1、国家职业资格全国统一鉴定 电工技师论文 （国家职业资格二级） 论文题目：罐装食品灭菌锅自动化改造 姓 名： 身份证号： 准考证号： 所在省市： 江苏省连云港市 所在单位： 罐装食品灭菌锅自动化改造 XXX XXXXXXXX 摘要摘要 连云港天乐食品有限公司是我目前兼职的一家公司，公司主 要是进行水果深加工，将水果封装成罐头，有三台蒸汽高温灭菌 设备用于罐头的灭菌， 使用多年， 大部分采用的是人工手动操作， 仅有蒸汽进汽采用了调节阀， 其它还都使用手动阀门。 操作繁琐， 操作工人在高温高湿的环境中来回开关阀门，稍有疏忽，就会造 成产品的损失。灭菌过程中，由于采用的是手动操作，对于时间 长短，压力
2、大小的控制无法做到一致性。针对这一系列的情况， 本着节约成本， 决定在原来设备的基础上， 进行自动化升级改造。 关键词：触摸屏 PLC 压力变送器 温度传感器 比例调节阀 气动电磁阀 目录目录 摘要： . 2 第一章 蒸汽高温灭菌设备灭菌原理及罐头的灭菌流程 . 4 第二章 触摸屏 PLC 的应用及优点 . 6 第三章 设备的自动化硬件改造方案设计 . 7 第四章 灭菌锅触摸屏软件设计 . 9 第五章 灭菌锅 PLC 软件设计 . 13 结论 . 15 参考文献 . 16 致谢 . 16 第一章第一章 蒸汽高温灭菌设备灭菌原理及罐头的灭菌流程蒸汽高温灭菌设备灭菌原理及罐头的灭菌流程 高温杀菌设
3、备原理：以高温高压的蒸汽为热源，在密封容器 内利用高温蒸汽或者高温水把食品加热到能够使微生物和细菌致 死的温度，从而能够在常温下延长储存时间，并且利用反压技术 防止包装发生热膨胀。 高温杀菌设备装设有安全阀、压力表、温度计等附件，要保 持安全，齐全、灵敏、可靠。在使用过程中应加强维护与定期校 验。设备的安全阀启跳压力等于设计压力，应保持灵敏、可靠， 应防止随意调整。 灭菌流程： 1、排气 所有的排气阀和泄气阀全部打开之后，通入蒸汽。整个杀菌 期间，全部的泄气阀应一直是打开的。通入蒸汽后，排气阀必须 开足，直至达到规定的时间和温度，以确保杀菌锅内所有的空气 均被排出。如果排气不彻底；杀菌锅内装罐
4、头的各个区域申仍残 留有空气，这将会造成杀菌不足的后果。 排气过程中根据需要还应不时打开杀菌锅底部的排水阀以便 排出排气初期聚集的冷凝水或残存的冷水。 排气必须用一个计时器来计算排气时间，而不能用记录仪的图 表来计时。排气温度为 108 度。当排气温度与排气时间都达到或 超过了规定之后，可以关闭排气阀。 2、升温时间 升温时间是指从进入蒸汽算起直至达到杀菌温度，并能维持 到杀菌开始计时为止的这一阶段。 3、杀菌计时 只有在杀菌锅经过充分地排气，温度计达到并稳定在杀菌温度之后， 才能计算杀菌时间。杀菌时间应该用一个准确的钟或计时器 来计时，而不能用手表或其他记录仪图表。 4、杀菌结束 关掉蒸汽前
5、应核对如下项目: （1）用钟表或准确的计时器来核对是否达到了规定的杀菌时 间。 （2）核对记录仪图表，查看是否记录着规定的杀菌时间。 （3）核对记录仪图表，查看是否有温度波动在规定的杀菌温 度以下。 （4）核对温度，查看是否指示着规定的杀菌温度。 如果在上述检查中，发现有任何不满意之处，应当采取适当的措 施以保证杀菌完全。 倘若对于上述的各项检查均满意，就可以关闭蒸汽。 5、冷却 罐头冷却时，水冷阶段的持续时间应十分充分，使罐头内容 物的平均温度降到约 38，但水冷的程度不应过度而引起罐头表 面生锈。在潮湿的环境中，如果水冷到 38左右，就可能导致罐 头表面生锈。在这种情况下，应当对罐头进行机
6、械干燥。为了防 止有些罐头的底盖变形和突角，需要加压冷却。在打开溢流阀、 排水阀或排气阀之前，杀菌锅的压力已经降至零的瞬间，倘若向 杀菌锅内注水，则由于水使蒸汽凝结，往往会在杀菌锅内形成真 空，从而导致罐头的变形或损坏杀菌锅。 （1）杀菌结束后，关闭所有的泄气阀，打开压缩空气阀，使杀菌 锅内的压力超过杀菌时的压力大约 0.14kg/cm2（0.014MPa)。 （2）关掉蒸汽。 （3）向杀菌锅顶部或底部慢慢地通入冷水，并用压缩空气来维持 杀菌锅内的压力。 （4）适当地平衡进水与排水，以保持杀菌锅在规定的压力，直至 全部罐头被充分冷却，以避免罐头底盖的变形或凸角。 （5）开大溢流阀或排水阀，逐渐
