CN104111643A - 一种食品生产过程安全监控系统及监控方法 - Google Patents

一种食品生产过程安全监控系统及监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种食品生产过程安全监控系统及监控方法，其特征在于：安全监控系统包括若干生产过程检测模块、若干过程参数处理模块、一过程参数存储模块、一生产参数设定模块、一生产过程报警模块、一过程参数打印模块和数据总线；所述生产过程检测模块通过数据线与所述过程参数处理模块连接，所述过程参数处理模块通过所述数据总线与所述过程参数存储模块连接，所述生产参数设定模块、生产过程报警模块和过程参数打印模块分别通过人机界面设备接口、继电器接口和打印接口与所述过程参数存储模块连接。本发明能够实时记录食品加工参数，并根据记录的参数对问题产品进行追溯。本发明可以广泛应用于食品生产或加工过程中。

Description

一种食品生产过程安全监控系统及监控方法
技术领域
本发明涉及一种监控系统及其监控方法，特别是关于一种食品生产过程安全监控系统及监控方法。
背景技术
对食品生产过程的参数进行控制是实现食品安全的重要技术措施，食品生产过程中必须按照工艺要求将食品加热到一定温度并保持设定的时间。工业化食品生产中往往采用流水线生产方式，待加工食品从投入生产线开始，食品温度逐渐升高，食品以一定速度通过加热区域，离开加热区域时食品加工完毕。现有设备中使用温度检测和人工巡查相结合进行生产过程安全监控，不能实时记录食品加工参数，而实际设备运行过程中存在加热元件损坏、工艺参数设置错误、人工监管不到位的情况，从而造成不合格食品生产并流出生产企业而难以追溯的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实时记录食品加工参数的食品生产过程安全监控系统及监控方法，采用本发明能够对问题食品进行追溯。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种食品生产过程安全监控系统，其特征在于：它包括若干生产过程检测模块、若干过程参数处理模块、一过程参数存储模块、一生产参数设定模块、一生产过程报警模块、一过程参数打印模块和数据总线；所述生产过程检测模块通过数据线与所述过程参数处理模块连接，所述过程参数处理模块通过所述数据总线与所述过程参数存储模块连接，所述生产参数设定模块、生产过程报警模块和过程参数打印模块分别通过人机界面设备接口、继电器接口和打印接口与所述过程参数存储模块连接。
所述生产过程检测模块包括若干温度传感器、若干速度传感器、温度信号转换电路和速度信号转换电路；所述温度传感器对食品生产过程中各检测点处食品的热电势或热电阻值进行检测并传输至所述温度信号转换电路，所述温度信号转换电路将热电势或热电阻值转换成电压信号后传输至所述过程参数处理模块；所述速度传感器对食品生产过程中各检测点处食品运动速度的光信号或磁信号进行检测并传输至所述速度信号转换电路，所述速度信号转换电路将光信号或磁信号转换成电压信号后传输至所述过程参数处理模块。
所述温度传感器采用铂电阻测温传感器或热电偶测温传感器；所述速度传感器采用光电编码器或霍尔脉冲传感器。
所述过程参数处理模块包括温度信号放大滤波电路、温度信号A/D转换电路、速度信号放大滤波电路、速度信号A/D转换电路以及A/D转换控制与数据总线控制电路；所述温度信号放大滤波电路和速度信号放大滤波电路分别将接收到的温度电压信号和速度电压信号进行放大和滤波处理后，转换成温度模拟信号和速度模拟信号并分别传输至所述温度信号A/D转换电路和速度信号A/D转换电路中，所述温度信号A/D转换电路和速度信号A/D转换电路分别将温度模拟信号和速度模拟信号转换成温度数字信号和速度数字信号并传输至所述A/D转换控制与数据总线控制电路，所述A/D转换控制与数据总线控制电路通过所述数据总线接收所述过程参数存储模块的控制信号，所述A/D转换控制与数据总线控制电路根据接收到的控制信号将温度数字信号和速度数字信号通过所述数据总线传输至所述过程参数存储模块。
