精酿啤酒生产控制系统的设计与研究

发布时间：2017-12-30 20:33

  本文关键词：精酿啤酒生产控制系统的设计与研究　出处：《陕西科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：近几年来,国内啤酒的年产量与年销售量呈现下滑趋势,但是与之形成鲜明对比的是精酿啤酒年产销量在国内的逆势增长。国外精酿行业起步早,先进的自动化设备与技术不断推动着中小型精酿企业的发展。精酿制造行业在我国正处于起步阶段,近几年我国兴起的精酿酒厂普遍存在设备自动化程度低,控制系统开放性差的问题。为提升国内精酿啤酒产业自动化水平,本文依据啤酒的生产过程及其自动化要求,结合现有控制系统方案特点,设计了适用于小型精酿啤酒生产车间的分布式控制系统(DCS),本文的主要研究工作如下:(1)分析了现有啤酒生产工艺与控制系统中的问题,设计了适用于小型精酿车间的分布式控制系统。系统以西门子S7-300为核心控制器,分别完成了被控对象I/O点的分配、控制器硬件的组态以及软件程序的编写。(2)针对糊化反应温度变化过程中的非线性与时滞性的问题,设计了模糊+PID温度控制器来对糊化反应的过程进行变温控制。并且运用机理建模法分别建立了糊化反应与发酵过程中温度变化的数学模型,同时以Matlab软件为平台,结合其Simulink扩展功能完成了变温控制过程的仿真运行。(3)啤酒生产控制系统中存在数据多源异构性的问题,造成了啤酒厂家自动化设备更新困难等现状。针对现有啤酒车间数据管理分散的问题,以Simatic Manager和WinCC组态软件为平台,设计了Profibus+OPC的通信网络方案来对控制系统中的变量数据进行统一的集成与管理。(4)在控制系统管理层中,以WinCC作为OPC客户端对啤酒的生产过程进行上位机组态,建立了糖化生产过程的监控画面,完成了PLC中生产数据与过程画面的变量连接。为了保证控制系统的安全运行,组态了相应的故障报警器界面,使管理人员可以快速排查生产过程中可能发生的故障原因。此外,在WinCC上位机组态软件中还实现了变量的数据归档与报表打印功能。(5)在设计精酿啤酒生产控制系统的同时,还完成了控制系统中相关程序与算法的调试与仿真,并且对系统中的通信方案、上位机中画面监控以及故障报警编辑器分别进行了数据测试与模拟运行。仿真与测试结果都表明:过程控制系统运行流畅,温度控制器的控制精度提升、超调量减小。控制系统的开放性得以提高,在满足精酿啤酒生产控制要求的同时,对提升我国精酿行业的自动化水平具有一定的参考价值。
[Abstract]:In recent years , the annual output of domestic beer has declined in comparison with annual sales volume , but compared with it , it is a kind of distributed control system ( DCS ) which is suitable for the production process of small - sized fine - brewed beer . ( 5 ) At the same time , the debugging and simulation of the relevant programs and algorithms in the control system are completed , and the communication schemes in the system , the picture monitoring in the upper computer and the fault alarm editor are tested and simulated respectively . The simulation and test results show that the process control system is smooth and the control accuracy of the temperature controller is improved and the overshoot is reduced . The openness of the control system is improved , and meanwhile , the control system has certain reference value for improving the automation level of the fine brewing industry in China .

【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS262.5;TP273

【参考文献】

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1 阮文韬;;关于啤酒酿造过程PLC自动控制系统的研究[J];食品研究与开发;2016年20期

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7 朱艳;李曙生;曹元军;;Profibus-DP总线在热处理电炉集中监控中的应用[J];铸造技术;2015年12期

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10 刘建;;我国手工精酿啤酒发展现状与未来发展趋势[J];吉林工程技术师范学院学报;2015年03期

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2 王雪松;啤酒发酵过程控制系统设计及控制策略研究[D];河北科技大学;2016年

3 王耀锋;基于T-S模糊模型的鲁棒预测控制器在啤酒发酵温度控制中的应用研究[D];青岛科技大学;2016年

4 胡翔;白酒发酵控制系统设计及温度模糊PID控制仿真[D];湖北工业大学;2015年

5 吴颂曦;托辊自动生产线故障诊断系统的设计与研究[D];沈阳理工大学;2014年

6 王曼;模糊PID控制器的FPGA实现[D];安徽理工大学;2012年

7 俞琳琳;复合PID-模糊控制在ABS中的应用研究[D];重庆大学;2011年

8 白雪宇;小热电DCS控制系统研究[D];长春理工大学;2010年

9 刘浩;基于智能控制与OPC的公路隧道通风控制系统研究[D];广西大学;2005年

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本文编号：1356423