啤酒发酵计算机温度控制系统设计上课讲义
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。
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
啤酒发酵是一个复杂的过程，需要精确的控制和监测参数。
为了实现自动化控制，可以利用可编程逻辑控制器（PLC）来设计一个基于PLC的啤酒发酵自动控制系统。
我们需要明确发酵过程中需要控制和监测的参数。
这些参数包括温度、压力、酵母浓度、麦芽使用量等。
通过传感器和仪表，我们可以实时监测这些参数，并将其输入到PLC 系统中进行处理和控制。
PLC系统的设计应考虑以下几个方面：
1. 输入输出模块选择：根据需要监测和控制的参数，选择适合的输入输出模块。
温度传感器可以选择模拟输入模块，电磁阀可以选择数字输出模块。
2. 控制程序编写：根据发酵过程的要求，编写PLC的控制程序。
程序中应包括对输入信号的采集、处理和控制信号的输出。
当温度过高时，PLC可以控制冷却系统降低温度。
3. 开关控制：根据自动控制需求，设计开关控制电路。
当发酵过程结束时，PLC可以自动控制排液泵的开关，将发酵液排出。
4. 报警系统：在发酵过程中，应设置合适的报警机制。
当出现异常情况时，PLC可以通过报警装置进行提示。
5. 通信系统：为了方便监控和远程控制，可以设置PLC与上位机或其他设备之间的通信接口。
这样可以实现对发酵过程的远程监测和控制。
6. 人机界面设计：设计一个友好的人机界面，方便操作者进行参数设定和监测。
可以使用触摸屏或键盘等设备，提供直观的操作界面。
通过上述设计，基于PLC的啤酒发酵自动控制系统可以实现对发酵过程的全面控制和监测。
这样可以提高生产效率和产品质量，同时减少人工操作的繁琐和错误。
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1. 引言1.1 背景介绍啤酒是一种古老的饮品，深受人们的喜爱。
随着啤酒产量的增加和品质要求的提高，传统的手工操作已经不能满足生产的需求。
自动控制技术的应用成为解决这一问题的有效途径。
基于可编程逻辑控制器（PLC）的自动控制系统由于其灵活性、稳定性、可靠性和易维护性等优势，成为工业控制领域的主流技术之一。
啤酒发酵过程是生产过程中最为关键的环节之一，发酵的温度、压力、pH值等参数对啤酒质量具有重要影响。
设计一个基于PLC的啤酒发酵自动控制系统对于提高生产效率、保证产品质量具有重要意义。
本文旨在探讨基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计方案，以提高啤酒生产的自动化水平，保证啤酒品质的稳定性和一致性。
通过引入PLC技术，可以实现对发酵过程的精确控制，提高生产效率，减少人工成本，并实现对生产过程的实时监控和追踪。
1.2 研究意义啤酒是一种历史悠久的饮品，受到广泛的消费者喜爱。
在啤酒的生产过程中，发酵是一个至关重要的环节，直接影响着啤酒的口感和质量。
而传统的发酵过程往往需要依靠人工操作，存在操作不稳定、效率低下、产品质量无法保证等问题。
因此，设计一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统具有重要的研究意义。
首先，基于PLC的自动控制系统能够实现对发酵过程的精准控制，保障啤酒的质量稳定和一致性。
PLC技术具有高精度、高可靠性的特点，能够实时监测和调节发酵参数，确保发酵过程的稳定性和可控性。
其次，基于PLC的啤酒发酵自动控制系统可以提高生产效率，减少人力成本。
传统的人工操作需要大量的人力投入，而自动控制系统能够实现全程自动化生产，节省人力资源，提高生产效率。
总之，基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的研究对于提高啤酒生产的质量和效率具有重要的意义，有着广阔的应用前景和市场需求。
1.3 研究目的本研究旨在设计一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统，以提高啤酒生产过程的自动化水平，提高生产效率，保证啤酒质量稳定性和一致性。
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随着啤酒市场的不断壮大和消费者对质量和口感要求的提高，啤酒生产企业对生产工艺和控制技术也提出了更高的要求。
