自動(dòng)化稱重包裝系統(tǒng)在米粉生產(chǎn)中的應(yīng)用

快餐米粉的自動(dòng)化稱重包裝是順應(yīng)市場(chǎng)的大量需求，本文介紹了米粉生產(chǎn)線稱重包裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)．米粉是滿足顧客不同口味而用稻米做為原材料加工的一種快餐食品。快餐米粉的工藝流程為：備料一制粉一斷料一成型烘干一稱重一包裝。其中備料制粉過程是將大米淘洗浸泡，按工藝要求打成細(xì)粉，摻水拌勻后用自熟式米粉機(jī)將其制成各種型號(hào)的米粉。經(jīng)電子秤稱重，獲取控制信號(hào)，由可編程控制器控制切刀切斷米粉．再經(jīng)傳輸系統(tǒng)送人成型模盒內(nèi)．進(jìn)入烘干機(jī)進(jìn)行烘干處理。烘干成型后的米粉通過數(shù)字式電子天平稱重，剔除重量不合格品后進(jìn)入自動(dòng)稱重包裝機(jī)，制成成品。某大型快餐米粉加工企業(yè)隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，工序的調(diào)整，加上自動(dòng)化程度要求的提高，原有的稱重包裝設(shè)備已不能滿足需要．為此我們采用PLC控制．形成一條自動(dòng)化生產(chǎn)線。

1稱重包裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1)稱重包裝系統(tǒng)的控制方式的選擇根據(jù)對(duì)被控對(duì)象生產(chǎn)工藝分析可知，生產(chǎn)根據(jù)對(duì)被控對(duì)象生產(chǎn)工藝分析可知，生產(chǎn)能控制，不考慮PLC之間的通訊問題，采用單臺(tái)PLC控制生產(chǎn)全過程。通過對(duì)輸入輸出點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，選用日本三菱公司的FXon-40MR型機(jī)，它共有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。該型包裝機(jī)機(jī)的稱重包裝系統(tǒng)軟件內(nèi)容豐富，程序容量較大，有20條基本順序指令，2條SFC(順序功能圖)用的步進(jìn)指令，38種(55個(gè))應(yīng)用指令，可以完成數(shù)據(jù)傳送、比較、四則運(yùn)算等操作。FXon系列PLC有內(nèi)附的RUN／STOP開關(guān)，內(nèi)附的模擬定時(shí)器。它具有關(guān)鍵字登錄、恒定掃描、高速脈沖輸入、高速計(jì)數(shù)、輸人中斷、脈沖輸出、脈沖寬度調(diào)制(PWM)、文件寄存器讀出等功能。

2稱重包裝系統(tǒng)配置

該稱重包裝系統(tǒng)由稱重控制器、操作顯示臺(tái)、檢測(cè)和執(zhí)行元件四部分組成?？刂乒駜?nèi)部裝有可編程控制器，它是稱重控制系統(tǒng)的核心部分。操作顯示臺(tái)上裝有各種操作開關(guān)、指示燈、稱重顯示器等。檢測(cè)元件主要有光電開關(guān)、晶體管接近開關(guān)、稱重傳感器、報(bào)警器等。執(zhí)行元件主要有各種傳輸系統(tǒng)、氣刀斷料機(jī)構(gòu)、自動(dòng)包裝機(jī)等。稱重包裝系統(tǒng)的工作過程是：自熟式米粉機(jī)加工好的米粉，由光電開關(guān)判斷是否有料后，經(jīng)傳輸系統(tǒng)進(jìn)入電子天平，稱重獲取控制信號(hào)后，斷料氣刀啟動(dòng)切斷米粉裝入模盒內(nèi)。裝入模盒內(nèi)的粉料經(jīng)傳輸系統(tǒng)進(jìn)入烘干機(jī)內(nèi)烘干成型。成型后的粉料經(jīng)晶體管接近開關(guān)檢測(cè)，啟動(dòng)電子天平、稱重傳感器、自動(dòng)稱重包裝機(jī)控制粉料在允許的重量范圍內(nèi)，重量不合格品剔除，合格品進(jìn)入自動(dòng)稱重包裝機(jī)包裝成品、計(jì)數(shù)、入庫。同時(shí)．在控制柜上安裝有一緊急停止開關(guān)。用于當(dāng)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)外部故障時(shí)，可及時(shí)切斷PLC輸出回路的電源，暫停生產(chǎn)。當(dāng)故障排除后，松開緊急停止開關(guān)可接著以上工步繼續(xù)進(jìn)行工作。

