【正文】 本科生課程設(shè)計（論文）24 參考文獻[1] 董曉津, 王斌, 王孫安 . 啤酒發(fā)酵過程自動控制研究[J]. 機床與液壓, 2022, 184(4): 102103[2] 謝克明，等 . 可編程控制器原理與程序設(shè)計[J] . 北京：電子工業(yè)出版社，2022[3] 求是科技，PLC 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐[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(自然科學(xué)版). 2022, 17(3): 2527.[6] [M].北京：中國計量出版社,2022[7] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2022[8] 劉剛. 錐形罐發(fā)酵溫控管理及自動控制系統(tǒng)設(shè)計[M]. 中國釀造, 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[M]. 北京: 機械工業(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]. 自動化與儀表, 2022, 16(4): 911.[15] 杜立強, 韓兵欣, 劉利賢 . 啤酒發(fā)酵過程的單神經(jīng)元自適應(yīng) PID 控制[N]. 河北建筑科技學(xué)院學(xué)報, 2022, 18(2): 4043.[16] 薛福珍, 龐國仲, 胡京華 . 啤酒發(fā)酵溫度的多變量控制[J]. 自動化學(xué)報, 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.。因此，優(yōu)化啤酒發(fā)酵控制應(yīng)用前景樂觀，能產(chǎn)生較大的社會經(jīng)濟效益，具有很大的應(yīng)用價值。設(shè)計過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。由 PID 輸出值以及發(fā)酵階段的不同，計算出不同的電磁閥開關(guān)時間。用很簡單的比例關(guān)系式就可以求出當前的設(shè)定溫度值 T。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)換為浮點數(shù)本科生課程設(shè)計（論文）20圖 網(wǎng)絡(luò) 1～網(wǎng)絡(luò) 3 梯形圖 溫度設(shè)定值的計算溫度的設(shè)定值很簡單，就是按比例計算求值。 主程序 主程序控制系統(tǒng)的啟動與停止，整個發(fā)酵溫度控制過程根據(jù)不同發(fā)酵時期的不同轉(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)定好的曲線實現(xiàn)控制，主程序如圖 所示。T2 為電磁閥打開時間。本科生課程設(shè)計（論文）16圖 電磁閥 PWM 輸出波形圖圖中 T 為電磁閥動作周期。由于電磁閥是二位式的，所以其閥的開關(guān)動作作為占空比連續(xù)變化的 PWM 輸出。處在發(fā) 酵過程中的每 一個發(fā)酵罐根據(jù)各自的生產(chǎn)需要，都有一個工藝設(shè)定曲線。這個過程中需要考慮到的問 題是，每個月 的天數(shù)、該年 是否可能為潤 年等。 本科生課程設(shè)計（論文）15圖 程序流程圖 PLC 功能模塊程序設(shè)計。 該系統(tǒng)可用 S7 軟件編程。整本科生課程設(shè)計（論文）14個系統(tǒng)程序流程圖如圖 所示。用 PLC 內(nèi)的高速計數(shù)器記錄此頻率，以便和溫度的給定值相比較產(chǎn)生誤差信號。溫度測量元件采用線性度好且時間常數(shù)小集成溫度傳感器來測量發(fā)酵罐溫度，經(jīng)溫度變送器把溫度轉(zhuǎn)換成與其成比例的電壓。圖中的控制器即為 PLC，它按 PID 控制規(guī)律來設(shè)計控制程序。