传统的啤酒发酵过程需要大量的人力和物力投入，不仅生产效率低下，而且存在一定的生产安全隐患。
如何设计一套高效、自动化的啤酒发酵控制系统成为啤酒生产企业急需解决的问题之一。
本文将从PLC控制技术的角度出发，对基于PLC的啤酒发酵自动控制系统进行设计。
一、啤酒发酵过程控制需求分析啤酒发酵是啤酒生产过程中至关重要的一个环节，它直接影响到啤酒的口感和质量。
传统的发酵过程需要持续的温度控制、压力控制、PH值控制以及酵母活性等参数的监测和调控。
而这些工作的繁琐和复杂性导致了传统发酵生产方式的效率低下和生产成本的增加。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统需具备以下几个方面的功能：1. 温度控制：啤酒发酵过程中，温度的控制是至关重要的，它直接影响到酵母的活性和啤酒的口感。
基于PLC的控制系统需要能够实时监测发酵罐内的温度，并根据预设的发酵曲线自动调节发酵罐内的温度。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统需要具备温度控制、压力控制、PH值控制和酵母活性监测等功能，以实现啤酒发酵过程的高效、自动化控制。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计方案主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
1. 硬件设计(1) PLC选型：在啤酒发酵自动控制系统中，PLC的选型是至关重要的。
一般来说，需要选择具备较高运算速度、稳定性和扩展性的PLC作为控制核心。
PLC的输入输出模块也需要具备较高的精度和稳定性，以满足发酵过程中对各种参数的监测和控制。
(2) 传感器选择：在啤酒发酵自动控制系统中，需要选择适合的温度传感器、压力传感器、PH值传感器和酵母活性传感器等，用于实时监测发酵过程中的各项参数。
(1) 程序设计：基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的程序设计是整个系统设计的核心。
需要根据发酵过程中的控制需求，编写相应的程序，实现对温度、压力、PH值和酵母活性等参数的实时监测和自动调节。
大学 计算机控制技术 计算机控制系统设计与实现(二)
该系统操作简单，使用维护方便，性能可靠；采用微机 控制，提高了啤酒质量；改善了劳动条件，不用人工手动操 作，消除了人为因素；易于现代化管理和产品质量分析；采 用表格、图形、曲线显示直观，并有打印输出功能。
本讲课程结束！
9.3.1 啤酒发酵工艺及控制要求
2.系统的控制要求
(1)系统共有10个发酵罐，每个罐测量5个参数，即发酵 罐的上中下三段温度、罐内上部气体的压力和罐内发酵液(麦 汁)的高度，共有三十个温度测量点、10个压力测量点、10个 液位测量点。因此共需检测50个参数。
(2)自动控制各个发酵罐中的上中下三段温度使其按图97所示的工艺曲线运行，温度控制误差不大于±0.5℃。共有 30个控制点。
4.控制系统主机及过程通道模板 (1)IPC-8500工业控制机 (2)过程通道模板
5.控制系统的软件 采样、滤波、标度变换、控制计算、控制输出、中断、 计时、打印、显示、报警、调节参数修改、温度给定 曲线设定及修改、报表、图形、曲线显示等功能。
9.3.3 系统硬件和软件的设计
1.系统硬件的设计
(1)模拟量输入通道设计 (2)模拟量输出通道设计
精品课程
《计算机控制技术》 主讲教师：XXXXXX
XXXX大学
第36讲 第9章 计算机控制系统设计与实现（二）
9.3 设计举例—啤酒发酵过程计算机控制系统
9.3.1 啤酒发酵工艺及控制要求 9.3.2 系统总体方案的设计 9.3.3 系统硬件和软件的设计
9.3.4 系统的安装调试运行及控制效果
利用PLC实现啤酒发酵罐温度的自动控制
