啤酒生产线控制系统设计酿造部分
啤酒生产过程自动控制系统的优化设计

啤酒生产过程自动控制系统的优化设计随着工业化程度的加深和科技的发展,啤酒生产过程的自动化也得到了不断提高。
啤酒生产过程自动控制系统的优化设计,可以有效提高生产效率和产品质量。
本文将介绍啤酒生产过程自动控制系统的优化设计所涉及的技术和措施。
啤酒生产过程自动化控制系统的基本框架主要包括:传感器,执行器,控制器和人机界面。
传感器的作用是测量和传输生产现场的各种参数信息,例如温度、液位、压力、流速等;执行器是根据控制器的指令控制阀门、泵、电机等设备运行;控制器对传感器采集的信息进行处理与判断,并发出控制执行器的指令;人机界面则是为操作人员搭建一个可视化的工作平台,使其能够实时、准确地了解生产过程的各种信息。
啤酒生产过程自动化控制涉及的技术主要包括传感技术、控制技术和通信技术。
其中传感技术是啤酒生产过程自动化控制中最核心的技术,涉及的传感器类型包括温度传感器、压力传感器、液位传感器和流量传感器等。
传感器的性能指标直接影响到控制系统的精度和可靠性,因此在选择传感器时应谨慎。
控制技术包括控制算法和控制系统结构。
控制算法是指控制器过程中所采用的具体算法,例如PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等,这些算法的选择要根据生产过程的不同特点进行合理选择。
控制系统结构包括开环控制和闭环控制两种,其中闭环控制更加稳定和可靠。
通信技术的应用可以使得生产现场数据集中化、可视化和与其他系统互通。
通信技术包括有线和无线两种方式,有线通信技术包括常规的RS485、RS232等方式,无线通信技术包括WiFi、蓝牙、北斗定位等。
在选择通信技术时应考虑到通信的稳定性、可靠性、带宽和通信距离等因素。
啤酒生产过程自动控制系统的优化设计最终目的是提高生产效率和产品质量。
在设计过程中,需要考虑到生产现场的实际情况,例如空间布局、生产工艺和操作人员的训练程度等。
设计时还应充分考虑系统的可扩展性和可维护性,确保系统可以适应未来的更新和维护。
啤酒生产过程自动控制系统设计优化

李 金 宝
黑龙江生物科技职业 学院 , 黑龙江哈尔滨 ,1 5 0 0 2 5
摘 要 :啤酒生产过程自 动控制系统设计优劣直接影响啤酒生 产成本, 啤酒生产控制精度, 操作人员的体力劳动, 生产效率和安全生产。本文
从 啤酒生产过程 自动控制 系统 网络设计优化 、设 备联动 、手 自动切换 、安全 回路设 计、建立温度控制 虚拟仪 器五个方面 阐述 了啤酒生产过程 自动 化 控制系统设计优化的原 因、方 法。
关键 词 :啤酒;1 9 动控制系统; 设计i 优化
随着国家经济 的发展和人 民生活水平 的改善 ,以及 工厂 自动化水 平 的逐 步提高 ,我 国啤酒工业也 得到 了空 前发展 ,啤酒 工业 的发展对 国 民经济建设 和发展起 到了重要的促进作用。 尽 管如此 ,我 国的啤酒生产工 业 目前还存在 许多不尽如 人意的地
制系统 和发酵过程 的计算机 控制系统两部分 组成。从 自动 控制的角度
来看 ,两个 主控系统 的控 制行为存在 明显 的独立性 ,测控要 求和控制 策略也具 有很大的差异 。从 信息交流和信息 管理的角度看 ,二者 表现
出一定 的相 关性 ,两个主控 系统将通过上层 网络与领导部 门及质 量分 析部 门的管理 计算机相连 接。然而 ,整个 自动 控制系统的运行效 率受 限于 以下两方面 :一方面是 P L O在可连 接的操 作站 数量上的限制。另
啤酒生产控 制系统 的网络是 以生 产过 程为单位来 设计主控 系统 ,最常
另一 方面是 具备高效的数据 采样 方式。P L C全映射服务器是 对控
制级多个 P L C 中各种数据 的全部映射 ,所 以高效 的数 据采样 对保 证数
啤酒生产过程自动控制系统的优化设计

啤酒生产过程自动控制系统的优化设计啤酒生产是我国的一个传统产业,随着我国经济的发展以及人们生活水平的提高,啤酒企业得到了空前的发展。
在啤酒的生产过程中,其自动控制系统的优劣,对于啤酒生产企业的经济效益会产生直接影响。
具体表现为啤酒的生产成本、啤酒生产的控制精度以及企业的生产效率等因素。
为了保障啤酒生产企业能够降低生产成本、提高啤酒的质量、扩大市场份额,就需要对啤酒生产过程中的自动控制系统进行优化设计。
