啤酒生产过程自动控制系统设计范文

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摘要：

啤酒生产是我国的一个传统产业，随着我国经济的发展以及人们生活水平的提高，啤酒企业得到了空前的发展。在啤酒的生产过程中，其自动控制系统的优劣，对于啤酒生产企业的经济效益会产生直接影响。具体表现为啤酒的生产成本、啤酒生产的控制精度以及企业的生产效率等因素。为了保障啤酒生产企业能够降低生产成本、提高啤酒的质量、扩大市场份额，就需要对啤酒生产过程中的自动控制系统进行优化设计。

关键词：

工业自动化；自动化系统；工业电气

引言

随着我国科技水平的不断提高，在我国的啤酒行业中，电气自动化技术得到了空前地发展。当前，我国的啤酒行业在应用自动控制技术的前提下，正朝着规模化、集团化的方面发展。尽管如此，我国的啤酒生产企业仍存在需要改进的地方。其一，啤酒的档次低，品种少。其二，部分企业自动控制水平较差，主要以人工控制为主。其三，啤酒生产过程中对于能源以及原材料的消耗比较大。因此，如何提高啤酒的质量与市场占有率，优化啤酒生产过程中的自动控制系统，成为啤酒生产企业亟待解决的问题。

1自动控制系统的组成及功能

自动控制系统主要是对啤酒生产过程进行控制、检测以及管理。该系统主要包括两个组成部分。其一，连续调节控制系统；其二，逻辑连锁控制系统。根据啤酒生产的特点及要求，可以采用分散就地控制、集中调度管理的方式，形成一套完整的自动控制系统。该系统主要包括以下几方面的功能。

1.1糖化过程控制在自动控制系统中，对于糖化过程进行控制具体表现为以下几点。其一，对浸渍水、调浆水、洗槽水、麦汁冷却温度的控制。其二，对糊化锅、糖化锅、煮沸锅等温度的控制。其三，对过滤槽、澄清槽、防溢锅的自动控制。对于糖化过程进行控制是比较复杂的，主要包括糊化、糖化、过滤、煮沸以及澄清等工序。在实际生产过程中，各工序是间歇进行的，并且各个工序在时间上需要进行交叉作业。糖化过程的自动控制涉及的设备较多，因此对于自动控制系统提出了更为严格的要求。

1.2发酵过程控制在自动控制系统中，对于发酵过程进行控制主要包括：温度、压力、液位、酵母扩培、清酒过滤等工序。通过对个工序的参数进行全方位的检测，不仅能够对啤酒的发酵过程进行控制，还能保证啤酒的质量能够达到标准，最终提高企业的产品竞争力，获取更多的经济效益。

1.3灌装生产线在自动控制系统中，对灌装生产线进行控制主要包括以下几道工序。如：卸箱、洗瓶、灌装压盖、杀菌、贴标、装箱等。运用自动控制系统实现对灌装生产线的全面控制管理，可以减少对原材料的浪费，在大规模生产中节约成本。适应现代灌装设备的高速、高产、高性能等特点。

2啤酒生产过程自动控制系统存在的问题

2.1自动控制系统的网络缺陷通常情况下，啤酒生产企业为了实现自动控制系统的稳定性及可操作性，主要是以生产过程为单位设计主控系统。其中，比较常见的全自动控制系统，主要包括以下两个部分。其一，糖化过程的计算机控制系统。其二，发酵过程的计算机控制系统。这两个主控系统在控制行为中，尤其是测控要求和控制策略这两个方面具有较为明显的差异。啤酒生产过程中自动控制系统的运行效率会受到一定的限制。首先，PLC在可连接的操作站数量上的限制。其次，MPI通信速率的限制。

2.2自动控制系统手动与自动切换存在的问题啤酒生产过程中的自动控制系统，对于开关的手动操作切换的灵敏度具有很高的要求。自动控制系统在正常的运行过程中，为了满足有可能出现的特殊情况，要求每个泵、阀能随时切换到手动状态。但是，泵、阀能在切换的过程中，会存在一定的安全隐患。为了保障工作人员的安全，需要协调处理手动与自动切换中安全性与灵活性。

