“面粉厂生产车间监控管理系统”设计方案

“面粉厂生产车间监控管理系统”设计报告一、面粉加工生产厂概况1、筒仓系统筒仓系统主要负责小麦的存储和初次清理，主要有卸粮坑，工作塔和筒仓（仓的数量以设计为主）组成。卸粮坑：是筒仓系统的入口，卸粮坑下有输送皮带，可以直接把原粮经工作塔送入筒仓。工作塔：主要包含清理和输送的设备，如振动筛，提升机等。筒仓：存放原粮，为面粉的生产做储备2、清理车间清理工段能分为两条线，采用三道筛理、三道去石、两道打麦、两道着水清理工艺，并设有二次着水润麦系统。主要功能：去除原麦中的杂质（秸秆，石子，砂粒）和一些赤霉粒、虫蚀麦、瘦秕麦等，保证后期的出粉质量。3、制粉车间把通过清理、研磨、筛理的小麦通过高方筛、清粉机、磨粉机等设备制成面粉，生产出来的面粉一般有1-3种，存放在基粉仓，一个基粉仓只能存放同种类的面粉。4、制粉后处理车间后处理的主要核心是配粉，把不同种类的面粉通过混合和添加其他改良剂的方法达到某种面粉的品质要求，从而满足制作各种食品的工艺要求。二、面粉加工工艺流程下图是一个较为详细的面粉加工流程图面粉生产线从原粮到成品分为4个工段：筒仓工段（初清）、清理工段、制粉工段、后处理工段。1、筒仓工艺段（初清）筒仓入仓系统根据生产厂家的生产能力不同，可以有两条线，也可以是一条线，两条线的处理能力，设备清单完全相同。目的是把原粮从卸粮坑通过圆筒初清筛，震动分级筛和配仓刮板送入筒仓，进行贮存。在这个过程中完成了对原麦的初步清理。筒仓设计有倒仓系统，倒仓系统的目的将下部温度高的小麦通过倒仓可以降低其温度，防止变质，同时进行清理。筒仓部分的主要设备：圆筒初清筛，振动分级筛，脉冲收尘器，斗式提升机，配仓刮板机，运输皮带等。控制系统实现的功能：原粮入筒仓、筒仓倒仓、筒仓入毛麦仓。2、清理工艺段清理工段也可以分为两条线，采用三道筛理、三道去石、两道打麦、两道着水清理工艺，并设有二次着水润麦系统。清理工段的设备主要有：振动分级筛，主要用于物料的初次清理，使用场合：面粉厂和筒仓的谷物清理。打麦机，用于小麦的表面处理。去石机，将谷物流中的石子进行持续不断的分捡。批量秤，用于计量单位时间小麦的处理量和总的累计量。着水仪，水分控制就是对小麦加工过程中小麦人库原始水分、一次润麦水分、二次润麦水分、人磨净麦水分、在线面粉水分、麸皮的水分，实现在线检测并及时将测得数据汇总至中心控制室，经电脑处理后，反馈到屏幕上，形成曲线图，直观反映水分的变化趋势，以指导各工段水分的控制，保证最终产品水分符合标准要求，保持产品质量的一致性，提高出粉率。3、制粉工段清理后的小麦经过高方筛，清粉机，磨粉机制成面粉经过输送风机送入基粉仓。主要的制粉设备有高方筛、清粉机、磨粉机关于输送：小麦的输送设备主要有胶带输送机、刮板输送机、斗提输送机；面粉的输送方式分两种：一是风送，主要设备有罗茨风机，另外一个就是机械输送，主要设备有绞龙。4、面粉厂后处理工艺段一般的大型面粉厂完整的后处理系统由以下几部分组成：小麦粉的输送、缓存和倒仓循环系统；微量元素和各种添加剂的添加以及小麦粉的混合-配粉；小麦粉的检查和打包；小麦粉的散装发放；麸皮输送打包和倒仓循环系统；麸皮的制粒以及发放。其中配粉是该处理流程的重点，其工作流程：利用常规的配粉仓、批量秤、微量添加机、面粉混合机和输送设备通过对各种不同原粉的精度和品质再次进行测定，然后根据需要，通过计算机按比例进行混配以达到生产要求。三、面粉生产自动监控和管理系统该系统由计算机、可编程控制器(PLC)、检测传感器、电机控制中心(MCC)、仪表、电子流量计、称重模块等组成，使整个生产线处于计算机控制和管理下。（一）数据采集和信号控制系统监控点位有设备启动/停止的开关信号共：点，分别是：提升机、振动清理筛、振动去石机、打麦机、重力筛，打麸机、磨粉机、清粉即、高分筛、脉冲除尘器、防堵关风器、空压机、打包机。系统采集的数据有：电子流量称，电子定量秤、着水仪的计重信号，脉冲电量表的信号等。经计算机处理，得到物料流量(公斤)/h、出品率%、班产量(吨)、月产量(吨)、班电量(kwh)、吨电耗(kwh/t)、月电量(kwh)等数据。控制功能有：1、连锁控制按工段由后向前自动联锁启动。各工段内工艺流程自动联锁启动，先启动相应的空压机，通风除尘系统，然后按物流逆向延时逐台启动各工艺设备。2、工艺流程停止工艺流程停止有三种方式：a、正常停止：首先关闭所有放料气动门，然后按工艺顺物流方向逐台延时自动联锁停车，最后停止除尘设备。b、故障停止：当前端控制单元检测到设备故障时，如过载、失速，该段的放料气动门立即关闭防止堵塞，如果在3分钟内不能恢复故障，则自动停止该工段的其他设备。c、紧急停止：系统出现紧急情况时，可通过操作界面的紧急按钮，立即停止所有运行中的设备，以保证系统和人员的安全3、现场控制：每台设备设置机旁开关，该开关有三档位置：a、手头控制档：当置于手动位置时，集控中心交出该设备控制权，操作者可在机旁直接启动该设备，它主要用来单机设备调试用。