表 31 本機及擴展模塊 I/O 地址分配地址 注解 地址 注解 系統(tǒng)啟動 自動運行狀態(tài) 系統(tǒng)急停 麥汁進罐泵運行 啟動麥汁進罐 壓力超限報警 關(guān)閉麥汁進罐 溫度超限報警 自動方式 滿罐溫度保持指示 滿罐溫度保持 主酵自然升溫段指示 主酵自然升溫段 雙乙酰還原階段指示 雙乙酰還原階段 降溫保溫階段指示 降溫保溫階段 后酵保溫階段指示 后酵保溫階段 第二降溫階段指示 第二降溫階段 閥貯酒保溫階段指示 貯酒保溫階段 上冷媒開關(guān)電磁閥 開上冷媒開關(guān)電磁閥 中冷媒開關(guān)電磁閥 開中冷媒開關(guān)電磁閥 下冷媒開關(guān)電磁 開下冷媒開關(guān)電磁閥 發(fā)酵罐排氣閥 關(guān)上冷媒開關(guān)電磁閥 AIW6 發(fā)酵罐上部溫度 關(guān)中冷媒開關(guān)電磁閥 AIW8 發(fā)酵罐中部溫度 關(guān)下冷媒開關(guān)電磁閥 AIW10 發(fā)酵罐下部溫度 開發(fā)酵罐排氣閥 AIW12 發(fā)酵罐壓力 關(guān)發(fā)酵罐排氣閥 AIW16 發(fā)酵罐液位本科生課程設(shè)計（論文）13第 4 章 軟件設(shè)計 控制系統(tǒng)組成溫度是工業(yè)生產(chǎn)中主要的被控參數(shù)之一。 I/O 地址分配根據(jù)啤酒發(fā)酵溫度控制的工藝流程及實際需求，確定整個系統(tǒng)共有 26 個輸入點，其中 5 個模擬量；16 個輸出點，考慮到系統(tǒng)的擴展留有少量冗余，因此本科生課程設(shè)計（論文）12選用西門子 S7200PLC CPU226 模塊 1 塊、EM221 擴展模塊 1 塊、EM222 擴展模塊 2 塊、EM231 模擬量擴展模塊 2 塊。如果一切合格，TD200 開始主動輪詢信息使能位以決定要顯示的信息，并從 CPU 讀取信息，然后顯示信息。上電后，TD200 從 CPU 讀參數(shù)塊。在 STEP 7 MicroWIN 中，用 TD200 向?qū)Вú藛巍癟oolsTD200 Wizard”）給 CPU S7200 編程。TD200 上電后，按“ESC”鍵進入“診斷菜單” ，接著進入“TD200 設(shè)置”選項，分別設(shè)置“TD200 地址” （缺省值為 1） 、 “CPU 地址” （缺省值為 2） 、 “參數(shù)塊地址” （缺省值為 0） 、 “波特率” （缺省值為 ） 。 TD200 里只存儲 TD200 的地址、所連接的 CPU 的地址、通訊波特率和參數(shù)塊的位置（注意要與 CPU 中的一致） 。本文只討論最簡單、最常用的方式：由 S7200 通過 TD/CPU 電纜供電。如果按 SHIFT 鍵的同時（或預(yù)先按下 SHIFT 鍵）按下功能鍵 F4，則設(shè)置標志位 。如果按 SHIFT 鍵的同時（或預(yù)先按下 SHIFT 鍵）按下功能鍵 F2，則設(shè)置標志位 ；F3—設(shè)置標志位 。功能鍵：F1—設(shè)置標志位 。命令鍵：ENTER—用寫入新數(shù)據(jù)和確認信息；ESC—用轉(zhuǎn)換 Display Message 方式和 Menu 方式，或緊急停止一個編輯；UP ARROW —UP 箭頭用于遞增數(shù)據(jù)和上卷光標到下一個更高優(yōu)先級的信息；DOWN ARROW —DOWN 箭頭用于遞減數(shù)據(jù)和卷動光標到下一個較低優(yōu)先級的信息； SHIFT—轉(zhuǎn)換所有功能鍵的數(shù)值。它可以用來顯示信息，在信息中可以內(nèi)嵌數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)既可以顯示，也可以由操作人員進行設(shè)置。啤酒發(fā)酵控制原理可以得出：每只發(fā)酵罐需要有上溫、中溫、下溫、液位本科生課程設(shè)計（論文）10四個模擬量需要測量，上溫、中溫、下溫 3 個溫度各需要一個二位式電磁閥進行控制，所以每只發(fā)酵罐的 I/O 點數(shù)為 4 個模擬量、36 個開關(guān)量，考慮到CPU226 主機上的 I/O 口不夠多必須對它進