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基于plc的啤酒發(fā)酵自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)

2025-06-21 16:53本頁面
  

【正文】 LD LPSITD VW10, VD40AENOITD VW12, VD44LRDITD VW16, VD48AENOITD VW16, VD52LPPITD VW18, VD56Network 5 // 將上溫、中溫、下溫、壓力、液位由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)。LD LPSITD VW10, VD40AENOITD VW12, VD44LRDITD VW16, VD48AENOITD VW16, VD52LPPITD VW18, VD56Network 5 // 將上溫、中溫、下溫、壓力、液位由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)。LD LPSITD VW10, VD40AENOITD VW12, VD44LRDITD VW16, VD48AENOITD VW16, VD52LPPITD VW18, VD56Network 5 // 將上溫、中溫、下溫、壓力、液位由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)。LD LPSITD VW10, VD40AENOITD VW12, VD44LRDITD VW16, VD48AENOITD VW16, VD52LPPITD VW18, VD56Network 5 // 將上溫、中溫、下溫、壓力、液位由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)。LD LPSITD VW10, VD40AENOITD VW12, VD44LRDITD VW16, VD48AENOITD VW16, VD52LPPITD VW18, VD56Network 4 // 將上溫、中溫、下溫、壓力、液位由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)。14致謝值此論文完成之際,謹(jǐn)向悉心指導(dǎo)我的導(dǎo)師 老師致以誠摯的敬意和衷心的感謝!在我的學(xué)習(xí)生涯中,老師在學(xué)習(xí)上給予我不盡的幫助和鼓勵(lì)!老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和謙遜的人格魅力將鞭策我在以后的人生道路上不斷進(jìn)取!感謝老師們的關(guān)心和幫助!感謝同學(xué)們在這三年中對我學(xué)習(xí)和生活上的鼓勵(lì)!感謝我的父母,是他們給予我無盡的精神動力!最后,對所有關(guān)心我、支持我、幫助過我的老師、同學(xué)、同事和親友們表示衷心的感謝和祝福。并實(shí)現(xiàn)廠級問計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng)。但是本論文中許多方面還有待進(jìn)一步研究和提高,主要有:(1)由于上位機(jī)部分已經(jīng)有比較成熟的組態(tài)界面和執(zhí)行程序,并且自身時(shí)間限制所以暫時(shí)沒有對控制系統(tǒng)上位機(jī)部分作詳細(xì)的研究,有待今后繼續(xù)研究,完善提高。該系統(tǒng)性能/價(jià)格比高、可靠實(shí)用、技術(shù)先進(jìn),完全滿足啤酒生產(chǎn)發(fā)酵工藝的技術(shù)要求,并兼顧了發(fā)展的需求。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關(guān)時(shí)間,梯形圖見圖 所示。梯形圖見圖 所示。9圖 網(wǎng)絡(luò) 1~2 梯形圖10(2)網(wǎng)絡(luò) 3~5 的指令解釋見附錄,網(wǎng)絡(luò) 3~5 的梯形圖如圖 所示。用很簡單的比例關(guān)系式就可以求出當(dāng)前的設(shè)定溫度值 T。第二節(jié) 溫度設(shè)定值的計(jì)算一、下面是計(jì)算溫度的設(shè)定值的程序:溫度設(shè)定值的計(jì)算由網(wǎng)絡(luò) 9~網(wǎng)絡(luò) 13 組成對發(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。