基于PLC的啤酒发酵罐温度控制系统设计

东北石油大学本科生毕业设计（论文）

摘 要

发酵过程是啤酒生产过程中的重要环节之一，本文以啤酒发酵过程为工程背景，利用PLC实现对啤酒发酵过程温度的控制，这对更加牢固掌握PLC并将PLC应用于生产实际及了解啤酒的生产工艺有很好的作用。本文主要工作在于：由于啤酒发酵对象的时变性、时滞性及其不确定性，决定了发酵罐控制必须采用特殊的控制算法。由于每个发酵罐都存在个体的差异，而且在不同的工艺条件下，不同的发酵菌种下，对象特性也不尽相同。因此很难找到或建立某一确切的数学模型来进行模拟和预测控制。为节省能源，降低生产成本，并且能够满足控制的要求，发酵罐的温度控制选择了检测发酵罐的上、中、下3段的温度，通过调节上、中、下3段液氨进口的两位式电磁阀来实现发酵罐温度控制的方法，利用PLC来实现整个过程温度的控制。该系统性能/价格比高、可靠、技术先进，完全满足啤酒生产发酵工艺的技术要求，并兼顾了实用的需求。

关键词：可编程逻辑控制器；发酵温度；温度控制

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Abstract

Beer fermentation is one of the key steps of beer production. Thus, on the basis of some projects in breweries, this thesis investigated beer fermentation automation and Fuzzy Intelligent PID algorithm applied in this process. It is an attempt to apply high technology to traditional industry and has importantly practical meaning. In this paper, beer fermentation process for the project background, the use of PLC in the beer fermentation process temperature control, which is more firmly grasp PLC and used to produce practical and understanding of the beer production process have a very good role. What this research solute is: As the object of beer fermentation, degeneration, and the uncertainty of the delay, a decision must be in control of fermentation tank special control algorithms. As each there are individual differences, but in different process conditions, different fermentation bacteria, the object characteristics vary. Therefore it is difficult to find or create a precise mathematical model to simulate and forecast control. To save energy, reduce production costs and to meet the requirements of control, temperature control of fermentation tank selected the detection of the fermentation tank, in the next paragraph 3 of the temperature, through the upper, middle and lower imports of liquid ammonia in paragraph three Electromagnetic valve to achieve fermentation tank temperature control method. To solute the whole process temperature control by PLC, the system performance higher than price, reliable, advanced technology, to fully meet the fermentation process of beer production technology requirements, taking into account the practical needs.

Keywords: programmable logic controller; fermentation temperature; temperature control

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目 录

第1章 概 述 ........................................................ 1 1.1 选题的目的和意义 ...................................................... 1 1.2 啤酒发酵控制系统方案综述 .............................................. 2 1.3 实现啤酒发酵罐温度PLC控制的主要研究工作 .............................. 3 1.4 本章小结 .............................................................. 3 第2章 啤酒发酵工艺概述 .............................................. 4 2.1 啤酒发酵概述 .......................................................... 4 2.2 发酵各阶段温度控制机理 ................................................ 4 2.3 啤酒发酵设备概述 ...................................................... 6 2.4 啤酒发酵温控基本要求 .................................................. 6 2.5 啤酒发酵工艺流程 ...................................................... 7 2.6 本章小结 .............................................................. 9 第3章 应用PLC实现啤酒发酵温度控制的可行性分析 ........................ 10 3.1 可编程序控制器PLC的特点 ............................................. 10 3.2 PLC的组成与基本原理 .................................................. 11 3.3 PLC在啤酒发酵中应用的可行性 .......................................... 14 3.4 本章小结 ............................................................. 15 第4章 啤酒发酵温度PLC控制方案 ...................................... 16 4.1 系统控制要求及功能 ................................................... 16 4.2 系统硬件配置 ......................................................... 18 4.3 啤酒发酵温度PLC控制系统的I/O分配 ................................... 23 4.4 本章小结 ............................................................. 25 第5章 PLC实现啤酒发酵温度控制的程序设计 .............................. 26 5.1 编程软件的介绍 ....................................................... 26

I

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5.2 控制程序流程图 ....................................................... 29 5.3 PID控制 .............................................................. 32 5.4 系统程序设计 ......................................................... 34 5.5 本章小结 ............................................................. 37 结 论.............................................................. 38 参考文献 ........................................................... 39 致 谢.............................................................. 40附 录.............................................................. 41

II

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第1章 概 述

1.1 选题的目的和意义

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量均居世界前列，我国随着改革开放现代化建设，人民生活水平不断断提高，啤酒己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 …… 此处隐藏：3772字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……