器械电气控制软件系统的设计研究

耿 亚

（常州工程职业技术学院，江苏常州 213164）

1 全自动茶产品包装器械设计需求

1.1 茶叶供应基数需求

茶文化在现代互联网平台，实现了二次流行的繁荣景象，茶叶类产品的国内产销量也在茶文化的发展下不断攀升，部分茶产品甚至出现了供需不足的情况。国家“一带一路”的推进，茶产品除国内的产销量外，国外的出口量也持续扩大。由此，茶叶供应基数较大。据《2018-2023年中国茶行业市场分析与投资咨询报告》显示，未来十年，我国茶叶产销量依旧继续攀升。在大基数的产品需求下，茶产品的包装设计开始创新发展，茶产品包装器械的电气设计系统也需要不断更1.2人工变动效率需求

在大基数茶产品的需求量下，传统的人力手工包装甚至半自动器械包装，都已经不再适应制茶工厂。一方面，人工劳动力的工作效率及工作质量具有流变性。针对部分关键的包装岗位，当人力工作安排具有变动时，包装循环链上的缺位问题会影响整体效率。并且，人作为情感需求个体，其身体状态的好坏及个人情绪，都会影响工作质量。另一方面，同等效率下的人工成本相较于机器成本更高。且随着我国义务教育的开展，学术型人才增多、技术性人才减少，人工劳动力成本较以往有所增加。由此，无论从包装效率、包装质量还是包装耗费成本来考量，人工劳动力已经无法满足现阶段的茶包装需求。在此情况下，茶包装的自动化设备器械开始大规模生产，大规模产出下政府对器械电气控制系统的监测手段也在不断升级。

1.3 消费群体无菌需求

社会主义市场经济效益的提升下，人民对物质生活的质量要求提升，对茶叶的要求从解渴、清神上升到对口感、品牌的要求，对茶包装的要求也从盛放茶叶的器物上升到对包装设计美感、包装保鲜质量、包装洁净度等更高层次的需求。现阶段消费群体对茶食品包装的“无菌需求”，促进茶工厂必须在全自动一体操作无菌空间下进行包装作业。例如云南白茶市场，就以“锁鲜装”的定义进行茶叶推广。白茶工厂将白茶加工后，以全自动无菌包装技术，将未被烘干处理的茶叶直接进行封闭装盒，全过程均以无人电气系统进行中控操作，线路简单经济、操作方便快捷，既能够满足市场对无菌操作的需求，又可控制包装成本、提升经济效益。可见，茶产品全自动器械下无人化包装，已经成为现代茶市场的包装制作趋势。

2 现行包装器械电气控制系统的设计探究

2.1 全自动化实现度探究

现阶段的茶产品全自动包装器械，以“全自动”概念进行推广及包装制作，但其并不能真正的实现百分之百地全自动无人化使用。以电气系统的制动停车为例，一般茶工厂包装器械的电气系统，都会有自动制动及手动调试等操作开关，以防在电气供应线路出现问题时，设备能够自动采取迅速停车、断电等控制环节，但在组合开关或紧急能耗制动等问题上，仍需手动操控调试。即自动控制系统仅仅能够起到“暂停错误”的作用，其错误的解决及重启还需要人工手动进行操作。

2.2 人工复检纠错度探究

全自动化器械包装无法实现自身的错误改正及零件修复，因此，定期的人工复检是全自动器械的必要环节。针对未出厂的包装器械或者已经正在使用的包装器械，人工复检都是在机器自动检查后的必要步骤，以往，人工复检能够检测出机器正常程序检测不出的反向问题，但人工复检的纠错度却存在纠错率低及内部细节纠错不全面等问题。随着近年来包装器械的精密化发展，器械设备的精度及操作复杂性已经到了肉眼难以辨别的高度，人工复检的难度越来越大，人工复检纠错失败率由以往的13%上升到21.8%。针对许多器械内部含有精密算法的零件，人工无法复检出因微小事物而可能出现的隐藏性器械故障，即人工复检的预测性也稍有不足。并且，在茶工厂人员储备需求不足的情况下，人力检测专员的基数也在缩水、而包装器械电气系统的精度及基数却在增加，且针对部分电气系统的安全检查，人工复检存在人力安全隐患。在此情况下，必须以人工思维完成机器复检或第三方系统对电气系统的的设计进行全面监察。

