【正文】 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。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。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。T、TT2 之間關(guān)系為 T=T1+T2.電磁閥的閥位值=T2/T1100%。電磁閥 PWM 輸出波形如圖 所示。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。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。 主程序開(kāi)始先計(jì)算出實(shí)際該罐啤酒的發(fā)酵時(shí)間，然后取出該段時(shí)間對(duì)應(yīng)的標(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)。V/F 轉(zhuǎn)換器的作用是將溫度轉(zhuǎn)換器輸出的電壓轉(zhuǎn)換成與其成比例的頻率，該頻率代表發(fā)酵罐內(nèi)的實(shí)際溫度。溫度控制系統(tǒng)組成框圖如圖 所示。顯示的信息，并從 CPU 讀取信息，然后顯示信息。完成編程并下載后，將 CPU 和 TD200 通過(guò)TD/CPU 電纜進(jìn)行正確連接，正確設(shè)置 TD200 的參數(shù)，即可完成 TD200 的開(kāi)發(fā)使用。也就是說(shuō)，TD200 的所有組態(tài)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在 CPU S7200 可變存儲(chǔ)器（V 存儲(chǔ)器）內(nèi)，而在 TD200 中只需通過(guò)面板設(shè)置 TD200 的地址、所連接的 CPU 的地址、通訊波特率和參數(shù)塊(TD 向?qū)е凶兞康钠鹗嫉刂?的位置。TD200 既可以通過(guò) TD/CPU 電纜由 S7200 CPU 供電，也可以由一個(gè)外部插入式電源供電，但不能 TD/CPU 電纜和外部電源同時(shí)對(duì) TD200 供電，這樣會(huì)損壞設(shè)備。 （S7200 M 存儲(chǔ)區(qū) x 字節(jié)的第 0 位）如果本科生課程設(shè)計(jì)（論文）11按 SHIFT 鍵的同時(shí)（或預(yù)先按下 SHIFT 鍵）按下功能鍵 F1，則設(shè)置標(biāo)志位； F2—設(shè)置標(biāo)志位 。TD200 鍵盤共有 9 個(gè)鍵：5 個(gè)命令鍵和 4 個(gè)功能鍵。信號(hào)處理模塊主要分為四類：開(kāi)關(guān)量輸入 DI、開(kāi)關(guān)量輸出 DO、模擬量輸入 AI、模擬量輸出 AO。通信是 S7200PLC 的一個(gè)重要功能，它為用戶提供了強(qiáng)大，靈活的通信功能。，包括整個(gè)用戶程序可在用戶規(guī)定的同期數(shù)內(nèi)運(yùn)行和分析，同時(shí)可紀(jì)錄性存儲(chǔ)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器狀態(tài)。根據(jù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的考察，啤酒發(fā)酵溫度 PLC 控制系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)數(shù)及類型確定，可知 PLC 要提供 21 個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入和 15 個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出，5 個(gè)模擬量輸入，同時(shí)考慮到要留有 20%～30%的余量。晶閘管輸出模塊是交流輸出模塊，只用于高速大功率負(fù)載；繼電器輸出模塊是交直流輸出模塊，即可帶直流也可帶交流，因其有觸點(diǎn)，故只能用于低速負(fù)載。 I/O 模塊。日本的 PLC 以中小型機(jī)為主，價(jià)格便宜，典型代表為 OMRON 公司、三菱（MITSUBISHI）公司的產(chǎn)品。 、處理過(guò)程及開(kāi)關(guān)量的輸入/輸出功能。因此，可編程控制器啤酒發(fā)酵過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)，可完成啤酒發(fā)酵過(guò)程控制功能，完成與上位機(jī)的通訊，實(shí)現(xiàn)啤酒發(fā)酵過(guò)程的遠(yuǎn)程監(jiān)控。2. 執(zhí)行程序：然后 PLC 按用戶程序中的指令逐條執(zhí)行，但是把執(zhí)行結(jié)果暫時(shí)存儲(chǔ)起來(lái)。這種物質(zhì)對(duì)人體健康不利而且會(huì)降低啤酒的可口程度，所以這個(gè)過(guò)程需要將其除去，增強(qiáng)啤酒的品質(zhì)。主要分為以下階段： ：在這個(gè)過(guò)程中，由糖化階段產(chǎn)生的麥汁原料經(jīng)由連接管道由糖化罐進(jìn)入發(fā)酵罐中。整個(gè)發(fā)酵過(guò)程按照發(fā)酵機(jī)理，根據(jù)主酵→雙己酰還原→冷卻→酵母回收→后貯的階段，分別設(shè)定曲線進(jìn)行控制，并采用滯后預(yù)估等控制方法，使系統(tǒng)控制精度符合工藝要求。酒在不同溫度選會(huì)形成對(duì)流的作用。啤酒口味和實(shí)際要求的不同，啤酒的發(fā)酵工藝曲線也就不同，但是對(duì)于確定好的啤酒發(fā)酵工藝，就應(yīng)嚴(yán)格按照工藝曲線去控制溫度和壓力等，這樣才能保證啤酒的質(zhì)量。利用 PLC 實(shí)現(xiàn)發(fā)酵罐溫度的控制，PLC 實(shí)現(xiàn)啤酒發(fā)酵溫度控制的主要任務(wù)是接受由發(fā)酵罐傳來(lái)的溫度模擬量輸入信號(hào)，然后與工藝曲線設(shè)定溫度值進(jìn)行比較，計(jì)算出溫度偏差值，再使用簡(jiǎn)單的 PID 控制回路計(jì)算出電磁閥的開(kāi)度，對(duì)閥門進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵罐溫度的控制。因此很難找到或建立某一確切的數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)控制。當(dāng)溫度到達(dá) 1 攝氏度以下時(shí)發(fā)酵進(jìn)入低溫儲(chǔ)酒階段，在低溫儲(chǔ)酒階段溫度控制在~10 攝氏度。啤酒發(fā)酵整個(gè)過(guò)程分為：麥汁進(jìn)罐，自然升溫，還原雙乙酰，降溫過(guò)程等。啤酒生產(chǎn)工藝主要由麥汁制備（俗稱糖化） 、啤酒發(fā)酵、啤酒罐裝等工藝流程組成。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)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。比如，發(fā)酵過(guò)程的溫度若發(fā)生劇烈變化，不僅會(huì)使酵母早期沉淀、衰老、死亡、自溶，造成發(fā)酵異常，還直接影響到酵母代謝副產(chǎn)物組成，從而對(duì)啤酒酒體與風(fēng)味，及啤酒膠體穩(wěn)定性造成危害。啤酒發(fā)酵是啤酒生產(chǎn)工藝流程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，也是一個(gè)極其復(fù)雜的在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)生并釋放大量熱量的生化放熱反應(yīng)過(guò)程。關(guān)鍵詞：啤酒發(fā)酵；溫度控制；可編程邏輯控制器 PLC本科生課程設(shè)計(jì)（論文）III目 錄第 1 章 緒論 ................................................................1第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案 ....................................................2 概述 ................................................................2 控制原理 ............................................................2 啤酒發(fā)酵工藝流程 ....................................................3第 3 章 硬件設(shè)計(jì) ...........................................................6 PLC 的選型 ...........................................................6 PLC 工作原理及功能 ............................................6 PLC 的選型 ..............................