标签:工业自动化;自动化系统;工业电气引言随着我国科技水平的不断提高,在我国的啤酒行业中,电气自动化技术得到了空前地发展。
当前,我国的啤酒行业在应用自动控制技术的前提下,正朝着规模化、集团化的方面发展。
尽管如此,我国的啤酒生产企业仍存在需要改进的地方。
其一,啤酒的档次低,品种少。
其二,部分企业自动控制水平较差,主要以人工控制为主。
其三,啤酒生产过程中对于能源以及原材料的消耗比较大。
因此,如何提高啤酒的质量与市场占有率,优化啤酒生产过程中的自动控制系统,成为啤酒生产企业亟待解决的问题。
1 自动控制系统的组成及功能自动控制系统主要是对啤酒生产过程进行控制、检测以及管理。
该系统主要包括两个组成部分。
其一,连续调节控制系统;其二,逻辑连锁控制系统。
根据啤酒生产的特点及要求,可以采用分散就地控制、集中调度管理的方式,形成一套完整的自动控制系统。
该系统主要包括以下几方面的功能。
1.1 糖化过程控制在自动控制系统中,对于糖化过程进行控制具体表现为以下几点。
其一,对浸渍水、调浆水、洗槽水、麦汁冷却温度的控制。
其二,对糊化锅、糖化锅、煮沸锅等温度的控制。
其三,对过滤槽、澄清槽、防溢锅的自动控制。
对于糖化过程进行控制是比较复杂的,主要包括糊化、糖化、过滤、煮沸以及澄清等工序。
在实际生产过程中,各工序是间歇进行的,并且各个工序在时间上需要进行交叉作业。
糖化过程的自动控制涉及的设备较多,因此对于自动控制系统提出了更为严格的要求。
啤酒发酵自动控制系统的设计

摘要啤酒工业是我国食品工业中一个重要的产业部门,随着国民经济的发展和人民生活的改善,我国啤酒工业也得到了空前发展。
尽管如此,我国的啤酒生产工业前存在许多不尽如人意的地方。
由于啤酒生产的工艺复杂,目前我国大多数啤酒生产企业装备落后,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题。
发酵过程是啤酒生产过程中的重要环节之一,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AT89S52单片机为核心的数字化温度控制系统方案。
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单片机,由单片机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本设计是利用毕业设计时间所学习的西门子PLC(S7-200)设计的啤酒发酵自动控制系统。
本文针对啤酒发酵过程控制及其管理自动化的要求,提供了一整套的啤酒发酵过程集散控制系统的方案。
文中介绍了系统的工艺流程、软件设计、PID回路设计。
软件设计包括系统控制的梯形图、实现代码(指令表)及程序说明以及温度设定值的计算和PID回路计算。
该设计编程容易,容易掌握。
关键词PLC PID 啤酒发酵自动控制目录摘要..................................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章啤酒发酵自控系统总体设计 (1)1.1功能分析 (1)1.2控制原理分析 (1)第2章啤酒发酵自控系统工艺流程 (1)第3章啤酒发酵自控系统PLC选型和资源配置 (1)3.1 PLC选型 (1)3.2 S7-200主要功能及特点 (1)3.3文本显示器TD200 (2)3.4 TD200具有以下用途 (2)3.5 PLC的I/O资源配置 (3)3.6 PLC其他资源配置 (4)第4章自控系统PLC程序设计 (1)4.1 程序流程图设计 (2)4.2 PLC功能模块程序设计 (3)第5章啤酒发酵自控系统PLC程序说明 (1)5.1 模拟量信号采集处理 (1)5.2 发酵状态处理 (5)5.3 温度设定值的计算 (10)5.4 PID回路计算 (13)5.5 电磁阀控制 (16)第6章设计小结 (1)致谢 (1)参考文献 (1)第1章啤酒发酵自控系统总体设计1.1功能分析目前,啤酒发酵通常采用锥形大罐“一罐法”进行发酵,即前酵,后酵以及储酒等阶段均在同一大罐中进行。
啤酒发酵PLC控制系统设计

器 , 重于 温度 的控 制 研 究 , 计 理 想 的 P C 程序 , 啤酒 发 酵 控 制 着 设 L 在
