食品机械中智能控制技术的应用分析

◎ 丁泽瀚

（洛阳铁路信息工程学校，河南 洛阳 471000）

由于人们对食物的需求不断增长，食品加工活动的规模不断扩大，食品加工企业的经营管理与控制变得越来越困难，对于整个食品行业的健康发展极为不利。智能控制技术在食品机械中的应用，不仅能有效解决目前食品生产中存在的问题，使食品生产水平得到进一步提升，还能推动食品企业的稳步发展，从而推动我国现代化和经济的持续发展。因此，为了提高企业的经济效益，必须充分认识到智能控制技术在食品机械中的作用。

1 智能控制技术概述

智能控制是利用智能计算机实现自动控制的一种技术。随着科技的持续创新与发展，以及实践的积累，智能控制技术已经深入到各个工业领域，形成了具有不同产业特点的智能控制机械。随着智能控制技术的广泛运用，人类进入了一个全新的时代，在满足各种需要的同时，也为人类提供了更方便的服务[1]。食品机械中智能控制技术的应用能有效解决传统食品加工设备的操作不规范、不合理等问题，满足不同的生产需求，保证产品满足生产需求；能够极大地优化食品机械的生产过程与效率，减少不必要的工序，节省人力，从而达到提高生产效率、降低成本、推动食品工业长远发展的目的；针对复杂而又困难的生产要求，可通过自组织控制、自适应控制等手段提高食品机械的生产效率。

2 我国食品机械发展与智能控制技术的应用现状

2.1 食品机械发展现状

我国的食品产业发展速度很快，但由于我国工业发展的时间较短，食品机械发展的时间较短，在此方面的经验和历史积累较少。当前，我国食品机械工业还处在一个发展时期。随着计算机技术的不断发展，食品机械技术的不断进步，不断向智能化方向发展；随着绿色理念的不断深入，食品机械技术逐渐走向绿色、节能化，并获得了较好的应用效果。在研究人员发展食品机械技术的同时，也在不断发展新的工艺技术。同时，随着我国制造业的不断发展和投资的不断深入，食品生产系统得到了进一步的改善，生产能力得到了极大的提高，食品机械的技术水平也得到了稳步发展。

2.2 智能控制技术的应用现状

智能控制技术能使食品机械的数据更准确、完整，从而使食品加工设备的生产能力得到极大的提升。尤其是在智能控制技术如模糊数学、神经网络的作用下，利用传感器对加工过程进行实时采集，并建立动态的环境模型，对加工数据进行分析与处理。通过对生产数据的分析，能对食品企业的生产情况有一个全面的认识，及时发现异常情况，并采取相应的预防措施，防止出现问题。同时，在长期应用中，食品机械可以累积大量的运行数据，并对其进行分析，使食品机械达到最优的控制状态与最佳工作状态，从而达到最大的生产效率，提升食品机械的使用寿命。即使是在食品机械设备长期使用后，出现了诸如磨损等问题，由传感器生成的预见性维修系统也可以在发生故障之前进行预警，在故障发生后迅速进行故障诊断，缩短停机时间[2]。在工业4.0 时代，传感器被开发出来，可以通过ECS 实现大规模的遥控，使食品机械的智能化控制范围和效率得到进一步改善，从而更加适用于大型的食品机械。此外，食品机械的智能化控制技术也在不断发展，包括食品生产、加工、包装和运输等方面的智能化控制。通过这种方式，可以形成更加完整的绿色食品产业链，从而推动我国的工业化进程，推动我国食品工业的迅速发展。

尽管在食品机械中智能控制技术已经有了一定的应用，并取得了很大的成效，但同欧美等发达国家相比，还有一定的差距。其应用领域不大，主要是因为对智能控制技术的了解和掌握程度不够，以及各大生产企业之间的规模差距太大，很难协调其实际应用需求，制约了其研究开发的资源，致使其研发投入高，只有少数大公司参与。部分中小型企业在实施和研究过程中面临着巨大的困难，技术人才培养水平也较低，不利于实现智能控制技术的良性应用。同时，我国在技术人才培养上还存在着较大的差距，目前食品机械智能化控制技术研究还处于起步阶段。当某些食品机械应用智能控制技术出现故障时，难以从专业技术人员中得到有效的解决方案，从而保证食品机械的安全与稳定，同时也无法推动智能控制技术在食品设备中的应用。因此，必须加强对食品机械的智能控制技术的研究与应用，将智能控制技术和食品机械的实际应用相结合，并针对各种问题进行针对性的改善，从而解决在实际生产中遇到的问题，推动食品机械智能化控制的发展。

3 智能控制技术在食品机械中的发展趋势

3.1 食品机械智能化控制技术的发展趋势

近年来，高科技已经在食品工业中得到了广泛的应用，对我国的食品工业、食品机械工业发展起到了很大的推动作用，同时也为我国社会、经济发展作出了重大贡献。将先进的科技应用于食品加工，是食品产业发展的必然选择，同时也是企业提高生产效率和保证食品质量的重要途径。随着我国科学技术的不断发展，我国的食品生产中出现了许多高技术含量的产品，其中一种就是智能控制技术。在食品加工中引入智能控制技术，不仅可以提高产品的产量，而且可以使产品的质量和卫生得到最大程度的改善[3]。智能控制技术的发展得益于计算机技术，它主要是利用智能化的机器、设备和先进的技术实现对食品加工过程的智能化控制，从而有效解决食品加工过程中涉及的一些问题，同时减少生产过程中的烦琐工序。智能控制技术能有效降低食品生产过程中的环境污染，保证食品的安全性，对整个生产过程进行控制，对生产线进行有效监控，科学、高效地降低人工生产的压力，简化复杂的工序，降低人力成本，提高经济效益。

