基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计.doc
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1、. .毕业设计论文成教题目:基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计 院 (系):机电工程学院专 业: 机械制造与自动化 XX:学号:指导教师:二一四年一月二十日毕业设计论文任务书学生XX学号71专 业机械制造与自动化院系机电工程学院毕业设计论文题目基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计任务与要求一、设计的任务:1、综合运用平时所学理论根底,根本知识和根本技能,提高和分析解决实际问题的能力。2、查阅相关文献和资料,制定设计或实验方案。3、参考文献不得少于6篇。4、设计、计算、绘图。5、总结和撰写论文。6、在规定时间内完成教师布置的论文内容。二、设计的要求:1、内容丰富,立意新颖。2、资料详实,运用得
2、当。3、语体正确,合符规X。4、层次清晰,中心突出。5、论证充分,结论合理。6、正文不少于4000字。完成时间段2013年11月28日 至2014年 4月17 日 共 20周指导教师单位XX科创职业学院职称讲师院系审核意见毕业设计(论文)进度方案表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字2013.11.28-2013.12.20查找资料,选题2013.12.22-2014.1.31完成论文的初稿2014.2.1-2014.3.15完成论文二稿的写作2014.3.16-2014.4.5完成论文的终稿及格式修改2014.4.6-2014.4.20定稿,打印论文,做好评阅的准备2014.4.
3、21-2014.4.25论文评阅教师对进度方案实施情况总评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一。毕业设计(论文)中期检查记录表学生填写毕业设计(论文)题目:基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计学生XX: 学号:专业:机械制造与自动化指导教师XX:职称: 讲师检查教师填写毕业设计(论文)题目工作量饱满一般不够毕业设计(论文)题目难度大适中不够毕业设计(论文)题目涉及知识点丰富比拟丰富较少毕业设计(论文)题目价值很有价值一般价值不大学生是否按方案进度独立完成工作任务学生毕业设计(论文)工作进度填写情况指导次数学生工作态度认真一般较差其他检查内容:存在问题及采取措施:检查教师签字:
4、年 月 日院系意见(加盖公章): 年 月 日摘 要啤酒发酵是啤酒生产中最重要的一道工序,是决定啤酒质量的最关键的一步。啤酒的发酵是把糖化的姜汁分解成乙醇,由于发酵时间长,过程机理复杂,影响发酵因素很多,对发酵过程缺乏准确的数学模型。从原料到发酵过程,如何控制好温度,压力,让发酵满足总生产工艺曲线,决定了啤酒的生产质量和生产效率,发酵过程是啤酒生产过程中的重要环节,发酵控制系统的任务就是将发酵酒液的实际温度控制在和标准发酵曲线相差有限的误差X围内。过去的啤酒发酵过程,啤酒发酵罐多为人工现场操作调节,手工记录。但随着啤酒产量的不断增加,所需发酵罐也会增多,给生产啤酒带来极大的不便,造成生产质量的稳
5、定,如何提高啤酒生产的综合自动化水平,增强啤酒产业实力成为一个好的研究课题。为此,本文通过对啤酒生产发酵过程的工艺及关键问题的分析,基于PLC设计啤酒生产过程中啤酒发酵自动控制系统。关键词:PLC 啤酒发酵 温度控制. .word.zl. .Abstract Beer fermentation is one of the most important procedure in beer production, is the most crucial step in determining the quality of beer. Beer fermentation is the breakdo
6、wn of saccharification ginger into ethanol, due to the long fermentation time, the process mechanism is plex, many factors influencing the fermentation, the fermentation process is a lack of accurate mathematical model. From raw material to the fermentation process, how to control the temperature, p
7、ressure, and make full of the total fermentation technology curve, determines the production quality and production efficiency of beer, the fermentation process is the important link in the process of beer production, fermentation control system of the task is to control the fermentation liquid of a
8、ctual temperature fermentation and standard curve is limited within the error range.The beer fermentation, beer fermentation tank for artificial field operation adjustment, manual record. But as the increase of beer production, the fermentation tank will be needed to increase, produced beer to bring