啤酒 的质 感。 因 此 , 啤酒 生产过 程 中对 温度跟 压 力 的控 在
降速率 , 而是 定 Ⅱ 酒 生产质 量。 通 常在 管壁 的夹 套内 注 从 卑
系统 中完 成 温 度 、 度 和 时 间 的 模 拟 量 的 读取 处理 , 成 温度 设定 值 浓 完
酵过 程 影 响着 啤酒 的品质。以前 的啤酒生 产工 艺 已不再 适
① 主发酵阶段 : 这个阶段温控应 以上部为主, 通过对
一 应 当今 的生 产规 模和 生 产 要求 , 啤酒企 业 纷 纷采 用 现代 化 冷 媒物 流量 大小 来控 制 发酵 罐上 下温 差 , 般 温差保 持在 05— 10C, 而实 现上 下 发酵 物 更好 的 对流 , 酵 反应 . .。 从 发 工业 自动控 制 系统 来生 产 产品 , 而可 以达 到 降低 生产 成 从 本 的 目的。 随着计 算机 技 术 的发展 , L P C控 制 系统 也在 不 更 充 分 。 ② 降温 阶段 :这个 阶段 温度 的控 制应 以下部 为主 , 控 断 的发 展 和 更 新 , 功 能 日益 强 大 , 其 已成 为工 业 控 制 领 域 制 正好 与主 发酵 阶段 相反 ,上 部 温度应 高于 下部 温度 , 只 的主流控 制 设备 之~。 啤酒 发酵 是 啤酒 生产 过 程 中在 酶 的作 用 下 生 成 水跟 有 这样 才能使 酵母 更好 的沉 降。降温阶段 控制 温度 的速度 均 在 应提 前打开 或 关 二 氧化碳 。啤酒 发酵是 放 热反应 的过 程 , 随着 反应 的进行 , 要缓 慢 、 匀。 降温开 始和 降温 结束 时 ,
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计毕业论文

基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计毕业论文目录第一章绪论 (1)第二章啤酒发酵过程简介 (2)第一节啤酒发酵设备 (2)第二节啤酒发酵工艺曲线 (3)第三章啤酒发酵自控系统PLC选型和配置 (5)第四章啤酒发酵自控系统PLC程序设计 (7)第一节编程软件的介绍 (7)第二节温度设定值的计算 (9)第三节PID回路计算 (11)第四节电磁阀控制 (13)结论 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录 (17)第一章绪论啤酒是一种低浓度的饮料,也是富含营养价值的食品,每100g中仅有酒精3—5g,一般不超过8g。
它有特殊的酒精花清香味和适口的苦味,并有较高的营养成分即有较高的发热量。
啤酒是世界上产量以及消费最大的一种酒,啤酒市场非常巨大,世界啤酒的未来充满希望,欧洲啤酒市场和美国啤酒市场,随着人均消费量增长,啤酒消费量增长显著,居世界前列。
作为世界最大且增速最快的啤酒,饮料生产消费大国之一,中国已日趋成为最具吸引力市场。
未来五年中国啤酒将保持平稳持续增长的态势。
同时啤酒工业是我国食品工业中一个重要的产业,随着国家经济的发展和人民生活的改善,喝啤酒变成一种时尚,我们国家人均啤酒消费较世界水平少,这也透出了我国啤酒市场浓浓的商机。
我国内生产啤酒的企业数以百计,但与国外的主要啤酒生产厂家相比,大部分企业的技术相对落后,国的啤酒生产工业前存在许多不尽如人意的地方。
由于啤酒生产的工艺复杂,目前我国大多数啤酒生产企业装备落后,自动化程度低,产品质量不稳定。
大部分处于手动控制阶段,只有极少数企业实现半自动化,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。
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题。
啤酒酿造过程是这样的:糖化,麦汁充氧,添加酵母,发酵,降温,倒罐,贮酒。
而我要做的就是其中发酵的一部分,啤酒发酵也是一个复杂的过程,啤酒生产过程中发酵是一道关键工序,除生产工艺水平外,生产工序控制指标的好坏将直接影响啤酒的质量。
啤酒生产线控制系统设计——灌装部分

第一章绪论1.1 本课题设计的背景自从改革开放到21世纪的今天,经过三十多年的发展,我国的啤酒工业得到了迅猛的发展,啤酒产量的提高是有目共睹的,从1980年开始的年产只有688万吨,到1999年的1640万吨,19年的时间里增长了22倍之多。