摘要 (III)ABSTRACT (IV)1 绪论 (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 (1)1.3实现啤酒发酵罐温度PLC控制的主要研究工作 (2)2 啤酒发酵工艺概述 (3)2.1啤酒发酵概述 (3)2.2 发酵各阶段温度控制机理 (3)2.3 啤酒发酵设备概述 (4)2.4 啤酒发酵温控基本要求 (5)2.5 啤酒发酵工艺流程 (6)3 应用PLC实现啤酒发酵温度控制的可行性分析 (8)3.1 可编程序控制器PLC的特点 (8)3.2 PLC的组成与基本原理 (9)3.2.1 PLC的组成结构 (9)3.2.2 PLC的工作原理 (9)3.2.3 PLC的主要功能和应用 (11)3.3 PLC在啤酒发酵中应用的可行性 (11)4 啤酒发酵温度PLC控制方案 (13)4.1系统控制要求及功能 (13)4.1.1啤酒发酵温度要求 (13)4.1.2 系统功能 (13)4.1.3 PLC控制系统方案 (14)5 啤酒发酵温度PLC控制硬件设计 (16)5.1系统硬件配置 (16)5.1.1 CPU的选型 (16)5.1.2 模拟量扩展模块 (18)5.1.3 控制系统硬件配置 (19)5.2 啤酒发酵温度PLC控制系统的I/O分配 (20)5.2.1 I/O地址分配 (20)6 PLC实现啤酒发酵温度控制的程序设计 (23)６.1 编程软件的介绍 (23)6.1.1 指令系统 (23)６.1.2 PLC程序设计流程及原则 (24)６.1.3 STEP7-Micro/WIN 32编程软件基本信息 (25)6.2 控制程序流程图 (26)６.2.1 发酵温度控制系统流程图 (26)６.2.2 控温程序流程图设计 (27)6.3 PID控制 (28)6.3.1 S7-200的PID指令 (28)6.3.2 数值转换及标准化 (29)6.3.3 选择PID回路类型 (29)6.4 系统程序设计 (29)6.4.1 符号表 (29)6.4.2 主程序 (31)6.4.3 主酵自然升温段程序 (32)6.4.4 温度控制程序 (32)6.4.5 电磁阀控制 (36)结束语 (37)致谢 (38)参考文献 (39)摘要人类使用谷物制造酒类饮料已有8000多年的历史。
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啤酒发酵是啤酒制造过程中非常重要的一步，控制发酵过程对于保证啤酒的质量和口感至关重要。
传统的发酵过程需要人工控制各个参数，不仅费时费力，还容易出现误操作或者变量不稳定的情况。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的啤酒发酵自动控制系统的设计就显得非常重要。
PLC是一种具有高度可靠性和可编程的数字计算机，它可以接收来自传感器的输入信号，并根据预设的程序进行逻辑运算，输出控制信号来控制执行器的操作。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的设计可以实现对发酵过程中的各个参数进行精确的控制，提高生产效率和产品质量。
该系统的设计主要包括以下几个方面：1. 传感器选择和连接：通过选择适合的温度传感器、压力传感器和液位传感器等，将其与PLC连接，实现对发酵过程中的温度、压力和液位等参数的实时监测和反馈。
2. 参数设定和监控：在PLC中编写程序，设定发酵过程中各个参数的目标值和范围，监控发酵过程中的参数变化，并根据需求进行相应的控制。
3. 控制策略设计：根据发酵过程的特点和要求，设计合理的控制策略。
根据温度的变化来控制加热和制冷设备的启停，根据液位的变化来控制液体的泵送和排放等。
4. 报警系统设计：在PLC中设置相应的报警逻辑，当发酵过程中出现异常情况或者参数超出范围时，及时发出报警信号，提醒操作人员注意并采取相应的措施。
5. 数据记录和分析：将发酵过程中的关键参数数据记录到PLC的存储器中，方便后续的数据分析和统计，以便优化发酵过程和改进产品质量。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计能够实现对发酵过程的自动控制和监测，提高生产效率和产品质量，减少人工操作的错误和变量不稳定的情况发生。
PLC还可以与其他生产设备和系统进行联动，实现工业自动化的目标，提高生产效率和经济效益。
这种自动化的控制系统在啤酒生产中已经得到广泛应用，对于啤酒行业的发展具有重要的意义。
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随着啤酒市场的不断扩大，啤酒生产自动化水平的提高已经成为行业发展的必然趋势。
而PLC（可编程逻辑控制器）作为目前工业自动化控制中的一种重要设备，已经在各种工业控制系统中得到了广泛的应用。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计，不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以降低生产成本。