所述过程参数存储模块采用具有数据存储和运算控制功能的器件，具有数据存储和运算控制功能的器件采用单片机、可编程逻辑控制器或计算机。
所述生产参数设定模块采用具有数据输入和显示功能的智能终端。
所述生产过程报警模块采用声光报警器。
所述过程参数打印模块采用喷墨打印机、字符喷码机或激光打码机。
所述数据总线采用RS485、RS422、CAN2.0或以太网。
一种采用所述安全监控系统的食品生产过程安全监控方法，其具体包括以下步骤：1)根据食品加工要求，在食品生产线上设置若干检测点，生产过程检测模块中的温度传感器和速度传感器分别检测各检测点处食品的热电势或热电阻值以及食品运动速度的光信号或磁信号，并分别传输至温度信号转换电路和速度信号转换电路，温度信号转换电路和速度信号转换电路分别将接收到的信号转换成电压信号并传输至过程参数处理模块；2)在过程参数处理模块中，温度电压信号经温度信号放大滤波电路放大滤波后传输至温度信号A/D转换电路，温度信号A/D转换电路将接收到的温度模拟信号装换成数字信号后传输至A/D转换控制与数据总线控制电路；速度电压信号经速度信号放大滤波电路放大滤波后传输至速度信号A/D转换电路，速度信号A/D转换电路将接收到的速度模拟信号装换成数字信号后A/D转换控制与数据总线控制电路；过程参数存储模块按照一定的时间间隔通过数据总线逐个读取各检测点的食品温度和食品运动速度数据；3)通过生产参数设定模块预设各检测点的食品温度和食品运动速度的额定值、食品温度和食品运动速度的误差阈值以及食品标识参数，生产参数设定模块将预设的额定值、误差阈值和食品标识参数传输至过程参数存储模块中进行存储；4)过程参数存储模块将读取的食品温度和食品运动速度数据分别与预设的食品温度额定值和食品运动速度额定值进行比较后产生温度误差数据和速度误差数据；如果温度误差数据或速度误差数据超出预设的食品温度误差阈值或食品运动速度误差阈值，则过程参数存储模块产生一报警启动信号并传输至生产过程报警模块；过程参数存储模块将温度误差数据和速度误差数据进行编码后与食品标识参数一起传输至过程参数打印模块；5)生产过程报警模块根据接收到的报警启动信号进行报警，过程参数打印模块将食品标识参数以及编码后的温度误差数据和速度误差数据打印输出在相应产品上。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用生产过程检测模块对食品生产线上若干检测点处的食品温度和食品运动速度信号进行检测，并将检测到的信号传输至过程参数处理模块进行处理，过程参数处理模块将处理后的信号传输至过程参数存储模块进行存储，通过生产参数设定模块预设各检测点的食品温度和食品运动速度的额定值、食品温度和食品运动速度的误差阈值以及食品名称、生产日期和保质期等食品标识参数并将预设的阈值和食品标识参数传输至过程参数存储模块，过程参数存储模块将食品温度信号和食品运动速度数据分别与食品温度额定值和食品运动速度额定值进行比较后产生温度误差数据和速度误差数据；过程参数存储模块将温度误差数据和速度误差数据进行编码后与食品名称、生产日期和保质期等食品标识参数一起传输至过程参数打印模块，由过程参数打印模块进行打印输出；因此本发明能够实时记录食品加工参数，并根据记录的参数对问题产品进行追溯，从而为质检和食品安全监管提供快捷识别和追踪手段。2、本发明由于采用过程参数存储模块将食品温度和食品运动速度数据分别与食品温度额定值和食品运动速度额定值进行比较，并产生温度误差数据和速度误差数据，如果温度误差数据或速度误差数据超出预设的食品温度误差阈值或食品运动速度误差阈值，则过程参数存储模块产生一报警启动信号并传输至生产过程报警模块进行报警，因此本发明能够对食品生产过程进行实时监控，从而克服人工巡检造成的食品生产监控漏洞，保证食品严格按工艺要求加工。3、本发明由于采用过程参数打印模块打印输出食品名称、生产日期和保质期等食品标识参数以及编码后的温度误差数据和速度误差数据，因此本发明能够为食品安全追溯提供非常有价值的原始资料。基于以上优点，本发明可以广泛应用于食品生产或加工过程中。