年均递增22%,2000年已经突破2000万吨,截止到2013年底,我国的啤酒年产量已经突破3亿吨。
啤酒罐装部分是啤酒生产的最后一道工序,其装备水平直接影响到啤酒的成品质量、成本、销售业绩和企业的经济效益。
随着我国国民经济的发展,人民生活水平的日益提高,广大消费者不但对啤酒质量更对包装水平提出了更高的要求,一款美观实用大方的啤酒瓶同样也能吸引消费者消费者的眼球。
因此,啤酒生产装备也面临着同步发展的问题。
世界发达国家,尤其美国、德国这样的啤酒生产和需求大国,他们的设备制造厂家无不致力于不断改进和发展新一代的啤酒罐装设备。
虽然我国现代啤酒生产在机械制造业和自动化控制方面起步较晚,但是从80年代开始,通过引进日本和德国技术软件和自动控制设备,组织消化吸收,已经生产出接近国际水平的啤酒罐装生产线。
现如今经过短短几十年的发展,我国的啤酒灌装生产线已经迈入国际先进水平的行列,现在每年我国的大型啤酒生产企业可以达到年产啤酒100万吨的产量,并且保证破瓶率不超过0.8%,酒损率不超过0.9%。
这样高产量和高质量效果的取得,得益于先进的灌装设备和高效率的自动控制方式,同时这里更少不了现代工业自动化的设备和工程技术人员对设备的编程和控制。
自动化的饮料灌装设备应用范围很广,几乎应用于所有的饮料灌装行业,特别是啤酒行业,因为产量巨大,所以被广泛使用。
发展前景异常广阔。
PLC作为现代工业自动化领域应用最广泛的控制器得到了长足的发展,它的出现代替了传统继电器的繁琐接线和控制逻辑。
实现高效和快速的生产,使工业生产变得简单。
1969年美国数字设备公司(DEC)研制书世界第一台可编程控制器,并成功地应用在美国(GM)的生产线上。
基于plc实现的啤酒灌装机控制系统的总体设计

摘要啤酒作为一种口味独特的风味饮料.深受广大老百姓的喜欢。
灌装机是啤酒包装生产线的核心设备,因此,灌装机灌装效果的好坏直接影响到企业的经济效益,而灌装机的运行的好坏又需要很好的电气控制,这其中PLC的运用就显得尤为重要,在当今工业中自动控制越来越成为一种必然。
本次论文的主要内容为啤酒流水线中的灌装机的运用,以及其中PLC的应用,还有一些控制原理。
液体的灌装方式分为常压式、等压式、真空式、机械压力式四种。
一般而言酒类灌装多采用常压式灌装方式,常压式灌装机使用方便,具有速度可调、计量准确、运行平稳、无噪音和液体不外溢等优点,使用广泛。
关键词:灌装机,PLC,电气控制AbstractThe beer takes one kind of taste unique flavor drink. deeply generalcommon people's liking. Fills installing equipment is the beer packing production line coreequipment, therefore, fills installing equipment to fill installs theeffect the quality directly to affect enterprise's economicefficiency,And the stand or fall of filling machine operation and need good electrical control, including the use of PLC, is particularly important in today's industry automatic control more and more become a kind of inevitable.The main content of this paper for beer line the use of the filling machine, and the application of PLC, and some control principle.The liquid fills installs the way to divide into the atmosphericpressure type, the equi-pressure type, the