磨粉机控制系统的发展分析

唐黎标

杭州市食品有限公司　杭州　310004

磨粉机控制系统的发展分析

唐黎标

杭州市食品有限公司杭州310004

1）研究的背景及意义

随着国民经济的不断发展，人民生活水平有了很大提高，对面粉的质量和营养要求越来越高，通用面粉已不能满足要求，专用粉和营养粉的市场占有率正在大幅度上升。提高产量的同时，尽快提升优质面粉的加工能力，就需要依赖可靠的制粉加工设备。

在国际市场中，随着经济全球化的大趋势，进一步发展粮机市场也形成了较大的空间。具有工艺技术先进、设备精良、服务周到的面粉加工设备的需求量将逐年增大。

磨粉机是面粉加工的主要设备，它主要由料筒、喂料系统、研磨系统、控制系统等几部分组成。

磨粉机控制系统主要由料位传感单元、控制单元、控制电路、喂料辊转速检测单元、喂料辊转速控制单元、研磨辊离合轧单元、操作显示及通信接口电路等组成。控制系统主要采用气压控制和电控两种形式。

控制系统的功能：传感器感知进料筒内物料有无和多少的料位信息；根据料位信息控制离合轧，并与喂料机构联动；根据料位信息来自动控制喂料辊是否喂料及自动调节喂料转速，在最大程度上保证物料流量连续、均匀。

目前，市场上磨粉机的机械机构已得到验证，而控制系统虽然得到了一些发展，但存在一些不足。因此设计一种可靠性高、价格能被市场接收的控制系统对磨粉机的发展至关重要。

2）国内外研究现状

磨粉机的控制系统设计、制造已有上百年的历史，随着科学技术的不断发展和设计改进，只有磨粉机的性能全面和细致、结构精巧和紧凑以及机、电、气相结合的自动化程度高，才能满足制粉工业提高产品质量、发展新产品，生产稳定和效果均匀一致的要求。各国和各个设计制造公司都在相互学习、改进和创新，在长时期内积累、筛选和发展形成了一整套设计资料。我国的设计制造工作者正在向先进国家学习和赶超，主要是吸收国外磨粉机的长处，尽可能改创后用于新磨粉机的设计。

①国外研究动态

国外磨粉机的生产厂家主要有：瑞士BUHLER公司、意大利GBS公司及意大利OCRIM公司。

瑞士BUHLER公司：主要生产MDDK型磨粉机，它的控制系统原理和FMFQJ型磨粉机相似，传感器为机械式料位传感器，控制方式为气动控制。但该公司设备制造精良，其控制系统的使用效果较好。

意大利GBS公司：在磨粉机的控制系统积极采用新技术：如红外式料位传感器、研磨辊离合用步进电机驱动、可编程序控制器（PLC）、变频电机调速喂料等。

意大利OCRIM公司：在磨粉机的控制系统上采用电容式料位传感器、可编程序控制器（PLC）和变频电机调速喂料等技术。

②国内研究动态

国内磨粉机的生产厂家主要有：BUHLER（无锡）公司、GBS粮食机械（北京）有限公司、张家口粮机厂、汉中粮机厂、始皇粮机厂、开封二粮机、天津理化院等。

BUHLER（无锡）公司和GBS（北京）粮机厂的磨粉机在控制系统和其国外产品相似。

3）磨粉机控制系统的发展

磨粉机的控制方式，经历了手动控制、液压控制、气压控制和电控四个阶段。早期的磨粉机完全采用手动，操作工人通过目测，发现物料较多，该喂料时，扳下操作手柄，磨粉机开始喂料，磨辊同时合轧；发现料位较低时，合上手柄，磨辊离轧，同时喂料辊停止喂料。这种方式无法调节喂料量的大小，需要多人照看，且不能保证磨辊及时离合轧和喂料辊及时启停，往往会造成空磨现象，大大减少磨辊及轴承的寿命。气压控制的磨粉机可以调节料位高于某一个高度后自动喂料并合轧，低于某一个高度后停止喂料并离轧，但不能调节喂料辊的转速。电控磨粉机可以根据进料的料位高低自动调节喂料辊的转速，保证磨粉机在正常流量范围内既不会因物料喂料量太小而使进料管堵料，也不会因流量大而磨空，避免磨辊频繁离合闸，显著改善面粉质量。

目前，手动控制、液压控制的磨粉机已经被淘汰，现在市场上主要采用气压控制和电控两种形式，主流的磨粉机采用气压控制，占八成以上。随着科学技术的发展，磨粉机控制系统将会得到进一步发展。

4）存在的问题

目前，国际市场上磨粉机的控制系统主要采用气压控制FMFQJ型和电控FMFQ两种形式。控制系统虽然得到了一些发展，但也存在一些不足：如FMFQJ型磨粉机的传感器使用机械式料位器并使用杠杆机构传递信号，控制系统灵敏度受零件加工、装配及调整等人为因素影响较大；FMFQ型磨粉机的控制系统使用电容式料位传感器、可编程控制器（PLC）、变频器、减速电机、电磁阀等电器元器件，虽然使用效果较好，但其电器元件成本太高，不易被市场接受。

国内磨粉机控制系统和FMFQJ型磨粉机类似，主要是集中在功能的设计，新的材料考虑的少，电子技术没有充分地应用，再加上加工装备较落后，所以国内磨粉机控制系统的水平和国外还有差距。

［1］顾尧臣.粮食加工设备工作原理、设计和应用［M］.武汉∶湖北科学技术出版社

［2］冯永政，等.磨粉机多种喂料控制方式的实现［J］.粮油加工与食品机械，2004（6）

［3］谢俊，徐华中.基于DSP的无刷直流电机控制系统的设计与仿真研究［D］.武汉∶武汉理工大学，2008

［4］朱玲，胡荣强.基于DSP的无刷直流电机控制系统研究［D］.武汉∶武汉理工大学，2010

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TS211.3文献标识码：C

1674-5280（2016）04-0017-02

2016-05-06

唐黎标（1965—），男，大学本科，工程师，粮油品质检测专业。