方便面生产线自动化控制的运用

    引言：08年新劳动合同法的颁布和实施，对于属于劳动密集型的中国食品企业来说，最大的挑战就是如何控制人力成本的增加。

    提高生产设备的自动化控制的程度，控制每条生产线上工人的数量，可以很好的控制企业的用工成本。

    现以博扬方便面生产线的自动化控制为例，一起探讨下该如何去提高设备的自动化控制程度。有利于方便面生产企业对照现有设备，进行自动化控制程度的提高！

    博扬机械是一家专业设计、制造方便面生产线设备的厂家，拥有大批的多年专业经验的设计工程师和制造技工，同时配备先进的数控回工设备和各种高精密度加工机床，为全球面制品厂家提供先进的产品和全套的解决方案。

    博扬方便面生产线，采用模块化设计，结构合理，方便组线，采用先进的控制理论，整条线使用世界知名品牌SCHNEIDER的PLC和变频器控制，性能稳定，自动化程度高，并且操作简单，容易上手。所有的生产工艺流程都可以通过PLC自动控制，并带有自动跟踪、同步、记忆、连锁保护的功能。

    现将各部分电气功能做简单介绍：

    一．和面机系统：

    1．根据工艺要求自动计量盐水；

    2．根据生产流程设定，自动完成加水，面团搅拌；

    3．光电开关检测输送带上面团状况，及时通知操作工落面。（各工艺段在触摸屏上设定时间跟搅拌速度）

    二．复合压片机系统：

    1．通过模拟量光电开关反馈面片的高度信息，自动调整复合机的运行频率，以保持复合机跟第一组压辊间的面片高度；

    2．通过复合机料斗内的光电开关反馈的料位状况，自动控制面团输送机与和面机的运行，以保持复合机内有适量的面料；

    3．跟连续压片机PLC通讯，根据压片机的运行状况实现连续稳定的生产。

    三．连续压片机系统：

    1．通过以太网跟油炸机通讯，根据分排切断机的运行状况以及运行速度，决定第七组压辊的运行；

    2．剩余的六组压辊，根据各自的模拟量光电开关反馈的面片的高度信息，自动调整运行频率，以保持每一组压辊间的面片高度；

    3．制波网和面刀根据第七组压辊的速度自动调节，以保持合适的波形，操作工可以在现场进行微调；

    4．整条生产线速度以切断为基准，保持同步。

    四．油炸机系统：

    1．根据生产要求，决定切断的运行速度；

    2．在工艺要求的范围内，保证面片的厚度，长度，波型，克重；

    3．保持生产线内各工艺段的同步性，并自动记忆位置，同步位置一旦确定，即便因为手动造成了错位，打回系统自动后几秒中内自动追踪回同步状态。

    本方便面生产线系统网络示意图如下：

    如上所示，系统包含四个PLC子站：和面机系统，压片机系统，复合机系统，油炸机系统（选用的是施耐德的TWDLCAE40DRF型PLC）；还有三个人机操作子站：和面机人机站，压延机人机站，油炸机人机站（选用的是施耐德的XBTGT5330型触摸屏）。各子站间通过工业以太网用ModbusTCP/IP协议通讯。采用先进的网络结构，预留网络接口方便以后可以将生产线接入公司ERP系统，集中统一控制。由于工业自动化系统正向分布化、智能化的实时控制方面发展，要求企业从现场控制层到管理层能实现全面的无缝信息集成，并提供一个开放的基础构架。工业以太网正是提供了这么一个平台，它的优点有：

    (1)具有相当高的数据传输速率，能提供足够的带宽；

    (2)由于具有相同的通信协议，Ethernet和TCP/IP很容易集成到IT(信息技术)世界；

    (3)能在同一总线上运行不同的传输协议，从而能建立企业的公共网络平台或基础构架；

    (4)在整个网络中，运用了交互式和开放的数据存取技术；

    (5)沿用多年，已为众多的技术人员所熟悉，市场上能提供广泛的设置、维护和诊断工具，成为事实上的统一标准；

    (6)允许使用不同的物理介质和构成不同的拓扑结构。

    系统选用的是施耐德Twido系列PLC（TWDLCAE40DRF），它自带以太网口,支持标准MODBUS-RTU和MODBUS-TCP协议,组网简单,成本低。结构紧凑、基本性能、功能丰富、性能价格比高。

    系统中的人机站选用的是施耐德的XBTGT5330型触摸屏。对操作人员来说，触摸屏非常的直观，简单易学。对开发人员来说触摸屏修改简单,系统稳定,不易出错,易于维护

    PLC站配置TWDNC01M模块，通过CANOPEN分支器用CANOPEN协议跟各变频器通讯，控制变频器的启动，运行速度，并将各电机的运行状态，运行速度，电流等参数反馈给PLC。CANOpen是一种基于CAN的高层协议。速率高达1M的CANopen总线，具备抗干扰性强、高速、实时的优点。CANopen通过PDO、SDO、NMT等通讯对象,方便了总线的管理和应用，是一种具有灵活配置功能的标准嵌入式网络。CANOPEN是为运动导向机器所设计的控制网络，如今，它被运用于许多领域，如医疗设备，海事电子，公共运输，建筑自动化等。

    系统选用的是施耐德的ATV3型交流变频器。ATV31交流变频器是施耐德公司ATV系列新一代产品的旗舰产品。ATV31提供丰富的软件功能，并且操作简便，体积小，节省空间。另外ATV31本体提供两种通讯方式，提供内置滤波器，与环境和谐共处。

    以上系统的设计和选型配置，在反复的运行生产过程中得以证实，已是非常稳定和成熟，同时也欢迎大家给我们多多提出宝贵意见。

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    联系人：谈亮鸿（广州市博扬机械制造有限公司设计总工程师）

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