vacuum type, the mechanicalpressure type four kinds. Generally speaking the wines fill install use the atmospheric pressuretype to fill install the way, the atmospheric pressure type fill theinstalling equipment easy to operate, has the speed to be possible toadjust, the measurement accurate, the movement steady, does not havemerit and so on noise and liquid overflow, the use is not widespread.Keywords: Fills installing equipment,PLC,Electrical Controls目录摘要 (1)Abstract (1)绪论 (4)1 啤酒流水线的生产过程 (6)1.1 生产过程中的相关设备 (6)1.2 发展方向 (7)2 啤酒灌装机控制系统的总体设计 (10)2.1 电气控制系统 (10)2.3 灌装机控制系统的总体设计 (12)3 啤酒灌装机控制系统的硬件选型 (15)3.1 PLC的选型(三菱PLC) (15)3.1.1 三菱PLC的产品系列 (15)3.1.2 三菱PLC主要特点 (16)3.1.3 三菱FXPLC的特点 (17)3.2 变频器的选型 (17)3.3 触摸屏的选型 (19)3.4 电气控制柜中的元器件 (20)4 啤酒灌装机控制系统的软件设计 (24)4.1 啤酒灌装机控制系统 (24)5 啤酒灌装机控制系统的安装调试 (27)5.1现场安装 (27)5.2 现场调试 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)绪论随着市场经济的完善和发展,商品流通的深度和广度进一步扩大,包装工业在国民经济中的作用和地位越来越高。
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第一章绪论1.1课题背景在巩固和提高我国经济体制的同时,特别是加入了国际世贸组织以后,中国啤酒行业正逐步融入世界啤酒业,由于外国啤酒进驻中国市场,中国啤酒行业已经进入了竞争激烈的成熟过渡期,重新整合扩张,这种“一体化”的扩张方式在一些大中型企业是尤其明显的。
上世纪90年代,青岛啤酒经营了多种运营模式,在中国大部分省市自治区成立了50多家啤酒自动化生产基地,已经初步完成了全国化的战略布局。
因为啤酒生产内部竞争激烈,外部也和同类酒类产品的竞争越来越激烈,有很大一部分啤酒厂倒闭或相互合并,啤酒生产企业数量急剧下降。
还有一部分生存下来的企业,逐步重视对产品质量、口味、工艺,加大科技研发力度,自动化专业化设备得到全新的改变,新的包装设备和先进的宣传理念如雨后春笋般在市场上出现,整个啤酒行业更加良性的在市场中互相竞争,啤酒开始向着工业化、规模化生产,国内的大部分啤酒生产企业逐步的向大型化、集团化发展,与国际之间的交流越来越频繁。
现如今,人们的生活水平有了显著的提高,老百姓对啤酒的需求量急速上升,这一需求给生产制造商提出了严峻的挑战,尤其是在各个厂家良性竞争的前提下,更是对啤酒的生产有了更严格的要求,如何在保证质量的前提下高效的生产出大批量的啤酒是现在每个厂家所必须解决的问题。
正是因为PLC的强大功能,给啤酒的自动化生产带来了福音。
啤酒生产所需要监测的数据比较繁琐,比如温度、压力、浓度、浑浊程度等都有很严格的要求,而PLC在这些方面都有自己的独特之处,能够很自如的对这些模拟量进行时时监控,从而解决了大量的剩余劳动力,而对PLC自动化啤酒生产线程序的调试优化更是尤其重要。
本次设计就是对现有的和利时PLC啤酒自动化生产线进行软、硬件的调试,通过现场的数据采集对啤酒生产线酿造部分进行程序优化,最终得出与之对应的研究结论。
1.2课题内容(1)啤酒自动化生产酿造工艺流程通过查阅相关资料,对现有的啤酒自动化生产工艺有一个基本的了解,尤其是对啤酒酿造工艺的熟悉,从而对本课题有一个更深入的理解。
