啤酒生產(chǎn)過程自動化解決方案

[系統(tǒng)概述]
我國啤酒裝備基本上能滿足啤酒工藝的要求，但隨著啤酒市場的發(fā)展與成熟，消費者對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，對啤酒工藝和設(shè)備的要求也越來越高。啤酒生產(chǎn)過程的工藝、控制與生產(chǎn)管理的工程與應(yīng)用研究不斷進(jìn)步，采用先進(jìn)控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代測量技術(shù)，成功開發(fā)了針對啤酒生產(chǎn)設(shè)備與工藝特點的綜合自動化系統(tǒng)。
隨著近些年來計算機(jī)的迅速普及，監(jiān)控組態(tài)軟件技術(shù)的日益成熟，人們開始運用工控機(jī)進(jìn)行啤酒生產(chǎn)過程自動化控制，避免了人為操作的失誤，具有足夠的靈活性，控制過程精度也有了很大的進(jìn)步。生產(chǎn)過程歷史數(shù)據(jù)的有效保存，也為廠家進(jìn)行控制過程分析，控制曲線改進(jìn)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，提供了良好的原始數(shù)據(jù)參考。

一、啤酒工藝過程
啤酒生產(chǎn)過程主要分為：制麥、糖化、發(fā)酵、罐裝四個部分。


在計算機(jī)及檢測設(shè)備的配合下，借助相應(yīng)的軟件平臺，可根據(jù)不同需要選擇不同控制方案，實現(xiàn)生產(chǎn)過程溫度、壓力等參數(shù)的精確調(diào)節(jié)，確保生產(chǎn)工藝要求。

二、控制系統(tǒng)組建
主要涉及：特種計算機(jī)、打印機(jī)、PLC/控制器/計算機(jī)板卡、組態(tài)軟件、液位變送器、壓力變送器、溫度傳感器、電磁閥、電動調(diào)節(jié)閥、檢測開關(guān)等。

三、自動控制在主要環(huán)節(jié)應(yīng)用
【1】麥汁制備過程：
麥汁制備過程包括原料糖化、麥醪過濾、麥汁煮沸和麥汁澄清與冷卻等幾個過程，是啤酒生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，對整個啤酒生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量、消耗等影響很大。糖化過程工藝指標(biāo)控制的好壞，對啤酒的穩(wěn)定性、
口感、外觀有著決定性的影響。糖化生產(chǎn)過程工藝比較復(fù)雜、技術(shù)要求高，控制難度較大。自動控制方面的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
(1） 快速測溫技術(shù)：采用快速測溫元件，保證原料濕粉碎過程浸漬水、調(diào)漿水、過濾過程洗糟水、麥汁冷卻過程冷卻溫度的準(zhǔn)確快速控制；
(2） 先進(jìn)控制技術(shù)：糊化鍋、糖化鍋、煮沸鍋的溫度控制采用逆模型反饋控制的先進(jìn)算法，克服了溫度對象時滯特性，實際應(yīng)用中保證包括拐點在內(nèi)的溫度控制實際偏差<＋0.3℃；
(3） 溢鍋控制技術(shù)：采用溢鍋檢測軟件及防溢鍋控制軟件，解決溢鍋問題，實際使用效果良好；
(4） 過濾槽全自動控制技術(shù)：實現(xiàn)自動洗槽、自動耕槽、自動回流/過濾控制，保證清亮度、并達(dá)到最快的過濾
(5） 麥汁制備過程全自動控制技術(shù)：實現(xiàn)自投料開始（料倉進(jìn)料）至出料（去發(fā)酵車間）的過程全自動控制；
(6）系統(tǒng)框圖：

(7）硬件結(jié)構(gòu)采用艾雷斯ACS-2410P/T系列工業(yè)計算機(jī)和數(shù)據(jù)采集模塊，具體如下：
機(jī)箱/底板/電源：ACS-2410P/T/ACS-1008P3/PS-300W
主板：ACS-6172VE2
CPU：P42.4
硬盤：80G
采集模塊：
DAC-8520（232轉(zhuǎn)485模塊）
DAC-8018（8路溫度采集）——采集各種溫度信號
DAC-8017（8路模擬采集）——采集含氧量、水流量模擬信號
DAC-8052（8路數(shù)字輸入模塊）——各種開關(guān)量采集
DAC-8060（4路繼電器輸出模塊）——報警輸出
【2】酒釀造過程：
啤酒釀造包括啤酒發(fā)酵、啤酒處理、酵母擴(kuò)培、酵母回收及CO2回收等過程，
(1）精確的啤酒發(fā)酵溫度測量技術(shù)：采用溫度變送器測量溫度信號
(2）啤酒發(fā)酵溫度的先進(jìn)控制技術(shù)：露天啤酒發(fā)酵罐罐體溫度控制對象滯后大，多模態(tài)優(yōu)化控制策略，保證發(fā)酵溫度的精確控制；
(3）純生啤酒的綜合自動化控制技術(shù)： 采用先進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)和分布式控制系統(tǒng)對純生啤酒生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)進(jìn)行聯(lián)鎖控制。并以嚴(yán)格的清洗、消毒、殺菌控制，保證整個生產(chǎn)過程的無菌化操作；
(4）信息技術(shù)： 基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、開放的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口的分布式體系結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)化部件和軟件。信息綜合處理實現(xiàn)各局部之間信息交換、共享，實現(xiàn)協(xié)調(diào)管理，包括工藝技術(shù)管理、配方管理、人員管理、優(yōu)化資源配置等方面，有效地提高企業(yè)的創(chuàng)新能力。
(5）硬件配置：該系統(tǒng)整體采用艾雷斯ACS-2410系列特種計算機(jī)和數(shù)據(jù)采集與控制卡
機(jī)箱/底板/電源：ACS-2410/ACS-1008P4/PS-300W
主板：ACS-6172VE2
CPU：P4 2.4
硬盤：80G
DAC-7113B（模擬量采集）
DAC-8052（數(shù)字量采集）