【正文】 標(biāo)準(zhǔn)溫度值，將標(biāo)準(zhǔn)溫度值與實(shí)際溫度值比較，若相等則再次回到主程序入口進(jìn)行下一輪的標(biāo)準(zhǔn)值查找，若不相等則系統(tǒng)由 CPU 計(jì)算出相應(yīng)的 PID 系數(shù)，輸出信號(hào)去控制電磁閥，用電磁閥控制的氣路打開(kāi)或關(guān)閉冷媒閥，進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。 該系統(tǒng)可用 S7 軟件編程。應(yīng)用這些軟件，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，隨時(shí)可顯示出整個(gè)發(fā)酵罐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，各個(gè)閥門的實(shí)時(shí)狀態(tài)，可讀出每個(gè)發(fā)酵罐各點(diǎn)的實(shí)際溫度值，液 位置等參數(shù)，對(duì)整個(gè)系 統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，并有各種 報(bào)警實(shí)時(shí)顯示和溫度控 制情況曲線記錄等，以 便操作者及時(shí)掌握系統(tǒng) 工作狀況。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）15圖 程序流程圖 PLC 功能模塊程序設(shè)計(jì)。在程序中必須能夠得到每個(gè)發(fā)酵罐的起始發(fā)酵時(shí)間，然后由當(dāng)前時(shí)間計(jì)算出罐內(nèi)啤酒的已經(jīng)發(fā)酵時(shí)間。這個(gè)過(guò)程中需要考慮到的問(wèn) 題是，每個(gè)月 的天數(shù)、該年 是否可能為潤(rùn) 年等。算當(dāng) 前時(shí)刻的設(shè)定 溫度。處在發(fā) 酵過(guò)程中的每 一個(gè)發(fā)酵罐根據(jù)各自的生產(chǎn)需要，都有一個(gè)工藝設(shè)定曲線。在計(jì)算出發(fā)酵的時(shí)間之后，可以通過(guò)計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的設(shè)定溫度。計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻設(shè)定溫度之后，可以計(jì)算出溫度的偏差值，使用簡(jiǎn)單的 PID 控制回路就可以計(jì)算出電磁閥的開(kāi)度。由于電磁閥是二位式的，所以其閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作作為占空比連續(xù)變化的 PWM 輸出。電磁閥 PWM 輸出波形如圖 所示。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）16圖 電磁閥 PWM 輸出波形圖圖中 T 為電磁閥動(dòng)作周期。T1 為電磁閥關(guān)閉時(shí)間。T2 為電磁閥打開(kāi)時(shí)間。T、TT2 之間關(guān)系為 T=T1+T2.電磁閥的閥位值=T2/T1100%。 主程序 主程序控制系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止，整個(gè)發(fā)酵溫度控制過(guò)程根據(jù)不同發(fā)酵時(shí)期的不同轉(zhuǎn)換條件，調(diào)用相關(guān)子程序，完成主酵→雙乙酰還原→冷卻→酵母回收→后貯的階段的溫度根據(jù)設(shè)定好的曲線實(shí)現(xiàn)控制，主程序如圖 所示。網(wǎng)絡(luò) 1 麥汁進(jìn)灌網(wǎng)絡(luò) 2 滿灌檢測(cè)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）17網(wǎng)絡(luò) 3 滿灌溫度保持階段 網(wǎng)絡(luò) 4 滿灌溫度保持定時(shí) 網(wǎng)絡(luò)6 主酵自然升溫階段網(wǎng)絡(luò) 5 滿灌定時(shí)到 網(wǎng)絡(luò)7 自然升溫檢測(cè)網(wǎng)絡(luò) 8 雙乙酰還原階段 網(wǎng)絡(luò) 9 降溫階段 網(wǎng)絡(luò)10 降溫保溫檢測(cè)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）18網(wǎng)絡(luò) 11 后酵保溫階段 網(wǎng)絡(luò) 12 第二次降溫 網(wǎng)絡(luò) 13 二次降溫檢測(cè)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）19 網(wǎng)絡(luò) 14 貯酒保溫圖 網(wǎng)絡(luò) 1～網(wǎng)絡(luò) 14 主程序 模擬量信號(hào)采集處理擬量采集處理部分由網(wǎng)絡(luò) 1～網(wǎng)絡(luò) 3 組成。主要完成溫度液位等模擬量的采集和處理，梯形圖如圖 所示：網(wǎng)絡(luò) 1 讀取溫度模擬輸入值網(wǎng)絡(luò) 2 溫度值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量網(wǎng)絡(luò) 3 溫度由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）20圖 網(wǎng)絡(luò) 1～網(wǎng)絡(luò) 3 梯形圖 溫度設(shè)定值的計(jì)算溫度的設(shè)定值很簡(jiǎn)單，就是按比例計(jì)算求值。如圖 所示，曲線 a 是溫度設(shè)定曲線的一部分，t1 和 t2 是曲線的兩個(gè)端點(diǎn)的橫坐標(biāo)，T1 和 T2 是曲線的兩個(gè)端點(diǎn)的縱坐標(biāo)，t 是當(dāng)前的時(shí)間，T 就是當(dāng)前的設(shè)定溫度。用很簡(jiǎn)單的比例關(guān)系式就可以求出當(dāng)前的設(shè)定溫度值 T。