本文将介绍基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的设计方案及其优势。
一、系统设计方案1. 系统构成基于PLC的啤酒发酵自动控制系统主要由控制系统、数据采集系统和操作界面组成。
控制系统通过PLC控制器对整个发酵过程进行自动化控制，包括温度、压力、PH值、溶解氧等参数的监测和调节；数据采集系统用于采集各种传感器传来的数据，并传输给PLC控制器进行处理；操作界面则提供给操作人员进行监控和操作。
2. 控制策略控制系统的设计需要根据啤酒发酵过程的特点，采用恰当的控制策略。
在发酵过程中，温度是一个非常重要的参数，需要保持在一个合适的范围内，以促进酵母活性和酵素活性，从而保证发酵效果。
可以采用PID控制策略来对发酵罐温度进行控制，通过不断调整加热和冷却设备的输出来维持合适的温度。
3. 数据处理数据采集系统需要对采集到的各种传感器数据进行处理，并将处理后的数据传输给PLC控制器。
在数据处理过程中，可以利用滤波、平滑等算法对数据进行处理，以提高数据的准确性和稳定性。
4. 安全措施在系统设计中，需要考虑啤酒发酵过程中可能出现的安全隐患，比如发酵罐压力过高、温度过高等情况。
因此需要设置相应的安全保护装置，如压力开关、温度传感器等，以及相应的报警系统，一旦发现异常情况，立即采取措施进行处理。
二、系统优势1. 提高生产效率基于PLC的啤酒发酵自动控制系统可以实现对发酵过程的实时监测和自动控制，可以减少人工干预，提高生产效率。
系统还能够实现对发酵参数的精确控制，保证产品质量的稳定性。
2. 降低生产成本自动化控制可以减少人工操作，降低人工成本，同时节约能源和原材料的消耗，从而降低生产成本。
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随着现代化工业的发展，自动化控制系统在各个领域得到了广泛的应用。
在食品饮料行业中，啤酒发酵过程的自动控制系统设计尤为重要。
由于啤酒的发酵过程需要严格控制温度、压力、PH值等参数，传统的人工操作难以保证生产的稳定性和品质一致性。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统成为了现代啤酒生产中的重要技术手段。
PLC（Programmable Logic Controller），即可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业控制的计算机。
基于PLC的自动控制系统具有稳定、可靠、高效的特点，能够满足啤酒生产对于生产过程的严格要求。
本文将针对基于PLC的啤酒发酵自动控制系统进行设计，从控制系统的硬件配置、软件编程以及系统调试与运行等方面进行详细阐述。
一、控制系统的硬件配置基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的硬件配置包括PLC主控单元、输入输出模块、温度传感器、压力传感器、PH值检测仪和执行器等。
PLC主控单元是整个控制系统的核心，负责控制各个执行器的动作，并实时监测各个传感器的信号。
输入输出模块用于连接PLC 主控单元与外部设备，接收传感器的信号并控制执行器的动作。
温度传感器、压力传感器和PH值检测仪则用于监测发酵过程中的关键参数，为控制系统提供反馈信息。
执行器则根据PLC主控单元的指令进行相应的动作，如调节发酵罐中的温度、压力等参数。
在控制系统的硬件配置中，需要充分考虑设备的可靠性和稳定性，选择高质量的PLC 主控单元和传感器，以确保控制系统能够长时间稳定运行。
还需要合理规划输入输出模块的数量和位置，确保可以满足发酵过程中的实时监测和控制需求。
在选用执行器时，也需要考虑其控制精度和响应速度，以确保能够精确地控制发酵过程中的各项参数。
二、控制系统的软件编程控制系统的软件编程是基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计中的关键环节。
通过编程，可以实现对发酵过程中各个参数的精确控制，以及对异常情况的及时响应。
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。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统课程设计 精品