(2)根据现场实际需要设计适当的控制方法根据现场以及工艺流程的实际需要,编写控制程序并对控制程序进行相应的优化,以及对优化后的程序进行现场测试。
(3)通过组态软件做出现场的动态监控图一个合格的生产流水线离不开对设备生产过程的监控,不仅是从安全的角度出发,更要考虑到设备损坏及时维修及其包养,因此本课题设计了组态监控系统,该系统是基于HollyView的一款组态软件。
(4)控制面板触摸屏的设计对控制面板触摸屏的设计是为了能够更简便控制现场设备,同时也起到对现场的监控作用,与组态监控界面起到双重监控的作用,使得生产的安全性以及流畅性有了保障。
因此本课题设计了触摸屏操控系统,方便对现场设备的控制,同时也能够起到监控的作用。
(5)对总体程序以及监控进行可行性分析根据实际的数据结果,对程序以及组态监控方面进行可行性分析,并对整体进行优化,对优化后的系统能否正常运行做出整体性的规划。
1.3课题目的本课题通过和利时PLC对啤酒自动化生产线酿造部分各个工序段进行自动化控制,从而节省了大量的劳动力,与此同时能够很大程度的提高生产效率,对于产品的市场竞争有很大的技术支持,同时对于现有的啤酒自动化生产线进行系统优化,从而对设备的升级进行有效的数据采集,对自动化控制的发展有更好的推进作用。
1.4课题意义啤酒自动化生产线运用自动化控制技术,运用PLC强大的控制功能达到自动化控制的目的,这其实是工业生产的一个缩影,正是因为有了这种系统的优化研究,才能更好的使自动化控制技术得以有力的发展,才能大大提高工业生产的生产效率。
现如今自动化控制技术在日常生产中应用尤其广泛,它不仅是工业生产的一次重要升级和改革,同时也为工业自动化生产带来了春天,把工业生产引领到了一个全新的领域,自动化控制技术不仅节省了人为劳动力,生产成本也大大的降低,给生产商带来了福音。
在中国不断发展的今天,自动化控制技术在中国的工业发展史上也发挥了极大的作用。
本次课题是基于实验室研究自动化控制技术的课题,研究本课题对以后的实际应用教学有着很强的现实意义,能够更清楚直接的叫同学们了解自动化控制技术在现实生产当中是如何应用的,同时本课题也为后期自动化专业的教学及研究奠定了必要的基础,能够从理论结合实际的角度出发,更加全面的为学生讲解自动化控制技术在实际生产当中是充当一个怎样的角色。
同时,还有最重要的一点就是为以后啤酒生产线的进一步研发提供了一个很好的实验平台,能够更加全面的锻炼学生实际动手操作的能力。
43/ 2第二章系统总体方案设计2.1酿造部分的总体结构酿酒工艺的基本流程:麦芽粉碎机→糖化锅→过滤罐→煮沸锅→沉淀池→冷却锅→发酵罐→清酒罐→灌装机,如图2.1。
酿酒工艺流程图图2.1Fig. 2.1 Brewing process flow diagram酿造部分主要包括三个部分,各类硬件设备(如液体反应罐、各种仪器仪表、电机、电、空气开关、继电器、电源模块、触摸屏等)以及工控制柜(主要包括PLC磁阀等等)、PLC 。
控台(由一台个人计算机组成,通过个人计算机控制PLC 控制现场设备)酿造部分每一个反应罐都有着自己的作用,每个工段都有着各自的所需要控制采集的数据,正是每个工段有序的工作,使得整个酿造部分有序的生产。
2.2酿造部分基本设计步骤根据啤酒酿造的工艺流程,将各个反应罐按照相应的顺序进行排列组装在一起,每个反应罐直接由管道以及电气元件连接在一起(如液体流通管道、入水管、出水管、入口泵、出控制柜分为五个部分,分别控制公共系PLC;口泵、电磁阀、流量计、温度表、压力表等等)43/ 3统工段、糖化工段、煮沸工段、发酵工段、清酒工段五个工段,通过对过程中变量的控制,从而使酿造部分严格的按照酿酒工艺运行,实现了自动化控制在工业生产上的应用。
在酿造过程当中需要控制很多的变量,如何控制好这些变量才是本次课题设计的主要任务。
温度、压力、搅拌电机的转速等等都是啤酒工艺生产上重要的参数,如何运用现如今的科技手段随意自如的控制这些变量都是此次课题的重重之种,有了这些控制变量,对程序进行编写,使得这些控制变量能够随意的去设定,通过科技手段进行监测,从而使得啤酒自动化生产酿造工段更好的进行,也要根据实际的生产进行相应的优化,对系统进行升级。
