基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计课程设计(论文)
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计【摘要】本文主要介绍了基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计。
在分析了研究背景和研究意义。
在详细阐述了PLC在啤酒发酵中的应用、系统框架设计、控制算法设计、硬件设计和软件设计。
在介绍了系统实验验证的结果，并展望了未来的发展方向。
本文旨在通过PLC技术的应用，实现啤酒发酵过程的自动控制，提高生产效率和产品质量，推动啤酒工业的发展。
通过系统实验验证的结果表明，基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计具有较好的稳定性和可靠性，为啤酒生产提供了可靠的控制保障。
展望未来，可以进一步优化系统设计，提高控制精度，拓展应用范围，促进啤酒工业的智能化和自动化发展。
【关键词】PLC, 啤酒发酵, 自动控制系统, 设计, 应用, 系统框架, 控制算法, 硬件设计, 软件设计, 实验验证, 展望未来, 研究背景, 研究意义.1. 引言1.1 研究背景啤酒是一种古老而受欢迎的饮料，其生产过程中的发酵阶段是非常重要的环节。
传统的啤酒发酵过程需要人工监控温度、压力等参数，存在着工作量大、效率低、精度不高的问题。
而随着现代工业自动化技术的发展，基于PLC的啤酒发酵自动控制系统应运而生。
在当前啤酒生产中推行基于PLC的发酵自动控制系统具有重要的意义。
通过引入自动化控制技术，可以提高生产效率、降低生产成本，同时还可以保证产品质量和稳定性。
基于此背景，本文将重点研究基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计，探索其在啤酒生产中的应用前景和发展趋势。
1.2 研究意义啤酒发酵是啤酒生产过程中至关重要的环节，控制发酵过程能够保证啤酒品质的稳定性和可控性。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计将有效解决传统手动控制中存在的调控不稳定、操作繁琐等问题，提高生产效率和产品质量。
此系统能够实现发酵过程中温度、压力、酒精含量等参数的实时监测和自动调节，确保发酵过程的精准控制和稳定运行。
研究意义在于提高啤酒生产的自动化水平和生产效率，降低人工成本，减少生产过程中的人为误操作风险，保证啤酒品质的一致性和稳定性。
基于PLC实现啤酒发酵罐温度的自动控制系统设计—大学毕业论文毕业
目录摘要........................................................................3ABSTRACT.................................................................... 41 绪论...................................................................... 5 1.1 选题的目的和意义...................................................... 5 1.2 啤酒发酵控制系统方案综述.............................................. 5 1.3 实现啤酒发酵罐温度PLC 控制的主要研究工作.............................. 62 啤酒发酵工艺概述.......................................................... 7 2.1 啤酒发酵概述.......................................................... 7 2.2 发酵各阶段温度控制机理................................................ 7 2.3 啤酒发酵设备概述...................................................... 8 2.4 啤酒发酵温控基本要求.................................................. 9 2.5 啤酒发酵工艺流程..................................................... 103 应用PLC 实现啤酒发酵温度控制的可行性分析................................. 12 3.1 可编程序控制器PLC 的特点............................................. 12 3.2 PLC 的组成与基本原理.................................................. 13 3.2.1 PLC 的组成结构.................................................... 13 3.2.2 PLC 的工作原理.................................................... 13 3.2.3 PLC 的主要功能和应用.............................................. 