文/方紹軍

隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展以及人民生活水平的提高，社會各界對于我國食品飲料加工行業(yè)，特別是自動化生產(chǎn)線上的飲料灌裝技術(shù)等方面的關(guān)注程度越來越高。目前，國際上應(yīng)用的飲料灌裝機技術(shù)不僅具備了多種形式的灌裝和加工功能，而且還能極大地提升加工生產(chǎn)效率。如何在吸收國外先進(jìn)加工生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷提升我國自動化生產(chǎn)線的飲料加工技術(shù)，成為了相關(guān)領(lǐng)域工作人員的工作重點之一。

1 灌裝機機械設(shè)計研究

1.1 灌裝機機械送料設(shè)計

灌裝機的機械部分由多種不同零件組成，飲料的灌裝需要經(jīng)過送料部分之后才能進(jìn)入到灌裝環(huán)節(jié)。在送料過程中，需要將配料送入殺菌緩沖罐，經(jīng)由UHT（超高溫瞬時滅菌）、熱交換器、過濾器，再經(jīng)過送料泵送入灌裝緩沖罐。飲料在進(jìn)入灌裝緩沖罐后，當(dāng)灌裝機下達(dá)開始灌裝命令時，飲料的灌裝工作便會正式開始。在對飲料灌裝機的機械送料部分進(jìn)行設(shè)計的過程中，工作人員需要重點關(guān)注送料泵的壓力自動調(diào)節(jié)裝置設(shè)計、熱交換器的PID控制以及灌裝機入口處技術(shù)的應(yīng)用確保飲料入口的壓力為2bar左右，控制溫度在90℃至91℃，確保殺菌率符合工藝要求、飲料口感不發(fā)生變化、灌裝閥能正常工作使用，將飲料順利送到灌裝緩沖器中準(zhǔn)備進(jìn)行灌裝。

1.2 灌裝機機械灌裝設(shè)計

當(dāng)需要進(jìn)行灌裝的飲料原料進(jìn)入到灌裝機之后，需要先將飲料原料運輸?shù)礁呶痪彌_罐當(dāng)中，確保在高速灌裝的情況下每一個供給灌裝機環(huán)缸內(nèi)部都會充滿足夠量的飲料用于灌裝。在對這一環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計的過程中，需要確?？展嘌b機具備高溫消毒和殺菌能力，防止飲料原料進(jìn)入到灌裝機之后受到污染。例如，我國某地區(qū)的自動化生產(chǎn)線飲料加工廠商在進(jìn)行加工的過程中始終保持空罐飲料溫度在85℃以上，有利于飲料原料從回料泵經(jīng)過送料環(huán)節(jié)進(jìn)入到熱交器當(dāng)中可以進(jìn)行循環(huán)加熱和殺菌。不僅如此，該地區(qū)灌裝速度控制器應(yīng)用Profibus總線控制器和丹弗斯變頻控制器進(jìn)行控制，通過控制盤當(dāng)中的觸屏按鈕可以對灌裝的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2 灌裝機的電氣控制和監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計研究

2.1 西門子控制系統(tǒng)

西門子股份公司是全球領(lǐng)先的技術(shù)企業(yè)，創(chuàng)立于1847年，業(yè)務(wù)遍及全球200多個國家，專注于電氣化、自動化和數(shù)字化領(lǐng)域。其中在自動化生產(chǎn)技術(shù)中始終引領(lǐng)著這一技術(shù)的發(fā)展潮流，為世界范圍內(nèi)的自動化生產(chǎn)線飲料灌裝技術(shù)提供了強大的動力支持。在我國各個生產(chǎn)領(lǐng)域的自動化生產(chǎn)線上都有西門子控制系統(tǒng)的應(yīng)用。西門子控制系統(tǒng)profibus總線具有多種層次，具體表現(xiàn)為操作器和傳感器級、現(xiàn)場級、車間級、工廠級和協(xié)調(diào)級等?；趐robibus-DP/PN可以控制自動化工廠自動化系統(tǒng)的底層，搭建面向現(xiàn)場級和車間級的灌裝系統(tǒng)。將其他站點按照從站模式進(jìn)行運行，可以最大限度地發(fā)揮出主站的帶動作用，實現(xiàn)對不同循環(huán)同步的時間控制，優(yōu)化生產(chǎn)線灌裝的效率。

