山楂饼生产线控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及食品生产线自动控制技术领域，尤其是涉及一种山楂饼生产线控制系统及其控制方法。

背景技术：

山楂片是一种以山楂为原料制成的食品，有健脾开胃的效果。产品为圆形薄片，色泽鲜艳，厚薄均匀，质酥适度。含糖量为85％，还原糖含量为9％，总酸为1.5％，还含有丰富的蛋白质、脂肪、钙、磷铁和维生素C等营养成分，食后有生津开胃、助消化、降血压血脂等功效。

目前的山楂片生产基本是依靠人工操作为主，生产流程包括：打浆、摊饼、烘烤、切割、包装。在上述生产流程中，完全依靠劳动者的体力劳动，其强度非常大。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供一种山楂饼生产线控制系统，能够提高山楂饼生产的自动化程度，降低工人劳动强度，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种山楂饼生产线控制系统，包括：

第一升降单元，用于控制第一升降机构的工况；

第三运输单元，用于控制第三运输机构的工况；

第一运输单元，用于控制第一运输机构的工况；

摊饼单元，用于控制摊板机构的工况；

第二运输单元，用于控制第二运输机构的工况；

第二升降单元，用于控制第二升降机构的工况；

PLC控制单元，用于协调控制上述各单元的动作。

优选的，所述的第一升降单元和第二升降单元均包括上部接近开关、底部接近开关和水平接近开关，用于检测第一升降机构的工况位置；还包括液压缸电磁阀，用于控制升降机构中液压缸的动作。

优选的，所述的第一运输单元、第二运输单元和第三运输单元均包括：

两个端点接近开关，用于检测运输杆的行程的两个端点；

伺服控制器，用于控制丝杠伺服电机的动作。

优选的，所述的摊饼单元包括：

第一接近开关和第二接近开关，用于检测摊板的行程的两个端点；

第二气缸电磁阀，用于控制第二气缸的动作；

第一气缸电磁阀，用于控制第一气缸的动作；

摊饼伺服控制器，用于控制摊饼丝杠伺服电机的动作。

优选的，所述的第三运输单元还包括第一行程开关，用于检测第一升降机构中运输架是否有玻璃板。

优选的，所述的第二运输单元还包括第二行程开关，用于检测第二升降机构中运输架是否有玻璃板。

优选的，所述的摊饼单元包括：

第一光电开关，用于检测料槽内液面是否处于最高位；

第二光电开关，用于检测料槽内液面是否处于最低位。

优选的，所述的第一运输单元、第二运输单元和第三运输单元中至少一个单元包括光电开关，用于判断是运输机构上是否有玻璃板。

优选的，所述的摊饼单元在摊饼位置设置有摊饼光电开关，用于判断摊饼位置是否有玻璃板。

一种山楂饼生产线控制方法，包括以下步骤：

步骤1)：第一升降机构和第二升降机构均到达指定位置，生产线启动；

步骤2)：第一行程开关检测到玻璃板，第三运输机构取出玻璃板，并将玻璃板向第一运输机构运输，玻璃板取出后第一行程开关检测不到玻璃板，第一升降机构下降一格，第三运输机构光电开关检测玻璃板后进行步骤3)；

步骤3)：第一运输机构将玻璃板向摊饼机构运输，第一运输机构光电开关检测到玻璃板后将玻璃板运输至摊饼机构，摊饼光电开关检测到玻璃板后进行步骤4)；

步骤4)：进行摊饼动作，摊饼完成后第一运输机构将摊饼后玻璃板推送至第二运输机构，第二运输机构光电开关检测到玻璃板后进行步骤5)；

步骤5)：第二运输机构将玻璃板运输至第二升降机构，第二行程开关检测到玻璃板，第二升降机构上升一格。

本发明的优点在于，通过PLC控制系统接收各部位的检测信号，协调控制各气缸、电机和液压缸的动作，从而到达整条生产线的自动化生产，以达到提高山楂饼生产的自动化程度，降低工人劳动强度，提高生产效率的目的。

附图说明

图1为山楂饼生产线的结构示意图；

图2为升降支架结构视图；

图3为升降井构造示意图；

图4为摊饼机构结构示意图；

图5为运输机构结构示意图；

图6为弹块结构示意图；

图7为运输机构俯视图；

图8为本发明控制系统框图；

图9为分PLC控制器控制原理图；

图10为主PLC控制器控制原理图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种山楂饼生产线，包括依次衔接的第一升降机构a、第三运输机构i和第一运输机构b、摊饼机构c、第二运输机构d、第二升降机构e和烘烤箱f。箭头所示方向为山楂饼生产流程的运输方向。第一升降机构a、第二升降机构e和烘烤箱f之间均有山楂饼运输架运输道连接。