辽宁工业大学PLC技术及应用课程设计（论文）题目：啤酒发酵过程中温度的PLC控制院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.9-2013.12.18辽宁工业大学课程设计说明书（论文）课程设计（论文）报告的内容及其文本格式1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，并装订成册，内容包括：①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等）②设计(论文)任务及评语③中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字）④目录⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等）⑥参考文献2、课程设计（论文）正文参考字数：2000字周数。
3、封面格式4、设计（论文）任务及评语格式5、目录格式①标题“目录”（小二号、黑体、居中）②章标题（四号字、黑体、居左）③节标题（小四号字、宋体）④页码（小四号字、宋体、居右）6、正文格式①页边距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订；②字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级标题，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字，小四号字、宋体；③行距：20磅行距；④页码：底部居中，五号、黑体；7、参考文献格式①标题：“参考文献”，小二，黑体，居中。
②示例：（五号宋体）期刊类：[序号]作者1,作者2,……作者n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:页次.图书类：[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.出版地:出版社，出版年:页次.课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化Array注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要啤酒发酵是啤酒生产工艺流程中关键环节之一，本文针对实验室啤酒发酵装置技术装备落后、自动化程度低、产品质量不稳定以及啤酒发酵罐温度所具有的大时滞、强关联、时变、大时间常数和变量的特点，提出了S7-200PLC核心的温度控制系统方案。
啤酒发酵计算机温度控制系统设计
课程设计报告题目：啤酒发酵计算机温度控制系统设计课程：专业：班级：姓名：学号：一、课程设计目的和任务《计算机控制技术》是一门实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。
计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它需要控制理论、程序设计、硬件电路设计等方面的知识融合。
通过本课程设计，学生应学习并掌握：1．掌握总线式工业控制机控制系统硬件方案设计，包括工业控制机、模拟输入、输出通道设计和元器件选型，掌握模拟量输入、输出通道及接口连接线路绘制。
2．掌握工业控制机控制系统软件方案（数学模型分析、控制策略、控制算法等）设计，掌握数据采集及处理程序、控制算法程序和模拟量输出程序流程图及软件编程。
这次课程设计的任务是：啤酒发酵计算机温度控制系统设计二、课程设计的要求2.1啤酒发酵工艺简介啤酒发酵是一个复杂的生物化学过程，通常在锥型发酵罐中进行。
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，确定发酵给定温度曲线，如下图所示。
要使酵母的繁殖和衰减、麦汁中糖度的消耗和双乙酰等杂质含量达到最佳状态，必须严格控制发酵各阶段的温度，使其在给定温度的±0.5℃范围内。
2.2系统控制要求（1）现要求控制1个200m3的锥形啤酒发酵罐，罐测量3个参数，即发酵罐的上、中、下三段温度，三段温度的测量范围：-20—+50℃，共有三个温度测量点，因此需检测3个参数。
(2)自动控制各个发酵罐中的上、中、下三段温度使其按上图所示的工艺曲线运行，温度控制误差不大于±0.5℃。
共有3个控制点。
