随着我国经济的快速发展和人们生活水平的提升,盒装型饮料乳品已经成为一种很常见的包装形式,并且其需求量与日俱增,然而高速无菌砖式包装机的核心技术长期被国外几家知名企业所垄断,加上我国包装机械起步较晚,且技术含量较低,对光、磁和计算机等一些先进技术利用很少,自动化程度较低,故自主研发的包装机还远不能与国外先进包装机相媲美,导致我国的高速盒式包装市场长期被国外跨国公司掌控甚至垄断。本文在国家“十二五”科技支撑重点项目“食品包装关键技术装备及材料开发与示范(2011BAD24B01)的支持下,根据实验室成员设计研发出的利乐盒式包装机,在熟悉工艺的条件下对包装机进行控制系统方案设计与优化分析。本文所完成的主要研究内容和工作如下:(1)根据包装机设计要求与利乐复合材料的特点,对包装机的工艺进行分析,得出利乐盒式包装机的工艺流程,深入了解各个组成系统的控制要求。(2)根据实际实验经验,对聚乙烯密封条热封系统的温度控制进行分析优化,选择控制对象数学模型,利用Matlab进行仿真,采用模糊PID控制使温度参数更加准确,控制系统响应更迅速,可以降低产品的不合格率。(3)包装机控制系统的硬件设计,基于包装机主要系统组成,对系统进行控制要求分析,对传感器检测位置、型号、作用,电机的位置选择以及对电机的控制要求等进行了详细的设计分析,根据控制要求确定出了PLC的输入输出点和PLC选型。(4)包装机控制系统的软件设计,根据硬件设计及分析,对主要工艺过程进行PLC程序编写。另外对包装机触摸屏界面进行初步设计,界面内容满足了对包装机进行调试、控制、生产等要求。(5)最后针对包装机进行横封热封实验,进行正交实验和响应面实验,根据实验方案通过2000余组实验,对实验数据进行分析与计算,得出利乐复合材料横封热封性能规律以及最佳工艺参数。这些重要数据对包装机横封热封和纵封热封系统的温度控制提供了重要的数据参考。