b、停止档：当置于停止位置时，该设备即不受集控中心控制，也不能手动启动，它主要在设备检修时用。c、自动控制档：当置于自控档时，设备由集控中心自动控制。该功能为系统的主流控制方式，生产过程的控制由操作界面和控制系统自动完成。（二）生产操作界面生产操作界面负责处理现场与运行操作有关的人机界面，使操作员通过显示屏实时了解现场运行状态，各种生产数据的当前值以及是否有故障报警发生，并可对工艺生产过程进行控制和调节。其主要功能：能动态模拟显示各段工艺流程、生产报表、生产数据；每幅画面都设置有操作按钮，如画面切换按钮，生产过程启/停控制按钮，报警按钮，紧急按钮等；事件报警：生产过程中出现异常情况，自动报警并用文字显示故障类型，画面同时自动切换至故障所在的流程画面；设备由静态到运行，画面模拟动画显示；权限管理：操作员只有在开机时输入正确的登陆密码后，才能进入运行状态。打印输出班报表，月报表。查询历史数据。料位监控报警和提示操作基于局域网的数据查询和打印。为了管理的需要，充分发挥电脑的资源优势，该系统在监控计算机建立了数据库管理系统实现对生产数据（产量、出品率、电量、吨谷电耗、流量）、设备故障数据（设备过载、溢流、失速、仓空、仓满、故障恢复）等的管理。生产数据和设备故障都实时记录并保存在数据库中，通过系统可以很方便查询某年某月某时某秒的生产数据和故障发生的时间及恢复时间，并能生成各种生产报表打印输出。四、系统详细说明1、初清工艺段把原粮从卸粮坑通过圆筒初清筛，震动分级筛和配仓刮板送入筒仓，进行贮存。控制流程：主要设备：圆筒初清筛，振动分级筛，脉冲收尘器，斗式提升机，配仓刮板机，输送设备、输送皮带等控制信号：采集的数据：数据管理：设备状态：故障信息：2、清理工艺段清理工段分为两条线，采用三道筛理、三道去石、两道打麦、两道着水清理工艺，并设有二次着水润麦系统。控制工艺流程如下图。南海粮食清理工艺流程主要设备：振动分级筛、打麦机、去石机、批量秤、着水仪、输送设备，控制信号：采集的数据：数据管理：设备状态：故障信息：3、制粉工艺段清理后的小麦经过高方筛，清粉机，磨粉机制成面粉经过输送风机送入基粉仓。控制工艺流程：→磨粉→筛理→面粉半成品→绞龙（输送）→基粉仓主要设备：高分筛、清粉机，磨粉机（皮磨、心磨、渣磨）、输送设备控制信号：南海粮食制粉工艺采集的数据：数据管理：设备状态：故障信息：4、配粉工艺段通过对各种不同原粉的精度和品质再次进行测定，然后根据需要，通过计算机按比例进行混配以达到生产要求。其中配粉流程：南粮面粉后处理流程图打包仓→保险筛→磁选→打包→入库主要设备：配粉仓、螺旋式给料器、配粉秤、振动仓底卸料器、杀虫机、微量元素添加机、打包机控制信号：采集的数据：数据管理：设备状态：故障信息：五、通信功能的实现上位机的通信对象主要有：用于设备控制的PLC、电机控制单元（提供数据格式）、各种仪表通信接口选择（232/485、CAN、以太、无线）、通信波特率选择、通信协议选择（MODBUS、WINFOX、ASCII）、通信数据位设置（9、11）、命令编辑（输入、修改、删除）每个工段需要获取的信息：控制信号，有哪几个？分别表示什么功能？由谁提供？需要上位机作出的反应？什么时候采集？（循环扫描还是界面操作）采集的数据，有哪些？分别表示什么含义？由谁提供？如何使用？什么时候采集？（循环扫描还是界面操作）数据管理：需管理的数据？管理功能？设备状态：有哪几个？分别表示什么含义？由谁提供？需要上位机作出的反应？什么时候采集？（循环扫描还是界面操作）故障信息：有哪几个？分别表示什么含义？由谁提供？需要上位机作出的反应？什么时候采集？（循环扫描还是界面操作）六、数据库管理系统采用ACCESS数据库，完成对设备状态、仓库信息、故障、生产数据等数据的管理，主要的数据表有：1、设备状态表2、仓库信息表3、仓库料位表4、故障信息表5、用户信息和权限表6、生产信息表7、产品质量表8、任务表9、生产流程表10、电耗信息表主要完成的功能：1、实时数据记录（根据用户要求，定时动态记录各种信息）2、即时数据的显示并根据操作进行记录3、各种时间段的数据统计4、各种时间段的数据分析，形成图表曲线5、班组、1小时、1天开始/结束时各种数据的记录和统计6、即时/历史数据查询及基于局域网的数据查询和报表打印7、生产管理（生产计划、生产执行、库存、采购），此功能可作为以后的考虑。七、软件开发思路由于不同面粉加工企业的生产工艺流程各不相同，要想设计出一个能够满足所有企业的工艺流程要求的软件是非常困难的，建议软件开发分两步走：第一步：定制，针对特定企业的要求，设计符合企业生产工艺流程、采用生产设备要求的软件。第二步：通用，将面粉加工工艺流程划分成独立的工序，分析面粉加工工艺的完整流程，为每个工序设计相应的软件，实现根据企业要求自动组合工序，形成各自企业的生产工艺流程。该软件可以让用户选择工艺流程，系统根据用户的选择组合工艺流程，这样的软件可适应所有的面粉加工企业，因此可作为通用的软件产品推广。