发酵罐温度控制系统设计
关于发酵罐的控制系统
关于发酵罐的控制系统关于发酵罐的控制系统一 参数控制参数控制1温度控制a 信号输入为4-20mA 电流,对应输出为0-150℃温度℃温度b 输出温度需通过校对调整，输出温度需通过校对调整，可编在程序内，可编在程序内，可编在程序内，也可以做个人机界面，也可以做个人机界面，也可以做个人机界面，使用人调整使用人调整（a+bx ）c 工作温度设定，通过人机界面由使用人输入工作温度设定，通过人机界面由使用人输入d 控制温度设定，分上限和下限，可采用工作温度加偏差温度（如0.5℃、1℃等）由使用人设定，也可以采用直接的温度值由使用人设定，也可以以0.50.5℃的偏℃的偏差直接写入程序差直接写入程序e 控制方式：控制方式：低于下限温度自动启动加热，低于下限温度自动启动加热，低于下限温度自动启动加热，高于上限温度自动启动冷却；高于上限温度自动启动冷却；高于上限温度自动启动冷却；加热和加热和冷却过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，冷却过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：参数为：参数为：加热时间加热时间加热时间（热水阀（热水阀开启的时间，范围0-5分钟）和加热间隔时间（可设置为两次加热的间隔时间，也可以设置为热水阀关闭的时间，可以0-10分钟，由于加热过程中，热水进入发酵罐夹套后，入发酵罐夹套后，发酵罐的温度上升要滞后一段时间，发酵罐的温度上升要滞后一段时间，发酵罐的温度上升要滞后一段时间，所以，所以，所以，关闭热水阀后要关闭热水阀后要等一段时间，避免频繁启动而温度波动过大；同理，冷却过程也需要设置“冷却时间”和“冷却间隔时间”却时间”和“冷却间隔时间”2 酸碱度（pH ）控制a 信号输入为4-20mA 电流,对应输出为0-14的pH 值b 输出pH 需通过校对调整，需通过人机界面，使用人调整（a+bx ）c pH 值设定，通过人机界面由使用人输入值设定，通过人机界面由使用人输入d 控制pH 值设定，分上限和下限，分上限和下限，可采用工作可采用工作pH 值加偏差pH 值（如0.1、0.2等）由使用人设定，也可以采用直接的pH 值由使用人设定，值由使用人设定，e 控制方式：低于下限pH 值自动启动加碱，高于上限温度自动启动加酸；加碱和加酸过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，和加酸过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：参数为：参数为：加碱时间加碱时间加碱时间（加碱（加碱蠕动泵开启的时间，蠕动泵开启的时间，范围范围0-5分钟）分钟）和加碱间隔时间和加碱间隔时间和加碱间隔时间（可设置为两次加碱的间（可设置为两次加碱的间隔时间，隔时间，也可以设置为加碱蠕动泵也可以设置为加碱蠕动泵也可以设置为加碱蠕动泵 关闭的时间，关闭的时间，可以可以0-10分钟，由于加碱过程中，氨水进入发酵罐后，发酵罐的pH 值上升要滞后一段时间，所以，关闭加碱蠕动泵后要等一段时间，避免频繁启动而pH 值波动过大；同理，加酸过程也需要设置“加酸时间”和“加酸间隔时间”程也需要设置“加酸时间”和“加酸间隔时间”3 溶氧值（Do ）控制a 信号输入为4-20mA 电流,对应输出为0-100的Do 值b 输出Do 需通过校对调整，需通过人机界面，使用人调整（a+bx ）c Do 值设定，通过人机界面由使用人输入值设定，通过人机界面由使用人输入d 控制Do 值设定，分上限和下限，可以采用直接的Do 值由使用人设定，值由使用人设定，e 搅拌电机的转速可设定为手动和自动，手动时由使用人通过人机界面直接输入，自动时则需要设定一个初始值和最低值，然后与溶氧（入，自动时则需要设定一个初始值和最低值，然后与溶氧（Do Do Do）相关联）相关联）相关联f 控制方式：低于下限Do 值自动启动搅拌电机加速，高于上限Do 值自动启动搅拌电机减速；加速和减速过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：加速的速度值（范围可50转/分钟）和加速间隔时间（可设置为0-5分钟，由于加速过后，溶氧的提高要滞后一段时间，所以，关闭加速后要等一段时间，如Do 值符合要求则维持在调整后的转速工作，如Do 值仍偏低，则继续提高一档转速，直至达到最高转速，避免频繁启动而Do 值波动过大）；同理，减速过程也需要设置“减速的速度值”（也可以50转/分钟一档）和“减速间隔时间”，转速减到最低值就不再减速，转速减到最低值就不再减速4 消泡控制a 信号为开关量信号为开关量b 控制参数为自动状态下的消泡剂添加量（以毫升显示，实际对应为1毫升/秒种）和间隔时间（0-5分钟）分钟）c 控制方式为手动/自动切换，手动时钮子开关人工确定添加量，自动时控制蠕动泵的添加时间（添加量）和间隔时间，考虑消泡剂作用的滞后时间动泵的添加时间（添加量）和间隔时间，考虑消泡剂作用的滞后时间 5 补料控制补料控制全部为人工设定，设定参数两个：补料的时间（按绝对时间，即×月×日×时×分）和补料量（以毫升显示，按1毫升/秒种控制），每次可设定3个时间点（即每次进入补料的人机界面可预设定3次补料）次补料）二 报警报警报警可以直接写入报警值，每个参数设一个报警上限值和一个报警下限值报警可以直接写入报警值，每个参数设一个报警上限值和一个报警下限值 三 记录记录采用表格和曲线两种方式，查询和输出的时间段由使用人选择，表格的输出还需要使用人确定时间间隔，默认时间间隔为10分钟，消泡和补料控制不需要曲线输出要曲线输出。
发酵温控系统课程设计
发酵温控系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握发酵过程中温度对微生物生长的影响，理解发酵温控系统的基本原理。
2. 使学生了解发酵温控系统的构成，包括传感器、控制器、执行器等组成部分。
3. 帮助学生掌握发酵过程中温度变化的数学模型及其在温控系统中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计简单的发酵温控系统电路图和程序框图。
2. 提高学生实际操作能力，能对发酵温控系统进行调试和故障排查。
3. 培养学生团队协作能力，通过小组合作完成发酵温控系统的设计、搭建和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对生物工程和自动化技术的兴趣，提高学生对跨学科知识的探索欲望。
2. 增强学生的环保意识，认识到发酵技术在环保和资源利用方面的重要性。
3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程伦理观念，认识到科技发展对社会的责任。
本课程针对高年级学生，结合生物学、自动化等学科知识，注重理论与实践相结合。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决，提高学生的综合素养和创新能力。