7、释放压力。 （6） 不论从顶部或从底部进水， 其排水的位置要在进水位置对面， 这种逆流有助于罐头冷却得更均匀。 第二章第二章 触摸屏触摸屏 PLC 的应用及优点的应用及优点 触摸屏是一种目前广范使用的电脑输入输出设备，它可以让 使用者只用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字，就能实 现对主机的操作，这样摆脱了键盘和鼠标操作，使人与机交互更 为直截了当。它具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交 流等优点。 PLC 采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制 造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使 用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气 接线及
8、开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降 低。 PLC 与触摸屏结合使用， 大量地减少的机械按钮， 节省了空间， 同时对与一些需要输入参数，及监控数据的设备，也提供了直观 的显示。 第三章第三章 设备的自动化硬件改造方案设计设备的自动化硬件改造方案设计 管道阀门的改造，在原有手动阀门基础上并联自动阀门，保 留原有手动阀门。蒸汽进汽阀采用原有比例调节阀，取消原有的 温度控制器电路，采用 PLC 模拟量输出控制。其它电磁阀门采用 电磁阀。增加压力传感器，温度传感器，水位开关。保留原有的 纸质温度记录仪。控制电路。改造为以触摸屏人机、PLC 为主的电 气控制柜。 第四章第四章 灭菌锅触摸屏
9、软件设计灭菌锅触摸屏软件设计 触摸屏采用台湾产的威纶通触摸屏 MT506S,触摸屏的软件设 计 5 个面窗口，分别为启动窗口，主程序窗口，参数设置窗口， 手动调试窗口，温度曲线窗口，以及两个子窗口用于提示操作信 息。主要显示设备运行的状态信息，操作按钮，及根据不同的灭 菌对象对设备的运行参数进行调整。 触摸屏操作简洁，首先根据不同品类，设置好相应的参数， 当按下开始灭菌按钮时，PLC 程序开始执行灭菌流程，位显示指示 灯 BL_1-BL4 显示当前流程。字显示控件显示当前的温度和压力数 值。流程结束后，弹出一个子窗口提示流程结束。调试窗口提供 手动操作按钮，用于调试维修。另外温度纪录窗口通过一
10、个曲线 纪录最近 240 秒的温度变化，每秒采集一次温度，为操作人员提 供参考。 程序窗口如下: 第五章第五章 灭菌锅灭菌锅 PLC 软件设计软件设计 PLC 选用西门子 S7-200 CPU226，及 EM235 模拟量扩展模块， （旧的拆机件）做先期开发调试，定型后根据所使用 IO 口数量再 选用合适的 PLC。采用梯形图编程，程序分为 4 个工作流程序，1 个待机流程。上电初始化后，进入待机状态，等待用户的操作指 令。当用户点击触屏上的开始灭菌按钮后，程序执行第一流程， 第一流程时间，温度，及其它参数达到后，跳转到下一流程执行， 直至全部流程执行完成后，触屏弹出完成窗口，蜂鸣器提醒操作
11、人员。程序运行中，不断的监控温度、压力的变化，对过压，过 温做出相应的处理。 PLC 程序符号表: PLC 程序流程图： VW100=0 VW100=1 VW100=2 VW100=3 VW100=4 初始化 vw100=0 待机流程 排气流程 灭菌流程 冷却流程 排水流程 高压报警处理 高温报警处理 调用温度采集比 例控制子程序 调用压力采集子 程序 结论结论 PLC 结合触摸屏是一种比较可靠的控制方式。 通过这次改造， 灭菌的质量得到了提高，同时也改善了工人的操作环境，减轻了 工人的劳动强度。在这次改造的过程中，查阅了许多资料，学习 了许多新的知识，使自己得到了一次很好的锻炼。 参考文献参考文献 1、EasyBuilder500 软件使用手册 深圳人机电子有限公司 2002-6 2、EasyBuilder500 宏指令使用手册 深圳人机电子有限公司 2002-6 3、S7-200_系统手册 4、西门子 PLC 编程手册 5、S7-200 配置 6、AUTOCAD2007 帮助 致谢致谢 首先感谢职业技术学院给我这次难得的学习机会，感谢帮助 我的老师，公司的领导，同事。感谢机械维修张师傅，电工陈师 傅，灭菌技术员张师傅。是你们的指导，关心，使我得到了进步。 感谢参考文献的作者及文中引用资料的作者。