9、 huge inconvenience caused by the stable quality of production, how to improve the prehensive automation level of beer production, strengthen the beer industry to bee a good research topic.So far, this article through to the fermentation process of beer production process and the analysis of the key
10、 problems of beer production in the process of beer fermentation based on PLC design of automatic control system.KEYWORDS:beerfermentation temperaturecontrol byPLC目录第一章绪论1第二章啤酒发酵过程简介2第一节啤酒发酵设备2第二节啤酒发酵工艺曲线3第三章啤酒发酵自控系统PLC选型和配置5第四章啤酒发酵自控系统PLC程序设计7第一节编程软件的介绍7第二节温度设定值的计算9第三节 PID回路计算11第四节电磁阀控制13结论14致谢15参考
11、文献16附录17. .word.zl. .第一章 绪论啤酒是一种低浓度的饮料,也是富含营养价值的食品,每100g中仅有酒精35g,一般不超过8g。它有特殊的酒精花清香味和适口的苦味,并有较高的营养成分即有较高的发热量。啤酒是世界上产量以及消费最大的一种酒,啤酒市场非常巨大,世界啤酒的未来充满希望,欧洲啤酒市场和美国啤酒市场,随着人均消费量增长,啤酒消费量增长显著,居世界前列。作为世界最大且增速最快的啤酒,饮料生产消费大国之一,中国已日趋成为最具吸引力市场。未来五年中国啤酒将保持平稳持续增长的态势。同时啤酒工业是我国食品工业中一个重要的产业,随着国家经济的开展和人民生活的改善,喝啤酒变成一种时尚
12、,我们国家人均啤酒消费较世界水平少,这也透出了我国啤酒市场浓浓的商机。我国内生产啤酒的企业数以百计,但与国外的主要啤酒生产厂家相比,大局部企业的技术相对落后,国的啤酒生产工业前存在许多不尽如人意的地方。由于啤酒生产的工艺复杂,目前我国大多数啤酒生产企业装备落后,自动化程度低,产品质量不稳定。大局部处于手动控制阶段,只有极少数企业实现半自动化,国内的啤酒行业迫切要求进展技术改造,提高生产率,保证产品质量,以确保在剧烈的市场竞争中立于不败之地。如何提高啤酒生产的综合自动化水平,增强我国啤酒产业的综合实力是一个很好的研究课题。啤酒酿造过程是这样的:糖化,麦汁充氧,添加酵母,发酵,降温,倒罐,贮酒。而
13、我要做的就是其中发酵的一局部,啤酒发酵也是一个复杂的过程,啤酒生产过程中发酵是一道关键工序,除生产工艺水平外,生产工序控制指标的好坏将直接影响啤酒的质量。啤酒发酵罐内部温度的准确控制,进而解决了啤酒发酵罐内部温度控制精度不高的问题,提高了啤酒生产的综合自动化水平,使啤酒生产集控制与数据管理于一身,能够适应当前现代化生产的需要。第二章 啤酒发酵过程简介第一节 啤酒发酵设备一、发酵罐设有上,中,下三个冷却带,有3个电磁阀控制冷却,并有3个温度传感器检测3点温度。二、啤酒发酵的具体过程。啤酒发酵主要有3个过程:主发酵、复原双乙酰和低温贮酒。三、主发酵阶段,从原姜汁开场主发酵,温度要控制在10。发酵液
14、有糖化车间经管道灌入,起始温度8,每罐发酵液分批入罐,每次都要测定糖度信息反应到糖化车间,保证整罐发酵液符合标准,同时实施温度控制,保证发酵液在规定的温度。发酵液满罐一小时测量其糖度,每八小时一次,当糖度降至6.5度,每两小时测一次,直到6.0度。复原双乙酰阶段,温度要求12-18,进入第二阶段要每2小时测双乙酰的浓度和糖度,直到糖度降至3.0度每8小时测一次。当双乙酰浓度到合格标准,发酵就进入降温阶段。四、发酵温度控制机制:1自动升温阶段,姜汁满罐酵母自然升温,要控制温度,否那么会导致啤酒质量下降。2主发酵和双乙酰复原阶段,酵母大量繁殖产生较多热量,当酵母进展无氧呼吸,使罐内中,下部酒液浓度
15、不同,要保持强烈的发酵并均衡的酒液状态,要控制不同局部的温度。3降温保温,复原双乙酰后转入降温阶段,将酒均为冷却与贮酒温度。酒在不同温度选会形成对流的作用。酒液密度温度在直接冷却3,要以上带和中带控温为主。3保温稳定酒液流态。3以下控制罐下部为主控温,打破温度梯度,满足控制温度效果。4啤酒发酵罐构造示意图:图2.1 发酵罐构造示意图第二节 啤酒发酵工艺曲线一、啤酒的合口和实际要求不同,啤酒发酵工艺曲线也不同,严格按照工艺曲线控制温度和压力才能保证啤酒质量。啤酒发酵工艺曲线如下:图2.2发酵工艺曲线图T0-麦汁进罐温度,t1-第一升温时间段,自然升温,t2-第一恒温时间段,t3-第二升温时间段,
16、自然升温,主发酵保温,t4-第二恒温时间段,双乙酰含量,主发酵降温,t5-第一降温时间段,后发酵保温,t6-第二恒温时间段,后发酵降温,t7-第二降温时间段二、各个阶段进展简单地介绍:1麦汁进料,由糖化阶段产生的麦汁原料由糖化罐进入发酵罐中。2自然升温,酵母的参加,酵母菌逐渐开场生长和繁殖。产生大量的二氧化碳和热量,使原料的温度逐渐上升。3自然升温发酵,产生一种学名叫双乙酰的化学物质。这个过程需要将这个化合物除去,增加啤酒的品质。4降温过程其实属于啤酒发酵的后续过程,其作用是将发酵过程中参加的酵母菌进展沉淀、排出。5低温储酒发酵完成的原料继续储存在发酵罐已经发酵完成的原料继续储存在发酵罐等待过
17、滤、稀释、杀菌等过程的进展。第三章 啤酒发酵自控系统PLC选型和配置一、当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段:1 输入采样:即检查各输入的开关状态,将这些状态数据存储起来为下一阶段使用;2 执行程序:然后PLC按用户程序中的指令逐条执行,但是把执行结果暂时存储起来;3刷新输出:按第1阶段的输入状态在第2阶段执行程序中确定的结果,在本阶段中对输出予以刷新;电源中央处理单元CPU存储器EPROM(系统程序)RAM用户程序输入单元输出单元外设接口扩展口扩展单元编程器输入信号输出信号盒式打印机打印机EPROM写入器PLC或上位计算机图3.1 组成示
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