同时，课程目标分解为具体学习成果，便于后续教学设计和评估，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 发酵技术概述：发酵过程中微生物生长特性、温度对发酵过程的影响。
相关教材章节：第一章 发酵技术概述2. 发酵温控系统原理：传感器、控制器、执行器的原理及功能。
相关教材章节：第二章 自动控制原理及其在发酵过程中的应用3. 发酵过程温度数学模型：一阶、二阶系统的温度模型及其在温控系统中的应用。
相关教材章节：第三章 发酵过程数学模型4. 发酵温控系统设计：电路图、程序框图设计，系统搭建与调试。
相关教材章节：第四章 发酵温控系统设计5. 发酵温控系统优化：系统性能指标、参数优化方法。
相关教材章节：第五章 发酵温控系统优化与故障排查教学内容安排和进度：第一周：发酵技术概述，了解温度对发酵过程的影响。
第二周：学习发酵温控系统原理，了解各部分功能。
啤酒发酵罐温度控制系统设计
内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目：啤酒发酵罐温度控制系统设计学生姓名：赵万里学号：1067112320专业：测控技术与仪器班级：2010-3指导教师：李忠虎教授2013年 9 月 3日摘要本文介绍了啤酒的酿造工艺，分析了啤酒发酵过程中发酵罐内酒体的温度变化特性，并结合锥形发酵罐的组成及原理，根据生产工艺要求，从而设计了啤酒发酵过程中发酵罐温度控制系统。
该设计是采用串级控制系统，通过控制流入发酵罐冷却套内液氨的流量，来达到控制发酵罐内酒体温度的目的。
设计过程中充分利用了过程控制理论和过程参数检测技术及仪表知识，完成了控制方案的选择、被控参数的选取，以及仪表的选型等内容。
关键词：啤酒发酵；温度控制；串级系统目录第一章绪论 (1)1.1 啤酒概述---------------------------------------------------- 11.2 啤酒的发酵-------------------------------------------------- 12.1 啤酒酿造工艺概述-------------------------------------------- 22.2 发酵工艺---------------------------------------------------- 22.2.1锥形发酵罐基本结构 (2)2.2.2 发酵过程中酒体的温度变化特性 (3)第三章检测控制系统设计 (5)3.1 被控对象分析------------------------------------------------ 53.2 控制方案的选择---------------------------------------------- 53.3 主、副被控参数的选取---------------------------------------- 63.4 主、副调节器调节规律的选择---------------------------------- 73.5主、副调节器正、反作用方式的选择----------------------------- 73.6 仪表选型---------------------------------------------------- 8第四章总结 (9)参考文献 (10)第一章绪论1.1 啤酒概述啤酒是以大麦芽、酒花、水为主要原料，经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。
发酵罐温度控制系统讲解
题目：发酵罐温度控制系统设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：教研室：Array注：成绩：平时40% 论文质量40% 答辩20% 以百分制计算摘要本题要设计的是温度控制系统，发酵是放热反应的过程。
随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。
而温度对发酵过程具有多方面的影响。
因此，对发酵过程中的温度进行检测和控制就显得十分重要。
本课题设计了发酵罐温度控制系统，选择的传感器为Cu100，由于信号很小，所以就需要通过差动放大电路进行放大并且经过了滤波电路滤波，然后将处理后的电压信号经过V/I转换，输出4~20mA的电流信号，最后进行仿真分析以及参数的计算，以达到通过对冷水阀开度的控制对发酵罐温度控制的目的。
本系统应用温度控制系统，有助于提高发酵效率，有助于提高工厂产值，并且可以使资源得到更充分的作用。
关键词：温度控制；PID控制器；V/I转换；比较机构目录第1章绪论 (1)第2章课程设计的方案 (2)2.1 概述 (2)2.2 系统组成总体结构 (2)2.3 传感器选择 (2)第3章电路设计 (4)3.1 传感器电路 (4)3.2 比较机构电路 (7)3.3 PID调节器并联实现电路 (7)3.4 V/I转换电路 (8)3.5 直流稳压电源电路 (9)第4章仿真与分析 (10)4.1 传感器电路仿真 (10)4.2 PID控制器电路 (11)4.3 V/I转换电路 (12)第5章课程设计总结 (14)参考文献 (15)附录Ⅰ (16)附录Ⅱ (18)附录Ⅲ (20)第1章绪论在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
其中，温度控制也越来越重要。
在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉、发酵罐和锅炉中的温度进行检测和控制。
本次课设要求设计发酵罐的温度控制系统。
发酵是放热反应的过程。
随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。
而温度对发酵过程具有多方面的影响：它会影响各种酶反应的速率，改变菌体代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制，除这些直接影响外；温度还对发酵液的理化性质产生影响，如发酵液的粘度；基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率。
发酵罐温度单回路控制系统
1.概述发酵工程是应用生物（主要是微生物）为工业大规模生产服务的一门工程技术，也称微生物工程。
发酵工程是包括微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。
现代发酵工程不但应用于生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且还可以生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素和单细胞蛋白等。
发酵反应器（发酵罐）是发酵企业中最重要的设备。
发酵罐式必须具有适宜于微生物生长和形成产物的各种条件，促进微生物的新陈代谢，使之能在低消耗下获得较高产量。
例如，发酵罐的结构应尽可能简单，便于灭菌和清洗；循环冷却装置维持适宜的培养温度；由于发酵时采用的菌种不同、产物不同或发酵类型不同，培养或发酵条件又各有不同，还要根据发酵工程的特点和要求来设计和选择发酵罐的类型和结构。
