【正文】 同時也可以看到為提供綜合自動化解決方案的高新企業(yè)，必定涉及 PLC 的應(yīng)用，研發(fā) PLC 也應(yīng)隨之提上日程，是公司長期發(fā)展這些應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)保證。在進入一般清洗后，先用清水 洗，然后熱 堿洗，開熱水閥，熱水洗完，結(jié)束 CIP 過程。至于 FB,FC,DB塊則沒有這樣固定的要求。上位機采用 IFIX 監(jiān)控軟件，通過西門子的 CP5611 接口卡來實現(xiàn)與下位機的聯(lián)接， CP5611需加與 IFIX 的聯(lián)接通過 OPC 方式完成。 17 主要包括的過程有： ，排放不良酵母，選擇預(yù)回收酵母的發(fā)酵罐罐號，選擇酵母進回收罐罐號，按 STEP1開始按鈕，啟動酵母回收過程； ，不良酵母排放完畢，按下 STEP2 開始按鈕； STEP2 已經(jīng)結(jié)束， STEP3 開始按鈕結(jié)束這個過程。 第五階段：貯酒 過濾之前：按貯酒設(shè)定溫度（ ）控制下溫，上溫高于下溫的差值約 （可設(shè)定）。 —— 《 啤酒工程應(yīng)用技術(shù)》 15 第四章 控制初步設(shè)計 前言 啤酒發(fā)酵是一個復(fù)雜的過程，工藝路線長，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，對自動控制的要求很高。除去酵母后，生成物“嫩啤酒”被泵人后發(fā)酵罐。 到 1988年我國大陸啤酒廠家發(fā)展到 813個 , 總產(chǎn)量達 萬噸 , 僅次于美國、德國 , 名列第三 , (到 1993 年躍居第二 ) 短短十年 , 我國啤酒廠家增長 9 倍 , 產(chǎn)量增長 倍 , 從而我國成了名符其實的啤酒大 國。 公元 6世紀，啤酒的制作方法由埃及經(jīng)北非、伊比利亞半島、法國傳入德國。如系統(tǒng)功能調(diào)用等的新的程序早已集成在操作系統(tǒng)內(nèi)，從而顯著的減少所需要的用戶存儲器容量，你可將它們用于中斷處理，以及出錯或復(fù)制數(shù)據(jù)處理，或是（例如）可以利用時鐘功能。 CPU 程序： CPU 程序包括用于程序的塊和塊需要的信息，如符號表。這就使制定采購計劃大為方便。程序中還設(shè)置了對用戶程序電路查錯報錯的程序，錯誤的程序和參數(shù)是 8 不能運行的。它的作用是對整個可編程控制器的工作進行控制。 張磊 6 第二章 PLC 概述 由來和發(fā)展 微機技術(shù)已經(jīng)并繼續(xù)在改變世界，以微機技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程控制器也正在改變著工廠自動控制的面貌。 當以 STEP 7 編程時，不要求特別的順序，但是，在大多數(shù)項目中必須滿足某些基本的任務(wù)。 1 杭州電子工業(yè)學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 啤酒發(fā)酵過程中的 PLC應(yīng)用 分 院 自 動 化 學 院 專 業(yè) 自 動 化 班 級 99612 姓 名 指導(dǎo)教師 柴利 呂永杰 俞文光 2020 年 06 月 01 日 2 啤酒發(fā)酵過程中的 PLC 應(yīng)用 摘要 發(fā)酵技術(shù)是世界上最先進的農(nóng)藝生物工程學技術(shù)。編程的內(nèi)容主要包括梯形圖和語句表，在我編寫的程序中，主要是語句表，在語句表中，遞增地檢查語法，如果你使用語句表指令編寫程序，則 STEP 7 在你輸入每一指令之后檢查語法。近 20 年來隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器以其可靠性高。它的工作分兩部分：一部分是對系統(tǒng)進行管理，如自診斷，查錯，信息傳送時鐘，計數(shù)刷新等；另一部 分就是根據(jù)用戶程序執(zhí)行輸入輸出操作，程序解釋執(zhí)行操作等。 2. 編程方便，易于使用 可編程控制器采用與實際電路接線圖非常接近的梯形圖，這種圖形編程方式易懂易編。至于最終細節(jié)的設(shè)計，由軟件即可完成。 （ 2）：生成用于程序的塊：當 你生成新塊時就開始生成新程序，你選擇塊型： OB,FB,FC， DB,VD你能夠輸入或編輯程序，或者你能夠說明用于塊的局部數(shù)據(jù)。 