開始初始化讀開關(guān)量信號狀態(tài)模擬量讀取處理溫度 、 壓力超限工作方式選擇自動設(shè)定發(fā)酵溫度時(shí)間曲線計(jì)算實(shí)際工作時(shí)間計(jì)算溫度設(shè)定值讀取實(shí)際溫度值溫度設(shè)定值等于實(shí)際溫度P I D 運(yùn)算輸出控制冷媒電磁閥罐狀態(tài)操作手動故障報(bào)警處理輸出電磁閥開關(guān)狀態(tài)YYNN圖 啤酒發(fā)酵控制過程程序流程圖四、主程序主程序控制系統(tǒng)的啟動與停止,整個(gè)發(fā)酵溫度控制過程根據(jù)不同發(fā)酵時(shí)期的不8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。序中有人工階段選擇開關(guān),可以在任意階段間跳轉(zhuǎn),從而避免了因操作人員操作偶爾失誤而無法實(shí)現(xiàn)7后續(xù)程序正常運(yùn)行的情況。二、發(fā)酵溫度控制系統(tǒng)流程圖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)酵罐傳來的溫度、壓力模擬量輸入信號,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,再使用簡單的 PID 控制回路計(jì)算出電磁閥的開度,從而實(shí)現(xiàn)對發(fā)酵罐溫度的控制。例如創(chuàng)建用戶程序、修改和編輯過程中編輯器具有簡單的語法檢查功能,還可以直接用軟件設(shè)置 PLC 的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控??梢詫?S7200的所有功能進(jìn)行編程。(5)利用計(jì)算機(jī)編程軟件 STEP 7 MicroWIN /WIN32 提供的不同的編程語言,可以利用這些指令創(chuàng)建控制程序,兩種指令集和所選用編程語言的可能組合。(3)SIMATIC 指令集:是為 S7200 系列 PLC 設(shè)計(jì)的,本指令通常執(zhí)行時(shí)間短,而且可以用 LAD、STL 和 FBD 三種編程語言。指令系統(tǒng)是表征PLC 性能的重要指標(biāo),他的格式與功能硬件緊密聯(lián)系,而且直接影響程序的編制,從而影響機(jī)器系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。(7)便于擴(kuò)展,為系統(tǒng)備有專用的擴(kuò)展模塊(EN),可方便地進(jìn)行輸入,輸出及模擬量擴(kuò)展。S7200cpu 可以以極快的速度來響應(yīng)中斷請求信號的上升沿或下降沿(6)PLC 內(nèi)配有高速計(jì)數(shù)器。(3)PLC 內(nèi)有 24∨直流傳感器或負(fù)載驅(qū)動電源,輸出電流可達(dá) 180mA 或24mA 靈活中斷輸入。S7200CPU 中配有 EPROM,可以永久保護(hù)用戶程序和一些重要參數(shù)。四、S7200PLC 機(jī)械結(jié)構(gòu)特性:(1)體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,可用接線端子排接線,而且接線端子前帶有面板保護(hù),PLC 上設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)的 DIN 導(dǎo)軌安裝機(jī)構(gòu)和安裝孔,可以垂直或水平方向安裝。因此,可編程控制器啤酒發(fā)酵過程自動控制系統(tǒng),可完成啤酒發(fā)酵過程控制功能,完成與上位機(jī)的通訊,實(shí)現(xiàn)啤酒發(fā)酵過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控。5(2)有模擬量的采集、處理過程及開關(guān)量的輸入/輸出功能。4第三章 啤酒發(fā)酵自控系統(tǒng) PLC 選型和配置一、當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后,其工作過程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段:(1) 輸入采樣:即檢查各輸入的開關(guān)狀態(tài),將這些狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲起來為下一階段使用;(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)存儲起來;(3)刷新輸出:按第 1 階段的輸入狀態(tài)在第 2 階段執(zhí)行程序中確定的結(jié)果,在本階段中對輸出予以刷新;電源中央處理單元(CPU)存儲器EPROM(系統(tǒng)程序)RAM(用戶程序)輸入單元輸出單元外設(shè)接口擴(kuò)展口擴(kuò)展單元編程器輸入信號輸出信號盒式打印機(jī)打印機(jī)EPROM 寫入器PLC 或上位計(jì)算機(jī)圖 組成示意圖PLC 的特點(diǎn):控制程序可變,具有很好的柔性;具有高度可靠性,適用于工業(yè)環(huán)境;功能完善;易于掌握、便于維修。