通风发酵设备要将空气不断通入发酵液中，供给微生物所需的氧，气泡越小，气泡的表面积越大，氧的溶解速率越快，氧的利用率也越高，产品的产率就越高。
通风发酵罐有鼓泡式、气升式、机械搅拌式、溢流喷射自吸式等多种类型。
机械搅拌通风发酵罐是发酵工厂常用的类型之一，它是利用机械搅拌器的作用，使空气和賿液充分混合促使氧在賿液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气，同时强化热量传递。
无论是微生物发酵、酶催化或动物植物细胞培养的微生物工程工厂都应用此类设备，占目前发酵罐总数的70%～80%，常用语抗生素、氨基酸、有机酸和酶的发酵生产。
机械搅拌通风发酵罐是属于一种搅拌釜式反应器，除用作化学反应和生物反应器外搅拌反应器还大量用于混合、分散、溶解、结晶、萃取、吸收或解吸传热等操作。
搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。
加班容器包括筒体、换热原件及内构件、搅拌器、搅拌轴及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。
1.1温度对发酵的影响微生物药品发酵所用的菌体绝大多数十中温菌，如丝状真菌、放线菌和一般细菌。
智能式生物发酵自动控制系统设计
威控智能式生物发酵自动控制系统设计1.系统概述：智能式生物发酵系统要求强大的自动控制功能、可扩展性强、操作灵活、稳定可靠以及故障率低。
基本控制参数为：温度、搅拌速度、PH、DO、进气流量、罐压、定时定量流加、连续发酵、液位、多种自动补料方式、自动消泡等。
特殊分析、控制为：如CO2、密度、糖份、自动灭菌等。
2.系统组成：1. 发酵罐玻璃、不锈钢2. 控制系统（1）可编程控制器（整个控制系统的核心组件）（2）传感器: 温度传感器、PH值传感器、容氧传感器、压力传感器（3）变送器: 4~20mA变送器（起到信号变送的作用）（4）现场执行设备变频器: 控制电机，由AO输出控制交流电机: 控制压缩机，由变频器控制蠕动泵: 控制酸碱的加入，由AO输出控制3. 本地控制（1）5.7寸或10.4寸工业级人机界面，现场显示、操作终端（2）本地监控程序，在触摸屏中运行4．远程监控（1）PC电脑（2）上位组态软件5．其它（1）电源（2）报警装置结构图：3．嵌入式生物发酵控制系统架构方案一，RTU-6600 + HMI-1041方案一采用10.4”人机界面，在人机界面运行组态软件，可进行复杂操作，并可将系统运行数据实时传送到监控室。
如图。
图、RTU-6600+HMI-1041 方案方案二，RTU-6600 + HMI-5702/HMI-3802方案二采用5.7”或3.8”人机界面，在人机界面上进行简单的设置和数据的监测，将系统运行数据实时传送到监控室，由上位机组态软件进行远端控制。
如图。
图、RTU-6600+HMI-5702方案3．1 RTU-6600RTU-6600作为控制核心，完成多个回路的PID控制、模糊控制任务；同时与10.4”人机界面通讯，实现与嵌入式组态软件的无缝结合。
3．2 人机界面10.4”人机界面，内置操作系统和嵌入式组态软件，完成与RTU-6600的通讯、上位显示、设置、报警、报表输出以及历史数据存储等功能。
啤酒发酵过程温度控制的设计
X X X X 学院《啤酒发酵过程温度控制的设计》大作业报告专业计算机科学与技术学号姓名日期2015.12.301、作业内容及任务麦汁发酵过程是一个复杂的生物化学过程，通常在锥形发酵罐中进行。
目前的处理方法多是在麦汁发酵期间，在二十多天的发酵期间，根据酵母的活动能力，生长繁殖快慢，确定发酵曲线。
要使酵母的繁殖和衰减、麦汁中糖度的消耗等达到最佳状态，必须严格控制各阶段的温度，使其在给定的温度曲线的±0.5℃范围内。
发酵期间锥形发酵罐控制上、中、下三部分的温度，温度曲线见下图。
图1 发酵过程温度工艺曲线通过啤酒发酵过程，掌握相关步骤。
考查动手能力和对所学知识的掌握程度，以及查阅资料和收集信息能力。
使设计者熟悉本设计的相关知识及培养解决设计过程中可能遇到问题的能力。
图2 发酵罐的测控点分布及管线图2、对作业的认知或解读麦汁发酵过程是啤酒生产中的一个重要环节。
过去。
啤酒发酵过程采用传统的手工操作控制，生产效率低，劳动强度大，不易于管理；啤酒质量差，产量低，酒损多。
有些啤酒生产厂家采用常规的仪表调节系统，虽然给企业带来一些益处，但也不利于现代化管理和机动灵活地修改工艺参数。
采用计算机对啤酒发酵过程进行自动控制和现代化管理，很好地解决以上问题，获得了巨大的经济效益和社会效益。
图3 计算机控制系统原理图3、系统结构模型框图T1T30图3 啤酒发酵过程计算机控制系统硬件框图4、系统硬件元器件选型WZP-231铂热电阻、RTTB-EKT 温度变送器进行温度测量和变送、I/V 变换板、A/D板、电容式液位变送器及电动调节阀等5、硬件设计（1）模拟量输入通道设计本系统检测30个温度（T1~T30）、10个压力（p1~p10）、10个液位（H1~H10）。
对于温度，我们选用WZP-231铂热电阻30支和RTTB-EKT温度变送器30只进行温度测量和变送，即将-20~+50℃变换成4~20mA DC信号变换成1~5V DC信号，最后把1~5V DC信号送至32路12位光电隔离A/D板IPC5488，从而实现温度的数据采集。
过程控制课程设计——啤酒发酵罐温度控制系统
内蒙古科技大学信息工程学院过程控制课程设计报告题目：啤酒发酵罐的温度控制系统设计学生姓名：***学号：**********专业：测控技术及仪器班级：09测控2班指导教师：***前言啤酒生产是一个利用生物加工进行生产的过程，生产周期长，过程参数分散性大，传统操作方式难以保证产品的质量。
近年来，国外的各大啤酒生产厂家纷纷进军中国市场，凭借技术优势与国内的啤酒生产厂家争夺市场份额。
国内的啤酒行业迫切要求进行技术改造，提高生产率，保证产品质量，以确保在激烈的市场竞争中立于不败之地。
啤酒的发酵过程是一个微生物代谢过程。
它通过多种酵母的多种酶解作用，将可发酵的糖类转化为酒精和CO2,以及其他一些影响质量和口味的代谢物。
在发酵期间，工艺上主要控制的变量是温度、糖度和时间。
啤酒发酵对象的时变性、时滞性及其不确定性，决定了发酵罐控制必须采用特殊的控制算法。
由于每个发酵罐都存在个体的差异，而且在不同的工艺条件下，不同的发酵菌种下，对象特性也不尽相同。
因此很难找到或建立某一确切的数学模型来进行模拟和预测控制我国大部分啤酒生产厂家目前仍然采用常规仪表进行控制，人工监控各种参数，人为因素较多。
这种人工控制方式很难保证生产工艺的正确执行，导致啤酒质量不稳定，波动性大且不利于扩大再生产规模。
在啤酒生产过程中，糖度的控制是由控制发酵的温度来完成的，而在一定麦芽汁浓度、酵母数量和活性的条件下时间的控制也取决于发酵的温度。
因此控制好啤酒发酵过程的温度及其升降速率是解决啤酒质量和生产效率的关键。
在本次啤酒发酵温度控制系统设计过程中各种工艺参数的控制采用串级控制系统实现，主要控制锥形发酵罐的中部温度，采用常规自动化仪表及装置来实现温度及其他参数的检测与控制、显示。
1 工艺过程概述1．1啤酒生产工艺过程啤酒生产过程主要包括糖化、发酵以及过滤分装三个环节。