15 3.3 PLC 在啤酒发酵中应用的可行性.......................................... 154 啤酒发酵温度PLC 控制方案................................................. 17 4.1 系统控制要求及功能................................................... 17 4.1.1 啤酒发酵温度要求.................................................. 17 4.1.2 系统功能.........................................................17 4.1.3 PLC 控制系统方案.................................................. 185 啤酒发酵温度PLC控制硬件设计............................................. 20 5.1 系统硬件配置......................................................... 20 5.1.1 CPU 的选型........................................................ 20 5.1.2 模拟量扩展模块................................................... 22 5.1.3 控制系统硬件配置................................................ 23 5.2 啤酒发酵温度PLC 控制系统的I/O 分配................................... 24 5.2.1 I/O 地址分配 (246)PLC 实现啤酒发酵温度控制的程序设计....................................... 27 ６.1 编程软件的介绍...................................................... 27 6.1.1 指令系统......................................................... 27 ６.1.2 PLC 程序设计流程及原则............................................. 28 ６.1.3 STEP7-MICRO/WIN 32 编程软件基本信息................................. 29 6.2 控制程序流程图. (30)６.2.1 发酵温度控制系统流程图.......................................... 30 ６.2.2 控温程序流程图设计.............................................. 31 6.3 PID 控制.............................................................. 32 6.3.1 S7-200 的PID 指令................................................. 32 6.3.2 数值转换及标准化................................................. 33 6.3.3 选择PID 回路类型................................................. 33 6.4 系统程序设计......................................................... 33 6.4.1 符号表........................................................... 33 6.4.2 主程序........................................................... 35 6.4.3 主酵自然升温段程序............................................... 36 6.4.4 温度控制程序..................................................... 36 6.4.5 电磁阀控制....................................................... 40结束语..................................................................... 41参考文献................................................................... 42附录....................................................................... 43 利用PLC实现啤酒发酵罐温度的自动控制摘要人类使用谷物制造酒类饮料已有8000多年的历史。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
啤酒发酵是一个复杂的过程，需要精确的控制和监测参数。
为了实现自动化控制，可以利用可编程逻辑控制器（PLC）来设计一个基于PLC的啤酒发酵自动控制系统。
