1 引言
蒸煮搅拌锅是膨化食品生产线的重要设备，是决定膨化产品质量的重要一环。它用于完成原料的处理。将各种原料和水按照一定的比例投入锅内，按规定时间通入高温蒸汽并加以搅拌，最终成为膨化食品片材的物料，供后续压型工序使用。原料的含水量直接关系到膨化食品片材的质量，因为水分含量太高，食品膨化度就会下降；水分含量太低，淀粉不能充分α化。通入高温蒸汽的时间和蒸汽量同样也直接影响到膨化食品片材的质量。不同的膨化产品其工艺参数也不一样。采用PLC 作为控制系统，可以保证给水量、给蒸汽量以及通汽时间等重要工艺参数，使得产品的品质稳定可靠。
设备主要由锅体、搅拌主轴、液压执行装置、电机等几部分组成。锅体采用不锈钢材料，锅体与搅拌主轴之间采用机械密封。投料口盖和卸料口盖采用液压方式打开和关闭。搅拌电机功率22kw，选用星角变换的启动方式。
2 控制系统的硬件组成
为了完成对原辅料的蒸煮搅拌过程控制，系统中配备了调节蒸汽量的电动调节阀、控制进水放水的电磁阀、检测水位的水位传感器、检测投料口盖和卸料口盖位置的行程开关、液压缸及电磁阀、操作按钮等设备。电动调节阀以电源为动力，接收统一的4~20mA直流信号，转为相对应的位移，自动改变阀门的开启程度，从而达到对蒸汽量的调节。
图1 控制系统框图
表1 PLC 输入/输出配置
系统配置了MD204L 文本显示器用于显示及修改工艺参数。MD204L 可以通过PPI 协议和S7- 200 系列PLC 的编程口或扩展通讯口直接通讯。MD204L 安装在控制柜上，负责参数设置和手动操作，而用于自动操作的启动、停止和急停等常用按钮被放置在蒸煮搅拌锅旁的控制盒中。这样做一方面是为了工作人员操作方便，另一方面，也可以减小蒸汽对控制柜的不利影响。
图2 程序流程图
3 控制系统的软件设计
在本控制系统中，搅拌时间、蒸汽时间、蒸汽量等参数是变量，需要根据产品的种类进行设定。利用MD204L 可以方便地修改上述参数，并且只要在更换生产品种之前设定一次参数，不需要每次操作都设置。
3.1 PLC 程序设计
根据蒸煮搅拌锅的操作要求，确定各动作的顺序和相互之间的关系，画出程序流程图，再由PLC 输入输出的逻辑关系编写出梯形图。程序流程图如图2 所示。前述需要用MD204L 设定的参数，在PLC 程序中定义为VW型变量。
3.2 MD204L 画面设计
MD204L 是一种小型的人机界面，有一个带背景光的3.7" STN 液晶屏，可以显示4 行×12 中文字符。MD204L 的正面除液晶屏之外，还有20 个薄膜开关按键，利用其中的数字输入按键可以非常方便地修改程序参数。而且这20 个按键还可以被设定成特殊功能按键，直接完成开关量设定等功能。这样就便于在MD204L 上对设备进行手动操作，可以一个按键对应一个动作。图3 是参数设定画面，手动画面略。
图3 参数设定画面
4 结束语
本系统设计完成后，进行了多次模拟实验，并且根据现场调试的情况进行了反复的修改。系统在投入运行后，性能稳定可靠，满足各项工艺要求，生产效率和产品质量均有所提高。实践证明， 以PLC 和MD204L 为核心构造工业自动控制系统，是一种简单有效、成本低廉的解决方案。
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本文标题：PLC 在生产膨化食品片材中的应用
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