1.1.1糖化糖化过程是把生产啤酒的主要原料与温水混合，利用麦芽的水解酶把淀粉、蛋白质等分解成可溶性低分子糖类、氨基酸、脉、肤等物质，形成啤酒发酵原液-麦汁。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计一、引言啤酒是一种古老的饮料，经过发酵产生。
在传统的啤酒生产过程中，发酵过程需要精确的控制，以保证最终产品的质量和口感。
为了提高生产效率和产品质量，采用自动控制系统对啤酒发酵过程进行控制是非常必要的。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制系统的控制器，它通过编程来实现逻辑控制、定时控制、计数控制等功能。
本文将设计一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统，以实现对啤酒发酵过程的自动控制。
二、系统设计1. 系统架构设计本系统采用了PLC作为控制器，传感器负责采集发酵过程中的温度、压力和PH值等参数，控制执行元件包括发酵罐内的搅拌器、温度控制装置和酵母添加装置。
整个系统的架构如图1所示：PLC通过传感器采集的数据进行逻辑控制，控制发酵罐内的搅拌器、温度控制装置和酵母添加装置，从而实现对发酵过程的自动控制。
2. 系统功能设计（1）温度控制在啤酒发酵过程中，温度是一个非常重要的参数。
过高或过低的温度都会影响发酵速率和产品质量。
系统需要能够对发酵罐内的温度进行实时监测，并根据预设的温度范围进行控制。
当温度过高时，系统应该能够通过控制冷却装置来降低温度；当温度过低时，系统应该能够通过控制加热装置来提高温度。
（3）压力控制在发酵罐内，产生的二氧化碳会增加罐内的压力。
系统应该能够对罐内的压力进行实时监测，并根据预设的压力范围进行控制。
当压力过高时，系统应该能够通过释放装置来释放二氧化碳，以降低罐内的压力。
3. 系统软件设计PLC的软件设计主要包括控制逻辑设计和人机界面设计。
控制逻辑设计是将控制任务分解为各个子任务，并设计每个子任务的控制逻辑；人机界面设计是设计用于监控和操作的人机界面。
（1）控制逻辑设计控制逻辑设计首先需要确定系统的控制目标，然后根据控制目标设计各个子任务的控制逻辑，最后将各个子任务的控制逻辑组合成系统的整体控制逻辑。
对于温度控制任务，可以设计如下的控制逻辑：IF 温度 < 设定温度 - 2 THEN 打开加热装置IF 温度 > 设定温度 + 2 THEN 打开冷却装置IF 设定温度 - 2 <= 温度 <= 设定温度 + 2 THEN 关闭加热装置和冷却装置（2）人机界面设计人机界面设计主要包括监控界面和操作界面。
发酵温度控制系统的数学模型及仿真
2 发酵罐温度控制系统的数学模型发酵罐温度控制系统实验平台是以一个7L 发酵罐为主体，罐壁设置有冷却套,相应的设立测温点和调节阀,通过阀门调节冷却套内冷却液的流量来实现对发酵罐内温度的控制，发酵罐示意图如图1所示。
图1 发酵罐示意图在白酒发酵的过程中，发酵罐内由于酵母的作用，在发酵过程中会产生生化反应热，热量的逐渐释放导致发酵温度逐渐上升。
在整个发酵过程中，发酵温度必须根据具体的生产工艺进行严格控制，罐内温度通过控制冷却夹套内的冷却水的流量进行降温，整套系统没有外部加热措施。
罐内发酵反应热有一部分使罐内温度升高，一部分热量散失到罐壁和冷媒中，在此不考虑发酵体与罐壁之间的热量传递，罐内的热平衡方程为：⎰=-Tdt mC Q Q 21 （2-1） 式中 1Q ：发酵过程产生的热量；2Q :发酵过程散失的热量；m ：反应物质量 C ：发酵罐内反应物的比热容；T 发酵罐温度。
公式1-1可以写成：⎰=∆Tdt MC Q （2-2） 式中 21Q Q Q -=∆对公式1-2求拉普拉斯变换得：s m C T Q S S )()(=∆ （2-3）即可由罐内的热平衡方程式可以得到发酵罐内的传递函数为:m C sQ T G S S S 1)()()(=∆=（2-4） 考虑到在实际的过程中的干扰因素,所以被控对象的数学模型中添加一个滞后环节。
因此,用一阶惯性加纯滞后环节来表示,其传递函数为mCse Q T G sS S S τ-=∆=)()()( （2-5）3 模糊预测控制器的设计及仿真结果针对发酵罐中发酵对象大时滞、大时变、严格的非线性、多变量耦合等特点。
采用了将模糊控制与预测控制结合的方法，利用模糊建模方法建立对象预测模型。
将设定值与预测输入值之间的预测误差值及预测误差值的变化率作为模糊控制器的输入，模糊控制器再根据模糊规则来推理得到控制量，通过执行机构控制被控对象。
其结构图如图2所示。
图2模糊控制系统结构图 3.1预测控制部分预测控制算法与动态矩阵控制算法类似, 主要通过预测模型,利用系统的输入输出数据预测未来时刻系统输出,作为糊控制器的输入。
啤酒发酵PLC控制系统设计
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引 言
啤酒 是 世界 上 产量 及 消费 最大 的 一种 酒 ，近 年来 ，虽 然 我 国的 啤酒 装备 配套水 平有 很 大提 高 ，但 与 国外的 主要 啤 酒生 产 厂 家相 比大 部分 企 业技 术落 后 ，国内的 啤酒 行 业 迫 切要 求 进行 技 术改 造 ，提 高生 产率 ，保 证 产 品质量 ，以 确 保 在激 烈 的市 场 竞争 中立 于 不败 之地 。研 究如 何提 高 啤
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Ｐ Ｌ Ｃ 实现啤酒发酵温度控制 的主要任务是实时测控 发 酵罐 上 、中 、下 三 段温 度 ，通 过Ｐ Ｉ Ｄ 计 算控 制 电磁 阀开 度 ，使 罐温 与啤酒 发 酵工 艺温 度 曲线 保持 一致 ，同时 通过 控 制 发酵 罐排 气 阀 ，使罐 内压 力符 合 生产 工艺 要 求 。因啤
定时 间的低温贮 酒 ，整个 发酵过 程基 本结 束 。
２控制系统的设计
２ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 系统方 案 根据 啤 酒发 酵 工艺 控制 需 求 ，充分 考虑 企 业 的综 合实 力 、现状 与发 展 等 因素 ，设计 Ｐ Ｌ Ｃ 控制 系统方 案 。其控 制
结构 如 图２ 所示 。
制可 以 分 为 三个 阶 段 ，如 图１ 所示 ：主 发酵 期 、后 发酵 期 和 成 熟期ｌ ２ ］ 。
如何设计罐类设备温度控制系统[图文]
![如何设计罐类设备温度控制系统[图文]](https://img.taocdn.com/s3/m/9c0b0d8c77232f60dccca145.png)
如何设计罐类设备温度控制系统[图文]罐类设备温度控制简而言之就是让物料升温或降温符合预期温度的过程控制，本文对比分析几种罐类设备温度控制方案优缺点，为罐类设备温度控制提供参考。
罐类设备中物料的温度调节通常有几种方式：①直接将加热或冷却介质直接与物料接触；②通过罐体的夹套传热；③使用换热器。
在温度调节过程中，温控仪根据温度传感器反馈的温度信号，控制加热或冷却介质的通入时间和强度来实现对罐内物料温度的控制，以满足工艺的要求。
通常由罐类设备结构、工艺条件和投资来决定采用哪一种温度控制方案。