極大的拓寬了運算指令的范圍。那時啤酒的制作主要在教堂、修道院中進行。 啤酒的生產(chǎn)工藝流程圖 ： 圖 啤酒的生產(chǎn)工藝流程圖 13 釀造工藝流程 (文字注釋 )： ，麥芽在進入釀造車間之前，先被送到粉碎塔，在這里麥芽經(jīng)過輕壓后粉碎制成釀造用麥芽。在此剩 余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)進一步沉淀下來，使啤酒的風格逐漸成熟，成熟的時間隨啤酒品種的不同而異，一般在 7－ 21天。主要包括以下的幾個過程：發(fā)酵溫度控制，麥汁進罐過程，麥汁管路 CIP，酵母回收過程，壓榨酵母，管路 CIP（包括酵母回收管路 CIP，出酒管路 CIP）罐 CIP，出酒過程等 。上溫超過設(shè)定值開中閥，下溫超設(shè)定值開下閥。 過程中需由上位機預(yù)先設(shè)定的參數(shù)有：酵母回收罐容量；酵母回收后水頂酵母的時間。 SIMATIC STEP 7 中的程序主要就是功能塊的組合，所以在我編寫的這些程序中，有 7 個OB(ORGANIZATION BLOCK)、 4個 FB(FUNCTION BLOCK)、 98個 FC(FUNCTION)、 還有 32塊 DB(DATA BLOCK)。比方說： FB1 發(fā)酵罐溫度控制， FB6 變頻泵控制， FB12 調(diào)節(jié)閥控制， FB16 取樣控制。而全面清洗就是在熱水洗完之后在進行消毒水清洗，之后才結(jié)束。在目前國外 DCS 生產(chǎn)廠商相對不景氣狀況下，我們中控在穩(wěn)定力量保住 DCS 研發(fā) 的同時，必須利用一定力量涉足 PLC 的研發(fā)工作。D 事業(yè)部目前經(jīng)營狀況為例，盈利主要來源于 PLC， PCS7 的運作處于虧本狀態(tài)。 出酒管路 CIP 主要有兩種方法：全面清洗和一般清洗，他們在工序上的差別就是一般清洗少一個消毒水清洗的過程，其余的一樣。 20 軟件部分： 部分程序塊介紹 OB 塊一共有 7塊，但是命名方面卻比較固定， OB1：最高的 編程層次，并組織 STEP 7程序中的其他塊； OB 35：每 100ms循環(huán)中斷； DB80：循環(huán)時間故障； DB85無運行錯誤的組織塊； DB100：重新啟動； DB122：模塊接入錯誤。 下位機為西門子的 S7300 PLC 系統(tǒng)：采用 CPU3152DP 外掛 ET200 的方式，此項目共有 6 個遠程 I/O。 酵母回收過程： 和前面所提到的 麥汁進罐過程一樣，這個過程的啟動條件也是發(fā)酵罐要處于發(fā)酵狀態(tài)。 上溫超過設(shè)定值開 中閥，下溫超設(shè)定值開下閥。也可以看出啤酒的前景是非常光明的。釀酒師們將這部分酵母回收起來以供下一罐使用。 80年代 , 我國的啤酒廠如雨后春筍般不斷涌現(xiàn) , 遍及神州大地 。由于谷物的殘渣及雜菌污染，酒的味道可想而知。 甚至找到一個直接編址的非常簡單的解決方案：實際上，你可間接的對任何指令進行編址，然后將它以簡潔形式（例如 AI（ DB 5， ）集成到程序內(nèi)。 （ 1）：生成項目和 CPU 程序：在 STEP 7 中，你將程序數(shù)據(jù)儲存在下列目錄中： 項目：項目包括在一個網(wǎng)絡(luò)中若干個 CPU 進行全局數(shù)據(jù)通信需要的信息。 對于系統(tǒng)設(shè)計，采用可編程控 制器后，只要初步確定 I/O 總數(shù)，即可定下機型及模塊。在軟件方面設(shè)置了警戒時鐘 WDT, 可編程控制器運行時對 WDT 定時刷新，如果程序出現(xiàn)了死循環(huán)，就能立即跳出重新啟動，并報警，隨時對 CPU 等內(nèi)部電路進行檢測，一旦出錯，立即報警。它包括一臺基本計算機必需的部件（中央處理器 CPU，存儲器 RAM 和 ROM，并行接口，串行接口，時鐘 CTC）。同時也向在我的畢業(yè)設(shè)計工作中提供幫助的老師，同學以及公司的同事們表示感謝。并到現(xiàn)場進行調(diào)試。在啤酒釀造過程中有三種主要的成分：水，谷物和 HOPS(啤酒花 )。 關(guān)鍵詞 啤酒 發(fā)酵 PLC（ SIMATIC S7） 溫度控制 CIP。