我们需要明确发酵过程中需要控制和监测的参数。
这些参数包括温度、压力、酵母浓度、麦芽使用量等。
通过传感器和仪表，我们可以实时监测这些参数，并将其输入到PLC 系统中进行处理和控制。
PLC系统的设计应考虑以下几个方面：
1. 输入输出模块选择：根据需要监测和控制的参数，选择适合的输入输出模块。
温度传感器可以选择模拟输入模块，电磁阀可以选择数字输出模块。
2. 控制程序编写：根据发酵过程的要求，编写PLC的控制程序。
程序中应包括对输入信号的采集、处理和控制信号的输出。
当温度过高时，PLC可以控制冷却系统降低温度。
3. 开关控制：根据自动控制需求，设计开关控制电路。
当发酵过程结束时，PLC可以自动控制排液泵的开关，将发酵液排出。
4. 报警系统：在发酵过程中，应设置合适的报警机制。
当出现异常情况时，PLC可以通过报警装置进行提示。
5. 通信系统：为了方便监控和远程控制，可以设置PLC与上位机或其他设备之间的通信接口。
这样可以实现对发酵过程的远程监测和控制。
6. 人机界面设计：设计一个友好的人机界面，方便操作者进行参数设定和监测。
可以使用触摸屏或键盘等设备，提供直观的操作界面。
通过上述设计，基于PLC的啤酒发酵自动控制系统可以实现对发酵过程的全面控制和监测。
这样可以提高生产效率和产品质量，同时减少人工操作的繁琐和错误。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计1. 引言1.1 背景介绍啤酒是一种古老的饮品，深受人们的喜爱。
随着啤酒产量的增加和品质要求的提高，传统的手工操作已经不能满足生产的需求。
自动控制技术的应用成为解决这一问题的有效途径。
基于可编程逻辑控制器（PLC）的自动控制系统由于其灵活性、稳定性、可靠性和易维护性等优势，成为工业控制领域的主流技术之一。
啤酒发酵过程是生产过程中最为关键的环节之一，发酵的温度、压力、pH值等参数对啤酒质量具有重要影响。
设计一个基于PLC的啤酒发酵自动控制系统对于提高生产效率、保证产品质量具有重要意义。
本文旨在探讨基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计方案，以提高啤酒生产的自动化水平，保证啤酒品质的稳定性和一致性。
通过引入PLC技术，可以实现对发酵过程的精确控制，提高生产效率，减少人工成本，并实现对生产过程的实时监控和追踪。
1.2 研究意义啤酒是一种历史悠久的饮品，受到广泛的消费者喜爱。
在啤酒的生产过程中，发酵是一个至关重要的环节，直接影响着啤酒的口感和质量。
而传统的发酵过程往往需要依靠人工操作，存在操作不稳定、效率低下、产品质量无法保证等问题。
因此，设计一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统具有重要的研究意义。
首先，基于PLC的自动控制系统能够实现对发酵过程的精准控制，保障啤酒的质量稳定和一致性。
PLC技术具有高精度、高可靠性的特点，能够实时监测和调节发酵参数，确保发酵过程的稳定性和可控性。
其次，基于PLC的啤酒发酵自动控制系统可以提高生产效率，减少人力成本。
传统的人工操作需要大量的人力投入，而自动控制系统能够实现全程自动化生产，节省人力资源，提高生产效率。
总之，基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的研究对于提高啤酒生产的质量和效率具有重要的意义，有着广阔的应用前景和市场需求。
1.3 研究目的本研究旨在设计一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统，以提高啤酒生产过程的自动化水平，提高生产效率，保证啤酒质量稳定性和一致性。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统课程设计
辽宁工业大学PLC技术及应用课程设计（论文）题目：啤酒发酵过程中温度的PLC控制院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.9-2013.12.18辽宁工业大学课程设计说明书（论文）课程设计（论文）报告的内容及其文本格式1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，并装订成册，内容包括：①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等）②设计(论文)任务及评语③中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字）④目录⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等）⑥参考文献2、课程设计（论文）正文参考字数：2000字周数。
3、封面格式4、设计（论文）任务及评语格式5、目录格式①标题“目录”（小二号、黑体、居中）②章标题（四号字、黑体、居左）③节标题（小四号字、宋体）④页码（小四号字、宋体、居右）6、正文格式①页边距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订；②字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级标题，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字，小四号字、宋体；③行距：20磅行距；④页码：底部居中，五号、黑体；7、参考文献格式①标题：“参考文献”，小二，黑体，居中。
