自動化供粉系統(tǒng)在食品行業(yè)的應用研究

方榮

摘要：隨著自動化供粉控制系統(tǒng)的普遍應用，面粉企業(yè)的經濟效益快速提升，特別是自動化供粉系統(tǒng)運行中可編程邏輯控制器技術的應用，使得面粉供粉過程中的各個環(huán)節(jié)都在數(shù)字運算操作模式下完成，各項操作都通過可編程邏輯控制器信息的輸入和輸出完成。文章針對自動化供粉系統(tǒng)在食品行業(yè)的應用進行研究。

關鍵詞：食品行業(yè)；供粉系統(tǒng)；自動化技術；面粉企業(yè)；可編程邏輯控制器技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TS211 文章編號：1009-2374（2016）30-0058-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.028

PLC是建立在計算機控制基礎上的可編程邏輯控制器，在目前的工業(yè)控制領域得以廣泛使用?？删幊踢壿嬁刂破骼^承了繼電器控制，并在控制功能上得以發(fā)展，由軟件編程取代了原有的硬連線邏輯，簡化了電氣控制系統(tǒng)。食品行業(yè)的供粉系統(tǒng)中引入了可編程邏輯控制器技術，實現(xiàn)了供粉系統(tǒng)的自動化操作，不僅提高了供粉系統(tǒng)的運行效率，而且供粉質量水平也有所提高。

1 應用可編程邏輯控制器技術對自動化供粉控制系統(tǒng)的設計

1.1 自動化供粉控制系統(tǒng)的設計要求

自動化供粉的過程中通常所使用的供粉控制系統(tǒng)的構成主要為可編程邏輯控制器和A/D擴展模塊配以面粉濕度傳感器，可以根據控制系統(tǒng)設定的參數(shù)進行自動化供粉操作，并不需要有人值守；操作人員可以自動調節(jié)供粉的時間和運行周期，也可以從工作實際的角度出發(fā)采用手動的方法選擇供粉的方式；在設置上，可以調整自動供粉的參數(shù)，對于供粉區(qū)域分組并包裝，供粉系統(tǒng)運行中存在故障而需要啟動自動報警系統(tǒng)。

自動化供粉控制系統(tǒng)的運行要符合食品行業(yè)的相關規(guī)定，發(fā)揮提高工作效率的作用，就要從實際運行需求角度出發(fā)針對系統(tǒng)進行合理配置，包括自動供粉的壓力、流量，供粉傳輸中所應用的基本材料規(guī)格，供粉渠道的連接情況等，都要劃歸到系統(tǒng)設計范圍內。

從設計的角度而言，自動化供粉控制系統(tǒng)由8個子系統(tǒng)構成，即面粉接收系統(tǒng)、出倉系統(tǒng)、面篩理系統(tǒng)、面輸送系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)、稱量系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。運行過程中，供粉運行的周期以及兩次供粉的間隔時間可以由外部定時器調整好提醒時間?？删幊踢壿嬁刂破骶哂袑┓圻M行時序控制功能，不但對于供粉可以實施各項控制措施，而且還能夠對于可編程邏輯控制器工作狀況進行記錄。

運行過程中，做好供粉控制工作的同時，還能對系統(tǒng)運行的環(huán)境起到一定的控制作用，特別是系統(tǒng)運行環(huán)境的溫度和濕度，都可以采用可編程邏輯控制器進行合理化的自動控制。

1.2 自動化供粉控制系統(tǒng)的硬件控制

自動化供粉控制系統(tǒng)在硬件設計上，自動控制的核心是可編程邏輯控制器（可編控制器），根據實際情況對A/D擴展模塊進行設計，搭配使用面粉濕度傳感器。如果運行環(huán)境不符合系統(tǒng)設定的要求，自動報警系統(tǒng)就會啟動，由幾個電磁繼電器對其實施自動化控制保護。

A/D模塊所發(fā)揮的功能是不便于系統(tǒng)自動化運行或者對手動控制有所要求的時候，就可以根據系統(tǒng)運行環(huán)境條件對相關的參數(shù)進行設置。自動化供粉控制系統(tǒng)采用手動控制方式，多為可編程邏輯控制器處于失電狀態(tài)的時候，系統(tǒng)操作人員就可以選擇手動的方式進行供粉操作。供粉的時間也是在控制面上采用手動的方式進行操作。如果自動化供粉控制系統(tǒng)為半自動控制，就是可編程邏輯控制器帶電失電的時候采用自動化操作，而可編程邏輯控制器處于帶電狀態(tài)的時候，也不會采用全自動控制操作的形式，而是操作人員按照時序完成供粉任務，即控制一個周期。自動化供粉控制系統(tǒng)的全自動控制，就是可編程邏輯控制器處于帶電狀態(tài)的時候，運行都處于自動控制的狀態(tài)，在對供粉的過程進行控制的時候，就按照所設置的時間和順序持續(xù)進行，直到可編程邏輯控制器關閉位置。對于可編程邏輯控制器的自動供電問題，主要是由外部定時器來實現(xiàn)。

