【正文】 行擴展，在這選用 EM 221 CN 數(shù)字量輸入模塊（6ES7 211～1BF22 ～0XA8） 、EM 222 CN 數(shù)字量輸出模塊（6ES7 2221HF220XA8） 、模擬量擴展模塊 EM231CNAI4X12 位。需要連接的擴展模塊較多時，模塊連接起來會過長，兩組模塊之間可使用擴展連接電纜，將模塊安裝成兩排。用戶對點接口（PPI）作 ，用 RS485接口實現(xiàn)高速用戶可編和接口。S7200 系統(tǒng)有 3 個不同的口令保護級別，以便用戶對程序做有效保護，3 級口令分別是自由存取，只讀，完全保護。在掃描周期內(nèi)，可直接查詢當前的輸入和輸出信號，在必要時，還可以用指令對輸入和輸出直接賦值或改變其值，這樣不僅用戶調(diào)試程序方便，同時也可使系統(tǒng)對過程事件做出快速響應。，中斷觸發(fā)有幾種形式：可用軟件設(shè)定為中斷輸入信號的上升沿式下降沿，以便做出快速響應；可設(shè)為時間控制的自動中斷；可由內(nèi)置高數(shù)計數(shù)器自動觸發(fā)中斷；在與外設(shè)通信時可以以中斷分式工作。S7200PLC 幾乎包括了一般計算所具有的各種基本操作指令，如變量賦值、數(shù)據(jù)存位置、傳送、比較、子程序調(diào)用、循環(huán)等。CPU212 執(zhí)行每條二進制指令時間為 ，而 CPU214CPU261 僅為 。通過比較 S7200 四種 CPU 的各種技術(shù)指標，選定 CPU226 為啤酒發(fā)酵溫度 PLC 控制的控制器。S7200 四種 CPU：CPU221，CPU222，CPU224，CPU226CPU226 這種模塊在 CPU224 的基礎(chǔ)上功能又進一步增強，主機輸入輸出點數(shù)增為 40 點，具有擴展能力，最大擴展為 248 點數(shù)字量或 35 點模擬量，增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強，它可用于點數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。上煤系統(tǒng)電控部分控制對象為接觸器，屬于交流低速負載。晶體管輸出模塊只能帶直流負載，是直流輸出模塊，用于高速小功率負載。輸入模塊有直流 24VDC 和交流 220VAC 兩種。PLC 的容量包括主機用戶存儲器的內(nèi)存容量和 I/O 控制點數(shù)兩個方面，選擇時應留有適當?shù)脑Ａ孔鰝溆?。德?SIEMENS 公司的產(chǎn)品以可靠性高著稱，其主要產(chǎn)品有 SS7 兩個系列，包括了從大型機到小型機各個型號，在國內(nèi)使用廣泛。美國是 PLC 的發(fā)源地，以大中型機為主，功能完備，單機價格高，GE 公司、MODICON 公司、AB 公司是其代表。本科生課程設(shè)計（論文）8因此 PLC 的選擇包括機型、容量、I/O 模塊等幾個方面的內(nèi)容。據(jù)啤酒發(fā)酵的工藝流程和需要，PLC 的選型需要滿足以下條件： 。 PLC 的選型各個種類 PLC 的容量、結(jié)構(gòu)形式、性能、指令系統(tǒng)、編程方法、價格各不相同，適應的工作場合也有差異。正是由于 PLC 具有多種功能，集三電于一體，PLC 網(wǎng)絡具有優(yōu)良的性能價格比和 PLC 具有高可靠性等等，使得 PLC 在工廠中倍受歡迎，用量高居首位，成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的支柱。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。本科生課程設(shè)計（論文）6本科生課程設(shè)計（論文）7第 3 章 硬件設(shè)計 PLC 的選型 PLC 工作原理及功能可編程控制器(PLC))工作原理當 PLC 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段：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。 ：在 1 和 2 過程中啤酒發(fā)酵已經(jīng)完成，降溫過程其實屬于啤酒發(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行沉淀、排出。 ：在自然升溫發(fā)酵過程中，化學反應能產(chǎn)生一種學名叫雙乙酰的化學物質(zhì)。 ：麥汁進料過程中，隨著酵母的加入，酵母菌逐漸開始生長和繁殖。在前期的自然升溫階段基本上不需要加以控制，這是由于啤酒罐發(fā)酵過程中，升溫是靠發(fā)酵本身產(chǎn)生的熱量進行的，任其自然升溫；在恒溫階段，通過控制冷媒開關(guān)閥，保持發(fā)酵罐內(nèi)溫度恒定；在降溫階段，通過控制冷媒開關(guān)閥，以指定速率降溫。在各個階段，對象的特性相對穩(wěn)定，溫度的控制存在一定的規(guī)律性。3℃以下控制罐下部為主控溫，打破溫度梯度，滿足控制溫度效果本科生課程設(shè)計（論文）5圖 啤酒發(fā)酵工藝曲線 每個發(fā)酵罐的上、中、下 3 個測量點的溫度進行檢測，實現(xiàn)自動控制，罐內(nèi)實行壓力檢測。酒液密度溫度在直接冷卻 3℃，要以上帶和中帶控溫為主。溫 保溫，還 原雙乙 酰后轉(zhuǎn)入降溫階段，將酒均為冷卻與貯酒溫度。發(fā)酵溫度控制機制，姜汁滿罐酵母自然升溫，要控制溫度，否則會導致啤酒質(zhì) 量下降。oa 段為自然升溫段，不須外部控制；ab 段為主發(fā)酵階段；主酵階段，典型的控制溫度為 26℃；bc 段為降溫逐漸進入后酵， ；cd 段為后酵階段，典型控制點 16℃；de 段為降溫進入貯酒階段， ；e f 段為貯酒階段。在發(fā)酵的過程中，溫度在不斷的升高，當達到上限溫度時，要打開制冷設(shè)備，通過酒精在冷卻管內(nèi)循環(huán)使罐 內(nèi)的溫度降下來。在不同的季節(jié)，甚至在不同一季節(jié)的不同發(fā)酵罐，要求生產(chǎn)不同品種的啤酒，這樣就要求每個罐具有各自獨立的工藝控制曲線，這不僅要求高精度，高穩(wěn)定性的控制，還需要控制系統(tǒng)有極大的靈活性。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發(fā)酵罐的上、中、下 3 段的溫本科生課程設(shè)計（論文）3度，通過上、中、下 3 段冷媒進口的兩位式電磁閥來實現(xiàn)發(fā)酵罐溫度控制的方法。由于每個發(fā)酵罐都存在個體的差異，而且在不同的工藝條件下，不同的發(fā)酵菌種下，對象特性也不盡相同。這一階段主要是讓酵母和一些固態(tài)物進行充分沉淀并進行回收。當雙乙酰濃度下降到合格標準時，發(fā)酵就可以進入降溫階段，分兩個階段按不同的速率降溫，此時把所有冷媒閥打開，使發(fā)酵液全速降溫，降溫階段的溫度為1 ~120C。麥汁進料階段的溫度為 5~100C, 自然升溫階段的溫度為 20~350C，開始進行主發(fā)酵，發(fā)酵液直接由糖化車間經(jīng)管道灌入，初始的溫度大約為 8 攝氏度左右，糖度為 10 度左右，溫度控制開始實施，以保證滿罐后發(fā)酵液的溫度在規(guī)定范圍內(nèi)?！娣秶鷥?nèi)如果溫度控制偏低，就會使得發(fā)酵過程緩慢，影響生產(chǎn)進度；如果溫度偏高，又會造成生化參數(shù)超出標準，影響啤酒的質(zhì)量。發(fā)酵過程是啤酒生產(chǎn)中一個非常重要的環(huán)節(jié)，啤酒發(fā)酵是一個復雜的生化過程，這個過程可以理解為把麥汁轉(zhuǎn)化為啤酒的過程，整個發(fā)酵過程同樣也包含若干個生產(chǎn)工序，如：麥汁充氧、酵母添加、發(fā)酵、過濾、修飾以及酵母擴培等等。本科生課程設(shè)計（論文）2第 2 章 課程設(shè)計的方案 概述啤酒是采用麥芽和水為主要原料，加酒花，經(jīng)酵母發(fā)酵釀制而成的一種含有二氧化碳、氣泡的低酒精度飲料。因此，優(yōu)化啤酒發(fā)酵控制應用前景樂觀，能產(chǎn)生較大的社會經(jīng)濟效益，具有很大的應用價值。℃范圍內(nèi)，這樣的控制精度單憑傳統(tǒng)的熱工儀表加上手工操作方式是完全不能滿足要求的，隨著控制領(lǐng)域新技術(shù)、新方法的不斷涌現(xiàn)，這些問題也在不斷地得到改進。 啤酒發(fā)酵具有非線性、時間滯后和大慣性等特征，發(fā)酵過程的精密控制一直是自動控制領(lǐng)域較難解決的問題之一。因此發(fā)酵過程是否正常和順利，將直接影響到最終啤酒成品的質(zhì)量。由于這一過程中麥汁的可酵糖和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)被酵母細胞酶分解為乙醇（C2H5OH）和二氧化碳（CO2），同時還產(chǎn)生一系列的發(fā)酵副產(chǎn)物，