附图说明
图1是本发明的食品生产过程安全监控系统的结构示意图
图2是生产过程检测模块和过程参数处理模块的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。
如图1所示，本发明的食品生产过程安全监控系统包括若干生产过程检测模块1、若干过程参数处理模块2、一过程参数存储模块3、一生产参数设定模块4、一生产过程报警模块5、一过程参数打印模块6和数据总线7。生产过程检测模块1通过数据线与过程参数处理模块2连接，若干过程参数处理模块2通过数据总线7与过程参数存储模块3连接，生产参数设定模块4、生产过程报警模块5和过程参数打印模块6分别通过人机界面设备接口、继电器接口和打印接口与过程参数存储模块3连接。
根据食品加工要求，若干生产过程检测模块1检测食品生产过程中各检测点处的食品温度信号和食品运动速度信号，并将检测到的信号传输至过程参数处理模块2，过程参数处理模块2对接收到的食品温度信号和食品运动速度信号进行处理后通过数据总线7传输至过程参数存储模块3。在生产参数设定模块4中预设各检测点的食品温度和食品运动速度的额定值、食品温度和食品运动速度的误差阈值以及食品名称、生产日期和保质期等食品标识参数，生产参数设定模块4将预设的额定值、误差阈值和食品标识参数封装成以食品名称命名的数据文件并传输至过程参数存储模块3。过程参数存储模块3将接收到的食品温度信号和食品运动速度信号分别与预设的食品温度额定值和食品运动速度额定值进行比较后产生温度误差数据和速度误差数据。如果温度误差数据或速度误差数据超出预设的食品温度误差阈值或食品运动速度误差阈值，则过程参数存储模块3产生一报警启动信号并传输至生产过程报警模块5，用于启动生产过程报警模块5进行报警；过程参数存储模块3将产生的温度误差数据和速度误差数据进行编码后与食品名称、生产日期和保质期等食品标识参数一起传输至过程参数打印模块6，由过程参数打印模块6进行打印输出。
上述实施例中，如图2所示，生产过程检测模块1包括若干温度传感器11、若干速度传感器12、温度信号转换电路13和速度信号转换电路14。温度传感器11检测食品生产过程中各检测点处食品的热电势或热电阻值，并将检测到的热电势或热电阻值传输至温度信号转换电路13，温度信号转换电路13将接收到的热电势或热电阻值转换成电压信号后传输至过程参数处理模块2。速度传感器12检测食品生产过程中各检测点处食品运动速度的光信号或磁信号，并将检测到的光信号或磁信号传输至速度信号转换电路14，速度信号转换电路14将接收到的光信号或磁信号转换成电压信号后传输至过程参数处理模块2。
上述实施例中，温度传感器11采用铂电阻测温传感器或热电偶测温传感器；速度传感器12采用光电编码器或霍尔脉冲传感器。
上述实施例中，如图2所示，过程参数处理模块2包括温度信号放大滤波电路21、温度信号A/D转换电路22、速度信号放大滤波电路23、速度信号A/D转换电路24以及A/D转换控制与数据总线控制电路25。温度信号放大滤波电路21和速度信号放大滤波电路23分别将接收到的温度电压信号和速度电压信号进行放大和滤波处理后，转换成温度模拟信号和速度模拟信号并分别传输至温度信号A/D转换电路22和速度信号A/D转换电路24中，温度信号A/D转换电路22和速度信号A/D转换电路24分别将接收到的温度模拟信号和速度模拟信号转换成温度数字信号和速度数字信号并传输至A/D转换控制与数据总线控制电路25，A/D转换控制与数据总线控制电路25通过数据总线7接收过程参数存储模块3的控制信号，A/D转换控制与数据总线控制电路25根据接收到的控制信号将温度数字信号和速度数字信号通过数据总线7传输至过程参数存储模块3。