為了確保自動化供粉控制系統(tǒng)不會因停電而影響正常運行，還需要配置USP后備電源，以避免由于突然停電而妨礙正常工作。除此之外，還需要配備I/O端口以作為備用，以為自動化供粉控制系統(tǒng)所發(fā)揮的環(huán)境測控功能留有擴展余地。自動化供粉控制系統(tǒng)的自動報警裝置運行中，如果系統(tǒng)運行中發(fā)生故障，就會有光電顯示，以提醒系統(tǒng)操作人員盡快采取技術措施進行處理。

1.3 自動化供粉控制系統(tǒng)的軟件控制

可編程邏輯控制器在軟件設計上所采用的主要方式是利用掃描工具來完成各項工作。將不同的檢測信號輸入到軟件系統(tǒng)中，就可以獲取所需要的系統(tǒng)程序，在自動化供粉控制系統(tǒng)的軟件中，還要從系統(tǒng)運行的實際出發(fā)對連鎖功能進行設置，以避免處于運行狀態(tài)卻由于邏輯錯誤的存在而引起誤操作現(xiàn)象。自動化供粉控制系統(tǒng)在運行的過程中會導致環(huán)境溫度提升，這就需要做好風機控制工作。風機的開關運行和系統(tǒng)運行的溫度以及環(huán)境溫度都是密切相關的。將控制值設定在溫度適中狀態(tài)。如果系統(tǒng)溫度超過了設定值，具有降溫功能的風機就會啟動，隨之降溫系統(tǒng)開始發(fā)揮作用。如果系統(tǒng)溫度沒有達到設定值，風機就會處于關閉狀態(tài)。

關于自動化供粉控制系統(tǒng)的報警控制系統(tǒng)設計，當供粉的頁面已經超出了最低表現(xiàn)線，報警控制系統(tǒng)就會啟動，并發(fā)出聲音信號和視覺信號，以提醒系統(tǒng)操作人員對供粉裝置進行調整。具體操作中，當系統(tǒng)操作人員接收到報警信號之后，先將報警消音按鈕按下，對供粉系統(tǒng)的設置進行修改，之后啟動報警按鈕。操作人員在進行這一系列的操作中，要操作準確而且要在短時間內操作完畢，一般從接到報警到事故處理完畢，不可以超過5分鐘時間。當操作人員將自動化供粉控制系統(tǒng)對系統(tǒng)設置調整之后，就要將空氣泵接通，使供粉系統(tǒng)能夠繼續(xù)運行。

2 自動化供粉系統(tǒng)在食品行業(yè)中的應用效果

2.1 自動化供粉系統(tǒng)的工藝技術

自動化供粉系統(tǒng)的運輸，從面粉的卸車運輸?shù)奖惠斔偷矫娣蹅}庫中都采用了可編程邏輯控制器技術完成。具體的操作中，倉底卸料器被振動后，通過變頻喂料絞龍的運行，面粉就會按照系統(tǒng)所設置的運輸量將面粉輸送到單倉篩。在單倉篩這個環(huán)節(jié)，面粉會被篩理而使得面粉的質量得以保證。如果需要運送的面粉不是散裝的面粉，而是袋裝的面粉，就需要采用人工投料的方式將面粉倒入到投料斗中輸送到單倉篩被篩理。經過了單倉篩的面粉還要經過磁選器的磁選，之后被壓運到循環(huán)分離倉暫時存儲起來。當系統(tǒng)的終端信息有用粉信息傳輸過來，倉底卸料器被振動后，面粉就會通過變頻喂料絞龍傳輸?shù)脚淞铣由?，根據信息中所指定的量進行稱量，之后通過喂料絞龍向用粉點輸送。整個自動化供粉系統(tǒng)運行的各個環(huán)節(jié)都設置有除塵系統(tǒng)，面粉可以獲得除塵處理，不僅面粉質量得到了保證，而且確保了操作人員的安全。

2.2 自動化供粉系統(tǒng)的操作優(yōu)勢

2.2.1 自動化供粉系統(tǒng)的面粉接收系統(tǒng)。自動化供粉系統(tǒng)的面粉接收系統(tǒng)在運行中，散裝自卸車為設計結構簡單的機械車輸送。機械車在配置上有較少數(shù)量的設備，使用時具有較高的靈活度，不僅可以節(jié)省操作空間，而且設備成本也比較低。在維護和維修上都極為便利。如果供粉范圍比較大，使用面粉接收系統(tǒng)是非常合適的。面粉接收系統(tǒng)運輸散裝的面粉，可以節(jié)省人力和物力，加之傳輸面粉方便而靈活，使得面粉運輸?shù)恼麄€過程都不會與外界環(huán)節(jié)接觸，因此而不會出現(xiàn)二次污染的現(xiàn)象，保證了經濟效益。

2.2.2 自動化供粉系統(tǒng)的面粉出倉系統(tǒng)。面粉一般會根據品種的不同存放在兩個面粉倉庫中。面粉出倉系統(tǒng)會根據面粉生產需求的不同對變頻喂料絞龍的運行頻率進行調節(jié)，以對面粉進行配置，確保了面粉的質量。整個系統(tǒng)操作都靈活而穩(wěn)定，不僅使用方便，而且具有很強的可操作性。