（3）控制规律被控对象可视为纯滞后的一阶惯性：a、在恒温段采用增量型PI控制算法b、在升温和降温段采用增量型PID控制算式c、考虑被控对象为纯滞后的一阶惯性，还要采用施密斯（Smith）预估计控制算法。
（4）系统软件设计要求a、数据采集程序:按顺序采集三个温度信号，每个信号采集5次并储存起来，采样周期为T=2s。
啤酒发酵PLC控制系统设计
啤酒发酵PLC控制系统设计啤酒发酵是个动态过程。
温度、压力、液位是其过程中最主要的参数，其中温度是控制中的难点。
本文根据啤酒发酵的工艺流程，按照一定的工艺要求进行控制，用西门子S7－200可编程控制器，着重于温度的控制研究，设计理想的PLC程序，在啤酒发酵控制系统中完成温度、浓度和时间的模拟量的读取处理，完成温度设定值和PID回路的计算，对电磁阀的输出和发酵罐的操作状态进行控制，以达到产品的质量要求。
标签：啤酒发酵温度PIDPLC作为“液体面包”的啤酒是盛夏首选饮料。
啤酒以大麦芽﹑酒花﹑水为主要原料，经发酵酿制而成的，它是具有酒花香和爽口苦味、营养丰富、风味独特的低度酿造酒，含有人体所必须的七种氨基酸。
酿造业的发酵通常是在密闭的容器中进行的，作为啤酒生产过程中至关重要的一环, 发酵过程影响着啤酒的品质。
以前的啤酒生产工艺已不再适应当今的生产规模和生产要求,啤酒企业纷纷采用现代化工业自动控制系统来生产产品，从而可以达到降低生产成本的目的。
随着计算机技术的发展，PLC控制系统也在不断的发展和更新，其功能日益强大，已成为工业控制领域的主流控制设备之一。
啤酒发酵是啤酒生产过程中在酶的作用下生成水跟二氧化碳。
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，随着二氧化碳等产物的不断产生，密闭罐内的压力会逐渐升高。
啤酒发酵是一放热的生化反应过程，通过调节发酵罐四周管道内的气流量从而实现对发酵液体温度的。
过去对温度的调节是由操作人员根据给定的曲线，手动调节气阀开度的大小来达到控制温度的目的，这样由于操作人员的人为等因素在生产过程中产生的不良影响，往往使控制效果不理想。
为此，啤酒生产的发酵工序提出计算机监控的要求，采用PID 控制算法，使啤酒生产集控制与数据采集更合理，从而更好的保证产品的质量，提高产品生产效率。
1 啤酒生产工艺简介啤酒发酵分主酵和后酵两个过程，整个发酵过程都是发酵罐中进行的。
第一阶段是主酵阶段，首先麦汁接种酵母进入发酵罐逐渐开始主发酵。
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课程设计报告题目：啤酒发酵计算机温度控制系统设计课程：专业：班级：姓名：学号：一、课程设计目的和任务《计算机控制技术》是一门实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。
计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它需要控制理论、程序设计、硬件电路设计等方面的知识融合。
通过本课程设计，学生应学习并掌握：1．掌握总线式工业控制机控制系统硬件方案设计，包括工业控制机、模拟输入、输出通道设计和元器件选型，掌握模拟量输入、输出通道及接口连接线路绘制。
2．掌握工业控制机控制系统软件方案（数学模型分析、控制策略、控制算法等）设计，掌握数据采集及处理程序、控制算法程序和模拟量输出程序流程图及软件编程。
这次课程设计的任务是：啤酒发酵计算机温度控制系统设计二、课程设计的要求2.1啤酒发酵工艺简介啤酒发酵是一个复杂的生物化学过程，通常在锥型发酵罐中进行。
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，确定发酵给定温度曲线，如下图所示。
要使酵母的繁殖和衰减、麦汁中糖度的消耗和双乙酰等杂质含量达到最佳状态，必须严格控制发酵各阶段的温度，使其在给定温度的±0.5℃范围内。
2.2系统控制要求（1）现要求控制1个200m3的锥形啤酒发酵罐，罐测量3个参数，即发酵罐的上、中、下三段温度，三段温度的测量范围：-20—+50℃，共有三个温度测量点，因此需检测3个参数。
(2)自动控制各个发酵罐中的上、中、下三段温度使其按上图所示的工艺曲线运行，温度控制误差不大于±0.5℃。
共有3个控制点。
（3）控制规律被控对象可视为纯滞后的一阶惯性：a、在恒温段采用增量型PI控制算法b、在升温和降温段采用增量型PID控制算式c、考虑被控对象为纯滞后的一阶惯性，还要采用施密斯（Smith）预估计控制算法。