上述实施例中，过程参数存储模块3采用单片机、PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)或计算机等具有数据存储和运算控制功能的器件。
上述实施例中，生产参数设定模块4采用具有数据输入和显示功能的智能终端。
上述实施例中，生产过程报警模块5采用声光报警器。
上述实施例中，过程参数打印模块6采用喷墨打印机、字符喷码机或激光打码机等。
上述实施例中，数据总线7采用RS485、RS422、CAN2.0或以太网等。
采用本发明的食品生产过程安全监控系统对食品生产过程进行监控，其具体包括以下步骤：
1)根据食品加工要求，在食品生产线上设置若干检测点，生产过程检测模块1中的温度传感器11和速度传感器12分别检测各检测点处食品的热电势或热电阻值以及食品运动速度的光信号或磁信号，并分别传输至温度信号转换电路13和速度信号转换电路14，温度信号转换电路13和速度信号转换电路14分别将接收到的信号转换成电压信号并传输至过程参数处理模块2。
2)在过程参数处理模块2中，温度电压信号经温度信号放大滤波电路21放大滤波后传输至温度信号A/D转换电路22，温度信号A/D转换电路22将接收到的温度模拟信号装换成数字信号后传输至A/D转换控制与数据总线控制电路25；速度电压信号经速度信号放大滤波电路23放大滤波后传输至速度信号A/D转换电路24，速度信号A/D转换电路24将接收到的速度模拟信号装换成数字信号后A/D转换控制与数据总线控制电路25；过程参数存储模块3按照一定的时间间隔通过数据总线7逐个读取各检测点的食品温度和食品运动速度数据。
3)通过生产参数设定模块4预设各检测点的食品温度和食品运动速度的额定值、食品温度和食品运动速度的误差阈值以及食品名称、生产日期和保质期等食品标识参数，生产参数设定模块4将预设的额定值、误差阈值和食品标识参数传输至过程参数存储模块3中进行存储。
4)过程参数存储模块3将读取的食品温度和食品运动速度数据分别与预设的食品温度额定值和食品运动速度额定值进行比较后产生温度误差数据和速度误差数据。如果温度误差数据或速度误差数据超出预设的食品温度误差阈值或食品运动速度误差阈值，则过程参数存储模块3产生一报警启动信号并传输至生产过程报警模块5。过程参数存储模块3将温度误差数据和速度误差数据进行编码后与食品名称、生产日期和保质期等食品标识参数一起传输至过程参数打印模块6。
5)生产过程报警模块5根据接收到的报警启动信号进行报警，过程参数打印模块6将食品名称、生产日期和保质期等食品标识参数以及编码后的温度误差数据和速度误差数据打印输出在相应产品上。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和方法步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种食品生产过程安全监控系统，其特征在于：它包括若干生产过程检测模块、若干过程参数处理模块、一过程参数存储模块、一生产参数设定模块、一生产过程报警模块、一过程参数打印模块和数据总线；所述生产过程检测模块通过数据线与所述过程参数处理模块连接，所述过程参数处理模块通过所述数据总线与所述过程参数存储模块连接，所述生产参数设定模块、生产过程报警模块和过程参数打印模块分别通过人机界面设备接口、继电器接口和打印接口与所述过程参数存储模块连接。
2.如权利要求1所述的一种食品生产过程安全监控系统，其特征在于：所述生产过程检测模块包括若干温度传感器、若干速度传感器、温度信号转换电路和速度信号转换电路；所述温度传感器对食品生产过程中各检测点处食品的热电势或热电阻值进行检测并传输至所述温度信号转换电路，所述温度信号转换电路将热电势或热电阻值转换成电压信号后传输至所述过程参数处理模块；所述速度传感器对食品生产过程中各检测点处食品运动速度的光信号或磁信号进行检测并传输至所述速度信号转换电路，所述速度信号转换电路将光信号或磁信号转换成电压信号后传输至所述过程参数处理模块。