2.2.3 自動化供粉系統(tǒng)的面粉篩理系統(tǒng)。自動化供粉系統(tǒng)的面粉篩理系統(tǒng)是對面粉進行篩理，將面粉中結塊篩除，同時還可以避免面粉中有生蟲現(xiàn)象。特別是對袋裝面粉進行人工拆袋的時候，不可避免地會有異物掉入面粉中，經過篩理后就可以確保面粉的干凈。經過篩選的面粉還要經過磁選系統(tǒng)對面粉中所存在的磁性物質進行吸除，從而確保了面粉品質。

2.2.4 自動化供粉系統(tǒng)的面粉輸送系統(tǒng)。自動化供粉系統(tǒng)的面粉輸送系統(tǒng)為管道密閉系統(tǒng)，面粉在這樣的輸送環(huán)境中自動化運輸或者采用氣力輸送的方式已經成為面粉輸送的主要發(fā)展方向。相較于其他的輸送裝置，在氣力正壓的作用下輸送面粉，可以確保面粉在運輸?shù)倪^程中不會受到環(huán)境的影響而受潮，也不會有異物混入其中，可以確保面粉在運輸中不會受到污染，同時運輸成本和勞動力成本也會有所降低，勞動生產效率明顯

提高。

2.2.5 自動化供粉系統(tǒng)的面粉卸料系統(tǒng)。面粉暫時存放的空間通常會比較小。當面粉被壓運到倉庫中之后，就會采用吸風技術對面粉進行除塵處理。此時，就會有吸風粉產生而不利于保證面粉的生產質量。自動化供粉系統(tǒng)中運行面粉卸料系統(tǒng)，就是通過運行循環(huán)分離倉，而避免面粉卸料的時候產生吸風粉，由此而避免了面粉原料的浪費，相應地勞動力成本也會有所降低，經濟效益有所提高。

2.2.6 自動化供粉系統(tǒng)的面粉稱量系統(tǒng)。自動化供粉系統(tǒng)的面粉稱量系統(tǒng)使用了精度很高的稱重模塊，在稱重控制儀表的作用下使得面粉稱量精確而不會產生誤差。自動化供粉系統(tǒng)在可編程邏輯控制器的控制下，使得向用粉點所提供的面粉重量準確。在配料秤量上為全自動操作，不僅工作效率高，而且稱重計算準確，特別是在面粉稱量系統(tǒng)運行中，可編程邏輯控制器可以在發(fā)揮控制作用的同時，還具有很強的抗干擾能力，不僅具有可靠的控制性，而且配置靈活，程序編輯上非常方便，還可以根據現(xiàn)場的工作需要對可編程邏輯控制器進行調試，有利于系統(tǒng)的維護，確保了可編程邏輯控制器的運行穩(wěn)定。

2.2.7 自動化供粉系統(tǒng)的面粉除塵系統(tǒng)。由于供粉系統(tǒng)運行的過程中，容易在作業(yè)點產生大量的粉塵，特別是在投料、壓運和稱量的時候，粉塵污染極為嚴重，因此在作業(yè)環(huán)境中都設置有吸風點，經由布袋除塵器將粉塵吸出環(huán)境外，確保了工作環(huán)境良好，而且還避免了粉塵爆炸事故，使得工作人員的人身安全有所保證。

2.2.8 自動化供粉系統(tǒng)的面粉控制系統(tǒng)。自動化供粉系統(tǒng)的面粉控制系統(tǒng)是系統(tǒng)運行的過程中，各個設備都由可編程邏輯控制器控制，確保了系統(tǒng)的各個流程運行穩(wěn)定，而且在系統(tǒng)的各個位置都設置有報警裝置，使得系統(tǒng)運行中，即便是沒有人監(jiān)控，也可以確保設備處于正常的運行狀態(tài)。自動化供粉系統(tǒng)中的配料秤也是通過可編程邏輯控制器控制器來加以控制的，包括加料和放料的準確度，在可編程邏輯控制器控制器的作用下就可以完成。在整個系統(tǒng)運行中，為了便于設備檢修，所有的設備都安裝有急停開關，以便于隨時停止系統(tǒng)運行而檢修，從而使工作人員的人身安全有所保證。

3 結語

綜上所述，在食品行業(yè)中，對供粉系統(tǒng)如果依然采用傳統(tǒng)的人工操作方式，不僅供粉的速度無法保障，而且在具體操作中會缺乏科學性，會從經驗角度出發(fā)進行操作，導致供粉缺乏均勻性，不僅影響了供粉的質量，而且會影響到企業(yè)的經濟效益。自動化供粉控制系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器技術進行控制，就是在系統(tǒng)的設計上采用了計算機軟件和硬件相結合的設計，不但簡化了操作模式，而且確保了自動化供粉控制系統(tǒng)在運行中的穩(wěn)定性。應用自動化調節(jié)技術操作自動化供粉控制系統(tǒng)，還可以起到節(jié)約資源降低能耗的作用，不但使食品企業(yè)獲得更高的經濟效益，而且還創(chuàng)造了更高的社會

效益。

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