2.3酿造部分需要控制的对象酿造部分由于酿酒工艺的要求,需要对反应罐内一些变量进行控制以及监测,这就需要PLC去控制这些变量,酿造部分所需要控制的变量有:(1)温度酿酒工艺中对液体温度的控制是非常严格的,因此对温度控制以及温度变化的监测采集是自动化控制的一大重要反馈数据。
(2)压力反应灌内的压强大小也是酿造部分所需要重点监控的对象。
(3)电机转速有些部分反应罐内的液体是需要加热的,但是这就涉及到一个受热是否均匀的问题,与此同时需要搅拌电机来使反应罐内的液体受热更加均匀,PLC通过控制变频器的数值大小来控制搅拌电机搅拌的快于慢。
(4)入口泵、出口泵启停由于各个反应罐都是处于同一水平面,当完成当前酿酒步骤,需要将当前反映灌内的液体转移到下一个流程就需要入口泵以及出口泵的协助,使得液体更快速的转移。
(5)流量酿酒工艺还需要很好的控制监测液体流量的大小,进而达到酿酒工艺的各种需求。
(6)电磁阀、电动调节阀对液体的流动启停进行控制,节省了人为的劳动时间。
2.4酿造部分的主要结构2.4.1公共系统工段公共系统工段主要由净水罐、热水罐、碱液罐、入口泵、出口泵、制冷压缩机、冷水罐组成。
热水罐与冷水罐组成CIP系统,为整个酿造过程提供清洁无菌的卫生环境,避免后续酿造过程中染菌。
冷水泵、制冷机、冰水罐组成制冷系统为后续酿造发酵提供适宜温度,提高发酵率。
43/ 42.4.2糖化工段糖化工段主要是由糖化锅和过滤槽组成。
糖化锅是麦芽淀粉及蛋白质的分解的容器,并与已糊化的麦牙粉溶液混合,维持溶液在一定的温度,使溶液开始淀粉糖化,从而制出麦汁。
麦汁经过过滤槽过滤,麦芽汁与麦糟分开,得到清凉爽口的麦芽汁。
2.4.3煮沸工段煮沸工段主要由煮沸锅和回旋槽组成。
过滤后麦汁经由煮沸锅煮沸,在煮沸的过程当中加入酒花赐予啤酒爽口的苦香味和特有的清爽味。
在麦汁达到一定的浓度后,麦汁被泵入回旋槽进行热凝固物的回旋沉淀和分离。
2.4.4发酵工段发酵工段主要由换热器、发酵罐组成。
回旋沉淀后的麦汁经过板式换热器调整为适宜的发酵温度,在经过冲氧,添加啤酒酵母的工序,最终进入发酵罐进行麦芽发酵,啤酒酵母将可发酵性糖和氨基酸等分解成酒精。
2.4.5清酒工段清酒工段主要由过滤机和清酒罐组成。
经过发酵而成熟的啤酒在过滤机中将剩余的酵母和不溶解性蛋白滤除,使酒液成色更加透亮。
经过过滤后的啤酒由出口泵泵入清酒罐,最终啤酒在制冷压缩机的作用下低温保存在清酒罐。
43/ 5第三章酿造部分硬件结构3.1现场设备组成3.1.1液体反应罐液体反应罐(如图3.1)由锅体、锅盖、搅拌电机、夹套、支承杆及传动装置组成,液体反应罐的材质以及开孔具体位置可按照现场的实际情况进行定做。
液体反应罐有许多种不同的加热形式,比如电加热器加热、油体加热、气体加热、水加热以及冷却等等;上面的夹套也有多种不同样式供用户选择;搅拌的形式同样也有不同的选择,比如船桨式、抛锚式、框架式等等;高转速类也有许多样式供用户选择,以便应付不同的生产工艺;传动装置大体分为普通电机、伺服电机、电磁调速电机几种。
图3.1液体反应罐Fig. 3.1 Liquid reaction tank3.1.2交流电机交流电机(如图3.2)能够实现机械能与交流电能互相转换。
由于交流电力系统大力发展,交流电机逐渐成为自动化工业生产的宠儿。
交流电机与直流电机相比,交流电机因为没有换向器,它具有整体结构简单、制造相对容易、耐久度高,较为容易做成高转速、高电压、大电流、大容量电机。
交流电机功率所涵盖的范围是相对比较大的,几瓦到几万千瓦,甚至43/ 6能够达到上百万千瓦。
本次课题选用交流电机用于对反应罐液体的搅拌,由于交流电机的上述特点,故选择交流电机用于对反应罐内液体的搅拌。
交流电机图3.2Fig. 3.2 Alternating current dynamo3.1.3耐腐蚀离心泵由于本次设计有液体之间的传输,因此需要抽水泵来实现告诉液体传输,因为两个反应罐之间的液位是没有明显差距,因此需要入水泵以及出水泵来实现传输;更重要的是本次课题传输的是液体,考虑到耐久性以及耐腐蚀性的问题,故选择耐腐蚀离心泵来作为本次课题的入水泵以及出水泵,通过选择耐腐蚀性离心泵能够很好的解决耐久性以及耐腐蚀性这一问题。
43/ 7图3.3耐腐蚀离心泵Fig. 3.3 Corrosion resisting centrifugal pump3.1.4电磁阀、电动调节阀电磁阀(如图3.4.1)是用电磁控制的自动化工业生产设备,是用来控制液体流动的自动化基础元件。