②示例：（五号宋体）期刊类：[序号]作者1,作者2,……作者n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:页次.图书类：[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.出版地:出版社，出版年:页次.课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化Array注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要啤酒发酵是啤酒生产工艺流程中关键环节之一，本文针对实验室啤酒发酵装置技术装备落后、自动化程度低、产品质量不稳定以及啤酒发酵罐温度所具有的大时滞、强关联、时变、大时间常数和变量的特点，提出了S7-200PLC核心的温度控制系统方案。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计随着人们对啤酒品质的要求越来越高，啤酒发酵过程的自动化控制成为了一个研究热点。
本文将介绍一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的设计。
1. 引言啤酒发酵是将麦芽经过磨碎、糖化、煮沸等一系列工序后，添加酵母菌发酵而成的过程。
发酵过程中，温度、压力、PH值等因素对发酵过程有很大影响。
传统的发酵过程依赖人工操作，无法确保发酵过程的一致性和稳定性。
设计一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统，能够提高发酵工艺的稳定性和可控性。
2. 系统结构控制层：控制层采用PLC作为控制器，实时获取和处理传感器的数据，并根据设定的工艺参数控制执行层的执行设备。
执行层：执行层包括发酵罐的加热、冷却、搅拌等执行设备，通过控制层发送的控制信号实现发酵过程的自动化控制。
人机界面：人机界面提供给操作员对系统进行监测和控制的手段，通过触摸屏或电脑软件等方式实现。
3. 系统功能温度控制：基于传感器实时获取发酵罐内部温度，并通过PLC控制发酵罐的加热或冷却装置，使温度保持在设定的范围内。
搅拌控制：通过PLC控制发酵罐的搅拌装置，以保证发酵液的均匀混合。
报警功能：当温度、压力、PH值等参数超出设定的安全范围时，系统能够及时报警并停止发酵过程。
4. 系统实现1) 确定系统的功能需求和工艺参数，设计硬件电路和软件程序。
2) 购买和安装所需的传感器、执行设备和PLC控制器。
3) 根据设计的电路图和软件程序进行硬件和软件的连接。
4) 对传感器进行校准，确保其测量精度和准确性。
5) 进行系统的调试和测试，确保系统能够稳定运行和达到设计要求。
5. 结论基于PLC的啤酒发酵自动控制系统能够提高发酵工艺的稳定性和可控性，实现啤酒的生产自动化。
随着自动化技术的不断发展，基于PLC的啤酒发酵自动控制系统将会越来越普遍应用于啤酒生产过程中。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计一、引言啤酒是一种古老的饮料，经过发酵产生。
在传统的啤酒生产过程中，发酵过程需要精确的控制，以保证最终产品的质量和口感。
为了提高生产效率和产品质量，采用自动控制系统对啤酒发酵过程进行控制是非常必要的。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制系统的控制器，它通过编程来实现逻辑控制、定时控制、计数控制等功能。
本文将设计一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统，以实现对啤酒发酵过程的自动控制。
二、系统设计1. 系统架构设计本系统采用了PLC作为控制器，传感器负责采集发酵过程中的温度、压力和PH值等参数，控制执行元件包括发酵罐内的搅拌器、温度控制装置和酵母添加装置。
整个系统的架构如图1所示：PLC通过传感器采集的数据进行逻辑控制，控制发酵罐内的搅拌器、温度控制装置和酵母添加装置，从而实现对发酵过程的自动控制。
2. 系统功能设计（1）温度控制在啤酒发酵过程中，温度是一个非常重要的参数。
过高或过低的温度都会影响发酵速率和产品质量。
系统需要能够对发酵罐内的温度进行实时监测，并根据预设的温度范围进行控制。
当温度过高时，系统应该能够通过控制冷却装置来降低温度；当温度过低时，系统应该能够通过控制加热装置来提高温度。
（3）压力控制在发酵罐内，产生的二氧化碳会增加罐内的压力。
系统应该能够对罐内的压力进行实时监测，并根据预设的压力范围进行控制。
当压力过高时，系统应该能够通过释放装置来释放二氧化碳，以降低罐内的压力。
3. 系统软件设计PLC的软件设计主要包括控制逻辑设计和人机界面设计。
控制逻辑设计是将控制任务分解为各个子任务，并设计每个子任务的控制逻辑；人机界面设计是设计用于监控和操作的人机界面。
（1）控制逻辑设计控制逻辑设计首先需要确定系统的控制目标，然后根据控制目标设计各个子任务的控制逻辑，最后将各个子任务的控制逻辑组合成系统的整体控制逻辑。
对于温度控制任务，可以设计如下的控制逻辑：IF 温度 < 设定温度 - 2 THEN 打开加热装置IF 温度 > 设定温度 + 2 THEN 打开冷却装置IF 设定温度 - 2 <= 温度 <= 设定温度 + 2 THEN 关闭加热装置和冷却装置（2）人机界面设计人机界面设计主要包括监控界面和操作界面。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计引言啤酒是一种古老的酿造饮料，而发酵是啤酒酿造过程中其中一个最关键的步骤。