（4）系统软件设计要求a、数据采集程序:按顺序采集三个温度信号，每个信号采集5次并储存起来，采样周期为T=2s。
b、数字滤波程序c、温度标度变换程序d、给定工艺曲线的实时插补计算e、控制算法①PID算式加特殊处理②施密斯（Smith)预估控制算式三、硬件总体设计方案3.1概述根据设计要求可以得到系统的总体框图如下所示：本系统主要由AT89S52单片机、温度采集电路、8155扩展电路、液晶显示接口、键盘接口、报警电路、DAC0832,电压放大和V/I转换等单元组成。
3.1 控制系统的硬件结构框图3.2主要器件选择及简介3. 2.1单片机AT89S52AT89S52的引脚分布如图3-2所示。
测温点1 DS18B20 测温点2 DS18B20 测温点3 DS18B20液晶显示电路键盘电路8155扩展电路AT89S52单片机DACO832电压放大V/I转换调节阀报警电路图3-2 AT89S52引脚图3. 2.2温度传感器DS18B20DS18B20的引脚图如l图3-3所示。
DS18B20遵循严格的单线串行通信协议，每一个DS18B20在出厂时都用激光进行了调校，并且具有唯一的64位序列号。
DS18B20的内部使用了在板(ON-BOARD)专利技术。
全部传感元件及转换电路集成在形如一只二极管的集成电路内，三端口分别是地线、数据和电容。
其外围电路简单，可广泛应用于温度控制和温度测量系统中。
图3-3 DS18B20引脚图图3-4 DS18B20内部功能框图温度报警触发器和设置寄存器都由非易失性电可擦写存储器(E2PROM组成，设置值可以通过相应命令写入，一旦写入不会由于掉电而丢失。
3. 2.3LED显示驱动MAX7219MAX7219是一种新型的串行LED数码管驱动器。
它集BCD码译码器、多路扫描仪、段驱动和位驱动于一体，内含8X8位双口静态SRAM，每片最多可驱动8个LED数码管。
它与微机的接口十分简单，仅用3根线即可实现多位数码管的显示。
MAX7219与数码管可以直接相连，不用三极管驱动和大量限流电阻，也不用译码器、锁存器和其它硬件电路。
因此MAX7219成为仪表、仪器LED显示的首选接口电路芯片。
MAX7219的引脚图和引脚说明分别如图3-8和表3-6所示。
图3-8 MAX7219引脚图3.3功能电路设计3. 3.1测温电路根据本控制系统的实际需要，然后再考虑到DS18B20独特的单总线接口、多点组网功能以及很高的测温精度。
本温度检测系统是由AT89S52组成的控制模块和3个温度传感器DS18B20组成的检测电路组成的。
具体连接电路如图3-9所示。
DS18B20与单片机的接口非常简单，可以采用寄生电源供电方式，P1.0口接数据总线，为了保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可以用一个MOSFET管和AT89S52单片机的P1.1口来完成对总线的上拉。
由于总线只有1根线，因此发送接收口必须是三态的。
图3-9采用外部电源供电方式，P1.0口接数据总线，只要在数据线上加一个4.7KΩ的上拉电阻，另外2个脚分别接电源和地，这种电路连接方式可靠、编程简单3. 3.2显示与按键电路设计人和单片机之间的对话是单片机应用系统中的一个必要的组成部分，主要包括键盘和显示这两部分。
3.3.2.1显示电路设计显示电路系统是实现人机联系的主要途径。
显示系统根据发酵罐内的反应情况，需要实时循环显示出三路冷却液温度、发酵罐温度、罐内压力、液位以及三路阀门的准确位置，并在参数设定时显示更新的数据，同时LED显示器又承担对发酵罐内部温度反应工艺曲线的设定参数的显示任务，以达到更好的人机对话。
单片机通过LED驱动电路把显示值到数码管，通过译码选择某一个数码管显示温度值的某一位，可以动态循环扫描，软件实现方式显示设定值，动态显示的扫描频率一般在50Hz 以上，每个数码管能有 1 ms的导通时间，从而肉眼感觉不到闪烁。
本课题采用一种基于MAX7219芯片的LED串行显示技术。
LED显示是由Maxim公司生产的MAX7219来驱动的。
MAX7219与单片机之间的数据传送最快最有效的方法是串行外设接口SPI，对不带SPI接口能力的单片机，需要软件合成SPI 操作与MAX7219接口。
硬件连接电路如图3-10所示。
其中AT89S52单片机的P 1.5口作串行数据输出。
3. 2.3按键电路设计键盘是单片机应用系统中一个至关重要的部分。
它能实现输入数据、传送命令等功能，是人工干预计算机的主要手段。
图3-11为按键接口电路。
