兒童營養(yǎng)果蔬面生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)研究

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摘要：近年來，“富貴病”已逐漸成為危害我國居民身體健康的重要?dú)⑹种唬瑺I養(yǎng)的均衡與居民的健康息息相關(guān)。針對“兒童多數(shù)不喜歡吃瓜果蔬菜，挑食現(xiàn)象日益嚴(yán)重”等現(xiàn)象，設(shè)計了一款基于PLC的兒童營養(yǎng)果蔬面生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)，給出了其總體方案設(shè)計、硬軟件設(shè)計等，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明：所設(shè)計的控制系統(tǒng)正確有效。

關(guān)鍵詞：PLC；控制系統(tǒng)；方案設(shè)計；硬件設(shè)計；軟件設(shè)計

近年來，“富貴病”已逐漸成為危害我國居民身體健康的重要?dú)⑹种唬瑺I養(yǎng)的均衡與居民的健康息息相關(guān)[1]。尤其是少年兒童，據(jù)統(tǒng)計分析，中國5歲以下兒童營養(yǎng)不良現(xiàn)場仍存在且部分地區(qū)還較為嚴(yán)重，其改善工作仍然非常重要[2]。兒童多數(shù)不喜歡吃瓜果蔬菜，挑食現(xiàn)象日益嚴(yán)重，而果蔬中的營養(yǎng)又是身體健康成長必不可缺的營養(yǎng)，因此其身體健康將會面臨重大風(fēng)險。同時，果蔬在保持營養(yǎng)均衡及預(yù)防慢性疾病等方面發(fā)揮著重要作用，中國古代也一直有著“五果為助，五菜為充”的說法[3]。因此，有必要想辦法讓兒童攝入足夠的果蔬以達(dá)到保持營養(yǎng)均衡的目的。而多數(shù)兒童喜愛面食，因此在面食中加入果蔬成分生產(chǎn)兒童營養(yǎng)果蔬面可以一定程度緩解這一問題。本文基于S7-300系列PLC[4-7]設(shè)計了一種兒童營養(yǎng)果蔬面生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)，并加以仿真研究，研究結(jié)果表面：所設(shè)計的控制系統(tǒng)正確有效。

1總體方案設(shè)計

果蔬面生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)主要包括進(jìn)料系統(tǒng)、比例分配系統(tǒng)、定時攪拌系統(tǒng)、壓面系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)等，其作用分別如下（其工藝流程圖如圖1所示）：（1）進(jìn)料系統(tǒng)：果蔬面生產(chǎn)設(shè)備有三種配料，分別是水，面粉和果蔬粉。按3：1：1的比例進(jìn)入攪拌器。（2）比例分配系統(tǒng)：這一系統(tǒng)在整個生產(chǎn)流水線中是有著極其主要的作用，控制著原料的比例分配，把水、面粉和果蔬粉投放人不同的進(jìn)料通道中進(jìn)入攪拌器。（3）定時攪拌系統(tǒng)：將已經(jīng)分配好三種配料投入到攪拌器中，當(dāng)觸發(fā)傳感器時自動攪拌，配料在攪拌器中能快速均勻地攪拌，讓三種配料充分混合。（4）壓面系統(tǒng)：對于已經(jīng)充分?jǐn)嚢韬玫拿鎴F(tuán)，自動進(jìn)入壓面機(jī)里進(jìn)行壓面成型。（5）倉儲系統(tǒng)：面條定型之后進(jìn)行包裝，然后通過傳送帶進(jìn)入倉庫。（6）溫控系統(tǒng)：進(jìn)入倉庫之后，面條需要在一定的溫度下進(jìn)行保存，所以倉庫的溫度保持在10℃。

2硬件設(shè)計

本文選用西門子S7-300系列PLC進(jìn)行設(shè)計，其模塊示意圖如圖2所示，硬件接線圖如圖3所示。

3軟件設(shè)計

如圖4所示，即為營養(yǎng)果蔬面生產(chǎn)的流程圖，圖5為設(shè)備觸摸屏設(shè)計樣式，按下啟動按鈕后，原料面粉、蔬菜粉和水按比例1:1：3進(jìn)料，觸發(fā)限位開關(guān)，則攪拌器開始攪拌運(yùn)行，先正轉(zhuǎn)30s，然后反轉(zhuǎn)30s，如此反復(fù)運(yùn)行，充分?jǐn)嚢韬螅M(jìn)入壓面機(jī)進(jìn)行壓面，完成后進(jìn)行包裝，接著通過傳送帶進(jìn)入倉庫進(jìn)行儲藏，倉庫溫度保持在10攝氏度左右。

4仿真調(diào)試

利用仿真系統(tǒng)進(jìn)行模擬，進(jìn)而對所設(shè)計的兒童營養(yǎng)果蔬面生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)運(yùn)行的過程與邏輯予以論證。經(jīng)驗(yàn)證，所設(shè)計的控制裝置正確有效，如圖6所示即為運(yùn)行時進(jìn)料時的監(jiān)控圖樣、圖7為運(yùn)行時壓面時的監(jiān)控圖樣。

5結(jié)語

針對“兒童多數(shù)不喜歡吃瓜果蔬菜，挑食現(xiàn)象日益嚴(yán)重”等現(xiàn)象，設(shè)計了一款基于PLC的兒童營養(yǎng)果蔬面生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)，給出了其總體方案設(shè)計、硬軟件設(shè)計等，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明：所設(shè)計的控制系統(tǒng)正確有效。

參考文獻(xiàn)

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作者：郭昊坤 單位：江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息工程系