能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗，使用極方便的巨大優(yōu)越性，迅速占領(lǐng)工業(yè)自控領(lǐng)域，成為工業(yè)自動控制的首選產(chǎn)品，與機器人， CAD/CAM并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。 2，輸入接口電路：通常輸入有兩種形式，一種是直流輸入，其輸入器件可以是無源觸點或傳感器的集電極開路晶體管；另一種是交流輸入，這實際上是將交流信號經(jīng)整流，限流后再通過光耦傳入 CPU。為 了進一步簡化編程，當今的可編程控制器還針對具體問題設(shè)計了諸如步進順控指令，流程圖指令等指令系統(tǒng)，這點對于加快系統(tǒng)開發(fā)速度非常重要。由于當今可編程控制器具有大量模擬量控制模塊、位置量控制模塊和數(shù)據(jù)讀 /寫模塊，這些模塊與 I/O模塊配合很容易就能構(gòu)成一個 9 綜合控制系統(tǒng)。 （ 3）：選擇輸入數(shù)據(jù)的方法：在 STEP 7 中，你能夠以下列方法中的一種輸入數(shù)據(jù)： 在梯形圖中，遞增地檢查語法，如果你使用梯形圖指令編寫程序，則 STEP 7 在你輸入每一指令之后檢查語法。 S7－ 300 小型 PLC 不僅能處理加、減，而且能在指令級完成乘和除運算。為了保證啤酒質(zhì)量，防止由乳酸菌引起的酸味，修道院要求釀造啤酒的器具必須保持清潔。 ，麥芽和水經(jīng)加熱后沸騰，這是天然酸將難溶性的淀粉和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成為可溶性的麥芽提取物，稱作“麥芽汁”。 ，就成為待包裝的清酒。 主 要流程的控制 發(fā)酵溫度控制 第一階段：主酵保溫 按主酵設(shè)定溫度（一般為 ）控制下溫，上溫低于下溫的差值約 （可設(shè)定）。 過濾至一半：按貯酒設(shè)定溫度（ ）控制下溫，下溫超設(shè)定值開下閥。操作時要選擇的參數(shù)有：預(yù)回收酵母的發(fā)酵 罐罐號，酵母進回收罐罐號。OB 相當于主函數(shù)，可以調(diào)用 FC（因 為每一個塊都被賦予了一個 SYMBOLIC NAME，所以在 OB 塊中進行調(diào)用時，主要就是通過對 SYMBOLIC NAME 進行的操作） FC中也可以調(diào)用 FB 和 DB。 OB 塊的調(diào)用 下面是 OB1塊中的一小部分程序： NETWORK1: CALL mzjgzkz CALL OFFDELAY CALL 3fztimer CALL 12fztimer CALL caiyang/shuchu CALL S7 from S5 input control CALL kgl output control CALL s7 to s5 output control CALL bpbkz 上面程序依次調(diào)用的是： FC110 (麥汁進罐總控制 )， FC13（開泵關(guān)泵延時控制） FC4（ 3 分鐘定時器） FC3（ 12 分鐘定時器）， FC1（ IO 采樣及輸出）， FC1(S7 到 S5 接受到信號的輸入控制 )， FC20（開關(guān)量輸出控制）， FC24（變頻泵調(diào)節(jié)控制）。 編寫罐 CIP 控制時的思路： 圖 罐 CIP 流程圖（ 1） 開始 回收水洗 堿洗 清水洗 消毒水洗 結(jié)束 31 圖 罐 CIP 流程圖（ 2） 回收水洗 回收水液位 低于低液位 液位低于高液位 延時 10 分鐘后再進水 關(guān)出水泵 堿洗 開 CIP 閥 延時后開出水泵 開回收泵 開清水閥 開清水加入閥 關(guān)清水加入閥 清洗時間到 發(fā)酵罐低 液位不等于 1 等待 32 圖 罐 CIP 流程圖（ 3） 清水洗 回 液電導(dǎo)率 小于設(shè)定值 堿液回收 到回收水罐 排放堿液 電導(dǎo)率達到 要求 延時，設(shè)定時間 回收 關(guān)閥門，開回收泵 堿液排掉 設(shè)定時間 時間到 堿液回收到堿罐 堿洗發(fā)酵罐 開始計時 清洗時間到 發(fā)酵罐低液位 不等于 1 關(guān)出水泵 等待 33 圖 罐 CIP 流程圖（ 4） 開清水閥開出水泵 電導(dǎo)率小于清水電導(dǎo)率 清水洗 發(fā)酵罐低 液位不等于 1 關(guān)出水泵 消毒水洗 CIP 液回收至回收水罐