2.3 数字化测量调试探究

电气控制系统对设备有控制、保护、测量等功能，数字化测量调试不同于人工复检，其调试测量的是系统配置及器械设备工作时整体性的适宜度，而非是系统内部的错误性问题。电气控制系统的数字化测量手段，可对器械设备和自身系统不断进行升级，但其测量升级都是“单向性”的单次升级作用，而不具有多向性的数据比较分析功能。以全自动拉伸膜真空包装机的测量调试为例，其在把薄膜加热的过程中，电气系统对其加热温度的调试随着实验不断精准升级，但每次升级的数据并没有在计算机进行直接录入，也没有与其他厂家或地区的同等器械设备的加热温度数据进行比较分析，因此，其数字化的测量调试不具有对比后的最佳考察性。现如今，多数全自动茶包装器械的电气系统日常数据，还没有与计算机网络直接联结，这就导致电气系统测量调试时数据不精准、数据不全面下更新升级慢等问题。

3 全自动茶包装器械电气控制系统的优化路径

3.1 智能思维导入中控系统

鉴于“全自动化”实现的不全面性，以计算机人工智能思维导入器械设备的中控系统，在电气系统出现问题时模拟人工思维，对电气系统进行制动停车等操作。对于半自动化需要的人工操控行为，智能思维不仅能够模拟人脑进行正确判断，还能够对可能发生的电气系统故障进行预判，提前手动停止设备运行，省去电气系统发生故障后再停止的耗费维修成本。

3.2 第三方监测及反馈系统

人工复检的纠错度不仅存在问题，其纠错后的反馈度也十分缓慢。鉴于对电气系统监测的权威性，以第三方监测及反馈系统录入电气设计系统的整体环节，以红外感应、时时监测、即实反馈的形式，及时发现电气系统设备中的零件故障。以红外射感进行覆盖式监测，不仅能够省去人工复检的人力复杂环节，其红外感应技术还能够察觉到肉眼观测不到的内部微小细节。在监测后的即实反馈系统中，第三方监测数据直接传达给检修工厂或整改机构，也可预防茶工厂内部检修不到位、隐瞒器械故障继续工作后导致茶产品包装不严、茶产品保质期限不佳等茶叶质量问题。

3.3 区域网链同步升级平台

在计算机云存储数据库导入电气控制系统的设计环节后，电气系统的日常操作调试、及启动后的各类数据都能够即实反馈在计算机页面上。基于此，在同区域或同民族设置电气控制设计主题的区域网链社交平台，其不仅能够对设备的维护问题进行交流探讨，还能够在数据对比分析下，确保以最佳更新方式对设备进行更新升级。除此之外，针对不同区域茶种的特殊性，对网链平台本地茶种可用的特殊包装类器械设备的数据调试，也能够以区域性、专业性的视角入手，在保障本民族茶叶的保鲜度的同时，进行电气系统设计的微调控，以达到保障质量下电气系统运作时节能减排的效果。

4 结束语

现阶段的茶产品全自动包装器械，以“全自动”概念进行推广及包装制作，但其并不能真正的实现百分之百的全自动无人化使用。通过智能思维导入中控系统、第三方监测反馈系统、区域网链同步升级平台等路径，将计算机高科技技术融入全自动茶包装电气系统的设计路径中，以保障电气系统能够在智能、安全、有效的环境中运行，达到维护机器寿命、提高节能程度及升级更新设备提高效率等效用，促进茶包装市场的现代化发展，推进茶产品的可持续繁荣。