1 系统组成

      斩拌滚揉机控制系统的结构如图3所示。该控制系统采用PLC作核心控制器,触摸屏作操作终端。在滚揉过程中, 滚揉筒内的温度会不断上升,而生产工艺要求筒内温度必须保持在2～6℃,根据温度传感器检测到的实际温度,利用PLC构成温度的闭环PID控制,用PLC输出的控制信号控制制冷剂调节阀的开度,从而控制制冷剂流入蓄冷层的流量;滚揉过程中,滚揉筒内气压呈肺状呼吸状态:

      真空※平气※加压※平气※真空。为了达到这样的工艺要求,采用 PLC 和变频器构成闭环控制系统,控制真空泵的运转速度,从而控制滚揉筒内的真空度保在-90%～-95%。在生产不同产品(如牛肉制品与猪肉制品)时,或生产同一产品不同工序 (如生产火腿的腌制工序与配料工序)时,滚揉机的滚揉速度不同, 为此通过变频器控制滚筒主电机的匀渐变调速,保证滚揉筒内的肉和调料能进行充分搅拌,并消除重载起动及正反转切换时较大的机械冲击力。针对不同的工艺,滚揉速度及滚揉时间也不同, 由触摸屏通过PLC修改时间及速度参数的设定值, 实现对滚揉机的变速、变时控制,从而提高设备的灵活性和方便性;同时,压力、温度、速度、时间、系统故障等运行信息由触摸屏中文画面显示, 实现生产过程的动态监控。

 

2 滚筒速度控制
 

      根据斩拌滚揉机的滚揉方式,滚揉可分为连续式滚揉和间歇式滚揉。该机采用间歇式滚揉方式,工艺流程为匀渐变速度正向滚揉10min※停2min※匀渐变反向滚揉 10min。在整个滚揉过程中,滚筒可正转,也可反转。正转较剧烈,反转较缓慢。滚揉速度和时间对肉质的品质好坏影响很大,滚揉不足时肌肉结构紧实,腌制液未被充分吸收, 溶出的蛋白量不足,成品结着性、 保水性及切片性较差, 色泽不均匀;滚揉过度又会使溶出的蛋白严重变性, 在成品中形成黄色蛋白胨。滚揉过度或不足, 成品保藏期间都会有渗水现象。因此,对不同的产品种类,要选择合适的滚揉间隙和滚揉速度。通过试验分析可知,滚揉机滚筒的转速必须控制在6～25r/min之间, 并且可以根据工艺要求调整转速。高档产品采用低于10r/min的转速,中低档产品选用转速在10～25r/min。若转速超过25r/min时, 肉汁损失会增加。为此, 对滚筒电机采用变频闭环控制, 如图4所示。

      滚筒采用PLC和变频器构成闭环控制系统,可以实现滚揉过程中螺旋桨叶的匀渐变速度调节,从而使肉向左方螺旋式地推进,经过反复地摩擦、挤压、摔打,使肉内注入的盐水和佐料得以均匀分布,从而提高肉制品的风味和品质。 匀渐变速度调节解决了滚揉不足或滚揉过度造成的产品蛋白严重变性或保水性及切片性都较差的问题。利用变频器对滚筒电机进行闭环控制,一方面可以获得较准确的滚揉速度,以满足不同产品的滚揉要求;另一方面,可以平滑起动,消除因重载起动和正反转切换引起的较大的机械冲击力。在图 4 中, 滚筒实际转速的检测采用霍尔传感器,霍尔传感器由霍尔开关集成电路和小磁钢组成,转速传感器的测量原理如图5所示。小磁钢固定在旋转轴上, 随旋转轴一起转动。霍尔开关集成电路固定在靠近对着磁钢的机架上。旋转轴带动着磁钢一起转动,当磁钢接近霍尔开关集成电路时,产生一个脉冲信号,将该脉冲信号送到PLC 的输入端,从而由PLC计算出滚筒的实际转速。由于这种传感器是无触点式的,因此使用寿命长,可靠性高,抗污染能力强,体积小,并且安装方便,价格低廉,符合PLC处理信号的要求。