3.2 食品机械中智能化控制技术的发展趋势

目前，食品机械领域的智能控制技术主要有机器人、运动控制、常规控制等。在食品加工过程中，要选用功能各异的机械臂进行控制。今后，随着食品生产技术的不断提高、产品结构的不断优化与完善，对各种工艺条件的要求也不断发生变化，目前的标准已无法适应市场的发展。将智能控制技术与食品机械的工作原理相结合，能有效控制食品机械的多个运行过程，实现对食品加工多环节的管理与控制，提高其适应性与生产效率。因此，在食品机械中，智能控制技术应逐渐向着运动控制的自动化方向发展，它的功能负荷也会逐渐增加，应用范围也会越来越广。

4 食品机械中智能控制技术的应用策略

4.1 为食品行业智能化发展提供更多支持

在食品机械行业中，智能控制技术的应用对于推动食品行业智能化发展有着重要的意义。当前，我国食品机械工业发展迅速，为了保证其经济效益，必须在目前的经济形势下，逐渐加大对智能控制技术的投入。①要充分发挥政府的指导和扶持功能，智能食品机械应得到政府的高度关注，并根据实际情况，提供政策上的支持，帮助企业解决生产上的问题。除了要创造良好的投资和融资环境，更要充分发挥政府的桥梁和纽带作用，促进企业之间的信息技术共享，促进信息技术的迅速发展；要以《中国制造2025》为指导，全面加强对我国食品机械工业的投资，充分发挥其作用，深刻认识到当前各类实际问题，并通过适当的引导和政策扶持，以市场经济为中心，创造一个良好的投融资环境，解决目前食品机械智能化技术在我国的应用中遇到的问题。②充分发挥同行、高校、科研单位的力量，指导和改进智能控制技术的研究与应用，将产学研结合，实现集成设计和研发，加强对知识产权的保护，以从根本上解决利用智能控制技术的资源过剩问题，从而为实现可持续发展奠定坚实的基础。高校、科研院所必须与有能力进一步开展智能管理技术的企业进行长期的科研协作，学校与企业间的有效协作，能够持续提升智慧管理的水平[4]。同时，建立生产、教育、科研相结合的智能控制技术人才的培训体系，进一步加强对高技术食品机械的研究，积极保护知识产权，鼓励科研工作者主动进行技术革新，从而有效减少食品机械智能控制技术的应用成本。企业要顺应市场的潮流，根据自身的发展需求，科学选用和运用智能控制技术，对技术的成本进行有效的控制，从而为食品生产的质量和技术的革新提供可靠的保证。

4.2 提高食品机械的质量控制指标

食品机械是现代食品机械综合发展的产物，它能完成原料加工、食品加工、质量检验、包装和运输等各个环节，在此过程中，智能控制必须应用传感器、运动捕捉、控制和智能机器人等多种技术。在制定控制指标时，为保证和优化智能控制目标的精确度，必须对食品机械进行进一步的开发，以实现不同控制目标的精确、标准化处理与控制[5]。在此背景下，食品机械的控制内容得到了进一步拓展，完成了对光、电、机、气、热和湿等的精确采集与控制，实现了对食品机械的转速和动力的调整。另外，智能控制技术还可应用在食品机械加工及制造工艺中，如计算机数控（Computer Numberical Control，CNC）技术，在食品机械加工中，对其性能及参数有较大的改善作用，利用计算机进行数字化控制，可提高食品加工的精确度，并利用智能控制技术对其系统运行方式和速度进行遥控，从而达到更好的加工方式，保证食品机械性能的持续改进。

4.3 以市场为导向的智能化设计

随着人们生活水平的提高，食品的要求日益多样化。因此，必须对食品加工工艺进行深入的研究，以适应不同的市场需求，精确调整其加工工艺，以适应不同的食品需求。在食品生产中，食品机械能根据消费者对食品的口味、甜味等方面的需要，对其进行精密的调节与控制，从而提升食品机械的可靠性，满足消费者的需要[4]。同时，要针对各大企业的实际需要，进一步完善其人性化设计，利用智能控制与智能学习技术，提升其加工能力，并有效降低生产成本。必须根据市场需要，正确选择适用的食品机械，并决定采用的工艺。企业继续按照市场需要，不断提高食品机械的生产工艺、质量控制水平，以适应更大范围的市场需要，为我国食品机械行业的可持续、高效发展提供有力的技术支撑。

5 结语

将智能控制技术应用于食品机械行业，既能在技术上推动其长远发展，又能改善其经济效益，推动我国食品产业转型和升级，极大提升我国食品工业在国际和国内的竞争优势，同时也能满足人们更高、更多样化的食物需要。但是，目前的食品机械智能化控制技术还存在着很多问题，有待于进一步完善。因此，必须加大对智能控制技术的研究力度，为其提供充足的资源、人才和技术支撑，以保证其在实际中的广泛应用，从而推动食品机械的多元化，增加企业的经济效益。