介绍几种常见的罐类设备温度控制方案供大家借鉴。
1、罐体夹套通入加热或冷却介质的温度控制系统该系统设计的原理为间壁式换热，其特点是冷热流体被一固体壁隔开，通过固体壁进行传热。
该设计中，蒸汽和冷媒直接通入夹套，因为与罐内物料的温度不同，会通过罐壁发生热量传递，使物料的温度升高或降低。
系统利用通入蒸汽或冷媒的持续时间和强度大小，来实现对罐类物料的温度控制。
罐体夹套通入加热或冷却介质的温度控制系统普遍使用于溶液配制罐和物料储存罐，以及一些反应罐的温度控制。
①冷媒不回吹的温度控制系统冷媒不回吹的温度控制系统如图1，当物料不需要温度控制时，夹套内不通入蒸汽或冷媒。
当罐内物料需要升温或维持高温时，蒸汽从夹套的上部界面通入，接触到温度较低的罐壁时，蒸汽放热并凝成液体，在重力作用下沿壁面留下，同时热量通过罐壁传递给罐内物料，使其升温或维持高温。
温度控制结束时，停止蒸汽的通入，从夹套上部通入压缩空气对夹套内剩余的蒸汽和冷凝水进行吹扫，待吹扫干净后关闭压缩空气。
当罐内物料需要降温或维持低温时，冷媒从夹套的下部界面加入，接触到温度较高的罐壁时，冷媒通过热传递吸收热量，并随着冷媒的不断通入和排出而使物料降温。
降温热结束时，停止冷媒的通入，从夹套上部通入压缩空气将夹套内剩余的冷媒吹扫进排污管道，待吹扫干净后关闭压缩空气。
夹套管路中需要设置安全阀，防止夹套的压力过大造成安全事故。
最新发酵罐的温度控制系统
发酵罐的温度控制系统内蒙古科技大学信息工程学院测控专业生产实习报告引言啤酒的原料是大麦。
大麦是世界上种植最早的谷物之一，它的产量在谷物排名上，位于小麦、玉米、稻谷之下，位居第四，并且大麦不是人类的主食，习惯上用作饲料。
啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料，而且营养丰富，人们适量饮用时对身体是影响相对较小。
在1972年世界第九次营养食品会议上，曾推荐啤酒为营养食品，也有人把啤酒称作营养食品、可口食品、卫生食品、方便食品等。
而本次去雪鹿啤酒厂,了解了啤酒的生产过程。
而啤酒发酵，是放热放应的过程，随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高，随着二氧化碳等的产物不断升高，密闭罐内的压力也会随着升高，然而为了使啤酒有更好的品质，需要让发酵罐的温度根据工艺温度曲线变化。
随着微处理器等的发展，PLC已经在工业领域得到广泛应用，根据PLC技术，利用PID控制算法设计了发酵罐温度自动控制系统……一、总论1、企业背景雪鹿啤酒厂：燕京啤酒(包头雪鹿)股份有限公司作为中西部地区第一大啤酒生产企业, 占地面积14.15万平方米，是内蒙古自治区首家通过质量管理体系，环境管理体系及食品安全管理体系，“三标一体”化认证的啤酒生产企业，产品取得了国家绿色食品和QS认证标志，是自治区高新技术企业。
在2010年中国酒类流通协会、中华品牌战略研究院共同主办的，“华樽杯” 中国酒类品牌价值评议中，其品牌价值为17.39亿，在国内啤酒类行业位于第15位。
在内蒙古酒类行业里品牌价值名列第二。
"华樽杯"酒类品牌价值评议是酒类行业里最有最权威，最专业的无形资产评估。
2、酿造啤酒的原料酿造啤酒的主要原料是大麦，水，酵母，酒花。
3、工艺流程啤酒生产工艺流程可分为制麦、糖化、发酵、包装四个工序。
现阶段常用生产工艺流程如下：1）制麦过程：大麦必须通发芽过程将内含的难溶性淀料转变为用于酿造工序的可溶性糖类。
大麦收获后储存2至3个月，经风选或筛选除杂，永磁筒去铁，比重去石机除石，精选机分级，才能进麦芽车间进行麦芽制造。
50L式厌氧发酵罐的设计
50L式厌氧发酵罐的设计引言厌氧发酵是一种利用微生物在无氧条件下产生能量和有机产物的生物过程。
在厌氧发酵中，微生物利用有机废弃物或底物产生生物气、有机酸等有用产物。
厌氧发酵具有高效、环保、低成本等优点，在环境保护和资源回收利用方面具有重要意义。
而厌氧发酵罐是进行厌氧发酵的重要设备，其设计合理与否直接影响发酵效果和设备使用寿命。
本文将介绍一个50L式厌氧发酵罐的设计方案，包括罐体结构设计、搅拌系统设计、温度控制系统设计、气体收集系统设计等方面，以期为厌氧发酵设备制造和应用提供一些参考和借鉴。
一、罐体结构设计1.1罐体材料选择1.2罐体结构设计1.3罐体底部设计罐体底部设计应考虑到搅拌系统的安装和运行，同时要保证气体收集管的畅通。
底部可设计为锥形，方便搅拌机械的工作，并具有排放废物、清洗设备等功能。
二、搅拌系统设计2.1搅拌机械选择2.2搅拌动力设计三、温度控制系统设计3.1传热方式选择3.2温度传感器选择温度传感器是温度控制系统的核心部件，应选用精度高、响应快、稳定性好的传感器。
常见的选择包括PT100、热电偶等。
3.3控制系统设计温度控制系统应包括温度传感器、控制器、执行器等部分，能够实现温度设定、监控、反馈等功能。
控制系统应稳定可靠，操作简便，对发酵过程的温度控制起到关键作用。
四、气体收集系统设计结论50L式厌氧发酵罐是一种小型的厌氧发酵设备，其设计合理与否直接关系到发酵效果和设备寿命。
本文介绍了50L式厌氧发酵罐的设计方案，包括罐体结构、搅拌系统、温度控制系统、气体收集系统等方面的设计要点，以期为相关设备制造和应用提供一些参考和借鉴。
希望通过本文的介绍，可以为厌氧发酵设备的研发和应用提供一些有益的启示。
发酵罐温度控制系统的设计
计算机控制技术课程答辩论文洛阳理工学院计算机控制技术与应用课程设计题目：发酵培养基温度控制系统设计学生姓名：学号：班级：专业：摘要本题要设计的是发酵培养基温度控制系统，发酵是放热反应的过程。
随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。
而温度对发酵过程具有多方面的影响。
因此，对发酵过程中的温度进行检测和控制就显得十分重要。
本课题设计了发酵罐温度控制系统，选择的传感器为Cu100，由于信号很小，所以就需要通过差动放大电路进行放大并且经过了滤波电路滤波，然后将处理后的电压信号经过V/I转换，输出4~20mA的电流信号，最后进行仿真分析以及参数的计算，以达到通过对冷水阀开度的控制对发酵罐温度控制的目的。
本系统应用温度控制系统，有助于提高发酵效率，有助于提高工厂产值，并且可以使资源得到更充分的作用。
关键词：温度控制,PID控制器,V/I转换,比较机构目录前言........................................................................................ 错误！未定义书签。
1.1.1 发酵培养基简介 31.1.2工艺背景：................................................................ 错误！未定义书签。
1．2温度对发酵的影响...................................................... 错误！未定义书签。
1.2.1温度影响微生物细胞生长................................. 错误！未定义书签。
1.2.2温度影响产物的生成量..................................... 错误！未定义书签。
