蒸煮攪拌鍋是膨化食品生產(chǎn)線的重要設(shè)備，是決定膨化產(chǎn)品質(zhì)量的重要一環(huán)。它用于完成原料的處理。將各種原料和水按照一定的比例投入鍋內(nèi)，按規(guī)定時(shí)間通入高溫蒸汽并加以攪拌，最終成為膨化食品片材的物料，供后續(xù)壓型工序使用。原料的含水量直接關(guān)系到膨化食品片材的質(zhì)量，因?yàn)樗趾刻?，食品膨化度就會下降；水分含量太低，淀粉不能充?amp;alpha;化。通入高溫蒸汽的時(shí)間和蒸汽量同樣也直接影響到膨化食品片材的質(zhì)量。不同的膨化產(chǎn)品其工藝參數(shù)也不一樣。采用PLC 作為控制系統(tǒng)，可以保證給水量、給蒸汽量以及通汽時(shí)間等重要工藝參數(shù)，使得產(chǎn)品的品質(zhì)穩(wěn)定可靠。

　　設(shè)備主要由鍋體、攪拌主軸、液壓執(zhí)行裝置、電機(jī)等幾部分組成。鍋體采用不銹鋼材料，鍋體與攪拌主軸之間采用機(jī)械密封。投料口蓋和卸料口蓋采用液壓方式打開和關(guān)閉。攪拌電機(jī)功率22kw，選用星角變換的啟動方式。

2 控制系統(tǒng)的硬件組成

　　為了完成對原輔料的蒸煮攪拌過程控制，系統(tǒng)中配備了調(diào)節(jié)蒸汽量的電動調(diào)節(jié)閥、控制進(jìn)水放水的電磁閥、檢測水位的水位傳感器、檢測投料口蓋和卸料口蓋位置的行程開關(guān)、液壓缸及電磁閥、操作按鈕等設(shè)備。電動調(diào)節(jié)閥以電源為動力，接收統(tǒng)一的4~20mA直流信號，轉(zhuǎn)為相對應(yīng)的位移，自動改變閥門的開啟程度，從而達(dá)到對蒸汽量的調(diào)節(jié)。

圖1 控制系統(tǒng)框圖表1 PLC 輸入/輸出配置

　　系統(tǒng)配置了MD204L 文本顯示器用于顯示及修改工藝參數(shù)。MD204L 可以通過PPI 協(xié)議和S7- 200 系列PLC 的編程口或擴(kuò)展通訊口直接通訊。MD204L 安裝在控制柜上，負(fù)責(zé)參數(shù)設(shè)置和手動操作，而用于自動操作的啟動、停止和急停等常用按鈕被放置在蒸煮攪拌鍋旁的控制盒中。這樣做一方面是為了工作人員操作方便，另一方面，也可以減小蒸汽對控制柜的不利影響。

圖2 程序流程圖

3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

　　在本控制系統(tǒng)中，攪拌時(shí)間、蒸汽時(shí)間、蒸汽量等參數(shù)是變量，需要根據(jù)產(chǎn)品的種類進(jìn)行設(shè)定。利用MD204L 可以方便地修改上述參數(shù)，并且只要在更換生產(chǎn)品種之前設(shè)定一次參數(shù)，不需要每次操作都設(shè)置。

　　3.1 PLC 程序設(shè)計(jì)

　　根據(jù)蒸煮攪拌鍋的操作要求，確定各動作的順序和相互之間的關(guān)系，畫出程序流程圖，再由PLC 輸入輸出的邏輯關(guān)系編寫出梯形圖。程序流程圖如圖2 所示。前述需要用MD204L 設(shè)定的參數(shù)，在PLC 程序中定義為VW型變量。

　　3.2 MD204L 畫面設(shè)計(jì)

　　MD204L 是一種小型的人機(jī)界面，有一個(gè)帶背景光的3.7" STN 液晶屏，可以顯示4 行×12 中文字符。MD204L 的正面除液晶屏之外，還有20 個(gè)薄膜開關(guān)按鍵，利用其中的數(shù)字輸入按鍵可以非常方便地修改程序參數(shù)。而且這20 個(gè)按鍵還可以被設(shè)定成特殊功能按鍵，直接完成開關(guān)量設(shè)定等功能。這樣就便于在MD204L 上對設(shè)備進(jìn)行手動操作，可以一個(gè)按鍵對應(yīng)一個(gè)動作。圖3 是參數(shù)設(shè)定畫面，手動畫面略。

圖3 參數(shù)設(shè)定畫面

4 結(jié)束語

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行了多次模擬實(shí)驗(yàn)，并且根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試的情況進(jìn)行了反復(fù)的修改。系統(tǒng)在投入運(yùn)行后，性能穩(wěn)定可靠，滿足各項(xiàng)工藝要求，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量均有所提高。實(shí)踐證明， 以PLC 和MD204L 為核心構(gòu)造工業(yè)自動控制系統(tǒng)，是一種簡單有效、成本低廉的解決方案。