食品生產(chǎn)線的計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

黃旭釗

摘 要：隨著時代的發(fā)展，科技的進步，越來越多的高新技術(shù)被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了自動化以及智能化的生產(chǎn)辦法。本文作者通過對食品生產(chǎn)線計算機控制系統(tǒng)研究多年的實際經(jīng)驗，對食品生產(chǎn)線計算機控制系統(tǒng)設(shè)計展開了深入的調(diào)研與分析，并根據(jù)實際情況給出相應(yīng)的計算機控制系統(tǒng)設(shè)計方法，希望能對相關(guān)行業(yè)起到一定的啟發(fā)作用。

關(guān)鍵詞：食品生產(chǎn)線;計算機控制系統(tǒng);設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.119

0 引言

當今社會對各類食品的要求越來越高，食品消耗量也在不斷增大。食品廠家在進行食品生產(chǎn)與管理時，要能夠與時俱進，不斷調(diào)整自身食品生產(chǎn)的速度與產(chǎn)量以及配方，從而使產(chǎn)品能夠更好的滿足市場需求。計算機控制系統(tǒng)的引入，為食品生產(chǎn)廠家提供了一定的技術(shù)支持，能夠提升食品生產(chǎn)線的自動化水平，提升食品企業(yè)的生產(chǎn)效率，促進企業(yè)的經(jīng)濟效益不斷提升。

1 食品生產(chǎn)線的工藝流程

食品生產(chǎn)線，顧名思義，是一種將食品量產(chǎn)的生產(chǎn)設(shè)備。在進行生產(chǎn)線的運作過程中，為了節(jié)省食品生產(chǎn)廠家的設(shè)備投資以及管理成本，食品生產(chǎn)線的設(shè)備一般都能夠?qū)Χ喾N食品進行加工處理。只需要改變相應(yīng)的電氣參數(shù)設(shè)置，就可以實現(xiàn)不同種類以及不同形狀的食品加工。通常情況下，食品生產(chǎn)線分為兩個部分，一個部分為前段食品的塑形部分，另一個部分則為食品的烘焙工藝處理部分。以食品中千層酥的生產(chǎn)為例，生產(chǎn)的工藝流程是將食品的物料通過疊酥機進行塑形，然后通過兩次軋面機進行軋制，再經(jīng)過疊酥機和軋面機進行不斷塑形和疊酥，最后經(jīng)過切割機進行面皮的碾壓與切割，然后經(jīng)過噴糖機與鹽糖機進行風味物質(zhì)的噴附，使千層酥能夠具有特殊的口味，最后按照一定的距離將生產(chǎn)后的千層酥進行高溫的烘焙處理。這里的烘焙將經(jīng)歷四個溫區(qū)，每個溫區(qū)的時間和溫度都有著不同調(diào)控，從而完成千層酥的發(fā)脹、脫水、成熟、上色的過程。溫度的設(shè)定為上高下低，每個溫區(qū)內(nèi)的千層酥含水量將越來越低，最后出爐的千層酥色澤金黃，風味極佳，然后使產(chǎn)品進入相應(yīng)的網(wǎng)袋設(shè)備，進行包裝整理，進入產(chǎn)品使用環(huán)節(jié)[1]。

2 食品生產(chǎn)線計算機控制系統(tǒng)的功能

隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展和優(yōu)化，越來越多的計算機控制流程被應(yīng)用在食品生產(chǎn)中，為食品的生產(chǎn)帶來了自動化、智能化、流程化的管理方案。將計算機控制系統(tǒng)應(yīng)用于食品生產(chǎn)線中，能夠?qū)⑹称飞a(chǎn)線徹底進行工業(yè)化生產(chǎn)的改革，也是我國食品行業(yè)解放生產(chǎn)力，提升生產(chǎn)效率的必由之路[2]。

