蒸煮攪拌鍋是膨化食品生產線的重要設備，是決定膨化產品質量的重要一環。它用于完成原料的處理。將各種原料和水按照一定的比例投入鍋內，按規定時間通入高溫蒸汽并加以攪拌，最終成為膨化食品片材的物料，供后續壓型工序使用。原料的含水量直接關系到膨化食品片材的質量，因為水分含量太高，食品膨化度就會下降；水分含量太低，淀粉不能充分α化。通入高溫蒸汽的時間和蒸汽量同樣也直接影響到膨化食品片材的質量。不同的膨化產品其工藝參數也不一樣。采用PLC 作為控制系統，可以保證給水量、給蒸汽量以及通汽時間等重要工藝參數，使得產品的品質穩定可靠。

　　設備主要由鍋體、攪拌主軸、液壓執行裝置、電機等幾部分組成。鍋體采用不銹鋼材料，鍋體與攪拌主軸之間采用機械密封。投料口蓋和卸料口蓋采用液壓方式打開和關閉。攪拌電機功率22kw，選用星角變換的啟動方式。

2 控制系統的硬件組成

　　為了完成對原輔料的蒸煮攪拌過程控制，系統中配備了調節蒸汽量的電動調節閥、控制進水放水的電磁閥、檢測水位的水位傳感器、檢測投料口蓋和卸料口蓋位置的行程開關、液壓缸及電磁閥、操作按鈕等設備。電動調節閥以電源為動力，接收統一的4~20mA直流信號，轉為相對應的位移，自動改變閥門的開啟程度，從而達到對蒸汽量的調節。

圖1 控制系統框圖表1 PLC 輸入/輸出配置

　　系統配置了MD204L 文本顯示器用于顯示及修改工藝參數。MD204L 可以通過PPI 協議和S7- 200 系列PLC 的編程口或擴展通訊口直接通訊。MD204L 安裝在控制柜上，負責參數設置和手動操作，而用于自動操作的啟動、停止和急停等常用按鈕被放置在蒸煮攪拌鍋旁的控制盒中。這樣做一方面是為了工作人員操作方便，另一方面，也可以減小蒸汽對控制柜的不利影響。

圖2 程序流程圖

3 控制系統的軟件設計

　　在本控制系統中，攪拌時間、蒸汽時間、蒸汽量等參數是變量，需要根據產品的種類進行設定。利用MD204L 可以方便地修改上述參數，并且只要在更換生產品種之前設定一次參數，不需要每次操作都設置。

　　3.1 PLC 程序設計

　　根據蒸煮攪拌鍋的操作要求，確定各動作的順序和相互之間的關系，畫出程序流程圖，再由PLC 輸入輸出的邏輯關系編寫出梯形圖。程序流程圖如圖2 所示。前述需要用MD204L 設定的參數，在PLC 程序中定義為VW型變量。

　　3.2 MD204L 畫面設計

　　MD204L 是一種小型的人機界面，有一個帶背景光的3.7" STN 液晶屏，可以顯示4 行×12 中文字符。MD204L 的正面除液晶屏之外，還有20 個薄膜開關按鍵，利用其中的數字輸入按鍵可以非常方便地修改程序參數。而且這20 個按鍵還可以被設定成特殊功能按鍵，直接完成開關量設定等功能。這樣就便于在MD204L 上對設備進行手動操作，可以一個按鍵對應一個動作。圖3 是參數設定畫面，手動畫面略。

圖3 參數設定畫面

4 結束語

　　本系統設計完成后，進行了多次模擬實驗，并且根據現場調試的情況進行了反復的修改。系統在投入運行后，性能穩定可靠，滿足各項工藝要求，生產效率和產品質量均有所提高。實踐證明， 以PLC 和MD204L 為核心構造工業自動控制系統，是一種簡單有效、成本低廉的解決方案。