啤酒发酵温度控制系统设计.docx

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1、发醉过程是啤酒生产过程中的重要环节之.以往系统多采用PC机加数据采集卡对外用信号进行采集，同时控制阀门、泵、电机等设备的启停来满足工艺生产要求。木文以啤酒发酵过程为工程背景，利用P1.C实现对啤酒发酵过程的温度控制。本设计主要采用串级控制方案对啤酒发酵速的温度进行控制，温度变送器从发酵选中采集温度，通过模拟量控制模块，把采集的模拟信号转换成对应的数字信号送入P1.C中，与给定的温度信号进行比较，经过PID运算后，输出脉宽可谓的信号来控制冷却液流量。温度检测点选择在发酵群的上、中、3段位置，并通过调节上、中、卜.3段液氨进口的二位式电磁阀来实现发酵群温度控制。该系统性能/价格比高、可靠、技术先进

2、，完全满足啤酒生产发酵工艺的技术要求，并兼顾r实用的需求。关键词：P1.C：发酵温度：温度控制:发酵挪AbstractThefermentationprocessisoneoftheimportantlinksofthebeerproductionprocess,thesystemusesthePCdataacquisitioncardtocollectperipheralsignal,atthesametimecontrolequipmentvalve,pump,motorstartingandstoppingtomeetpIxxluctionrequirements.Inthispaper

3、.IhcbeerfermentationprocessfrthePnjjCabackground,orealizethecontrolofthetemperatureofbeerfe11entationprocesswithP1.C.Thisdesignismainlycontrolledbythecascadecontrolschemeonthefermentationtemperature,temperaturetransmittertocollecttemperaturefromthefermentationtank,controln)dulcthroughtheanalog,analo

4、gsignalacquisitionisconvertedintoadigitalsignalcorrespondingtotheP1.C,comparedwiththetemperaturesignalgiven,afterPIDoperation,theoutputpulsesignaladjustedtocontrolthecoolantflow.TemperaturetestpointselectionintheIennentationtank,3position,andthroughthetwoelecironagneiicvalve.3ammoniaimportstoachieve

5、fermentationtemeraiurecontrol.TosolutethewholeprocesstemperaturecontrolbyP1.C.thesystemperformancehigherthanprice,reliable,advancedtechnology,tofullymeetthefermentationprocessofbeerproductiontechnologyrvqirc11cnis,takingintoaccountthePraCtiCalneeds.KeywordstprogrammableIxgicController;fermentationte

6、mperature;temperaturecontrol；fe11nentor第1堂结论11.1 啤酒发醉的遨义和发展趋势11.2 P1.C在啤酒发酵应用中的可行性论述21.3 啤酒发醉控制系统的设计任务及要求3第2章啤酒发酵控制系统方案论证52.1 啤酒发酵工艺52.2 发酵各阶段的温度控制机理62. 2.1自然升温过程63. 2.2主发醉及双乙酰还原阶段64. 2.3降温保湿阶段75. 2.4双乙酰还原温度冷却阶段76. 2.5低温保温阶段77. 2.6三摄氏度以下深冷藏过程78. 2.7贮酒阶段72.3 啤酒发醉控制系统流程81. 3.1麦汁充氧和酵母添加92. 3.2啤酒发酷过程93.

7、 3.3啤酒过液和杀菌92.4 啤酒发酵控制系统方案确定102.4.1 啤酒发酵控制方案综述102.4.2 啤酒发酵罐温度过程控制方案12第3章硬件设计143.1 系统I/O点分析143.2 P1.C的选型153.3 扩展模块163.4 I/O编址173.5 系统的I/O分配183.6 温度变送器的选型193.7 压力变送器的选型203.8 液位变送器的选型213.9 流量计的选型223.10 电磁阀的选型243.11 安全栅的选型263.12 指示灯的选型273.13 蜂鸣器的选型28第4章软件设计304.1 发酵温度控制系统流程图304.2 温度控制系统程序流程图设计314.3 系统程序设

8、计334.3.1模拟量信号采集处理程序334.3.2发潴罐状态处理程序344.3.3温度设定控制程序354.3.4PID回路计算程序374. 3.5电磁阀控制程序38第5爰组态404.1 啤酒发醉过程分析404.2 实时数据库的创建404.3 动画组态界面的绘画414.4 运行结果41第6堂总结43参考文献44致谢45附录146W录H错误:未定义书签1.1 啤酒发酵的意义和发展趋势啤酒是世界上产量及消费最大的一种酒，特别是北美及欧洲国家的总产量及人均消费员均居世界前列，我国随着改革开放现代化建设，人民生活水平不断断提高，啤酒已成为人们的时尚饮品，市场的宠儿，生产直线上升，进入九十年代后产量逐年

9、增加，目前已成为仅次于美国的世界第二大啤酒产销国，令世界啤酒界人士刮目相看。但是我国人均啤酒消费水平只有8升，仅相当于世界水平的1/3差距很大：近年来，虽然我国的啤酒装备配套水平有很大提高，但与国外的主要啤酒生产厂家相比大部分企业技术落后，国内的啤酒行业迫切要求进行技术改造,提高生产率，保证产品质量,以确保在激烈的市场竞争中立于不败之地，由于啤酒生产的工艺复杂，目前我国大多数啤酒生产企业技术装备落后，自动化程度低,产品质量不稳定。如何提高啤酒生产的综合自动化水平，增强我国啤酒产业的综合实力是一个很好的研究课即。啤酒发酵是啤酒生产过程非常重要的环节,是决定啤酒质贵的最关键的一步,特别是对发酵过程