3.如权利要求2所述的一种食品生产过程安全监控系统，其特征在于：所述温度传感器采用铂电阻测温传感器或热电偶测温传感器；所述速度传感器采用光电编码器或霍尔脉冲传感器。
4.如权利要求1或2或3所述的一种食品生产过程安全监控系统，其特征在于：所述过程参数处理模块包括温度信号放大滤波电路、温度信号A/D转换电路、速度信号放大滤波电路、速度信号A/D转换电路以及A/D转换控制与数据总线控制电路；所述温度信号放大滤波电路和速度信号放大滤波电路分别将接收到的温度电压信号和速度电压信号进行放大和滤波处理后，转换成温度模拟信号和速度模拟信号并分别传输至所述温度信号A/D转换电路和速度信号A/D转换电路中，所述温度信号A/D转换电路和速度信号A/D转换电路分别将温度模拟信号和速度模拟信号转换成温度数字信号和速度数字信号并传输至所述A/D转换控制与数据总线控制电路，所述A/D转换控制与数据总线控制电路通过所述数据总线接收所述过程参数存储模块的控制信号，所述A/D转换控制与数据总线控制电路根据接收到的控制信号将温度数字信号和速度数字信号通过所述数据总线传输至所述过程参数存储模块。
5.如权利要求1或2或3所述的一种食品生产过程安全监控系统，其特征在于：所述过程参数存储模块采用具有数据存储和运算控制功能的器件，具有数据存储和运算控制功能的器件采用单片机、可编程逻辑控制器或计算机。
6.如权利要求1或2或3所述的一种食品生产过程安全监控系统，其特征在于：所述生产参数设定模块采用具有数据输入和显示功能的智能终端。
7.如权利要求1或2或3所述的一种食品生产过程安全监控系统，其特征在于：所述生产过程报警模块采用声光报警器。
8.如权利要求1或2或3所述的一种食品生产过程安全监控系统，其特征在于：所述过程参数打印模块采用喷墨打印机、字符喷码机或激光打码机。
9.如权利要求1或2或3所述的一种食品生产过程安全监控系统，其特征在于：所述数据总线采用RS485、RS422、CAN2.0或以太网。
10.一种采用如权利要求1～9任一项所述的安全监控系统的食品生产过程安全监控方法，其具体包括以下步骤：
1)根据食品加工要求，在食品生产线上设置若干检测点，生产过程检测模块中的温度传感器和速度传感器分别检测各检测点处食品的热电势或热电阻值以及食品运动速度的光信号或磁信号，并分别传输至温度信号转换电路和速度信号转换电路，温度信号转换电路和速度信号转换电路分别将接收到的信号转换成电压信号并传输至过程参数处理模块；
2)在过程参数处理模块中，温度电压信号经温度信号放大滤波电路放大滤波后传输至温度信号A/D转换电路，温度信号A/D转换电路将接收到的温度模拟信号装换成数字信号后传输至A/D转换控制与数据总线控制电路；速度电压信号经速度信号放大滤波电路放大滤波后传输至速度信号A/D转换电路，速度信号A/D转换电路将接收到的速度模拟信号装换成数字信号后A/D转换控制与数据总线控制电路；过程参数存储模块按照一定的时间间隔通过数据总线逐个读取各检测点的食品温度和食品运动速度数据；
3)通过生产参数设定模块预设各检测点的食品温度和食品运动速度的额定值、食品温度和食品运动速度的误差阈值以及食品标识参数，生产参数设定模块将预设的额定值、误差阈值和食品标识参数传输至过程参数存储模块中进行存储；
4)过程参数存储模块将读取的食品温度和食品运动速度数据分别与预设的食品温度额定值和食品运动速度额定值进行比较后产生温度误差数据和速度误差数据；如果温度误差数据或速度误差数据超出预设的食品温度误差阈值或食品运动速度误差阈值，则过程参数存储模块产生一报警启动信号并传输至生产过程报警模块；过程参数存储模块将温度误差数据和速度误差数据进行编码后与食品标识参数一起传输至过程参数打印模块；
5)生产过程报警模块根据接收到的报警启动信号进行报警，过程参数打印模块将食品标识参数以及编码后的温度误差数据和速度误差数据打印输出在相应产品上。
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