如图2和图3所示，第一升降机构a和第二升降机构e均包括升降井a5和升降支架a1，所述的升降支架a1的下端固定设置在所述的升降井a5的底部，所述的升降支架a1的顶部高出所述的升降井a5的井口；升降托盘a2，所述的升降托盘a2可沿所述的升降支架a1竖直升降；液压升降机构a3，包括液压缸a32，所述的液压缸a32竖直设置，所述的液压缸a32的缸杆的顶端固定设置有与所述的杠杆垂直的横轴a33，所述横轴a33的两端对称安装有齿轮a34和链条a35，所述的链条a35一端连接所述的升降支架a1，另一端连接所述的升降托盘a2。所述的升降支架a1设置有托盘滑轨a11，所述的升降托盘a2的四个角均设置有滚轮a21，所述的滚轮a21可沿所述的托盘滑轨a11上下滑动。升降支架a1的上部设置有上部接近开关a43，所述的升价支架a1的底部设置有底部接近开关a41。这两处接近开关用于检测升降托盘的最高位置和最低位置，从而限定其工作行程。所述的升降井a5的井口处设置有水平接近开关a42，用于检测升降托盘a2是否处于井口水平位置。所述的升降托盘a2设置有平行的两条运输轨道a22，能够对接井口外的山楂饼运输架a6的运输道，可以轻松将山楂饼运输架a6移动至升降托盘a2上。当然还可以用滑轮和牵引绳的组合代替齿轮和链条的组合完成对升降托盘的升降工作。

如图4所示，摊饼机构包括摊饼机架c1和料槽c3，料槽3设置在摊饼机架c1的一端，料槽c3的上方设置有固定架c37；舀料机构包括舀勺c31、舀勺柄c32、齿轮c36、齿条c35和第一气缸c34，所述的舀勺柄c32铰接在所述的固定架c37上，所述的齿轮c36固定设置在所述的舀勺柄c32上，所述的齿条c35与所述的第一气缸c34的气缸杆固定连接，所述的齿轮c36和所述的齿条c35啮合，所述的第一气缸c34固定设置在所述的摊饼机架c1上；摊板机构包括摊板c27和摊饼槽c6，所述的摊板c27可在摊板驱动机构的驱动下在所述的摊饼槽c6内做水平往复运动；所述的摊板驱动机构包括固定设置在所述的摊饼机架c1上的第一电机c2、第一丝杠c21、第一滑块c22和连接所述的第一滑块c22和所述的摊板c27的连接部c24；卡槽机构，包括对称设置的左卡槽c41和右卡槽c42。还包括顶起机构，所述的顶起机构包括曲柄c5、第二气缸c51和托盘c52，所述的第二气缸c51的气缸杆铰接曲柄c5翘起的一端，所述的托盘c52的底部铰接所述的曲柄的另一端。利用第二气缸工作将托盘顶起，将用于盛放山楂饼的玻璃板紧紧顶靠在卡槽的上沿，山楂浆料不会沿卡槽与玻璃板的缝隙泄露出来。还包括第一接近开关c25和第二接近开关c26，用于限定摊板c27的工作行程。所述的曲柄c5的下方设置有支撑c53。设置支撑能够使得曲柄能够放置平稳，对托盘和盛放山楂饼的玻璃板起到保护作用。还包括滑轨c7，所述的摊板c27的侧边设置有滑轮c28，所述的滑轮c28沿所述的滑轨c7滚动，所述的连接部c24的设置有滑槽c29，所述的摊板c27可沿所述的滑槽c29上下移动。所述的滑轨c7设置在料槽c3和摊饼槽c6的外侧面，分为曲线段c72、平直段c73。所述的摊饼槽c6远离所述的料槽c3的一端设置有倾斜设置的轨道c71，所述的轨道c71的上端铰接在摊饼槽c6的侧面，下端活动顶靠所述的平直段c73，所述的下端比所述的上端更为靠近所述的料槽c3。摊板从料槽刮着山楂料浆将其平摊在玻璃板上，运动到倾斜的轨道放置的位置后滑轮沿倾斜的轨道上升,摊板逐渐抬升,多余的山楂料浆从抬升后的缝隙往回流向玻璃板，滑轮上升至轨道的顶部后回落至平直的轨道，然后沿平直的轨道折返向料槽方向移动，由于轨道的下端与平直段的滑轨活动顶靠，因此滑轮会顺利通过而不会被倾斜的轨道阻挡。所述的固定架c37上设置有第一光电开关c38和第二光电开关c39。还包括注料机构c9，注料机构c9包括电泵(图纸未示出)和注料嘴c91。

