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1、 青岛农业大学本科生毕业论文（设计）题 目： 基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的设计 姓 名： ddd 学 院： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： .1 学 号： 030510 指导教师： dddddd 完成时间： .6.18 6月18日如果需要请联系QQ 基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的设计摘 要啤酒工业是我国食品工业中一个重要的产业部门，随着国民经济的发展和人民生活的改善，我国啤酒工业也得到空前发展。尽管如此，目前我国的啤酒生产工业与发达国家相比还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技术装备落后，自动化程度低，产品质量不稳定。如
2、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。发酵过程是啤酒生产过程中的重要环节之一，本文以啤酒发酵过程为工程背景，对啤酒发酵过程的自动化及温度控制策略进行研究，这对利用高新技术提升传统产业的综合技术水平具有现实意义。本设计介绍了国内目前啤酒生产自动控制的现状、存在的不足，对比了多种控制方案的优缺点，探讨了国内啤酒生产自动化控制的发展方向。在啤酒发酵过程中，温度是一个重要的过程参数。因此，温度的控制将直接影响啤酒的质量。本设计针对啤酒发酵温度控制过程中的难点引入了PID控制算法，有效地改善了原有控制方法存在的问题。关键词：啤酒发酵；可编程控制器；PID控制De
3、sign of Autocontrol System of Beer Fermentation Process Based on PLCAbstractBeer Production, as one of the most important traditional industry, has been developed quickly in our country with the development of civil economy and the improvement of standard of living. However, because of the complexit
4、y of the beer production, domestic breweries have many disadvantages when compared with breweries in advanced countries, such as outdated measurement and control equipments, low level of automation, instable product quality, etc. How to improve the integrated automation level in beer production beco
5、mes an urgent research project. Beer fermentation is one of the key steps of beer production. Thus, on the basis of some projects in breweries, this thesis investigated beer fermentation automation and PID algorithm applied in this process. It is an attempt to apply high technology to traditional in
6、dustry and has importantly practical meaning. This design gives an account of the status of brewage processing automation control in China, in cursive of some existing short comings, and points out the strong and weak points of many kinds of automation control scheme through comparison. The developi
7、ng trend of the brewage processing automation control in China is also discussed. In beer fermentation, temperature is an important parameter that can effect the quality of beer. This design according to the difficulty of temperature controlling in beer fermentation, a sort of a PID control is intro
8、duced. The insufficiency of old control method is effectively improved by this way.Key words: Beer Fermentation；PLC；PID Control目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1论文选题依据11.2国内啤酒发酵生产过程自动控制现状11.3课题的背景及意义21.4本文主要的研究内容31.5小结4第二章 啤酒发酵工艺简介52.1啤酒发酵概述52.2发酵各阶段温度控制机理62.3啤酒发酵设备概述82.4啤酒发酵工艺控制92.4.1啤酒发酵工艺曲线92.4.2啤酒发酵温度和
9、压力的控制9第三章 啤酒发酵自动控制系统硬件选择及配置113 .1 机型的选择与I/O口的分配113.1.1 PLC选型113.1.2 西门子S7-200123.1.3 PLC的I/O口资源配置163.1.4 PLC其它资源配置163.2 S7-200编程软件简介163.2.1 SIMATIC工业软件(STEP 7-Micro/WIN)简介173.2.2 通讯口参数设置173.3 模拟量输入模块183.3.1输入特性183.3.2 EM235端子连线193.3.3 EM235的校准和配置20第四章 啤酒发酵自动控制系统程序的设计214.1 程序设计总体思路214.2 PLC功能模块程序设计21
10、4.3啤酒发酵自动控制系统PLC程序说明224.3.1模拟量信号采集处理224.3.2发酵状态处理254.3.3温度设定值的计算294.3.4 PID回路计算324.3.5 电磁阀控制34第五章 结论与展望375.1结论375.2展望37参考文献39致 谢40第一章 绪论1.1论文选题依据目前我国大部分啤酒生产厂家仍然采用常规仪表进行控制，靠人工监控各种参数，人为因素较多。所以，这种人工控制方式很难保证生产工艺的正确执行，使啤酒质量不稳定，波动性大且不利于扩大再生产规模。随着我国社会主义市场经济的发展，我国啤酒工业在以突飞猛进的速度快速向前发展，各啤酒为了适应当前形势，增强产品的市场竞争能力，
11、先后在啤酒生产过程中采用计算机控制技术，从而扩大了生产规模，使啤酒品牌不断出新，质量不断提高，以适应市场的需求。此外，在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优劣，将有接影响啤酒的质量。为此，对啤酒生产的发酵工序提出基于PLC的啤酒发酵自动控制技术，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水，使企业的技术进步、生产管理以及市场竞争能力达到个全新的水平2。1.2国内啤酒发酵生产过程自动控制现状国内啤酒生产自动控制只有近十几年的历史。目前，国内啤酒生产（糖化、发酵工段）的控制水平基本上可以分为四个档次13。 第四章 啤酒发酵自动控制系统程序的设计
12、4.1 程序设计总体思路发酵过程中，根据发酵进行的程度（发酵时间、糖度、双乙酰含量等），发酵罐上、中、下三段温度的差异，以及三段温度各自的变化趋势，为了达到预定的控制效果，采用自动控制或由操作人员手动选择控制的方法。程序中设定了手动操作和自动控制选择开关，再任意阶段都能够实现两者间的切换，实现了温度、压力的手、自动选择控制。程序中有人工阶段选择开关，可以在任意阶段间跳转，从而避免了因操作偶尔失误而无法实现后续程序正常运行的情况。以下为基本程序流程图：图4-1啤酒发酵控制过程程序流程图4.2 PLC功能模块程序设计4.3啤酒发酵自动控制系统PLC程序说明下面对本系统的核心程序进行分析说明。4.3
13、.1模拟量信号采集处理模拟量采集处理部分由网络1网络3组成。主要完成温度、压力、液位等模拟量的采集和处理。网络1的梯形图如图所示：下面是网络1的代码：网络1LD SM0.0 /sm0.0 程序运行时始终为onLPSMOVW AIW0, VW10 /读取模拟量输入值 1#发酵罐上部温度AENOMOVW AIW2, VW12 /读取模拟量输入值 1#发酵罐中部温度 AENOMOVW AIW4, VW14 /读取模拟量输入值 1#发酵罐下部温度LRDMOVW AIW6, VW16 /读取模拟量输入值 1#发酵罐压力AENOMOVW AIW8, VW18 /读取模拟量输入值 1#发酵罐液位LRDMOVW AIW10, VW20 /读取模拟量输入值 2#发酵罐上部温度AENOMOVW AIW12, VW22 /读取模拟量输入值 2#发酵罐中部温度AENOMOVW AIW14, VW24 /读取模拟量输入值 2#发酵罐下部温度 LPPMOVW AIW16, VW26
