白酒是我國特有的酒種,具有廣泛的消費人群,在我國國民經(jīng)濟組成中占有重要地位,因此確保白酒的質(zhì)量就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的摘酒方法主要是是看花摘酒,量質(zhì)摘酒和分段摘酒,生產(chǎn)周期長,效率低,對摘酒工個人依賴性較強,機械化摘酒的出現(xiàn)雖然彌補了部分缺點,但是難以達到人工操作時的靈活度。與傳統(tǒng)的摘酒方法相比,近紅外光譜分析技術(shù)縮短生產(chǎn)周期、提高摘酒效率,可以同時檢測多個參數(shù),不損壞樣品,是一種高效綠色的檢測方式。本文采用近紅外光譜分析技術(shù)結(jié)合化學計量學方法進行白酒在線檢測,采用PLC控制程序進行在線控制,對白酒中酒精濃度這一指標定量分析,以實現(xiàn)自動摘酒,并在摘酒在線檢測模擬試驗臺上模擬摘酒,主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)為實現(xiàn)白酒的在線檢測和實時控制,從摘酒特征的提取入手,確定基于近紅外光譜分析技術(shù)的摘酒在線檢測和實時控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,采用模塊劃分法將總系統(tǒng)分為摘酒檢測模塊、摘酒質(zhì)量等級的控制模塊、摘酒質(zhì)量等級的執(zhí)行模塊,摘酒檢測模塊分為近紅外光譜采集子模塊和計算機光譜分析子模塊。其中近紅外光譜采集子模塊的功能是在線采集原酒的近紅外光譜圖,計算機光譜分析子模塊的功能是將采集到的光譜實時在線分析,并將分析結(jié)果傳輸至質(zhì)量等級控制模塊;摘酒質(zhì)量等級的控制模塊主要由PLC可編程控制器完成,根據(jù)采集到的光譜及分析結(jié)果,編程后自動控制各個電磁閥的閉合;摘酒質(zhì)量等級的執(zhí)行模塊是通過控制不同等級的電磁閥動作控制摘酒時不同質(zhì)量等級的流向,實現(xiàn)自動摘酒的功能。(2)為了滿足摘酒在線檢測模擬試驗臺的試驗要求,從精度、量程匹配和性價比等方面考慮,對摘酒在線檢測模擬試驗臺主要工作硬件進行合理的選型,選定SE系列工作波長范圍1.55～1.95μm的微型近紅外光譜傳感器為試驗臺的核心檢測器件,可以滿足摘酒過程中對包括酒精濃度、己酸乙酯在內(nèi)的多化學指標在線檢測的需要;光源選用美國Welch Allyn公司生產(chǎn)的997418-21型鹵鎢燈;PLC控制器選用臺達SS系列DVP14SS11R2型號作為控制元件;電磁閥選用金磁2W系列二位二通直動式膜片式防爆型電磁閥。最后,對試驗臺的管路和容器以及空間結(jié)構(gòu)布局進行了的設(shè)計。(3)完成了白酒摘酒在線檢測模擬試驗臺的部分軟件設(shè)計和編程。選用LinkSpec采集軟件完成光譜采集、NIRSA4.6化學計量方法進行建模和PLC控制軟件實現(xiàn)控制。在LinkSpec采集軟件的基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)了LinkSpec擴展模塊軟件,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集模塊、在線檢測模塊和控制模塊的協(xié)同運行,經(jīng)程序調(diào)試和測試證明,白酒摘酒在線檢測模擬試驗臺的光譜檢測部分和原酒等級分級控制部分工作安全可靠,試驗臺達到了預(yù)期的目標。(4)為了驗證白酒摘酒在線檢測模擬試驗臺的在線檢測和原酒分級的實際工作效果,首先在離線的狀態(tài)下建立了酒精濃度的預(yù)測模型,分析了模型的預(yù)測效果,試驗表明,對18個樣本,采用非插值數(shù)據(jù)經(jīng)FD預(yù)處理后,偏最小二乘回歸建立的模型預(yù)測效果優(yōu)于逐步向前回歸、主成分回歸建立的模型,其預(yù)測相對標準差RMSECP小于0.8739。將上述最佳模型帶入到LinkSpec擴展模塊軟件,模擬了摘酒在線檢測的試驗,按預(yù)先設(shè)定的3個等級原酒的酒精濃度標準(66%以上、66%～47%、47%以下)進行摘酒試驗,模擬試驗得到的3個等級的酒精濃度分別為69.5%、58.6%和41.8%,結(jié)果證明,模擬試驗測量的酒精濃度都在預(yù)定的酒精濃度范圍之內(nèi),說明試驗臺可以完成摘酒在線檢測和控制的功能。
【學位單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：O657.33;TS262.3
【部分圖文】：

pn 的光譜圖，經(jīng)化學計量學軟件的處理，確定這組訓練集樣本的光譜圖同函數(shù)關(guān)系（模型），只要采集到未知樣本 x1 的光譜譜圖，通過模型的函數(shù)出 x1 的含量或組分，這個過程即為近紅外光譜分析技術(shù)的基本原理，如圖

