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从产线到控制系统,看PLC可编程控制技术如何改变食品工业?

2018-05-28
关键词: PLC HMI DCS

  基于监控计算机(PC),可编程控制器(PLC),人机界面(HMI),智能仪表,工控通信网络DCS(分布式控制系统)和FCS(现场总线控制系统)的自动化已成为现代工厂的技术支柱,并在国内外的现代化生产线广泛应用。据有关部门统计:全球近年发运的PLC中按最终用户分:汽车占23%;食品加工占16.4%;化工占14.6%;金属矿山占11.5%;造纸占23.1%,可见,食品加工业PLC系统的应用仅次于汽车行业居第二领域。

  在我国石化,冶金,电气,化肥等行业已完成了原有继电器控制系统的自动化升级,相比之下相对落后的食品工业是在90年代初从国外成套引进面粉加工生产线后,以PLC,PC机为核心的自动控制和管理系统才逐步为业界所了解和推崇。科技的迅猛发展有力的促进食品工业的技术改造,食品加工企业在重组改制中逐步向规模化,现代化发展,食品加工向精加工,深加工发展。尤为引人注意的是PLC可编程控制技术在食品工业的技改和新建项目中的广泛应用。PLC控制取代了继电器控制;工艺流程的计数机终端动态显示取代了模拟屏显示;PC机与集散控制网络使整个生产线处于计数机控制和管理下,彻底改变了传统食品加工的落后面貌,成为行业发展趋势和方向。

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  本课题主要研究由PLC,人机界面组成的自动控制系统在一个蛋黄派自动生产线的应用:从用户提出的控制要求入手,对蛋黄派生产线的整理部分的综合分析,通过PLC编程实现基本控制要求,再通过现场调试对各部件进行精确定时和精确定位,并对工艺参数进行调整,通过触摸屏设计一套人性化,简单化的人机界面,最终满足控制要求和工艺要求。本课题内容主要为PLC在该生产线上的应用。

  1.生产线控制要求

  (1)设备工艺流程搅拌-成形-烘烤-冷却-杀菌-包装

  (2)整理部分的控制要求如下:

  ①在蛋黄派经过烘烤,甩油,冷却后进入整理部分。

  其整理部分包括灌奶和刮料。蛋黄派经过吸盘装置从吸盘部分转移到了整理部分。也就是蛋黄派被吸盘带到了灌奶输送传送带上,在传送带前端有一个物料检测输送信号X0,当X0检测到有信号后,经过灌奶输送延时,延时时间到后灌奶输送伺服Y0运行,启动传送带。

  ②灌奶装置能分别为左右两边的蛋黄派灌奶,当左边检测灌奶信号X1检测到信号后,灌奶输送停止,同时左边灌奶运行电磁阀运行,经过灌奶运行电磁阀运行延时,延时时间到后,左边灌奶开关口电磁阀打开,同时开始抽料,经过左边灌奶开关口电磁阀开延时,时间到后,关上左边灌奶开关口,同时左边灌奶挤料电磁阀运行,开始挤料,经过左边灌奶挤料延时,时间到后挤料结束,灌奶输送运行,经过以后物料延时,延时时间到灌奶输送停止,重复第2步动作,直到完成预定的排数。(灌奶运行电磁阀,开关口电磁阀,挤料电磁阀都要有运行延时和关断延时)。

  ③当右边检测灌奶信号X2检测到信号后,灌奶输送停止,同时右边灌奶运行电磁阀运行,经过灌奶运行电磁阀运行延时,延时时间到后,右边灌奶开关口电磁阀打开,同时开始抽料,经过右边灌奶开关口,电磁阀开延时,时间到后,关上右边灌奶开关口,同时右边灌奶挤料电磁阀运行,开始挤料,经过右边灌奶挤料延时,时间到后挤料结束,灌奶输送运行,经过以后物料延时,延时时间到灌奶输送停止,重复第3步动作,直到完成预定的排数。

  (灌奶运行电磁阀,开关口电磁阀,挤料电磁阀都要有运行延时和关断延时)。

  ④刮料伺服在灌奶输送停止时(一轮循环结束时的停止)进行刮料。

  ⑤整理有3组,整理信号一,整理信号二,整理信号三分别对应X3,X4,X5,检测到信号后对应的整理电磁阀动作,经过一定延时后复位。两个下料信号和检测下料信号对应两个下料伺服。

  ⑥设有整理下料一伺服急停复位,整理下料二伺服急停复位,蛋糕输送急停复位,刮料急停复位,灌奶急停复位。同时要有信号报警系统。

  ⑦要有手/动切换,按下启动按钮后知道执行自动控制。

  ⑧各总参数要求能在触摸屏上能显示并设置。并设有出厂值设定和恢复出厂值,要有参数记录和恢复上次记录。

  ⑨要有一个整套流水线的监控画面,反应各个控制状态。

  ⑩设一个服务时间。能更改服务时间控制机器的有效运行时间,时间到后禁止所有输出。

  2.控制系统分析

  控制系统分析先要根据控制要求分配I/O点数,根据I/O点数和控制要求选择PLC型号,再选择变频器,触摸屏,伺服型号,然后根据控制要求画出程序流程功能框图。


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