1.2.3温度影响生物合成的方向................................. 错误！未定义书签。
基于PLC的啤酒发酵罐温度控制系统设计
摘要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，利用PLC实现对啤酒发酵过程温度的控制，这对更加牢固掌握PLC并将PLC应用于生产实际及了解啤酒的生产工艺有很好的作用。
本文主要工作在于：由于啤酒发酵对象的时变性、时滞性及其不确定性，决定了发酵罐控制必须采用特殊的控制算法。
由于每个发酵罐都存在个体的差异，而且在不同的工艺条件下，不同的发酵菌种下，对象特性也不尽相同。
因此很难找到或建立某一确切的数学模型来进行模拟和预测控制。
为节省能源，降低生产成本，并且能够满足控制的要求，发酵罐的温度控制选择了检测发酵罐的上、中、下3段的温度，通过调节上、中、下3段液氨进口的两位式电磁阀来实现发酵罐温度控制的方法，利用PLC 来实现整个过程温度的控制。
该系统性能/价格比高、可靠、技术先进，完全满足啤酒生产发酵工艺的技术要求，并兼顾了实用的需求。
关键词：可编程逻辑控制器；发酵温度；温度控制AbstractBeer 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 Fuzzy Intelligent PID algorithm applied in this process. It is an attempt to apply high technology to traditional industry and has importantly practical meaning. In this paper, beer fermentation process for the project background, the use of PLC in the beer fermentation process temperature control, which is more firmly grasp PLC and used to produce practical and understanding of the beer production process have a very good role. What this research solute is: As the object of beer fermentation, degeneration, and the uncertainty of the delay, a decision must be in control of fermentation tank special control algorithms. As each there are individual differences, but in different process conditions, different fermentation bacteria, the object characteristics vary. Therefore it is difficult to find or create a precise mathematical model to simulate and forecast control. To save energy, reduce production costs and to meet the requirements of control, temperature control of fermentation tank selected the detection of the fermentation tank, in the next paragraph 3 of the temperature, through the upper, middle and lower imports of liquid ammonia in paragraph three Electromagnetic valve to achieve fermentation tank temperature control method. To solute the whole process temperature control by PLC, the system performance higher than price, reliable, advanced technology, to fully meet the fermentation process of beer production technology requirements, taking into account the practical needs.Keywords: programmable logic controller; fermentation temperature; temperature control目录第1章概述 (1)1.1选题的目的和意义 (1)1.2啤酒发酵控制系统方案综述 (2)1.3实现啤酒发酵罐温度PLC控制的主要研究工作 (3)1.4本章小结 (3)第2章啤酒发酵工艺概述 (4)2.1啤酒发酵概述 (4)2.2发酵各阶段温度控制机理 (4)2.3啤酒发酵设备概述 (6)2.4啤酒发酵温控基本要求 (6)2.5啤酒发酵工艺流程 (7)2.6本章小结 (9)第3章应用PLC实现啤酒发酵温度控制的可行性分析 (10)3.1可编程序控制器PLC的特点 (10)3.2PLC的组成与基本原理 (11)3.3PLC在啤酒发酵中应用的可行性 (14)3.4本章小结 (15)第4章啤酒发酵温度PLC控制方案 (16)4.1系统控制要求及功能 (16)4.2系统硬件配置 (18)4.3啤酒发酵温度PLC控制系统的I/O分配 (23)4.4本章小结 (25)第5章PLC实现啤酒发酵温度控制的程序设计 (26)5.1编程软件的介绍 (26)5.2控制程序流程图 (29)5.3PID控制 (32)5.4系统程序设计 (34)5.5本章小结 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)附录 (41)第1章概述1.1 选题的目的和意义啤酒是世界上产量及消费最大的一种酒，特别是北美及欧洲国家的总产量及人均消费量均居世界前列，我国随着改革开放现代化建设，人民生活水平不断断提高，啤酒己成为人们的时尚饮品，市场的宠儿，生产直线上升，进入九十年代后产量逐年增加，目前已成为仅次于美国的世界第二大啤酒产销国，令世界啤酒界人士刮目相看。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计一、引言随着科学技术的不断进步，自动化控制系统在各行各业中得到了广泛应用，啤酒生产作为重要的酿造行业也不例外。
传统的啤酒生产方式需要大量的人工操作，生产效率低下，而且容易受到人为因素的影响。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计能够有效地解决这些问题，提高啤酒生产的自动化水平和生产效率，保证啤酒的品质稳定。