如图5、图6所示，玻璃板运输机构，包括运输机架b1，所述的运输机架b1上固定设置有伺服电机b21、第二丝杠b22和第二滑块b23，所述的运输机架b1的上面设置有运输杆装置b3，所述的运输杆装置b3包括与所述的第二滑块b23通过连接杆b24连接的运输杆b31，所述的运输杆b31的一端设置有凸起的顶块b32，所述的运输杆b31上设置有若干个弹块k，所述的弹块k包括弧面段k1、凹槽面k2、底面和两个侧面，所述的底面设置有盲孔k5所述的盲孔k5内设置有弹簧t1，所述的弹簧t1的初始长度大于所述的盲孔k5的深度，通孔k4贯穿所述的两个侧面，位于所述的弧面段k1和所述的凹槽k5之间靠近所述的底面的位置，所述的底面和所述的凹槽面k2的交界处设置有凸沿部k3，所述的弹块k通过通孔k4铰接在所述的运输杆31的内腔，所述的凸沿部k3设置在运输杆b31的内腔并顶靠运输杆b31的上壁，所述的弧面段k1面向所述的运输杆b31的一端，所述的凹槽面k2面向所述的运输杆b31的另一端。所述的运输机架b1上还设置有端点接近开关b41和端点接近开关b42。分别用于检测连接杆的两个端点位置。运输杆上若干个弹块等距离设置，距离等于玻璃板的长度。如图7所示，运输机架b1的上面对称设置有两条所述的运输杆装置b3。所述的运输机架b1的上面的两侧对称设置有滑轨b5。所述的运输机架b1的上面设置有若干个与所述的弹块k。本装置巧妙利用弹块和运输杆的组合，取玻璃板时玻璃板接触弹块的弧面段，从而将弹块下压，然后弹块弹起后正好将玻璃板的边沿卡在凹槽面内，电机随后反转，运输杆向回运动，机架的上面设置若干弹块，能够将玻璃板固定使其只能单向运动。从而顺利完成玻璃板的拿取和运输动作。第一运输机构、第二运输机构和第三运输机构的构造基本一致，区别在于第一运输机构和第二运输机构靠近升降机构的位置分别设置有第一行程开关和第二行程开关(图中均未示出)，可以用于检测行程开关处是否存在玻璃板。

工作流程简述：摊涂完山楂浆料玻璃板装载在多层运输架上在烘烤箱内烘烤完毕后运输至第一升降井的升降托盘上，将运输架升起，第三运输机构的运输杆伸出，运输架下降，玻璃板落到运输杆上随后运输杆回收将玻璃板取出至第三运输机构的上面的轨道上，按照上述操作再取第二块玻璃板，第一块玻璃板被弹块凹槽面推至第一运输机构和第三运输机构的衔接位置，第一运输机构和第二运输机构工作原理与第三运输机构的工作原理类似，第一运输机构依次将多块玻璃板运输至摊饼机构进行摊饼操作，摊饼完毕的玻璃板被第二运输机构依次运输至第二升降井内放置的空置的玻璃板运输架，运输架逐渐上升，直至摆满玻璃板后将其运送至烘烤箱内烘烤。