圖 溫度曲線溫度設(shè)定值的計(jì)算由網(wǎng)絡(luò) 4～網(wǎng)絡(luò) 6 組成對(duì)發(fā)酵罐溫度使用 PID 控制必須具備的條件是設(shè)定的溫度和實(shí)際溫度，如圖 所示：網(wǎng)絡(luò) 4 網(wǎng)絡(luò)5 ??21TtTt????T 溫度t 時(shí)間0t 1 tt 2T 1TT 2本科生課程設(shè)計(jì)（論文）21 網(wǎng)絡(luò)6圖 網(wǎng)絡(luò) 4~網(wǎng)絡(luò) 6 梯形圖 電磁閥控制調(diào)節(jié)電磁閥的輸出以控制發(fā)酵罐內(nèi)的溫度值。由 PID 輸出值以及發(fā)酵階段的不同，計(jì)算出不同的電磁閥開(kāi)關(guān)時(shí)間。這段程序由網(wǎng)絡(luò) 11～網(wǎng)絡(luò) 14 組成，如圖 所示 ：網(wǎng)絡(luò) 11網(wǎng)絡(luò) 12網(wǎng)絡(luò) 13本科生課程設(shè)計(jì)（論文）22 網(wǎng)絡(luò) 14圖 網(wǎng)絡(luò) 11～網(wǎng)絡(luò) 14 梯形圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）23第 5 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以 PLC 為軟件基礎(chǔ)，充分利用了當(dāng)今先進(jìn)的工業(yè)信息技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，為節(jié)省能源，降低生產(chǎn)成本，并且能夠滿足控制的要求，發(fā)酵罐的溫度控制選擇了檢測(cè)發(fā)酵罐的上、中、下 3 段的溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)上、中、下 3 段液氨進(jìn)口的兩位式電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)酵罐溫度控制的方法，利用 PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程溫度的控制。設(shè)計(jì)過(guò)程中需要查閱大量資料，了解了啤酒的生產(chǎn)發(fā)酵條件，控制系統(tǒng)的組成硬件選擇，還編寫了部分控制程序梯形圖。改進(jìn)啤酒發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程控制是釀造業(yè)技術(shù)進(jìn)步的有效措施，它可以在不增加原材料及動(dòng)力消耗的前提下，增加產(chǎn)品產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)還可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善工作條件、提高發(fā)酵工藝水平及生產(chǎn)管理水平。因此，優(yōu)化啤酒發(fā)酵控制應(yīng)用前景樂(lè)觀，能產(chǎn)生較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。為啤酒發(fā)酵罐溫度的自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供一種解決方法，為解決目前市場(chǎng)同類產(chǎn)品效率低、成本高的問(wèn)題提供一些的參考。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）24 參考文獻(xiàn)[1] 董曉津, 王斌, 王孫安 . 啤酒發(fā)酵過(guò)程自動(dòng)控制研究[J]. 機(jī)床與液壓, 2022, 184(4): 102103[2] 謝克明，等 . 可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì)[J] . 北京：電子工業(yè)出版社，2022[3] 求是科技，PLC 應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐[J]. 北京：人民郵電出版社，2022[4] 鄭晟，鞏建平，張學(xué)，現(xiàn)代可編程序控制器原理與應(yīng)用[M] 北京：科學(xué)出版社2022[5] 王暢, 發(fā)酵過(guò)程溫度控制 PIDP 參數(shù)的模糊自校正[J]. 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2022, 17(3): 2527.[6] [M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社,2022[7] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022[8] 劉剛. 錐形罐發(fā)酵溫控管理及自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 中國(guó)釀造, 2022, 5: P3436.[9] 杜鋒，2022[10] ，2022, 5[11] 陳在平, 趙相賓. 可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2022.[12] ，1998[13] 王文甫. 啤酒生產(chǎn)工藝[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 2022.[14] 王念春. 自控系統(tǒng)在啤酒生產(chǎn)中應(yīng)用的現(xiàn)狀與展望[J]. 自動(dòng)化與儀表, 2022, 16(4): 911.[15] 杜立強(qiáng), 韓兵欣, 劉利賢 . 啤酒發(fā)酵過(guò)程的單神經(jīng)元自適應(yīng) PID 控制[N]. 河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(bào), 2022, 18(2): 4043.[16] 薛福珍, 龐國(guó)仲, 胡京華 . 啤酒發(fā)酵溫度的多變量控制[J]. 自動(dòng)化學(xué)報(bào), 2022, 28(1): 150154.[17] 邱公偉. 可編程序控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2022.