（1）計算機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計。以千層酥的生產(chǎn)為例，食品生產(chǎn)線前段的流程就有數(shù)百米長。因此在進行計算機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計時，一般會將整個網(wǎng)絡(luò)分為頂層網(wǎng)絡(luò)、中層網(wǎng)絡(luò)以及底層網(wǎng)絡(luò)三層。其中，頂層網(wǎng)絡(luò)負責實時管控整個生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)配方與生產(chǎn)參數(shù)的調(diào)整。這一層的硬件設(shè)計中，需要兩臺工業(yè)計算機進行控制，其中一臺是操作員進行實時調(diào)控，另一臺則作為工程師進行宏觀調(diào)控使用。在生產(chǎn)管理辦公室應(yīng)該放置一臺計算機，這臺計算機與下面進行調(diào)控的兩臺計算機能夠產(chǎn)生一定的聯(lián)動效應(yīng)，進而使生產(chǎn)和管理人員能夠隨時查看設(shè)備參數(shù)以及產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，進而為產(chǎn)品生產(chǎn)與銷售做好相應(yīng)的準備工作。這三臺硬件設(shè)備都是以以太網(wǎng)的形式進行數(shù)據(jù)交換。中層網(wǎng)絡(luò)是整個食品生產(chǎn)廠能夠進行內(nèi)部數(shù)據(jù)交換和外部數(shù)據(jù)對接的通訊網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俾瘦^快，并且通訊接線方式較為簡單，通訊的距離較遠。一般情況下，中層網(wǎng)絡(luò)會采用兩套可編程的數(shù)控編輯器，采用315-2DPCPU。每臺編輯器有其他開發(fā)者選項和對應(yīng)的功能，其中一臺負責進行前段的塑形以及食品材料的控制，另一臺負責烘焙溫度調(diào)整，速度調(diào)整以及食品包裝入庫的調(diào)控?，F(xiàn)場操作的硬件系統(tǒng)上會安裝相應(yīng)的通訊裝置，能夠相互之間傳遞和獲取數(shù)據(jù)。數(shù)控編輯器包括S7-300PLC的主站以及其他從站設(shè)備。底層的網(wǎng)絡(luò)是針對工藝中細節(jié)化的流程處理，其中包括對疊酥機，軋面機、切割機以及流水線的工藝控制，需要每個都有一定的人機交互控制設(shè)備，能夠?qū)崟r調(diào)控工藝參數(shù)。工藝參數(shù)的調(diào)控包括對工藝流程中的物料速度，物料種類，軋制力量的調(diào)控。底層網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控要具有雙向的數(shù)據(jù)傳輸體系，從而確保工作人員能夠從相應(yīng)的系統(tǒng)上查詢到設(shè)備與數(shù)據(jù)的相應(yīng)參數(shù)。計算機控制系統(tǒng)的硬件要能夠?qū)崿F(xiàn)人機交互，數(shù)據(jù)傳遞以及工藝參數(shù)的調(diào)整，從而確保生產(chǎn)流水線中的工藝配方、流程、機器的運作皆在掌控之中[3]。

（2）計算機控制系統(tǒng)的軟件控制。食品廠生產(chǎn)線的計算機控制系統(tǒng)軟件開發(fā)由兩部分組成，一部分是上位計算機監(jiān)控系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是一個功能強大，存儲能力極強的數(shù)據(jù)庫。通過VB進行程序編程以及圖形的優(yōu)化設(shè)計，從而使生產(chǎn)流水線中的圖形能夠傳遞到前端，使管理人員方便進行監(jiān)控，同時能夠提供龐大的圖形工具供其調(diào)整使用。第二個部分是通訊軟件的開發(fā)。通訊軟件要能夠提供相應(yīng)的實時性通訊功能，使生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況能夠進行有效傳遞和通訊，確保管理者掌握實際情況。其中上位計算機軟件系統(tǒng)主要是對監(jiān)控畫面的調(diào)取，軟件的功能應(yīng)該能夠有人機交互系統(tǒng)，主畫面的傳遞，生產(chǎn)配方的預(yù)設(shè)計、日生產(chǎn)報表以及月生產(chǎn)報表的繪制和生成，故障檢修記錄的存儲等。同時還要有對高溫區(qū)以及各個設(shè)備電動機的溫度檢測。隨著食品生產(chǎn)廠家不斷提出新的要求，軟件控制系統(tǒng)要能夠滿足多個食品的生產(chǎn)管理過程。在過去，相關(guān)參數(shù)都是由技術(shù)人員進行手工調(diào)整，耗費了大量的人力與物力，提升了生產(chǎn)成本。而通過軟件控制系統(tǒng)，能夠?qū)⒏鱾€食品的生產(chǎn)參數(shù)進行錄入與存儲，并且能夠進行智能化自動化的調(diào)整，從而確保食品生產(chǎn)線流程能夠更加簡潔，生產(chǎn)調(diào)整的成本大大降低。

3 結(jié)束語

本文以食品生產(chǎn)線的工藝流程作為切入點，深入而又詳盡的分析了食品生產(chǎn)線計算機控制系統(tǒng)的功能，其中包括計算機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，從而使食品生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)線走向智能化、自動化、數(shù)控化的生產(chǎn)流程，進而提升食品生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]陳巖，劉春生，王鳳如.計算機控制的位置伺服系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機仿真，2003（12）：136-139.

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[3]何海志，王京春，李宛洲，林艷生.電渣重熔爐計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機工程與應(yīng)用，2006（16）：230-232.