10、中温度、压力的控制尤其揖要，控制指标的好坏将直接影响啤酒的痂量。早期，由于人们对发酵机理认识不深，再加上采用控制器的限制，对发醉采取自动控制未能成功。随着人们对发酵机理的逐步认识，并随着可罪性高、能经受恶劣环境岩件的引用，对发醉采用自动控制逐渐取得成功。啤酒发醉具有非线性、时间滞后和大惯性等特征，发摩过程的精密控制一直是自动控制领域较难解决的问理之一。按啤酒发酵的生产工艺，生产周期一般在十五天左右，要求发酵液的温度严格按照一定的工艺曲线变化.温度控制精度在OSC范闱内,这样的控制精度单凭传统的热工仪表加上手工操作方式是完全不能满足要求的，但目前国内的不少生产厂家都是采用这种生产方式。随着控制领

11、域新技术、新方法的不断涌现，这些问题也在不断地得到改进。改进啤酒发醉生产过程控制是酿造业技术进步的有效措施，它可以在不增加原材料及动力消耗的前提下，增加产品产量、提存产品质量，同时还可以减轻劳动强度、改善工作条件、提高发酵工艺水平及生产管理水平。因此，优化啤酒发秫控制应用前景乐观，能产生较大的社会经济效益，具有很大的应用价值。利用P1.C实现啤酒发醉窗温度的自动控制的选题.对提高啤酒发酵温度控制精度，优化啤酒温度控制过程，使用效果好且性能稳定可靠，编程简单，具有非常现实的意义。同时我个人可以通过这次设计更加巩固P1.C知识，更好地掌握梯形图等编程。熟悉啤酒的制造工艺及过程，并通过此次设计锻炼将

12、理论应用于实际的能力。1.2 P1.C在啤酒发酵应用中的可行性论述啤酒发醉过程控制是啤酒酿造过程的一个重要工艺控制环节，发酵过程控制得好坏直接影响到整群啤酒的产品质量。旧式的啤酒发酵过程控制是用许多单回路的温度控制仪表控制每个发醉迄上的各点温度，根据温度变化情况去控制冷媒阀的开度，达到温度调节的目的。该过程控制因线路更杂，控制参数单一，故维护工作量大，且调节效果差，特别是在发酹罐数量多，体积大，系统滞后大的情况下更是如此。随着计算机控制技术的广泛应用，啤酒发酵过程也逐步开始应用计算机控制系统。P1.C是一种具有很高可靠性的控制装置，它与可编程调节器、DCS系统同被列为“不损坏仪表”。这不仅是由

13、于它在硬件上采取了诸如隔离、港波、屏蔽、接地等一系列抗干扰措施，在模板机箱进行了完善的电磁兼容性设计，对元器件进行了精心的挑选;而且更重要的是它采用/诸如数字港波、指令史执、程序卷回、差错校验等系列软件抗干扰措施及故障诊断技术,以及在系统级的容余配置等；此外，P1.C采用周期循环扫描方式工作，对输入输出集中进行处理。这种特殊的工作方式本身就具有抗干扰功能。在一个循环扫描周期T中，仅只有一小段时间集中进行1/0处理,也只有在这一小段集中1/0时间中的干扰才会被引入P1.C内部，在扫描周期的共余大部分时间，干扰都被阻挡在P1.C之外。以上这些原因使P1.C的可靠性更高.因此，P1.C被称为“专为适

14、应恶劣的工业环境而设计的计算机工P1.C是以控制开关量起家的，它采用循环扫描方式，通过串行处理使其在逻辑上等效于并行处理的继电器逻辑控制系统，为了不丢失输入信号，要求循环扫描周期愈短愈好，这就使得在P1.C中配置的处理器性能好，速度快。这些高性能处理器本身有很大的潜能，只耍处理好不同性质的实时多任务的调度，在P1.C中加入针对慢连续量的过程控制并不困难.而在大中型P1.C中普遍采用r多微处理器结构进行多道处理，这使得P1.C不仅速度快，而且可以独立各自处理不同问题,也可分解协调,共同处理非常安杂的问题。此外，P1.C配置着大盘内含CPU的智能模板，有些专用于PlD控制，有些用于运动控制，有些用

15、于高速计数潺，有些用于连网通信，它们采用模块结构，通过背板并行总线连成有机的整体。所有这些都使得PI-C适合于各种规模的自动化系统。正是由于P1.C具有多种功能,集三电于体.P1.C网络具有优良的性能价格比和P1.C具有高可靠;性等等，使得P1.C在工厂中倍受欢迎，用量高居首位，成为现代工业自动化的支柱。因此，可编程控制器啤酒发酵过程自动控制系统，可完成啤酒发薛过程控制功能，完成与上位机的通讯，实现啤酒发醒过程的远程监控.目前国内使用的P1.C以国外产品居多。美国是P1.C的发源地，以大中型机为主，功能完备，单机价格高，GE公司、MODICON公司、AB公司是其代表。日本的P1.C以中小型机为主，价格便宜，典里代表为OMRON公司、三菱(Mitsibishi)公司的产品。镌国SIEMENS公司的产品以可靠性商著称，其主要产品有S5、S7两个系列，包括了从大型机到小型机各个型号，在国内使用广泛。输入模块有直流24VDC和交流220VAC两种.输出模块有-：种形式：继电器输出，晶体管输出和可控硅输出.晶体管输出模块只能带直流负载，是直流输出模块，用于高速小功率负载;可控硅输出模块是交流输出模块，只用于高速大功率负载；维电器输出模块是交直流输出模块，即可带直流也可带交流，因其有触点，故只能用于低速负载.上煤系统电控部分控制对象为接触