啤酒生产线控制系统设计酿造部分

第一章绪论

1.1课题背景

在巩固和提高我国经济体制的同时，特别是加入了国际世贸组织以后，中国啤酒行业正逐步融入世界啤酒业，由于外国啤酒进驻中国市场，中国啤酒行业已经进入了竞争激烈的成熟过渡期，重新整合扩张，这种“一体化”的扩张方式在一些大中型企业是尤其明显的。上世纪90年代，青岛啤酒经营了多种运营模式，在中国大部分省市自治区成立了50多家啤酒自动化生产基地，已经初步完成了全国化的战略布局。

因为啤酒生产内部竞争激烈，外部也和同类酒类产品的竞争越来越激烈，有很大一部分啤酒厂倒闭或相互合并，啤酒生产企业数量急剧下降。还有一部分生存下来的企业，逐步重视对产品质量、口味、工艺，加大科技研发力度，自动化专业化设备得到全新的改变，新的包装设备和先进的宣传理念如雨后春笋般在市场上出现，整个啤酒行业更加良性的在市场中互相竞争，啤酒开始向着工业化、规模化生产，国内的大部分啤酒生产企业逐步的向大型化、集团化发展，与国际之间的交流越来越频繁。

现如今，人们的生活水平有了显著的提高，老百姓对啤酒的需求量急速上升，这一需求给生产制造商提出了严峻的挑战，尤其是在各个厂家良性竞争的前提下，更是对啤酒的生产有了更严格的要求，如何在保证质量的前提下高效的生产出大批量的啤酒是现在每个厂家所必须解决的问题。

正是因为PLC的强大功能，给啤酒的自动化生产带来了福音。啤酒生产所需要监测的数据比较繁琐，比如温度、压力、浓度、浑浊程度等都有很严格的要求，而PLC在这些方面都有自己的独特之处，能够很自如的对这些模拟量进行时时监控，从而解决了大量的剩余劳动力，而对PLC自动化啤酒生产线程序的调试优化更是尤其重要。

本次设计就是对现有的和利时PLC啤酒自动化生产线进行软、硬件的调试，通过现场的数据采集对啤酒生产线酿造部分进行程序优化，最终得出与之对应的研究结论。

1.2课题内容

（1）啤酒自动化生产酿造工艺流程通过查阅相关资料，对现有的啤酒自动化生产工艺有一个基本的了解，尤其是对啤酒酿造工艺的熟悉，从而对本课题有一个更深入的理解。

（2）根据现场实际需要设计适当的控制方法根据现场以及工艺流程的实际需要，编写控制程序并对控制程序进行相应的优化，以及对优化后的程序进行现场

测试。

（3）通过组态软件做出现场的动态监控图一个合格的生产流水线离不开对设备生产过程的监控，不仅是从安全的角度出发，更要考虑到设备损坏及时维修及其包养，因此本课题设

计了组态监控系统，该系统是基于HollyView的一款组态软件。

（4）控制面板触摸屏的设计对控制面板触摸屏的设计是为了能够更简便控制现场设备，同时也起到对现场的监控作用，与组态监控界面起到双重监控的作用，使得生产的安全性以及流畅性有了保障。因此本课题设计了触摸屏操控系统，方便对现场设备的控制，同时也能够起到监控的作用。

（5）对总体程序以及监控进行可行性分析根据实际的数据结果，对程序以及组态监控方面进行可行性分析，并对整体进行优化，对优化后的系统能否正常运行做出整体性的规划。

1.3课题目的

本课题通过和利时PLC对啤酒自动化生产线酿造部分各个工序段进行自动化控制，从而节省了大量的劳动力，与此同时能够很大程度的提高生产效率，对于产品的市场竞争有很大的技术支持，同时对于现有的啤酒自动化生产线进行系统优化，从而对设备的升级进行有效的数据采集，对自动化控制的发展有更好的推进作用。

1.4课题意义

啤酒自动化生产线运用自动化控制技术，运用PLC强大的控制功能达到自动化控制的目的，这其实是工业生产的一个缩影，正是因为有了这种系统的优化研究，才能更好的使自动化控制技术得以有力的发展，才能大大提高工业生产的生产效率。

现如今自动化控制技术在日常生产中应用尤其广泛，它不仅是工业生产的一次重要升级和改革，同时也为工业自动化生产带来了春天，把工业生产引领到了一个全新的领域，自动化控制技术不仅节省了人为劳动力，生产成本也大大的降低，给生产商带来了福音。在中国不断发展的今天，自动化控制技术在中国的工业发展史上也发挥了极大的作用。

本次课题是基于实验室研究自动化控制技术的课题，研究本课题对以后的实际应用教学有着很强的现实意义，能够更清楚直接的叫同学们了解自动化控制技术在现实生产当中是如何应用的，同时本课题也为后期自动化专业的教学及研究奠定了必要的基础，能够从理论结合实际的角度出发，更加全面的为学生讲解自动化控制技术在实际生产当中是充当一个怎样的角色。同时，还有最重要的一点就是为以后啤酒生产线的进一步研发提供了一个很好的实验平台，能够更加全面的锻炼学生实际动手操作的能力。

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第二章系统总体方案设计

2.1酿造部分的总体结构

酿酒工艺的基本流程：麦芽粉碎机→糖化锅→过滤罐→煮沸锅→沉淀池→冷却锅→发酵罐→清酒罐→灌装机，如图2.1。

酿酒工艺流程图图2.1Fig. 2.1 Brewing process flow diagram

酿造部分主要包括三个部分，各类硬件设备（如液体反应罐、各种仪器仪表、电机、电、空气开关、继电器、电源模块、触摸屏等）以及工控制柜（主要包括PLC磁阀等等）、PLC 。控台（由一台个人计算机组成，通过个人计算机控制PLC 控制现场设备）酿造部分每一个反应罐都有着自己的作用，每个工段都有着各自的所需要控制采集的数据，正是每个工段有序的工作，使得整个酿造部分有序的生产。

2.2酿造部分基本设计步骤

根据啤酒酿造的工艺流程，将各个反应罐按照相应的顺序进行排列组装在一起，每个反应罐直接由管道以及电气元件连接在一起（如液体流通管道、入水管、出水管、入口泵、出控制柜分为五个部分，分别控制公共系PLC；口泵、电磁阀、流量计、温度表、压力表等等）43

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统工段、糖化工段、煮沸工段、发酵工段、清酒工段五个工段，通过对过程中变量的控制，从而使酿造部分严格的按照酿酒工艺运行，实现了自动化控制在工业