(4)降溫過程其實(shí)屬于啤酒發(fā)酵的后續(xù)過程,其作用是將發(fā)酵過程中加入的酵母菌進(jìn)行沉淀、排出。(3)自然升溫發(fā)酵,產(chǎn)生一種學(xué)名叫雙乙酰的化學(xué)物質(zhì)。(2)自然升溫,酵母的加入,酵母菌逐漸開始生長和繁殖。(4)啤酒發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)示意圖:2P I C0 1T I C0 1T I C0 2T I C0 3L I0 1電磁閥 關(guān)排放 C O2上層溫度中層溫度下層溫度罐內(nèi)壓力罐內(nèi)液位冷媒出口冷媒入口圖 發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)示意圖第二節(jié) 啤酒發(fā)酵工藝曲線一、啤酒的合口和實(shí)際要求不同,啤酒發(fā)酵工藝曲線也不同,嚴(yán)格按照工藝曲線控制溫度和壓力才能保證啤酒質(zhì)量。3℃保溫穩(wěn)定酒液流態(tài)。酒在不同溫度選會形成對流的作用。(2)主發(fā)酵和雙乙酰還原階段 ,酵母大量繁殖產(chǎn)生較多熱量,當(dāng)酵母進(jìn)行無氧呼吸,使罐內(nèi)中,下部酒液濃度不同,要保持強(qiáng)烈的發(fā)酵并均衡的酒液狀態(tài),要控制不同部分的溫度。當(dāng)雙乙酰濃度到合格標(biāo)準(zhǔn),發(fā)酵就進(jìn)入降溫階段。發(fā)酵液滿罐一小時(shí)測量其糖度,每八小時(shí)一次,當(dāng)糖度降至 度,每兩小時(shí)測一次,直到 度。三、主發(fā)酵階段,從原姜汁開始主發(fā)酵,溫度要控制在 10℃。二、啤酒發(fā)酵的具體過程。啤酒發(fā)酵罐內(nèi)部溫度的精確控制,進(jìn)而解決了啤酒發(fā)酵罐內(nèi)部溫度控制精度不高的問題,提高了啤酒生產(chǎn)的綜合自動化水平,使啤酒生產(chǎn)集控制與數(shù)據(jù)管理于一身,能夠適應(yīng)當(dāng)前現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。啤酒釀造過程是這樣的:糖化,麥汁充氧,添加酵母,發(fā)酵,降溫,倒罐,貯酒。大部分處于手動控制階段,只有極少數(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)半自動化,國內(nèi)的啤酒行業(yè)迫切要求進(jìn)行技術(shù)改造,提高生產(chǎn)率,保證產(chǎn)品質(zhì)量,以確保在激烈的市場競爭中立于不敗之地。我國內(nèi)生產(chǎn)啤酒的企業(yè)數(shù)以百計(jì),但與國外的主要啤酒生產(chǎn)廠家相比,大部分企業(yè)的技術(shù)相對落后,國的啤酒生產(chǎn)工業(yè)前存在許多不盡如人意的地方。未來五年中國啤酒將保持平穩(wěn)持續(xù)增長的態(tài)勢。啤酒是世界上產(chǎn)量以及消費(fèi)最大的一種酒,啤酒市場非常巨大,世界啤酒的未來充滿希望,歐洲啤酒市場和美國啤酒市場,隨著人均消費(fèi)量增長,啤酒消費(fèi)量增長顯著,居世界前列。 基于 PLC 的啤酒發(fā)酵自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄第一章 緒論 ........................................................................................................................1第二章 啤酒發(fā)酵過程簡介 ................................................................................................2第一節(jié) 啤酒發(fā)酵設(shè)備 .......................................................................................................2第二節(jié) 啤酒發(fā)酵工藝曲線 ..............................................................................................
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