二、系统功能需求分析1. 温度控制功能：啤酒发酵过程中，温度是一个非常重要的控制参数，发酵罐内的温度需要在一定的范围内保持稳定。
基于PLC的控制系统能够通过传感器实时监测发酵罐内的温度，根据预设的控制策略自动调节加热或降温设备，保持温度在合适的范围内。
2. 液位控制功能：在发酵过程中，发酵罐内的液位需要随着发酵过程的进行而逐渐降低。
PLC控制系统可以通过液位传感器监测发酵罐内的液位变化，及时发出控制信号，控制出液阀实现液位的自动控制。
3. 搅拌控制功能：在发酵过程中需要对发酵液进行搅拌以保证发酵液中的微生物得到充分的氧气供应和营养物质的均匀分布。
PLC控制系统可以通过控制搅拌器的启停和转速，实现发酵液中的搅拌控制。
4. PH值控制功能：发酵过程中PH值的变化会对发酵液中微生物的生长和代谢产生影响。
PLC控制系统可以通过PH传感器监测发酵液的PH值，自动调节酸碱液的加入量，保持发酵液的PH值在合适的范围内。
出预设范围，就能够及时发出故障报警信号，提醒操作人员进行相应的处理。
三、系统结构设计基于PLC的啤酒发酵自动控制系统由PLC控制器、传感器、执行机构和人机界面组成。
PLC控制器负责接收传感器采集的各个控制参数数据，根据预设的控制策略进行控制计算，并通过输出模块控制执行机构完成相应的控制动作。
传感器负责采集发酵过程中各个控制参数的数据，如温度传感器、液位传感器、PH传感器、氧气浓度传感器等。
控制方案设计范本
×××啤酒有限公司发酵自控设计方案×××自动化有限公司二○○七年五月技术方案纲要第一部分总体设计一、系统组成二、PLC控制系统三、计算机系统四、通讯五、软件系统六、用户软件第二部分控制方案一、三十二个发酵罐控制二、七个清酒罐控制三、1个脱氧水罐控制四、罐区CIP控制五、冷媒总管温度、压力检测六、后CIP控制七、过滤管线第三部分软件界面部分发酵技术方案说明第一部分总体设计一、系统组成：1、1 系统示意图（见附图1）：1、2 控制室内设备：●计算机操作台 2台●工业控制机 2台●打印机 1台●计算机椅 2只●UPS后备电源 2台1、3 配电室内设备：●配电柜5台，其中1台为总电源柜。
1、4 现场设备：●现场PLC子站柜 7台●温度传感器●接近开关●调节阀●流量计 4台●压力变送器●液位变送器●气动碟阀●变频器 4台●其它元件二、PLC控制系统：2、1 CPU：型号：6ES7414-2XK04-0AB0,西门子公司 1台。
简述：采用西门子的S7系列PLC可编程序控制器，是国内绝大多数啤酒生产商的选择，事实证明这种PLC具有很高的可靠性和性能价格比。
2、2 ET200M 分布式I/O：从站数量：根据控制点的统计数据，确定7个ET200M从站。
位置：PLC控制柜内。
2、3 PLC子站柜：高：1800mm，宽：800mm，厚：400mm，颜色：不锈钢。
数量：6台，分放在发酵罐区现场适当的位置。
2、4 模拟量输入模块，西门子公司：型号：6ES7 331-1KF01-0AB0 8路，13位精度。
数量：21块。
简述：该模块价格适中，精度高，适应性强，可以直接组态成电阻信号、电流信号等多种形式的输入方式。
2、5 模拟量输出模块，西门子公司：型号：6ES7332-5HD01-0AB0，8路，4-20mA输出信号。
数量：2块。
2、6 数字量输入模块，西门子公司：型号：6ES7321-1BL00-0AA0，32路，DC24V输入信号。
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内蒙古科技大学过程控制工程课程设计说明书题目：发酵罐温度控制系统的设计学生姓名：学号：专业：测控技术与仪器班级：2009-3指导教师：目录前言........................................................................................ 错误！未定义书签。
1工艺过程概述........................................................................... 错误！未定义书签。
1．1工艺背景：.................................................................. 错误！未定义书签。
1．2温度对发酵的影响...................................................... 错误！未定义书签。
1.2.1温度影响微生物细胞生长................................. 错误！未定义书签。
1.2.2温度影响产物的生成量..................................... 错误！未定义书签。
1.2.3温度影响生物合成的方向................................. 错误！未定义书签。
1.2.4温度影响发酵液的物理性质............................. 错误！未定义书签。
1.3、影响发酵温度变化的因素：..................................... 错误！未定义书签。
1.4发酵热的测定................................................................ 错误！未定义书签。
1.5最适温度的选择与发酵温度的控制............................ 错误！未定义书签。
1.5.1温度的选择 (4)2 发酵罐温度控制系统的设计.................................................. 错误！未定义书签。
2.1总体设计方案 (4)2.1.1 系统总框图 (5)2．2硬件设计 (6)2.2.1温度采集电路 (6)2.2.2 PLC与计算机的通信 (6)2.3软件部分 (7)3总结 (11)参考文献： (12)前言过程控制系统课程设计是测控技术与仪器专业的实践教学环节。
其教学目的是：运用所学专业知识，结合工业生产实际，以仪表控制系统的工程设计为核心，是学生初步了解生产过程检测与控制系统的设计方法、设计规范和设计步骤，并通过实践设计、绘图等环节，培养学生的工程意识，掌握一定的工程设计技能，初步具备独立承接科研课题或工程设计的能力，受到一次工程师的基本训练。
本次过程控制系统课程设计主题为啤酒厂发酵罐温度控制系统的设计，要求我们了解发酵罐温度控制的工艺背景、设计控制方案。
1 工艺过程概述1.1工艺背景啤酒发酵过程是啤酒酵母在一定的条件下，利用麦汁中的可发酵性物质而进行的正常生命活动，其代谢的产物就是所要的产品--啤酒。
啤酒发酵是放热反应的过程。
随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。
发酵过程中的温度的变化直接影响到啤酒质量和生产的效率。
因此，对发酵过程中的温度进行控制显得十分重要。
啤酒发酵的全过程分成多个阶段，各个阶段都有对应的温度曲线。
为了使啤酒有更好的品质，需要让发酵罐的温度根据工艺温度曲线变化。
