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1、毕业设计（论文）材料之二（2）本科毕业设计(论文)开题报告题目： 啤酒清洗灌装控制系统设计 2012年 3月1日一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）设计内容：本设计运用PLC及触摸屏进行控制，提高CIP清洗设备自动化程度和可靠性。CIP ，是英文Clean-In-Place的缩写，即就地清洗或称为原位清洗, 其定义为不拆卸设备或元件,在密闭的条件下, 用一定温度和浓度的清洗液对清洗装置加以强力作用, 使与食品接触的表面洗净和杀菌的方法。如今令CIP 系统与自动控制技术相结合，对CIP清洗设备采用PLC及触摸屏进行控制，提高了设备的自动化程度和可靠性，使其在食品工业的领域得以普及应用。研究
2、意义：。CIP系统是奶制品、果汁、啤酒和饮料等食品加工业的重要设备组成部分，CIP清洗是保证食品加工质量和食品卫生不可缺少的工艺过程。食品加工过程中有各种流体，包括产品流体、辅助流体如蒸汽、水或二氧化碳气体，流体的载体容易被微生物和细菌污染，CIP系统是为了防止产品流体和辅助流体被微生物和细菌污染而附加的工艺设备。食品加工过程中，包装（灌装）设备运行前及运行一段时间后，必须对贮料罐、管道、设备上接触产品流体的关键部位进行物理和化学清洗，清除可导致产品污染、变质的微生物和其它杂质，如矿物质结垢、奶垢等，使包装后的食品有一定的保质期和货架寿命。 二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）现
3、状：我国是啤酒生产大国，2002年啤酒总产量达到2358.5万吨，已超过美国位居世界啤酒产量第一位。近几年来，啤酒行业发展迅速，啤酒生产企业之间的竞争日趋激烈，主要表现在产品质量、市场营销、人才需求等的竞争上。产品质量是企业生存和发展的基础，是企业参与市场竞争的前提和保证。尽管中国啤酒工业有了很大进步，但是我们应该看到的是与国际啤酒工业科技进步相比，我们在劳动生产率上、在啤酒稳定性的控制上、在生产成本控制等方面还存在着不小的差距，主要表现在以下几个方面:（1）企业规模小。尽管中国啤酒工业取得了有目共睹的成就，但从企业规模来看，与美国、日本等国家的大型啤酒生产企业还存在着较大的差距。（2）技术装
4、备水平落后。主要指一些中小型企业。（3）产品技术含量低。中国啤酒业虽然引进不少先进的工艺设备，但自主开发的新技术、新装备、新材料和新方法比较少，反映出我国的啤酒基础理论研究、技术开发活动还比较薄弱，产品质量还有待提高。（4）资源消耗高。由于装备及管理水平落后，效率低，投入少，导致资源消耗高。发展趋势：CIP 清洗系统，分有全自动和手动调整方式可供选择。 全自动方式中分为准备程序、调配程序、水清洗程序、碱清洗程序、CIP全程序。 CIP中心站除能设定各阶段的清洗时间外，还能设定清洗温度，清洗液浓度及在清洗液浓度不足时自动进行添加的功能。能通过触摸屏选择适应的运行程序，设备采用 PLC 对 CIP
5、 步骤进行自动控制。同时能自动控制 CIP 的清洗液种类、清洗液浓度、清洗时间、清洗温度清洗流量等要素。CIP 系统与自动控制技术相结合，对CIP清洗设备采用PLC及触摸屏进行控制，提高了设备的自动化程度和可靠性。使其在食品工业的领域得以普及应用。三、毕业设计（论文）研究方案及工作计划（含工作重点与难点及拟采用的途径）1、重难点分析（1）CIP系统的自动控制（2）组态软件WinCC fiexbie的编程 （3）PLC处理环节的控制原理（即操控装置的软件编写思想）。（4）于PID参数的工程整定方法2、研究方案确定在CIP 清洗系统中，共有被控对象28个。其中出料泵2台、回流泵2台、酸碱泵各1台（
6、隔膜泵用压缩空气控制）、浓碱搅拌泵1台、电磁阀19个，比例调节阀2个。需要输入点13个。系统采用PLC和触摸屏控制。PLC采用西门子S7-200 CPU226,加2个EM222输出扩展模块和1个EM231热电阻输入模块、1个EM232模拟量输出模块。触摸屏采用西门子TP270。触摸屏采用组态软件WinCC fiexbie编程，从主菜单按下不同的按钮，可分别进入不同的子程序。在PLC程序中，主要分为2部分，一是实现工艺流程的顺序控制功能，二是实现温度控制的PID运算功能。PID运算的任务就是根据反馈与给定的相对差值（给定温度和检测温度差值），按照PID运算规律计算出结果，输出模拟量信号给到在蒸汽
7、管道上安装的比例阀的执行器，以达到自动调节比例阀开启的大小，跟随给定温度变化的目的。CIP清洗工艺流程图：3、工作计划 第1周： 接收毕业设计任务书，了解设计内容。第2周： 为设计做基础复习，学习设计要求的相关知识，包括PLC、电路、组态软件WinCC fiexbie等。第3、4周： 初步熟悉理解毕业设计选题，主要利用学校的图书馆资源和网上检索，学习啤酒清洗CIP系统并且整理消化所查阅资料为开题报告做准备。第5、6周： 前三周的学习，主要是对CIP系统的认识和理解，写开题报告和计划进度表，准备开题，写开题报告讲稿。第7、8周： 熟悉相关硬件电路，认识PLC、文本显示器和CIP控制系统的功能。掌
8、握组态软件WinCC fiexbie的使用，设计CIP系统的硬件电路并绘制相关电气原理图。第9、10 周：利用组态软件WinCC fiexbie对触摸屏进行编程，利用PLC编程软件，设计并书写软件程序。第11、12周：根据设计要求，不断调试。第13、14周：根据论文撰写规范，写出论文框架。并以前期所做的成果为依据，撰写论文。第15周： 撰写论文。第16周： 根据老师指导，改善不足之处，完善论文。第17周： 完成论文。第18周： 查阅资料，找出知识点，准熟悉设计的全部内容，准备好自述讲稿，打印文档，为答辩做好充分准备。四、主要参考文献（不少于10篇，期刊类文献不少于7篇，应有一定数量的外文文献，
