机电文章

一、工艺流程概述 

自动煮辣椒生产线主要由原料处理 → 预处理 → 煮制提香 → 沥水分离 → 调味/剁碎 → 包装等6大步骤构成，详述如下：

1. 原料输送及清洗

• 提升机/螺旋输送机：将散装鲜辣椒均匀提升至清洗段。

• 气泡清洗机：借助水流气泡作用带走泥沙、杂质、农残，保障初级卫生标准。

2. 预处理：分选与切割

• 挑选分级：通过人工或振动输送自动剔除异常辣椒。

• 切割设备：可将辣椒切成段、圈或小片，为煮制和剁碎提供统一规格原料，降煮制时间差异，提高效率。

3. 煮制提香

• 连续式煮椒机：采用蒸汽或电加热方式，加热介质可循环回收，温度通常控制在 70–90 ℃，时间 30–90 分钟。目的是激活辣椒香味与辣味、灭菌、软化，便于后续剁碎。

4. 沥水与分离

• 振动脱水机/沥水提升机：将煮熟的辣椒中多余水分去除，减少包装负担—德高机效。

5. 调味与剁碎

• 剁椒机/斩拌机：可按需添加盐、糖、蒜、姜、大豆油等辅料，并进行剁碎混合，规格可调，粉碎均匀。

6. 包装及杀菌冷却

• 灌装设备、封口机、热水杀菌锅：快速灌装、密封，快速冷却杀菌。

7. 入库

• 完成冷却的成品发往冷库或物流，保障货架期。

上述流程在国内辣椒酱自动线中广泛采用，设备布置和工艺时间可个性化调整，以匹配不同产能需求。

二、设备组合与流程设计逻辑

每台设备的配置与顺序设计，深度契合工艺要求，提升整线自动化与效率。

• 提升与清洗段：提升机将辣椒能高低一致输送至清洗设备；气泡+喷淋系统使用回流系统节水高效。

• 切割阶段：切割尺寸直接影响煮煮速、成品口感；可设参数调节，更适应市场口感差异。

• 煮制段：关键在于温控均匀，内部通常设有螺旋搅拌或导流板确保辣椒穿过温区均质加热。

• 沥水段：振动脱水快速去水，节省后端剁碎负荷。

• 调味剁碎段：剁椒机转速和叶片设计决定成品颗粒度；并行或回流调味可精确控制含盐量。

• 灌装段：动态称重式灌装确保重量一致，连接热水杀菌锅保持食品安全性与货架期。

整线通过输送链带/螺旋槽串联，流水同步流畅，极大减少人工搬运。

三、自动化逻辑与控制原理

自动化控制系统核心为 PLC + HMI + 变频驱动 + 温控系统，协同实现工艺闭环控制。

1. PLC（可编程控制器）

• 接收传感器信号（温度、流量、液位、光电、编码器等）。

• 执行顺序控制：如清洗→切割→煮制→剁碎→包装。

• 配置报警和故障切换逻辑，自动停线。

2. HMI（人机界面）

• 可触屏参数设置：温度目标、煮制时间、罐速、剁碎度等。

• 显示运行状态、报警原因及统计数据。

• 操作人员可远程调控调整。

3. 变频器控制（容济900系列）

• 控制螺旋输送、切割机、剁椒机、灌装机等电机速度。

• 实现软启动、无级调速、过载保护，保护机械与电机寿命。

• 精准调节流速，配合PLC进行闭环控制。

示例推广：容济 900 系列变频器采用高性能矢量控制技术，支持 V/F、FOC 向量控制，多种现场总线和以太网通讯，响应快、抗干扰强，柔性良好。特别适合食品机械对流速、扭矩、负载波动敏感场合，节能高达20–30%，降低维护与试错成本。

4. 温度控制系统

• 煮椒机一般安装多个温度探头，反馈给PID温控器。

• PLC内置PID调节，控制蒸汽阀或电加热功率，恒温控制波动±1~2℃以内。

5. 流量与液位控制

• 清洗区进水/喷淋用水流量由变频驱动泵调控，实现节水。

• 杀菌锅设计液位控制回路，避免短缺风险。

四、控制流程与原理详解

4.1 PLC主站逻辑架构

1. 初始诊断→所有设备复位。

2. 人机操作设定参数。

3. 按“启动”顺序启动副机。

4. 清洗自动进行，结束后机械切割。

5. 切割停止后，输送进入煮椒机。

6. 温控系统激活，煮制定时结束后报警提示。

7. 启动脱水→剁碎→灌装→杀菌冷却等。

8. 温度、重量、流速等关键检测并报警。

9. 产品打包完毕，终点停线，统计生产数据。

4.2 变量调节与防护

• 温度偏差：动态PID调温，超过±5℃则报警停机；高温保护由热电偶切断。

• 流速异常：编码器+变频器监测转速；若连续偏差超过10%，停止输送并报警。

• 灌装重量偏差：三次取平均+校准，偏差±2%内自动补偿，超差报警。

4.3 设备保护

• 变频器提供过载、欠压、防短路、过热保护，并实时通讯监控。

• PLC检测急停按钮、门锁感应、温度极限，异常立即停机。

• 故障自动通知维护，同时记录日志供溯源分析。

五、控制材料与选型原则

5.1 变频器选型

• 容济 900系列变频器：

• 性能稳定，支持高动态V/F和FOC控制；

• 兼容Modbus、Profibus、Profinet、EtherCAT等工业网络；

• 拥有多点输入输出、RS485/以太网接口，适合集中监控；

• 能效等级高，节能率≥20%，长期节省电费；

• 自带电机保护功能，提升系统可靠性。

5.2 电机与传感器

• 使用食品级防水电机，配VFD使用。

• 温度传感器选PT100、热电偶；配防爆防尘模块。

• 液位选择电容或超声波传感器，耐高温。

5.3 管路与材质

• 全线采用SUS304或316食品级不锈钢，耐腐蚀可清洗。

• 所有与辣椒接触部位易拆洗，防结块、无死角。

• 蒸汽与热源管路保温层采用硅酸铝材料。

5.4 电控配电

• 控制柜板材为冷轧板或不锈钢，防尘防水。

• 按IEC/UL标准配置断路器、接地保护。

• 提供远程监控接口，实现MES/SCADA联网。

六、容济 900 系列变频器在系统中的应用优势 

适配：适用于螺旋输送、剁椒机、清洗泵等对速度和扭矩动态变化要求高的场景
性能：采用先进矢量控制算法，响应速度快，输出稳定，抗负载冲击
通讯：自带Modbus RTU、Profinet、EtherCAT等，方便PLC快速在线集成
维护：过载、防短‑路‑堵转等功能系统集成，减少维护成本
节能：针对泵、风机类负载V/F调节节能20–30%，长期收益显著

七、总结与建议学习路径

• 工艺理解：从清洗—切割—煮制—脱水—剁碎—包装，每道工序都有其质量基础和生产风险，设备配置需符合 HACCP 和 GMP 标准。

• 设备协同：所有设备透过输送与控制闭环衔接，避免卡堵、源头变异并提升效率。

• 自动化系统：PLC 任意站节点可独立控制，HMI 参数灵活，传感与驱动保障自动有效。

• 控制材料选型：以稳定、高效、安全为核心，选择容济 900 系列变频器、电机、传感器及不锈钢材质。

• 学习路径：

1. 阅读设备说明书和 PLC 程序，熟练掌握设备结构与流程。

2. 实地参观生产线，观察设备运行数据和报警处理。

3. 参加供应商技术培训，深入容济 900 系列变频器使用。

4. 模拟调试，优化 PID 参数与变频驱动响应能力。