独立式按键就是各按键相互独立。
八个键分别是日历时钟、温度时钟、启动时刻设定、定时时间设定、恒温设定、确认六个功能键和增、减数字两个控制键。
3. 3.4报警电路设计图3-12是本系统温度报警器电路原理图。
本电路由音乐片及外围原件构成。
温度传感器采用测量范围为0~100℃的电接点玻璃温度计。
温度计最大额定电压为36V，额定电流为20mA。
音乐片采用MX-O 1或786153系列音乐片集成块。
上限报警电路由IC2, VD5, VT1, VT2构成，下限报警电路由IC3, VD6, VT3,VT4等构成。
两只电接点玻璃温度计分别设定在上下限温度给定值，并插在被检测系统的有关部分，将温度计电极分别接在上下限温度控制点SKD1和SKD2上。
啤酒发酵罐内部麦汁温度正常时，接在SKD1的电接点温度计开路，VT1基极无偏流而截止，发光二极管VD5不发光，音乐片IC2不被触发;接在SKD2上的控制下限温度的电接点温度计接通，VT3基极和发射极短路，Ib等于零，VT3截至，发光二极管VD6不亮，IC3音乐片不触发。
这时，上下限报警电路均不做声。
如果被检测系统的温度达到上限给定的值，上限控制接点SDK2接通，由电阻R2提供偏流，使晶体管VT1导通，上限发光二极管VD5发光报警，同时VT1触发音乐片IC2的2脚，使3脚输出音频电流，通过晶体管VT2放大，推动扬声器BY发出音乐报警声。
如果被检测系统的温度还没有调节到低于上限给定值，声光报警信号始终不止。
如果被检测系统温度低于下限给定值，与上面情况相反。
电源采用220V交流电路电容C1降压。
VD1-VD2桥式整流，电容C2滤波，三端稳压集成块IC1稳压后，输出5 V直流电压，1.5A电流。
由于电压绝大部分降到电容C1上，所以，C1取值基本上取决于输出电流值。
C1要求耐压大于400V其容量按音乐片最大工作电流计，选择3uF。
为了使音乐片声音宏亮，VT2和VT4选用中功率晶体管，如3DG12B等，β≥80左右。
IC2和IC3可公用一个扬声器，选4Ω或8Ω电动扬声器。
为区别上下限温度报警。
VD5和VD6选用两种颜色的发光二极管，一般上限的选红色的，下限的选绿色的较好一些。
3. 3.5接口电路设计3. 3. 5. 1与上位机通讯接口为了提高整个温度控制系统的管理和控制能力，许多厂家的整个啤酒发酵系统采用了主从分布式集散控制系统。
3. 3.5 .1.1RS-232C总线接口RS232-C是目前最常用的串行接口标准，它的电气接口使用单端的、不平衡的发送器和接收器。
RS232-C的传输电平采用负逻辑，规定+5V~+15V为逻辑“0"-5V}-15V为逻辑“1"，数据传输速率局限在20Kb/s以下。
由于单片机和PC机的RS-232接口不能直接“握手”，必须进行电平转换。
采用了自升压电平转换集成芯片ICL232。
图3-13 ICL232芯片管脚封装图Fig.3-13 ICL232 CMOS chip feet encapsulation chart3. 3. 5.1.2 RS-422总线接口RS-422标准是美国电子工业防会于1978年公布的，是为了在本质上提高串行通讯电气特性，又在数据格式上与RS-232兼容。
RS-422在发送端通过传输线驱动器，把逻辑电平变换成分别为同相和反相的一对差分信号，在接收端通过传输线接收器把差分信号转换成逻辑电平。
差分信号的差分电压低于某一闽值或高于某一闽值分别表示两个逻辑电平。
图3-14 DS3486芯片封装图3-15 DS3487芯片封装作为单片机与上位机之间的以RS-422标准的接口，电路采用DS3486,DS3487来对其电平转换器件。
DS3487用于把单片机输出的TTL电平转换成RS-422电平，DS3486用于RS-422电平转换成单片机的TTL电平。
它们具有三态控制的发送、接受驱动器，具有四个独立的接收器、发送器、遵从平衡/非平衡电压数字接口电路电气特性的EIA标准，输出为与74LS兼容的三态结构，当对应的输出控制引脚达到逻辑零条件时，被强制为高阻抗状态。
DS3486的芯片管脚封装如图3-14所示，DS3487的外部封装如图3-15所示，其封装图与DS3486相似。
四、系统软件设计4.1系统构成本系统的软件由主程序MAIN、外部中断服务子程序JINT、定时/计数器TO中断服务子程序JTO、定时/计时器T1中断服务子程序JT1、串行中断服务子程序JSR、按键处理模块、显示模块、报警模块和读数据子程序RDBYT，写数据子程序WRBYT等构成。