本文關(guān)鍵詞：精釀啤酒生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究　出處：《陜西科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近幾年來,國內(nèi)啤酒的年產(chǎn)量與年銷售量呈現(xiàn)下滑趨勢,但是與之形成鮮明對比的是精釀啤酒年產(chǎn)銷量在國內(nèi)的逆勢增長。國外精釀行業(yè)起步早,先進的自動化設(shè)備與技術(shù)不斷推動著中小型精釀企業(yè)的發(fā)展。精釀制造行業(yè)在我國正處于起步階段,近幾年我國興起的精釀酒廠普遍存在設(shè)備自動化程度低,控制系統(tǒng)開放性差的問題。為提升國內(nèi)精釀啤酒產(chǎn)業(yè)自動化水平,本文依據(jù)啤酒的生產(chǎn)過程及其自動化要求,結(jié)合現(xiàn)有控制系統(tǒng)方案特點,設(shè)計了適用于小型精釀啤酒生產(chǎn)車間的分布式控制系統(tǒng)(DCS),本文的主要研究工作如下:(1)分析了現(xiàn)有啤酒生產(chǎn)工藝與控制系統(tǒng)中的問題,設(shè)計了適用于小型精釀車間的分布式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以西門子S7-300為核心控制器,分別完成了被控對象I/O點的分配、控制器硬件的組態(tài)以及軟件程序的編寫。(2)針對糊化反應(yīng)溫度變化過程中的非線性與時滯性的問題,設(shè)計了模糊+PID溫度控制器來對糊化反應(yīng)的過程進行變溫控制。并且運用機理建模法分別建立了糊化反應(yīng)與發(fā)酵過程中溫度變化的數(shù)學(xué)模型,同時以Matlab軟件為平臺,結(jié)合其Simulink擴展功能完成了變溫控制過程的仿真運行。(3)啤酒生產(chǎn)控制系統(tǒng)中存在數(shù)據(jù)多源異構(gòu)性的問題,造成了啤酒廠家自動化設(shè)備更新困難等現(xiàn)狀。針對現(xiàn)有啤酒車間數(shù)據(jù)管理分散的問題,以Simatic Manager和WinCC組態(tài)軟件為平臺,設(shè)計了Profibus+OPC的通信網(wǎng)絡(luò)方案來對控制系統(tǒng)中的變量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的集成與管理。(4)在控制系統(tǒng)管理層中,以WinCC作為OPC客戶端對啤酒的生產(chǎn)過程進行上位機組態(tài),建立了糖化生產(chǎn)過程的監(jiān)控畫面,完成了PLC中生產(chǎn)數(shù)據(jù)與過程畫面的變量連接。為了保證控制系統(tǒng)的安全運行,組態(tài)了相應(yīng)的故障報警器界面,使管理人員可以快速排查生產(chǎn)過程中可能發(fā)生的故障原因。此外,在WinCC上位機組態(tài)軟件中還實現(xiàn)了變量的數(shù)據(jù)歸檔與報表打印功能。(5)在設(shè)計精釀啤酒生產(chǎn)控制系統(tǒng)的同時,還完成了控制系統(tǒng)中相關(guān)程序與算法的調(diào)試與仿真,并且對系統(tǒng)中的通信方案、上位機中畫面監(jiān)控以及故障報警編輯器分別進行了數(shù)據(jù)測試與模擬運行。仿真與測試結(jié)果都表明:過程控制系統(tǒng)運行流暢,溫度控制器的控制精度提升、超調(diào)量減小。控制系統(tǒng)的開放性得以提高,在滿足精釀啤酒生產(chǎn)控制要求的同時,對提升我國精釀行業(yè)的自動化水平具有一定的參考價值。
[Abstract]:In recent years , the annual output of domestic beer has declined in comparison with annual sales volume , but compared with it , it is a kind of distributed control system ( DCS ) which is suitable for the production process of small - sized fine - brewed beer . ( 5 ) At the same time , the debugging and simulation of the relevant programs and algorithms in the control system are completed , and the communication schemes in the system , the picture monitoring in the upper computer and the fault alarm editor are tested and simulated respectively . The simulation and test results show that the process control system is smooth and the control accuracy of the temperature controller is improved and the overshoot is reduced . The openness of the control system is improved , and meanwhile , the control system has certain reference value for improving the automation level of the fine brewing industry in China .

【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TS262.5;TP273

【參考文獻】

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本文編號：1356423