发酵过程需要严格的控制温度、压力和搅拌速度等参数，以确保最终产品的质量和风味。
开发一套自动控制系统来监测和调节发酵过程是至关重要的。
本文将介绍一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计，以及其在啤酒酿造中的应用。
一、啤酒发酵过程的控制需求啤酒发酵是在一定条件下，酵母利用麦芽中的糖类产生酒精和二氧化碳的过程。
这个过程需要严格的控制来保证啤酒的质量和口感。
发酵过程中需要控制以下参数：1.温度：酵母在不同温度下会有不同的发酵速率，过高或过低的温度都会影响发酵的效果。
2.压力：发酵过程会产生大量的二氧化碳，需要通过控制压力来避免发酵罐的爆炸。
3.搅拌速度：搅拌速度会影响酵母和麦芽的接触和传质速度，从而影响发酵效果。
一套自动控制系统需要能够实时监测发酵过程中的温度、压力和搅拌速度等参数，并且能够根据实时数据对这些参数进行调节。
二、基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的设备。
它能够接收输入信号做出相应的逻辑运算，并产生输出信号来控制设备。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计如下：1.传感器和执行元件选型：系统需要使用温度传感器、压力传感器和搅拌器执行元件来感知和控制发酵过程中的各项参数。
传感器需要选择能够适应潮湿、高温环境的工业级传感器，执行元件需要选择能够承受高温、高压的设计。
2.PLC选型：根据系统的需求，选用适合的PLC型号，能够满足系统的输入输出信号需求，并且能够稳定可靠地运行在工业环境中。
3.系统架构设计：根据发酵过程的特点和需求，设计系统的硬件架构和控制逻辑。
系统需要能够同时监测和控制多个参数，并且能够在异常情况下及时报警。
系统需要能够记录历史数据以便后续分析和追溯。
4.编程设计：根据系统的硬件架构和控制逻辑，编写PLC程序，实现对发酵过程中各项参数的实时监测和控制。
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辽宁工业大学PLC技术及应用课程设计（论文）题目：啤酒发酵过程中温度的PLC控制毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日课程设计（论文）报告的内容及其文本格式1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，并装订成册，内容包括：①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等）②设计(论文)任务及评语③中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字）④目录⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等）⑥参考文献2、课程设计（论文）正文参考字数：2000字周数。
3、封面格式4、设计（论文）任务及评语格式5、目录格式①标题“目录”（小二号、黑体、居中）②章标题（四号字、黑体、居左）③节标题（小四号字、宋体）④页码（小四号字、宋体、居右）6、正文格式①页边距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订；②字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级标题，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字，小四号字、宋体；③行距：20磅行距；④页码：底部居中，五号、黑体；7、参考文献格式①标题：“参考文献”，小二，黑体，居中。
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在发酵罐中设置上、中和下三个测温点，控制系统对这三个测温点进行循环检测，然后检测到的温度信号送到PLC，由PLC通过具体程序对以上三个信号进行处理，通过本文设定的特殊控制算法决定每层控制阀的开度，从而实现了啤酒发酵罐内部麦汁三层温度的精确控制，进而解决了啤酒发酵罐内部温度控制精度不高的问题，提高了啤酒生产的综合自动化水平.文中介绍了系统的工艺流程、软件设计。
软件设计包括系统控制的梯形图、温度设定值的计算和电磁阀控制。
该设计编程容易，容易掌握。
该系统满足啤酒生产发酵工艺的技术要求，并兼顾了实用的需求且性能/价格比高、可靠、技术先进，扩展性强，移植性强，具有推广实用价值。
关键词：啤酒发酵；温度控制；可编程逻辑控制器PLC目录第1章绪论 (1)第2章课程设计的方案 (2)2.1 概述 (2)2.2 控制原理 (2)2.3 啤酒发酵工艺流程 (3)第3章硬件设计 (6)3.1 PLC的选型 (6)3.1.1 PLC工作原理及功能 (6)3.1.2 PLC的选型 (6)3.2 S7-200主要功能及特点 (7)3.3 控制系统的硬件配置 (8)3.4 文本显示器TD200 (9)3.5 I/O地址分配 (10)第4章软件设计 (12)4.1 控制系统组成 (12)4.2 程序流程图设计 (12)4.3 PLC功能模块程序设计 (14)4.4 主程序 (15)4.5 模拟量信号采集处理 (18)4.6 温度设定值的计算 (18)4.7 电磁阀控制 (19)第5章课程设计总结 (21)参考文献 (22)第1章绪论随着我国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，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。
