啤酒生产过程中监控技术的研究

论文摘要

本文以啤酒生产过廾程中主要工序即发酵过程为工程背景:针对我国中小型啤酒生产企业在生产过程中采用常规仪表进行控制,难以保证生产工艺的正确执行,使啤酒质量不稳定,波动性大、不利于扩大再生产规模的缺点;对啤酒发酵过程的计算机监控方法及温度控制进行探讨,设计出适合中小啤酒生产企业的优化控制方案。可使企业的技术进步,生产管理以及市场竞争能力达到一个新的水平。主要设计了工业控制计算机与可编程序控制器组成分布式计算机控制系统（IPC-PLC DCS）;为提高控制的可靠性,系统采用两级分布式控制结构;系统控制软件采用基于Windows的图形界面组态王软件,用户界面友好,有良好的操作性:针对啤酒发酵过程受到许多干扰因素的影响,具有大惯性、大滞后和严重的非线性特性,以及过程中对自动监控技术的要求,提出以被调变量的偏差和偏差的变化趋势为依据的模糊PID参数的自适应的模糊控制算法。此外,还对系统中的上位机和下位机进行了程序设计,使整个系统能够投入到实际运行中。系统的运行效果表明:系统性能/价格比高、可靠实用、满足啤酒生产中发酵工艺的技术要求,并兼顾了发展的需求。该模糊控制算法适应性和灵活性强,控制精度较高,计算机控制的误差不大于±0.4℃,系统运行效果理想,发酵过程动态特性好,啤酒生产波动小、啤酒质量稳定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 啤酒生产发展的趋势
• 1.2 啤酒生产过程中面临的问题
• 1.3 国内啤酒生产过程监控水平概况
• 1.4 本文设计的控制系统结构简介
• 第二章 啤酒的生产工艺流程
• 2.1 啤酒生产中发酵工艺概述
• 2.1.1 啤酒发酵概述
• 2.1.2 啤酒发酵设备
• 2.2 啤酒发酵工艺控制
• 2.2.1 啤酒发酵工艺曲线
• 2.2.2 啤酒发酵温度的控制
• 2.2.3 啤酒发酵罐压力控制
• 第三章 啤酒生产监控方案的总体设计
• 3.1 控制设计方案比较和选择
• 3.2 IPC-PLC集散控制系统简介
• 3.2.1 工控机（IPC）的特点
• 3.2.2 可编程序控制器的发展趋势
• 3.2.3 集散控制系统（DCS）的发展趋势
• 3.3 啤酒发酵控制系统方案综述
• 3.3.1 先进DCS系统计算机控制系统简介
• 3.3.2 啤酒生产发酵工艺微机监控系统方案选择
• 3.3.3 啤酒生产中计算机控制系统结构
• 第四章 啤酒过程中控制算法的分析
• 4.1 控制算法的特性分析
• 4.2 模糊控制特点
• 4.2.1 模糊-PID控制器的特点
• 4.2.2 模糊自适应整定PID控制原理实现
• 4.2.3 算法仿真程序
• 4.2.4 仿真结果分析
• 第五章 啤酒生产监控系统硬件设计
• 5.1 上、下位机系统硬件设计
• 5.1.1 上位机系统硬件设计
• 5.1.2 下位机系统硬件设计
• 5.1.3 其他控制设备
• 5.2 下位机I/O配置
• 5.3 OMRON C200HE系列PLC内部性能简介
• 5.4 手/自动转换电路的设计
• 5.5 以某一路温度的测量和冷媒电磁阀的控制为例
• 第六章 啤酒生产监控系统软件设计
• 6.1 上、下位机软件设计
• 6.2 显示和监控的实现
• 6.3 控制系统最终取得的效果
• 第七章 结论
• 参考文献
• 附录A 监控系统设备和传感器简介
• 致谢