基于PLC技术的餐具消毒生产线控制系统的设计 点击:321 | 回复:0



matfan

    
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发表于:2017-07-21 16:41:08
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摘要: 随着食品安全问题的爆发,食品安全与卫生问题开始受人关注,人们开始关注与要求提高生活质量。从而在食品餐饮中对于餐具消毒行业得到了迅速发展。以往的餐具消毒生产线当中多以继电器控制电路为主,采用PLC、变频器、触摸屏等替代传统的控制方式,以高温和紫外消毒的方式对餐具消毒。设计的系统能根据需要对消毒的温度和时间进行设定。利用差压传感器对所有的风机的过滤网两端压力差采集数据,根据采集到的数据来判断过滤网两端是否堵塞,从而确保消毒的可靠进行。


1、消毒生产线简介

     消毒在食品餐饮中以逐渐走入人们的日常生活,进几年发展较快,如家用消毒柜等。以往大家忽视了该行业,导致大部分企业还是简单的高温消毒,红外消毒。其控制方式多为继电器控制。如旭光作为地方的餐饮消毒企业,在技术上主要为水浴高温消毒,红外高温消毒烘干。其控制方式大部分利用继电器控制,小部分为小型PLC控制。现针对该企业生产线消毒环节进行改进。利用PLC控制技术使该环节能一体化、智能化进行消毒作业,达到食品行业消毒的标注。

     对于餐具清洗它主要包括:残渣清洗、精清洗、消毒、干燥、包装等几个环节。本文主要介绍企业流水线餐具清洗中的消毒部分。该部分主要从进餐具到出餐具以及消毒等能流水自动作业,消毒中主要利用到先进的红外、紫外等方式进行消毒。其示意图如图1。


     在消毒系统中主要包括走带、餐具检测、风洗、热高温消毒、紫外消毒等。餐具进入时,传感器1接通,走带机走带,先后大致需要通过预热区预热处理、再到消毒区进行消毒、消毒完成后送到冷却区进行冷却处理这几个步骤。确认餐具进口处的风机、电加热风机、餐具出口处的风机、排风机都运转正常无误后才能正常走带。如果处餐具进入过快,则需停止前方设备停止进餐具。如果出餐具缓慢,则需停止走带机工作。风机中若有一个停止工作,加热停止,并报警。通过风机出口处传感器检测风机运行情况,加热装置装在消毒区的中央顶部,通过热风机向下鼓风加热。对于不同型号的餐具利用不同的温度和方式消毒。利用各风机口的风压检测传感器数据来判断过滤网是否堵塞。在正常工作和夜间工作中,当消毒温度低于100 ℃以后,消毒流水需要自动处于停机状态。


2控制方案

2.1控制方案

     进过各方面的对比,从继电器、单片机、PLC等控制方案中选择采用PLC来控制。

2.2拖动方案

     本文中所使用到的电机采用三相异步电机。风机调速控制利用变频器调速,能较方便,精准的控制风机速度。

2.3信号检测

(1)温度检测

     热电阻或者热电偶来检测是温度测量常用检测元件。根据PLC特殊模块的选择,本文中的温度测量将采用热电偶进行。

(2)风压检测

过滤网是否堵塞是正常工作的一个指标,通过过滤网两端的差压数据可以分析该指标。用压阻式压力传感器将压差转换成电压送往PLC,判断过滤网是否堵塞。相关推荐:电磁流量计涡街流量计

(3)夜间模式检测

夜间模式为长无人在场情况,各区温度都低于100 ℃,如果炉内还有餐具没有处理完,那么进出口风机需正常工作,利用分压是灰尘等不能进入。光电传感器计

数,掌握进出餐具的数量,确定下班无人在场是的工作模式。


2.4消毒系统

紫外消毒部分分为进口和出口紫外消毒,因紫外消毒效果和紫外量和时间有关,所以紫外消毒部分都由程序控制,在实际中可通过调节参数,让紫外消毒达到一个较好的效果,用以区分普通和传统的紫外消毒。高温消毒利用电加热和红外加热的方法。加热环节共分为七组:预热区有两组基本加热单元,消毒区有五组加热单元(其中有一组为基本加热单元,四组为PID算法控制的加热单元)。基本加热单元在流水开始时全火力自动加热一段时间,达到相应设定温度后转为程序控制自动加热;PID温度调节利用PID程序算法控制加热过程。


3硬件设计

(1)系统控制框图

系统框图如图2所示。

(2)主电路设计

设计中需要用到七台380 V的交流电机,进餐具电机和走带机利用热继电器进行过载保护,由变频器控制的风机则由变频器提供相应的过流过载保护。加热部分电压为220 V,短路保护有熔断器和空气开关来保护。主电路图如图3所示。相关推荐:压力变送器磁性液位计雷达液位计

(3)I/O分配表

根据相关要求,PLC的I/O端口的使用分配情况如表1所示。

(4)PLC接线图

(5)数据采集模块

因数据采集较多,需要采集三个区的温度和四台电机过滤网的风压差,所以采用FX2N-8AD的特殊功能模块。FX2N-8AD模拟输入模块有8个通道,是一个很好的选择,它将8通道模拟输入数值转换成数字量后传送到PLC主机中,其具体的使用可查看手册。接线图如图5所示。




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