啤酒生产是一个利用生物加工进行生产的过程，生产周期长，过程参数分散性大，传统操作方式难以保证产品的质量。
近年来，国外的各大啤酒生产厂家纷纷进军中国市场，凭借技术优势与国内的啤酒生产厂家争夺市场份额，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。
啤酒的发酵过程是在啤酒酵母的参与下，对麦汁的某些组成进行一系列代谢，从而将麦汁风味转变为啤酒风味的过程。
啤酒发酵是啤酒生产工艺流程中关键环节之一，也是一个极其复杂的在发酵罐内发生并释放大量热量的生化放热反应过程。
由于这一过程中麦汁的可酵糖和氨基酸等营养物质被酵母细胞酶分解为乙醇（C2H5OH）和二氧化碳（CO2），同时还产生一系列的发酵副产物，如：双乙酰、醛、酸、酯等。
这些代谢产物的含量虽然极少，但它们对啤酒质量和口味的影响很大，而这些中间代谢产物的生成取决于发酵温度。
因此发酵过程是否正常和顺利，将直接影响到最终啤酒成品的质量。
比如，发酵过程的温度若发生剧烈变化，不仅会使酵母早期沉淀、衰老、死亡、自溶，造成发酵异常，还直接影响到酵母代谢副产物组成，从而对啤酒酒体与风味，及啤酒胶体稳定性造成危害。
啤酒发酵具有非线性、时间滞后和大惯性等特征，发酵过程的精密控制一直是自动控制领域较难解决的问题之一。
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±0.5℃范围内，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，随着控制领域新技术、新方法的不断涌现，这些问题也在不断地得到改进。
改进啤酒发酵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、提高产品质量，同时减轻劳动强度、改善工作条件、提高发酵工艺水平及生产管理水平。
因此，优化啤酒发酵控制应用前景乐观，能产生较大的社会经济效益，具有很大的应用价值。
利用PLC实现啤酒发酵罐温度的自动控制，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。
第2章课程设计的方案2.1概述啤酒是采用麦芽和水为主要原料，加酒花，经酵母发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、气泡的低酒精度饮料。
啤酒生产工艺主要由麦汁制备（俗称糖化）、啤酒发酵、啤酒罐装等工艺流程组成。
发酵过程是啤酒生产中一个非常重要的环节，啤酒发酵是一个复杂的生化过程，这个过程可以理解为把麦汁转化为啤酒的过程，整个发酵过程同样也包含若干个生产工序，如：麦汁充氧、酵母添加、发酵、过滤、修饰以及酵母扩培等等。
生产周期都在十几天以上，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±0.5℃范围内如果温度控制偏低，就会使得发酵过程缓慢，影响生产进度；如果温度偏高，又会造成生化参数超出标准，影响啤酒的质量。
啤酒发酵整个过程分为：麦汁进罐，自然升温，还原双乙酰，降温过程等。
麦汁进料阶段的温度为5~100C, 自然升温阶段的温度为20~350C，开始进行主发酵，发酵液直接由糖化车间经管道灌入，初始的温度大约为8摄氏度左右，糖度为10度左右，温度控制开始实施，以保证满罐后发酵液的温度在规定范围内。
发酵液满罐后工人开始测量发酵液的满罐糖度，主发酵阶段结束，发酵进入还原双乙酰阶段，这一阶段要求温度控制在15~200C 。
当双乙酰浓度下降到合格标准时，发酵就可以进入降温阶段，分两个阶段按不同的速率降温，此时把所有冷媒阀打开，使发酵液全速降温，降温阶段的温度为-1 ~120C。
当温度到达1摄氏度以下时发酵进入低温储酒阶段，在低温储酒阶段温度控制在0.5~10摄氏度。
这一阶段主要是让酵母和一些固态物进行充分沉淀并进行回收。
2.2控制原理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，通过上、中、下3段冷媒进口的两位式电磁阀来实现发酵罐温度控制的方法。
对于采用外部冷媒间接换热方式来控制体积大，惯性大的发酵温度的情况，采用普通的控制方案极易引起大的起调和持续的震荡，很难取得预期的控制效果。
在不同的季节，甚至在不同一季节的不同发酵罐，要求生产不同品种的啤酒，这样就要求每个罐具有各自独立的工艺控制曲线，这不仅要求高精度，高稳定性的控制，还需要控制系统有极大的灵活性。
利用PLC实现发酵罐温度的控制，PLC实现啤酒发酵温度控制的主要任务是接受由发酵罐传来的温度模拟量输入信号，然后与工艺曲线设定温度值进行比较，计算出温度偏差值，再使用简单的PID控制回路计算出电磁阀的开度，对阀门进行控制调节，从而实现对发酵罐温度的控制。
在发酵的过程中，温度在不断的升高，当达到上限温度时，要打开制冷设备，通过酒精在冷却管内循环使罐内的温度降下来。
当发酵温度低于工艺要求的温度时，关闭冷媒，则啤酒按工艺要求继续发酵，发酵罐工艺示意图如图2.1所示：图2.1 啤酒发酵罐工艺示意图2.3啤酒发酵工艺流程根据锥形发酵大罐的特性将发酵的全过程分为多个阶段：麦汁进罐，自然升温，还原双乙酰，一次降温，低温储酒等，各个阶段温度的曲线图如图2.2所示。