《食品生产线的计算机控制系统设计和实现》
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摘 要：随着时代的发展,科技的进步,越来越多的高新技术被应用到工业生产中,为工业生产带来了自动化以及智能化的生产办法.本文作者通过对食品生产线计算机控制系统研究多年的实际经验,对食品生产线计算机控制系统设计展开了深入的调研与分析,并根据实际情况给出相应的计算机控制系统设计方法,希望能对相关行业起到一定的启发作用.
关键词：食品生产线;计算机控制系统;设计
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.119
0 引言
当今社会对各类食品的要求越来越高,食品消耗量也在不断增大.食品厂家在进行食品生产与管理时,要能夠与时俱进,不断调整自身食品生产的速度与产量以及配方,从而使产品能够更好的满足市场需求.计算机控制系统的引入,为食品生产厂家提供了一定的技术支持,能够提升食品生产线的自动化水平,提升食品企业的生产效率,促进企业的经济效益不断提升.
1 食品生产线的工艺流程
食品生产线,顾名思义,是一种将食品量产的生产设备.在进行生产线的运作过程中,为了节省食品生产厂家的设备投资以及管理成本,食品生产线的设备一般都能够对多种食品进行加工处理.只需要改变相应的电气参数设置,就可以实现不同种类以及不同形状的食品加工.通常情况下,食品生产线分为两个部分,一个部分为前段食品的塑形部分,另一个部分则为食品的烘焙工艺处理部分.以食品中千层酥的生产为例,生产的工艺流程是将食品的物料通过叠酥机进行塑形,然后通过两次轧面机进行轧制,再经过叠酥机和轧面机进行不断塑形和叠酥,最后经过切割机进行面皮的碾压与切割,然后经过喷糖机与盐糖机进行风味物质的喷附,使千层酥能够具有特殊的口味,最后按照一定的距离将生产后的千层酥进行高温的烘焙处理.这里的烘焙将经历四个温区,每个温区的时间和温度都有着不同调控,从而完成千层酥的发胀、脱水、成熟、上色的过程.温度的设定为上高下低,每个温区内的千层酥含水量将越来越低,最后出炉的千层酥色泽金黄,风味极佳,然后使产品进入相应的网袋设备,进行包装整理,进入产品使用环节[1].
2 食品生产线计算机控制系统的功能
随着电子信息技术的不断发展和优化,越来越多的计算机控制流程被应用在食品生产中,为食品的生产带来了自动化、智能化、流程化的管理方案.将计算机控制系统应用于食品生产线中,能够将食品生产线彻底进行工业化生产的改革,也是我国食品行业解放生产力,提升生产效率的必由之路[2].
（1）计算机控制系统的硬件设计.以千层酥的生产为例,食品生产线前段的流程就有数百米长.因此在进行计算机控制系统的硬件设计时,一般会将整个网络分为顶层网络、中层网络以及底层网络三层.其中,顶层网络负责实时管控整个生产工艺流程、生产配方与生产参数的调整.这一层的硬件设计中,需要两台工业计算机进行控制,其中一台是操作员进行实时调控,另一台则作为工程师进行宏观调控使用.在生产管理办公室应该放置一台计算机,这台计算机与下面进行调控的两台计算机能够产生一定的联动效应,进而使生产和管理人员能够随时查看设备参数以及产品的生产情况,进而为产品生产与销售做好相应的准备工作.这三台硬件设备都是以以太网的形式进行数据交换.中层网络是整个食品生产厂能够进行内部数据交换和外部数据对接的通讯网络,其网络传输的速率较快,并且通讯接线方式较为简单,通讯的距离较远.一般情况下,中层网络会采用两套可编程的数控编辑器,采用315-2DPCPU.每台编辑器有其他开发者选项和对应的功能,其中一台负责进行前段的塑形以及食品材料的控制,另一台负责烘焙温度调整,速度调整以及食品包装入库的调控.现场操作的硬件系统上会安装相应的通讯装置,能够相互之间传递和获取数据.数控编辑器包括S7-300PLC的主站以及其他从站设备.底层的网络是针对工艺中细节化的流程处理,其中包括对叠酥机,轧面机、切割机以及流水线的工艺控制,需要每个都有一定的人机交互控制设备,能够实时调控工艺参数.工艺参数的调控包括对工艺流程中的物料速度,物料种类,轧制力量的调控.底层网络的调控要具有双向的数据传输体系,从而确保工作人员能够从相应的系统上查询到设备与数据的相应参数.计算机控制系统的硬件要能够实现人机交互,数据传递以及工艺参数的调整,从而确保生产流水线中的工艺配方、流程、机器的运作皆在掌控之中[3].
（2）计算机控制系统的软件控制.食品厂生产线的计算机控制系统软件开发由两部分组成,一部分是上位计算机监控系统.这个系统是一个功能强大,存储能力极强的数据库.通过VB进行程序编程以及图形的优化设计,从而使生产流水线中的图形能够传递到前端,使管理人员方便进行监控,同时能够提供庞大的图形工具供其调整使用.第二个部分是通讯软件的开发.通讯软件要能够提供相应的实时性通讯功能,使生产现场的实际情况能够进行有效传递和通讯,确保管理者掌握实际情况.其中上位计算机软件系统主要是对监控画面的调取,软件的功能应该能够有人机交互系统,主画面的传递,生产配方的预设计、日生产报表以及月生产报表的绘制和生成,故障检修记录的存储等.同时还要有对高温区以及各个设备电动机的温度检测.随着食品生产厂家不断提出新的要求,软件控制系统要能够满足多个食品的生产管理过程.在过去,相关参数都是由技术人员进行手工调整,耗费了大量的人力与物力,提升了生产成本.而通过软件控制系统,能够将各个食品的生产参数进行录入与存储,并且能够进行智能化自动化的调整,从而确保食品生产线流程能够更加简洁,生产调整的成本大大降低.
3 结束语
本文以食品生产线的工艺流程作为切入点,深入而又详尽的分析了食品生产线计算机控制系统的功能,其中包括计算机控制系统的硬件设计和软件设计,从而使食品生产厂家的生产线走向智能化、自动化、数控化的生产流程,进而提升食品生产企业的经济效益和社会效益.
参考文献：
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[2]龙庆华,黄荔,金惠生,陈志远,陈天钧.石材线切割机计算机控制系统设计与实现[J].华南师范大学学报（自然科学版）,1999（01）：26-32.
[3]何海志,王京春,李宛洲,林艳生.电渣重熔炉计算机控制系统设计与实现[J].计算机工程与应用,2006（16）：230-232.
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计算机控制引用文献:
[1] 计算机控制方面论文选题 计算机控制论文题目怎样定
[2] 优秀计算机控制系统设计论文选题 计算机控制系统设计论文题目怎样定
[3] 经典计算机控制技术论文题目 计算机控制技术论文标题如何定
