啤酒发酵温度分段模糊控制的研究

论文摘要

啤酒生产过程中发酵是一道关键工序,其温度控制指标的优劣,将直接影响啤酒的质量。为此,研究啤酒发酵温度自动控制的方法,是提高企业生产管理水平进而增强市场竞争力的前提。由于起步较晚,我国生产状况与发达国家相比,其自动化水平低,是啤酒业急待解决的问题。目前国内大部份啤酒发酵生产大多采用的是计算机集中采集数据、手动控制的方法,难以保证产品质量。因此,尽快自主研发出普遍通用的发酵智能控制方法以适应国内中小型企业的需要是当务之急。本文根据啤酒发酵过程的温度特性和物化参数的变化规律,结合操作技术人员的实践经验,设计了啤酒发酵过程的分段模糊控制器；在获得具有代表性实际发酵控制数据的基础上,建立了发酵温度数学模型；进行了基于VB的发酵温度分段模糊控制效果仿真研究；在仿真结果的基础上,又采用WinCC中的C脚本语言,将得出的模糊控制规则移植到WinCC中,测试结果令人满意,达到了所要实现的功能,为今后的工程实现奠定了良好基础。本论文的创新点是根据发酵生物化学反应过程的变化施加不同的模糊控制策略,研究成果具有一定的工程实用性和参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 论文的主要工作
• 第二章 啤酒发酵工艺及其质量影响因素的分析
• 2.1 啤酒生产工艺简介
• 2.2 现代发酵工艺
• 2.2.1 啤酒发酵工艺简介
• 2.2.2 现代啤酒发酵和后熟的工艺方法
• 2.2.3 常见的发酵方式
• 2.3 发酵罐内发酵液的对流传热
• 2.4 发酵罐及其降温控制
• 2.4.1 发酵罐
• 2.4.2 发酵罐的降温控制
• 2.5 本章小结
• 第三章 分段模糊控制规则的研究及控制仿真
• 3.1 发酵温度分段控制思路的确定
• 3.1.1 啤酒发酵温度设定曲线
• 3.1.2 啤酒发酵温度的分段模糊控制思路的确定
• 3.2 啤酒发酵温度分段模糊控制策略的建立
• 3.2.1 上温主发酵段模糊控制策略
• 3.2.2 中温主发酵段模糊控制策略
• 3.2.3 下温主发酵段模糊控制策略
• 3.2.4 上温还原段模糊控制策略
• 3.2.5 中温还原段模糊控制策略
• 3.2.6 下温还原段模糊控制策略
• 3.2.7 升温段模糊控制策略
• 3.2.8 降温段模糊控制策
• 3.3 发酵温度的数学模型
• 3.3.1 基于数据的建模方法
• 3.3.2 发酵温度的数学模型
• 3.3.2.1 建模思路
• 3.3.2.2 分段分温区建立发酵温度数学模型
• 3.4 分段模糊控制仿真
• 3.4.1 上温模糊控制仿真
• 3.4.2 中温模糊控制仿真
• 3.4.3 下温模糊控制仿真
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于WinCC的分段模糊控制系统工程实现设计
• 4.1 WinCC6.0软件概述
• 4.2 基于WinCC的分段模糊控制的软件设计
• 4.2.1 程序流程概述
• 4.2.2 基于WinCC的C脚本语言的分段模糊控制
• 4.2.3 基于对象模型的模糊控制仿真
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A
• 附录B