1.2温度对发酵的影响温度对发酵过程的影响是多方面的，它会影响各种酶反应的速率，改变菌体代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制除这些直接影响外，温度还对发酵液的理化性质产生影响，如发酵液的粘度。
基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率。
某些基质的分解和吸收速率等，进而影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。
1.2.1温度影响微生物细胞生长随着温度的上升，细胞的生长繁殖加快。
这是由于生长代谢以及繁殖都是酶参加的。
根据酶促反应的动力学来看，温度升高，反应速度加快，呼吸强度增加，最终导致细胞生长繁殖加快。
但随着温度的上升，酶失活的速度也越大，使衰老提前，发酵周期缩短，这对发酵生产是极为不利的。
1.2.2温度影响产物的生成量1.2.3温度影响生物合成的方向1.2.4温度影响发酵液的物理性质温度除了影响发酵过程中各种反应速率外，还可以通过改变发酵液的物理性质间接影响微生物的生物合成。
1.3影响发酵温度变化的因素：发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。
是生产菌在生长繁殖时产生的大量热量。
生物热主要是培养基中碳水化合物、脂肪、蛋白质等物质被分解为CO、2NH3时释放出的大量能量。
主要用于合成高能化合物，供微生物生命代谢活动及热能散发。
菌体在生长繁殖过程中，释放出大量热量。
生物热的大小与菌种遗传特性、菌龄有关，还与营养基质有关。
在相同条件下，培养基成分越丰富，产生的生物热也就越大。
1.4发酵热的测定通过测量一定时间冷却水的流量和冷却水的进、出口温度，由下式计算出发酵热：Q发酵=G.CW .（t2-t1）/V (1-1)式中：G——冷却水的流量(kg/h)；CW——水的比热[kJ／(kg•℃)]；t2 t1——分别为冷却水的进、出口温度(℃)； V--发酵液的体积(m3)。
通过发酵罐温度的自动控制，先使罐温达到恒定，再关闭自动控制装置,测定温度随时间上升的速率，按下式计算发酵热：Q发酵=(Ml Cl+M2c2).S (1-2)M l 一系统中发酵液的质量(kg)；M2一发酵罐的质量(kg)；C l —发酵液的比热[kJ／(kg•℃)]；C2—发酵罐材料的比热[kJ／(kg•℃))；S—温度上升速率(℃／h)。
1.5最适温度的选择与发酵温度的控制1.5.1温度的选择最适温度是一种相对概念，是指在该温度下最适于菌的生长或发酵产物的生成。
选择最适温度应该考虑微生物生长的最适温度和产物合成的最适温度。
最适发酵温度与菌种，培养基成分，培养条件和菌体生长阶段有关。
工业上使用大体积发酵罐的发酵过程，一般不须要加热，因为释放的发酵热常常超过微生物的最适培养温度，所以需要冷却的情况较多。
2发酵罐温度控制系统的设计2.1总体设计方案发酵罐的温度控制选择了检测发酵罐的上、中、下段温度的方法，通过上、中、下3段液氨进口的两位式电磁阀来实现发酵罐温度控制，其原理图如图1所示。
图1 发酵罐控制过程原理图2.1.1 系统总框图设计在本设计中采用闭环控制系统，温度采集电路从发酵罐中采集温度，通过模拟量控制模块，把采集的模拟信号转换成对应的数值信号送入PLC中，与给定的温度信号进行比较，经过PID运算后，通过输出差值信号来调节电磁阀的开关状态，从而来控制进入发酵罐冷却夹套中液氨的多少来调节发酵罐的温度。
图2是发酵罐温度控制系统总框图。
图2 发酵罐温度控制系统总框图2．2硬件设计2.2.1温度采集电路图3是实际的测量电路。
图中，AD581输出一个标准的+10V电压，RP1用于调零，RP2用于调满刻度。
AD590输出电流在R1和RP1上产生压降，该电压经过运算放大（R2+RP2）/（R1+RP1）倍后输出。
调整过程分别在0℃（冰水混合物中）和100℃（沸水中）两点温度进行，通过运算放大器A放大使输出灵敏度为100mV/℃，即在0℃时，调整RP1时输出0V，在100℃时，调整RP2使输出为10V。
15V图3 温度采集电路2.2.2 PLC与计算机的通信设计系统中，采用一台PC机和多台PLC组成控制系统，计算机实行图形显示数据处理打印报表以及中文显示等功能，PLC则执行控制功能。
图4是FX2N PLC 与计算机连接图。
转换器计算机图4 PLC与计算机连接图2.3软件部分图5 是发酵罐控制过程的程序流程图。
本设计选择FX2N-4AD模块，并且选择通道和相应的量程。
序的作用是选择通道一、A/D转换和将转换的数据放在地址D201中。
A/D采样时间是选用了15s，这是根据采样定理确定的，并参考了工程手册上的参数设定。
罐状态操作包括：温度控制自动调谐程序、长定时子程序和各阶段温度控制。
图6是长定时子程序:图5 发酵罐控制过程程序流程图图6 长定时程序流程图各阶段温度控制分为：（1）进料阶段，温度保持在8℃，流程图如图7所示:图7 进料阶段流程图（2）还原双乙酰阶段，温度保持在12℃，流程图如图8所示:（3）停留观察，温度保持在6℃，流程图如图9所示；具体停留观察阶段设定为10个小时，用于检测发酵液体内的化学物质含量，并将发酵液中的酵母排出。
在没有到达停留观察阶段时，其PID输出值为零；图9 停留观察阶段程序流程图（4）储酒阶段，将温度控制到-1℃，直到发酵周期结束，流程图如图10所示。
图10 存储阶段程序流程图3总结在李刚老师的指导下，我经过了历时两个星期的过程控制工程课程设计我从开始的迷茫逐渐走向清晰的过程，我在其中收获颇多。
对于过程控制系统这门课程我从最初的仅仅对其的书面层次的认识提升到了实际应用。
并自己亲自动手设计了啤酒发酵温度控制的过程控制系统。
通过对资料的查找，我对啤酒的生产工艺也有了更多地了解。
此外，为了这次设计我还学会了如何使用visio画制流程图。
这次过程控制课程设计持续了两周，这也是我第一次做设计，虽然过程中遇到了许多困难，但在李老师的指导以及同学们的帮助下我最终克服了困难，完成了设计。
虽然我做的不是完美的，但我从中的收益是无穷的。
在此，再次感谢指导老师李老师的指导和同学的帮助。
参考文献：[1] 李文涛，李忠虎.过程控制[M].北京：科学出版社，2012.2[2] 黄桂梅.计算机控制技术与系统[M].北京：中国电力出版社，2008[3] 林锦国.过程控制[M].2版.南京：东南大学出版社，2006[4] 牛超，徐定伟，王军，吕冰.发酵罐温度控制系统的设计[Ｊ].自动化与仪器仪表，2008(05)[5] 刁育群.微机在啤酒发酵生产控制系统中的应用[Ｊ].仪器仪表分析与检测，1990(3)[6] 顾庆才.啤酒发酵期间温度和压力对酵母生长/杂醇/酯比例的影响[J].啤酒科技，2002(8)[7] 杜锋，雷鸣.啤酒发酵过程温度控制策略[J].酿酒，2002(2)[8] 王国安，张利波.发酵罐恒温供冷控制系统[J].赤峰学院学报，2009(7)[9] 孙波，陈刚，王尔智，张炳义.啤酒发酵中温度的测控方法[J].控制工程，2008(5)[10] 杨德，畅福善，沈俊霞.基于PLC的发酵罐温度控制系统[J].自动化仪表，2012(5)。