2.2 PLC通訊單元系統(tǒng)

PLC通訊單元系統(tǒng)是在計算機科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下逐漸產(chǎn)生的一種新型邏輯控制裝置，在面對不同工業(yè)環(huán)境之時可以進(jìn)行不同的數(shù)字運算操作，以其自帶的存儲器實現(xiàn)復(fù)雜的編輯和控制功能，PLC通訊單元的系統(tǒng)運作流程如圖1所示。

PLC通訊單元系統(tǒng)應(yīng)用到自動化生產(chǎn)線的飲料灌裝當(dāng)中可以有效提升產(chǎn)品的灌裝速度，進(jìn)而提高產(chǎn)品的性價比。不僅如此，因為PLC通訊單元系統(tǒng)具有較為完備的零件配套設(shè)施，可以完成較為復(fù)雜的編程，為用戶提供更加靈活和優(yōu)越的使用感，可靠性提高并且抗干擾能力也還會逐步提升。PLC通訊單元系統(tǒng)還具有維修方便的特點，這一優(yōu)勢將為自動化生產(chǎn)線的飲料灌裝提供更加完備的故障報警和自我診斷功能，降低使用過程中的難度，提升了生產(chǎn)效率。

圖1：PLC通訊單元系統(tǒng)流程圖

2.3 界面實時監(jiān)控系統(tǒng)

界面實時監(jiān)控系統(tǒng)是MCGS系統(tǒng)程序的設(shè)計核心，在對于數(shù)據(jù)對象定義的過程當(dāng)中，可以根據(jù)構(gòu)造的實施數(shù)據(jù)庫工程將不同的數(shù)據(jù)所列出的對象分別進(jìn)行合理設(shè)置，從而將系統(tǒng)當(dāng)中的全部數(shù)控變量進(jìn)行定義。例如，根據(jù)不同的應(yīng)用模式可以將界面實時監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)控變量定義為開關(guān)型和數(shù)值型等兩種類型。其中總瓶數(shù)量、瓶子移動值、手持定時器、自動定時器、液位和瓶蓋均為數(shù)值型；典型開關(guān)型變量主要包括了報警顯示、觸摸屏啟動按鈕、觸摸屏停止按鈕、觸摸屏手動灌裝、觸摸屏選擇手動、傳送帶、灌裝閥門、灌裝顯示燈等。自動化生產(chǎn)線上的界面實時監(jiān)控系統(tǒng)可以對灌裝現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和整理，以動畫的模式進(jìn)行顯示，同時進(jìn)行報警處理，提升了飲料原料灌裝多種不同形式的流程控制能力，并且為生產(chǎn)企業(yè)提供對應(yīng)的灌裝問題解決方案。

3 總結(jié)

綜上所述，目前在食品飲料的加工領(lǐng)域當(dāng)中，自動化生產(chǎn)線灌裝技術(shù)是一項應(yīng)用范圍較為廣泛的技術(shù)，經(jīng)過本文的理論論證和實例分析可以得出在現(xiàn)代化的食品加工領(lǐng)域當(dāng)中，應(yīng)用總線技術(shù)和西門子控制系統(tǒng)能有效提升自動化生產(chǎn)線上飲料灌裝技術(shù)的工作和生產(chǎn)效率，以更加快速、準(zhǔn)確和可靠的網(wǎng)絡(luò)化集成系統(tǒng)實現(xiàn)自動化灌裝加工，有利于在現(xiàn)代化生產(chǎn)領(lǐng)域滿足不同生產(chǎn)和加工工藝的技術(shù)要求。

參考文獻(xiàn)

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