[发明专利]巧克力结晶流水线的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及温度控制调节系统，尤其涉及巧克力结晶流水线的控制方法及装置。

背景技术

可可豆在加工过程中经过复杂的物理和化学变化，使其风味得以充分的体现和发掘，形成深受消费者欢迎巧克力。生产高品质的巧克力，不仅需要选用上乘的原料，更要借助于先进的加工设备以及创新的加工工艺。

在夹心巧克力生产过程中，如何控制巧克力霜斑仍然是行业内的一个难题。巧克力经过精炼后呈液体状态，传统生产过程通过“调温”这一工序将天然可可脂巧克力浆料从液体转为固态。传统的连续式调温技术，是按照巧克力的物料晶型变化规律而设计加工过程，传统的调温方式效率低，晶型稳定性差，容易产生返霜，影响产品外观，产品的保质期短，对储存条件的要求高，储运的成本也会相应增加。

采用创新的预结晶技术可以改善霜斑，使可可脂产生稳定的晶核，从而获得理想的表面，由于巧克力生产的预结晶工艺的关键点是温度调节和控制，采用传统的制作工艺方法，不能精确调整关键节点的温度控制。为此，研究开发了巧克力生产流水线过程控制的技术，采用可编程序逻辑控制的方式，解决了巧克力结晶工艺过程的温控节点的生产要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种高效可靠的巧克力结晶流水线的控制方法及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：巧克力结晶流水线的控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

(1)对冷却管路10个温度控制点的PID调节控制；

(2)控制保温回路走向的2个三通阀门的连锁切换控制；

(3)对转子泵和结晶器电机进行变频调速控制；

(4)实时监测冷却管路13个温度点及4个压力点工况数据以及转子泵及结晶器电机电流。

巧克力结晶流水线的控制装置，其特征在于，该控制装置包括：温度传感器、PID指令模块、电磁阀，所述的温度传感器与PID指令模块连接，所述的PID指令模块与电磁阀连接。

所述的电磁阀与气动阀门连接。

与现有技术相比，本发明的优点是针对巧克力结晶工艺的多点精细温控具有反应灵敏、状态跟踪性好的特点，在不影响流水线匀速节拍的前提下，将10个温度调控点的温度调节到最佳工艺要求状态，因此，确保了流水线的稳态运行、降低了结晶巧克力的此频率，大大提高了结晶巧克力的品质特点；另外，本发明的方法还降低了温度耗散，有利于减小能源损耗，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明巧克力结晶流水线的控制方法的流程图；

图2是本发明巧克力结晶流水线的控制装置的示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。

巧克力结晶流水线通过转子泵将保温罐中的巧克力浆料输送到不断搅拌的结晶器中结晶变稠，再经过充气机充气后，送入加热的电热油浴槽处理，最后加工完成成品。系统工艺过程和监测控制点如附图1所示。

巧克力结晶流水线PLC控制主要完成下列任务：

(1)对冷却管路10个温度控制点的PID调节控制；

(2)控制保温回路走向的2个三通阀门的连锁切换控制；

(3)对转子泵和结晶器电机进行变频调速控制；

(4)实时监测冷却管路13个温度点及4个压力点工况数据以及转子泵及结晶器电机电流。

现场控制界面主要提供下列功能：

(1)显示巧克力结晶流水线冷却回路的实时工况；

(2)提供转子泵、结晶器、离心泵、电磁阀等设备的点动操作功能；

(3)提供PID调节参数设置界面；

(4)提供温度、压力、阀门开度的工况数据表和趋势图；

(5)记录PID设置操作、设备动作、报警等工况事件。

PID及其控制调节的实现

各温度点采用PID闭环调节控制方式，如图2所示。

系统温度的控制主要通过调节冷却水管路上的各点电磁阀的开度来实现。

各温度点的温度调节采用CompactLogix专用PID指令完成。

为及时跟踪冷却水管温度变化过程，PID指令执行周期设定为200毫秒。

PID指令参数：

SP-温度控制设定值，单位：℃，该工艺参数由操作人员根据工艺要求设定；

PV-温度实测值，单位：℃，该工况参数由温度变送器反馈给PLC；

E-实测值对设定值的偏差，即：E＝PV-SP；

Kp-PID设定的比例增益(P增益)；

Ki-PID设定的积分增益(i增益)；

Kd-PID设定的微分增益(d增益)。