為最終能應(yīng)用于實際生產(chǎn)奠定可行的技術(shù)儲備；的工作場景，采用模塊化設(shè)計的理念，將光譜采集、校正析和管理等工作由計算機完成，摘酒的各個執(zhí)行工作的實 PLC 承擔，二者僅僅需要完成的是計算機摘酒質(zhì)量等級的LC 收到二進制代表質(zhì)量等級的代碼執(zhí)行相應(yīng)的動作即可；產(chǎn)的強制規(guī)定的要求，但考慮到實驗室搭建的是模擬摘酒、設(shè)計試驗等環(huán)節(jié)中使用安全性較高的電磁閥作為執(zhí)行元測系統(tǒng)將采用氣動閥作為執(zhí)行元件。設(shè)計為了適應(yīng)實用化的需要，盡量做到系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，疊加設(shè)計模式。變化特征.1

摘酒檢測模塊主要由微型近紅外光譜傳感器和計算機組成，微型近紅外光譜傳感管道內(nèi)獲得實時原酒光譜，交由計算機處理，即由計算機分析并獲得原酒質(zhì)量等級，并將信息反饋至摘酒質(zhì)量等級控制模塊，即 PLC，由 PLC 進行邏輯判斷，控制各口電磁閥的閉合，即摘酒質(zhì)量等級執(zhí)行模塊。圖 2.2 為系統(tǒng)模塊關(guān)系圖。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周繼紅;姚洪圖;朱天文;魏威;魏培會;;東北傳統(tǒng)固態(tài)濃香型白酒分段摘酒及綜合利用[J];釀酒;2015年05期

2 周海燕;張宿義;敖宗華;宋川;蘇占元;劉涵;;白酒摘酒工藝的研究進展[J];釀酒科技;2015年03期

3 褚小立;陸婉珍;;近五年我國近紅外光譜分析技術(shù)研究與應(yīng)用進展[J];光譜學與光譜分析;2014年10期

4 錢沖;廖永紅;張弦;馬寒冰;徐瑾;樊星;張影;;白酒釀造新技術(shù)應(yīng)用進展[J];釀酒科技;2014年07期

5 丁鵬飛;彭兵;謝國排;高志遠;;濃香型白酒釀造機械化研究與生產(chǎn)實踐[J];釀酒;2014年03期

6 莊文浩;;PLC在油田控制系統(tǒng)中的選型與應(yīng)用[J];儀器儀表用戶;2013年02期

7 李睿;雷小凡;;PLC可編程控制器相關(guān)外置的選擇計算[J];現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè);2011年24期

8 汪江波;王炫;黃達剛;莊椿虎;陳茂彬;;我國白酒機械化釀造技術(shù)回顧與展望[J];湖北工業(yè)大學學報;2011年05期

9 張志民;呂浩;張煜行;;衡水老白干釀酒機械化、自動化的設(shè)想和初步試驗[J];釀酒;2011年01期

10 李元超;;電磁閥在制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];裝備制造技術(shù);2010年07期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 于海燕;黃酒品質(zhì)和酒齡的近紅外光譜分析方法研究[D];浙江大學;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 孫浩;基于可見/近紅外光譜技術(shù)的抹茶品質(zhì)快速無損檢測方法及便攜式裝備研發(fā)[D];江蘇大學;2018年

2 高詩凱;基于PLC的畫家座椅的研制與開發(fā)[D];河北科技大學;2017年

3 王春峰;基于微型近紅外光譜儀的油菜籽品質(zhì)檢測方法的研究[D];江蘇大學;2017年

4 江萬里;發(fā)泡膠生產(chǎn)線自動灌裝系統(tǒng)設(shè)計[D];河北科技大學;2016年

5 陳通;Android系統(tǒng)的微型近紅外光譜儀開發(fā)及在食品質(zhì)量檢測中的應(yīng)用[D];江蘇大學;2016年

6 郅建軍;LD近紅外芝麻脂肪檢測儀波長的確定及應(yīng)用研究[D];江蘇大學;2016年

7 蔡思雨;基于光纖光譜儀的固體表面發(fā)射率測量系統(tǒng)的開發(fā)[D];華南理工大學;2016年

8 王磊剛;空調(diào)連接管裝配生產(chǎn)線設(shè)計[D];河北科技大學;2015年

9 李占友;基于嵌入式被控對象的PLC實驗系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];華北電力大學;2015年

10 趙鵬;反射式近紅外小麥水分檢測技術(shù)研究[D];河南工業(yè)大學;2015年

本文編號：2865381