2.3自动控制系统的温度控制不完善啤酒生产过程中的自动控制系统，在实际运行时，对糊化锅、煮沸锅、糖化锅以及发酵罐的温度控制，存在着一定的缺陷。温度控制是自动控制系统中比较薄弱的环节。啤酒的各生产工序具有多变性，如果自动控制系统对于温度控制的效果不佳，那么就需要大量的人工进行干预。这样不仅增加企业的人工成本，还会影响啤酒生产的连续性，降低企业的生产效率。

3啤酒生产过程自动控制系统优化设计

3.1自动控制系统的网络优化措施为了满足啤酒生产过程自动控制系统对于网络的通信要求，企业应该在车间级和控制级中分别添加PLC全映射服务器，这样可以在各操作站与PLC之间、不同的操作站之间，创建了高效率的通信桥梁，实现信息的快速传递。与此同时，为了保障数据的准确性，PLC的硬件设备应当采用工业服务器。在对工业服务器进行功能设计时，需要考虑两个方面的问题。其一，服务器要具备可靠的远程传输方式。其二，服务器要具备高效的数据采样方式。

3.2改进自动控制系统中手动与自动切换的措施为了满足啤酒生产过程自动控制系统在手动与自动切换时可以既安全又灵活，需要采取以下几个方面的措施。其一，在工作人员进行手动操作时，上位机软件应当立即自动检查，判断工作人员在手动操作时是否具有安全性。其二，当工作人员进行手动操作时，下机位软件应当随时检查自动控制系统飞返回状态。举例来讲，在检查泵、阀等动力线的畅通状态时，当发现存在隐患，正处于不安全的状态时，应当立即发出警告信号或采取强制手段进行处理，保证工作人员的安全。其三，啤酒生产过程自动控制系统在正常的运转过程中，当发现存在非法操作时，应当及时发出警告信号，以便于工作人员能够强制开关，避免发生安全事故。具体的非法操作主要包括以下几种情况，如有料情况下的管道排放、管道的堵塞、管道的交叉等。

3.3自动控制系统中建立温度控制虚拟仪器在啤酒的生产过程中，自动化控制系统的稳定性，与啤酒的质量、企业的生产效率呈正相关性。因此，在自动控制系统中建立智能化的温度控制虚拟仪器，有助于加强对温度的控制，提高我国啤酒生产企业的自动化水平。在实际生产过程中，建立温度控制虚拟仪器需要注意以下几点。其一，根据生产需要，选用合适的传感器，借助冷端补偿方式提升其测量精度。与此同时，结合实际的系统控制器结构，组建温度控制硬件设备。其二，利用恰当的变送器将温度信号转变为工业标准信号源，经过A/D转换后，将温度信号送入以LabVIEW为平台的虚拟仪器中。其三，采用电动调节阀，对冷媒介质的流量进行有效控制，从而实现控制温度的高低。以虚拟仪器为控制平台的温度控制系统，这样不仅具有良好的智能性和灵活性，实现对温度的最佳控制，提高啤酒的质量，还能够减少大量的工作人员进行相应的体力劳动，降低啤酒的生产成本。

4结束语

综上所述，我国的啤酒行业中，电气自动化技术在我国的啤酒行业中得到不断地发展。但是，我国的啤酒生产企业仍存在需要改进的地方，需要优化啤酒生产过程中的自动控制系统。文章首先介绍了在啤酒的生产过程中，自动化控制系统的组成及功能。具体包括：糖化过程控制、发酵过程控制、灌装生产线控制。其次，分析了啤酒生产过程自动控制系统存在的主要问题。具体包括：自动控制系统的网络缺陷、自动控制系统手动与自动切换存在的问题、自动控制系统的温度控制不完善等。最后，提出啤酒生产过程自动控制系统优化设计的具体措施。包括：自动控制系统的网络优化措施、改进自动控制系统中手动与自动切换的措施、在自动控制系统中建立温度控制虚拟仪器等。

参考文献

[1]张子军.啤酒发酵的控制系统设计[J].现代农业装备，2010.

[2]李知博.浅论啤酒生产过程全自动化控制应用[J].科技创新导报，2012.

[3]吴峥.啤酒糖化生产过程自动化的研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊）2009.

作者：陈清 单位：百威英博哈尔滨啤酒有限公司