山楂饼生产线控制系统，如8、图9和图10所示，包括：第一升降单元，用于控制第一升降机构的工况及动作；第三运输单元，用于控制第三运输机构的工况；第一运输单元，用于控制第一运输机构的工况；摊饼单元，用于控制摊板机构的工况；第二运输单元，用于控制第二运输机构的工况；第二升降单元，用于控制第二升降机构的工况；PLC控制单元，用于协调控制上述各单元的动作。所述的第一升降单元和第二升降单元均包括上部接近开关、底部接近开关和水平接近开关，用于检测第一升降机构的工况位置；第一升降单元和第二升降单元均包括液压缸电磁阀，用于控制升降机构中液压缸的动作。第一运输单元、第二运输单元和第三运输单元均包括：两个端点接近开关，用于检测运输杆的行程的两个端点；伺服控制器，用于控制丝杠伺服电机的动作。摊饼单元包括：第一接近开关和第二接近开关，用于检测摊板的行程的两个端点；第二气缸电磁阀，用于控制第二气缸的动作；第一气缸电磁阀，用于控制第一气缸的动作；第一伺服控制器，用于控制第一电机的动作。所述的第三运输单元还包括第一行程开关，用于检测运输架是否有玻璃板。所述的第二运输单元还包括第二行程开关，用于检测运输架是否有玻璃板。所述的摊饼单元包括：第一光电开关，用于检测料槽内液面是否处于最高位；第二光电开关，用于检测料槽内液面是否处于最低位。所述的第一运输单元、第二运输单元和第三运输单元中均包括光电开关甲、乙、丙，用于判断是运输机构上是否有玻璃板。所述的摊饼单元在摊饼位置设置有摊饼光电开关，用于判断摊饼位置是否有玻璃板。PLC控制单元包括主PLC控制器和分PLC控制器，均带有液晶触控屏。分PLC控制器连接第一运输单元、第二运输单元和第三运输单元的端点接近开关，每个单元2个，共计6个，用于检测上述3个单元的运输行程的端点，还连接摊饼单元的第一接近开关和第二接近开关，用于检测摊饼动作行程的两个端点。分PLC控制器控制第一运输单元、第二运输单元、第三运输单元和摊饼单元的4个伺服电机的动作。主PLC控制器连接分PLC控制器，同时连接检测料槽液位的第一光电开关、第一光电开关；还连接第一升降单元和第二升降单元的上部接近开关、水平接近开关和底部接近开关；还连接用于检测工位是否有玻璃板，分别属于第一、第二、第三运输单元的光电开关甲、乙、丙；还连接第一行程开关和第二行程开关。主PLC控制器通过第一气缸电磁阀控制第一气缸，通过第二气缸电磁阀控制第二气缸，通过第一液压缸电磁阀控制第一升降液压缸，通过第二液压缸电磁阀控制第二液压缸，通过电泵电机控制器控制注料电泵。

摊饼单元工作原理：当玻璃板c8到位后，PLC控制器控制第二气缸c51工作从而将玻璃板顶起固定，同时控制第一气缸c33工作利用齿轮齿条机构传动舀勺转动舀料，随后第一电机c2开始工作，利用丝杠传动摊板沿轨道运动，将山楂浆料刮取至摊饼槽内，摊饼开始远离料槽进行平摊动作，第一接近开关和第二接近开关分别设置在摊板行程的两端，均连接PLC控制器，当摊板运动至第一接近开关时，此开关发出信号，由PLC控制器对电机发出指令控制电机反转。摊板折返运动方向向料槽方向运动，进行第二次平摊运动，同时将多余的浆料刮回料槽，随后PLC控制器控制电磁阀对第二气缸放气，托盘落下，完成一次摊饼工作。当第二光电开关检测到料槽内山楂浆料低于最低液面时，发出信号给PLC控制器，PLC控制器控制注料机构的电泵工作向料槽内注料，直至第一光电开关检测到山楂浆料到达最高液面时，注料停止。

一种山楂饼生产线控制方法，包括以下步骤：

步骤1)：第一升降机构和第二升降机构均到达指定位置，生产线启动；

步骤2)：第一行程开关检测到玻璃板，第三运输机构取出玻璃板，并将玻璃板向第一运输机构运输，玻璃板取出后第一行程开关检测不到玻璃板，第一升降机构下降一格，第三运输机构光电开关检测玻璃板后进行步骤3)；

步骤3)：第一运输机构将玻璃板向摊饼机构运输，第一运输机构光电开关检测到玻璃板后将玻璃板运输至摊饼机构，摊饼光电开关检测到玻璃板后进行步骤4)；

步骤4)：进行摊饼动作，摊饼完成后第一运输机构将摊饼后玻璃板推送至第二运输机构，第二运输机构光电开关检测到玻璃板后进行步骤5)；

步骤5)：第二运输机构将玻璃板运输至第二升降机构，第二行程开关检测到玻璃板，第二升降机构上升一格。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，对于一些本领域普通技术人员所熟知的技术内容，此处不再赘述，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。