9、至少附一篇引用的外文文献（3个页面以上）及其译文）【1】. 刘华波 王雪 何文雪 张赟宁. 组态软件WinCC及其应用M. 北京：机械工业出版社，2009【2】. 刘文芳. 基于PLC及触摸屏技术的CIP清洗控制系统的设计J .1009-0134(2011)3(上)-0143-03【3】. 西门子(中国)有限公司.S7-200可编程序控制器系统手册J.西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团,2004.【4】. 西门子(中国)有限公司.深入浅出西门子S7-200 PLC(第3版) J. 西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团,2007,7【5】.刘金琨. 先进PID控制及其MATLAB仿真M.
10、北京：电子工业出版社，2003.【6】.刘锴. 深入浅出西门子S7-300PLCJ. 北京航空航天大学出版社,2004【7】.胡健. 西门子S7-300 PLC应用教程J. 机械工业出版社, 2007【8】.钟肇燊. 西门子S7-300系列PLC及应用软件STEP7J. 华南理工大学出版社, 2004【9】.Wilks, James G.; Van Gemert, Paul. Design and implementation of a plc continuous casting control system R. New York.IEEE.1987【10】.Du Toit, Chris.
11、 The design, documentation and maintenance of PLC software R. Elektron.IEEE.2006【11】. T.J.byers . PLC technique discussion and future developmentR Electronic Test Equipment-principles and Applications. Princeton University. America【12】.Hill, Peter .Design of medium voltage cables: Cable design in Ea
12、stern Electricity PLC and how it has affected installationR.IEE Colloquium.1994附录：外文参考文献PLC technique discussion and future developmentT.J.byersFrom:Electronic Test Equipment-principles and Applications. Princeton University. AmericaAlong with the development of the ages, the technique that is nowad
13、ays is also gradually perfect, the competition plays more more strong; the operation that list depends the artificial has already cant satisfied with the current manufacturing industry foreground, also cant guarantee the request of the higher quantity and high new the image of the technique business
14、 enterprise.The people see in produce practice, automate brought the tremendous convenience and the product quantities for people up of assurance, also eased the personnels labor strength, reduce the establishment on the personnel. The target control of the hard realization in many complicated produ
15、ction lines, whole and excellent turn, the best decision etc., well-trained operation work, technical personnel or expert, governor but can judge and operate easily, can acquire the satisfied result. The research target of the artificial intelligence makes use of the calculator exactly to carry out, imitate these intelligences behavior, moderating the work through persons brain and calculators, with the mode that persons machine combine, for resolve the very complicated problem to look for the best pathWe come in sight of the control that links after the electric appli