3包裝控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

編程軟件采用三菱公司提供的SWOPC—FXGP，WIN—C編程軟件包。這個(gè)軟件包是基于WIN操作系統(tǒng)的．因而可以在普通的微機(jī)上安裝并運(yùn)行．微機(jī)既可以下載已經(jīng)編制好的程序到PLC中．也可以將PLC中的已有程序讀取到微機(jī)上進(jìn)行監(jiān)控和在線編程，具有極大的方便性。

SWOPC—FXGP／WIN—C作為一個(gè)編程軟件包，可以用梯形或指令表的形式寫入或編輯程序．程序可以存入磁盤。用戶可以給所有的I／O地址命名，并用這些名字編程；可以用打印機(jī)打印指令表或梯形圖、注釋清單、I／O清單、已經(jīng)使用的I／O清單、參數(shù)清單、交叉使用清單，可以實(shí)現(xiàn)SWOPC—FXGP／WIN—C和PLC的某些編程器之問的程序傳送。粉料的計(jì)量采用稱重計(jì)量方式．當(dāng)粉料經(jīng)傳輸系統(tǒng)進(jìn)入電子天平后，由壓力傳感器產(chǎn)生稱重的模擬信號(hào)，輸入到PLC的模擬量輸入模塊，轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。當(dāng)PLC由模擬量輸入板讀出的數(shù)值等于DO中預(yù)置的數(shù)值時(shí)，啟動(dòng)斷料氣刀切斷粉料。若模擬量輸入板讀出的數(shù)值大于或小于DO中預(yù)置的數(shù)值而啟動(dòng)斷料氣刀則聲光報(bào)警且停止進(jìn)料，檢查故障。在軟件設(shè)計(jì)中．由于PLC的工作方式為掃描工作方式．系統(tǒng)在每個(gè)掃描周期內(nèi)，掃描其所有輸入輸出點(diǎn)，按照軟件設(shè)置，發(fā)出各種控制指令．控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，這樣能保證自動(dòng)化生產(chǎn)線安全可靠的循環(huán)工作。

總結(jié)：該稱重包裝系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)和功能：

(1)生產(chǎn)過程全自動(dòng)控制。從自熟式米粉機(jī)加工粉料．?dāng)嗔?、烘干、稱量、包裝全部由PLC自動(dòng)控制，使快餐米粉的生產(chǎn)效率將大為提高。隨著勞動(dòng)強(qiáng)度的降低，生產(chǎn)人員的縮減，廠家的經(jīng)濟(jì)效益也將明顯提高。

(2)用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制，提高了稱重包裝系統(tǒng)的可靠性。最近．美國英威達(dá)公司開發(fā)成功一種氣體阻隔性優(yōu)良的聚酯樹脂PolvShield．使PET啤酒瓶生產(chǎn)技術(shù)獲得突破性進(jìn)展。原先要多層復(fù)合才能制作啤酒瓶技術(shù)將被取代。使用新材料只需單層制作即可。據(jù)報(bào)道．利用這種新型聚酯樹脂生產(chǎn)的單層PET啤酒瓶可達(dá)到歐盟啤酒包裝食用安全標(biāo)準(zhǔn)。這種新材料是一種具有吸氧性和氣體阻隔性的新型PET共混樹脂．能顯著提高單層PET啤酒瓶對(duì)氧氣和二氧化碳?xì)怏w的阻隔性．并達(dá)到了啤酒保質(zhì)期標(biāo)準(zhǔn)。PolyShield已于不久前得到了歐盟啤酒包裝食用安全相關(guān)法律認(rèn)可．可以直接用于啤酒包裝。PolyShield單層啤酒瓶技術(shù)可用普通注塑機(jī)生產(chǎn)瓶坯．不需要額外投資且不會(huì)增加生產(chǎn)過程的復(fù)雜性，使產(chǎn)品成本大大降低。目前此技術(shù)已在全球數(shù)家啤酒生產(chǎn)廠開始試用。同時(shí)采用PLC控制便于故障檢測(cè)、稱重控制系統(tǒng)維修．提高了稱重設(shè)備使用率。

(3)自動(dòng)化稱重的生產(chǎn)線在縮減生產(chǎn)人員的同時(shí)．也使加工過程更加符合食品加工的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)實(shí)踐中本稱重包裝系統(tǒng)采取了必要的抗干擾措施。