黃旭釗

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)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(dòng)化以及智能化的生產(chǎn)辦法。本文作者通過對(duì)食品生產(chǎn)線計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)研究多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)食品生產(chǎn)線計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)展開了深入的調(diào)研與分析，并根據(jù)實(shí)際情況給出相應(yīng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，希望能對(duì)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)

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

0 引言

當(dāng)今社會(huì)對(duì)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(jìn)行食品生產(chǎn)與管理時(shí)，要能夠與時(shí)俱進(jìn)，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(jì)算機(jī)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(dòng)化水平，提升食品企業(yè)的生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(jìn)行生產(chǎn)線的運(yùn)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(jìn)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(shí)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(gè)部分，一個(gè)部分為前段食品的塑形部分，另一個(gè)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(jī)進(jìn)行塑形，然后通過兩次軋面機(jī)進(jìn)行軋制，再經(jīng)過疊酥機(jī)和軋面機(jī)進(jìn)行不斷塑形和疊酥，最后經(jīng)過切割機(jī)進(jìn)行面皮的碾壓與切割，然后經(jīng)過噴糖機(jī)與鹽糖機(jī)進(jìn)行風(fēng)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(jìn)行高溫的烘焙處理。這里的烘焙將經(jīng)歷四個(gè)溫區(qū)，每個(gè)溫區(qū)的時(shí)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(gè)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(fēng)味極佳，然后使產(chǎn)品進(jìn)入相應(yīng)的網(wǎng)袋設(shè)備，進(jìn)行包裝整理，進(jìn)入產(chǎn)品使用環(huán)節(jié)[1]。

2 食品生產(chǎn)線計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(dòng)化、智能化、流程化的管理方案。將計(jì)算機(jī)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(jìn)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。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(jìn)行計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)將整個(gè)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(fù)責(zé)實(shí)時(shí)管控整個(gè)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(jì)中，需要兩臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，其中一臺(tái)是操作員進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，另一臺(tái)則作為工程師進(jìn)行宏觀調(diào)控使用。在生產(chǎn)管理辦公室應(yīng)該放置一臺(tái)計(jì)算機(jī)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)與下面進(jìn)行調(diào)控的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠產(chǎn)生一定的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，進(jìn)而使生產(chǎn)和管理人員能夠隨時(shí)查看設(shè)備參數(shù)以及產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，進(jìn)而為產(chǎn)品生產(chǎn)與銷售做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。這三臺(tái)硬件設(shè)備都是以以太網(wǎng)的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。中層網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)食品生產(chǎn)廠能夠進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)交換和外部數(shù)據(jù)對(duì)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(yuǎn)。一般情況下，中層網(wǎng)絡(luò)會(huì)采用兩套可編程的數(shù)控編輯器，采用315-2DPCPU。每臺(tái)編輯器有其他開發(fā)者選項(xiàng)和對(duì)應(yīng)的功能，其中一臺(tái)負(fù)責(zé)進(jìn)行前段的塑形以及食品材料的控制，另一臺(tái)負(fù)責(zé)烘焙溫度調(diào)整，速度調(diào)整以及食品包裝入庫的調(diào)控。現(xiàn)場操作的硬件系統(tǒng)上會(huì)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(duì)工藝中細(xì)節(jié)化的流程處理，其中包括對(duì)疊酥機(jī)，軋面機(jī)、切割機(jī)以及流水線的工藝控制，需要每個(gè)都有一定的人機(jī)交互控制設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)控工藝參數(shù)。工藝參數(shù)的調(diào)控包括對(duì)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件要能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)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(jī)器的運(yùn)作皆在掌控之中[3]。

（2）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件控制。食品廠生產(chǎn)線的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)由兩部分組成，一部分是上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)功能強(qiáng)大，存儲(chǔ)能力極強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫。通過VB進(jìn)行程序編程以及圖形的優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)能夠提供龐大的圖形工具供其調(diào)整使用。第二個(gè)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(shí)時(shí)性通訊功能，使生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際情況能夠進(jìn)行有效傳遞和通訊，確保管理者掌握實(shí)際情況。其中上位計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)主要是對(duì)監(jiān)控畫面的調(diào)取，軟件的功能應(yīng)該能夠有人機(jī)交互系統(tǒng)，主畫面的傳遞，生產(chǎn)配方的預(yù)設(shè)計(jì)、日生產(chǎn)報(bào)表以及月生產(chǎn)報(bào)表的繪制和生成，故障檢修記錄的存儲(chǔ)等。同時(shí)還要有對(duì)高溫區(qū)以及各個(gè)設(shè)備電動(dòng)機(jī)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(gè)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(jìn)行手工調(diào)整，耗費(fèi)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€(gè)食品的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行錄入與存儲(chǔ)，并且能夠進(jìn)行智能化自動(dòng)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(diǎn)，深入而又詳盡的分析了食品生產(chǎn)線計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能，其中包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，從而使食品生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)線走向智能化、自動(dòng)化、數(shù)控化的生產(chǎn)流程，進(jìn)而提升食品生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳巖，劉春生，王鳳如.計(jì)算機(jī)控制的位置伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)仿真，2003（12）：136-139.

[2]龍慶華，黃荔，金惠生，陳志遠(yuǎn)，陳天鈞.石材線切割機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1999（01）：26-32.

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