CN201993639U - 一种液体发酵控制装置 - Google Patents

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咸云飞
杨光年
郭荣亮
王洪
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本实用新型一种液体发酵控制装置，包括发酵罐、清酒罐和出酒系统，其特征在于：所述的发酵罐、清酒罐上设有温度传感器、液位传感器和压力变送器等元器件，所述的出酒系统包括出酒罐，出酒罐上设有CO2控制阀，所述的出酒罐的出酒管路上设有出酒泵和冷却器；它还设有控制系统，所述的控制系统包括组态计算机，组态计算机通过通讯电缆与PLC控制主站连接，PLC控制主站通过控制总线与PLC控制分站连接，PLC控制分站通过信号线分别与发酵罐、清酒罐和出酒系统上的部件连接。本实用新型完全实现了自动化生产，大大减少人为失误造成的损失，工艺曲线可以直观便捷的作出调整，从而提高了生产效率，降低了生产能耗。

Description

一种液体发酵控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种自动控制器，特别是一种液体发酵控制装置。
背景技术
啤酒酿造过程中发酵是最关键的环节，是啤酒质量形成的重要步骤。在此过程中，糖化麦汁所形成的可发酵性糖，在酵母作用下，生成酒精及一系列啤酒风味物质。各项风味物质含量的有机组合赋予了啤酒的口味和质量的稳定性。近年来，虽然我国的啤酒生产成套设备水平有很大提高，但是自动化水平低较低，存在如下缺陷：1、自动化程度不高，无法及时应对反应，设备故障率高，影响了整个系统的运行效率；2、控制方式老旧，控制效果不好；3、控制对象多，数据量大无法直观了解发酵过程；4、发酵工艺较多，以往的控制系统调整困难。因而产品生产效率低、生产能耗大。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构设计合理、控制方便的液体发酵控制装置。
本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本实用新型是一种液体发酵控制装置，包括发酵罐、清酒罐和出酒系统，其特点是：所述的发酵罐上设有温度传感器、液位传感器和压力变送器，所述的清酒罐上设有冷水阀、温度传感器和压力变送器，所述的出酒系统包括出酒罐，出酒罐上设有CO2控制阀，所述的出酒罐的出酒管路上设有出酒泵和冷却器；它还设有控制系统，所述的控制系统包括组态计算机，组态计算机通过通讯电缆与PLC控制主站连接，PLC控制主站通过控制总线与PLC控制分站连接，PLC控制分站通过信号线分别与温度传感器、液位传感器、压力变送器、冷水阀、出酒泵、冷却器和CO2控制阀连接。
本实用新型通过PLC控制主站实现在整个发酵过程中实现无人值守的全自动化生产模式，PLC控制分站中采用模糊PID控制算法对液体发酵控制，保证发酵过程严格按照工艺曲线进行。本实用新型对发酵罐、清酒罐等设备的启动、停止、清洗、工艺设定等操作都是独立实现的，这就满足了发酵罐、清酒罐之间采用不同工艺参数的需求。
PID控制分段控制将控制对象不同温度区间分为升温保护阶段、降温阶段、保温阶段等不同阶段采用不同的控制方法和控制执行机构。组态计算机会根据采集数据的变化，模拟人对事物推理的过程提前对控制对象作出调整，以提高控制精度和相应速度。
本实用型可以实现的监控功能：
（1）采用大惯量PID控制模型。
（2）支持多种配方发酵处理，且配方变更方便易行。
（3）发酵过程根据工艺过程进行时，发现异常时可以灵活增加人工拐点。
（4）运用模糊控制理论用于控制，采用预补偿和模糊自整定控制算法。
（5）调整设定值：根据使用环境对设定值进行调整，提高设备使用的安全性。
本实用新型可以采用西门子S7-400系统作为PLC控制主站，在通过PLC控制分站即通过扩展的分布式I/O ET200模块，对发酵罐、清酒罐等设备的温度、压力以及阀门等进行控制，以及出酒系统的优化控制。PLC控制主站通过专用通讯电缆以Prifbus通讯协议与组态计算机连接，组态计算机实现了实时监视、打印表格、实时曲线、历史趋势、报警记录、历史资料保存、阀门调节、表页显示、工艺参数设置等功能，方便操作人员及工程师操作，以及查阅相关数据资料。与现有技术相比，本控制系统控制理论先进，控制效果得到大幅提高；完全实现了自动化生产，大大减少人为失误造成的损失；实现全面监控生产过程，数据库可以查询近一个月历史数据； 工艺曲线可以直观便捷的作出调整、调用方便，从而提高了生产效率，降低了生产能耗。
附图说明
图1为本实用新型的一种控制系统框图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1。参照图1。一种液体发酵控制装置，包括发酵罐、清酒罐和出酒系统，所述的发酵罐上设有温度传感器、液位传感器和压力变送器，所述的清酒罐上设有冷水阀、温度传感器和压力变送器，所述的出酒系统包括出酒罐，出酒罐上设有CO2控制阀，所述的出酒罐的出酒管路上设有出酒泵和冷却器；它还设有控制系统，所述的控制系统包括组态计算机，组态计算机通过通讯电缆与PLC控制主站连接，PLC控制主站通过控制总线与PLC控制分站连接，PLC控制分站通过信号线分别与温度传感器、液位传感器、压力变送器、冷水阀、出酒泵、冷却器和CO2控制阀连接。
本实用新型的控制核心是控制发啤酒酿造酵过程，要想酿造可口的啤酒就必须定好酿造工艺，即酿造曲线。不管啤酒发酵工艺曲线如何不同，但总不外乎自然升温、主酵、双乙酰还原、降温、冷贮等几个阶段，最多也是在这几个阶段上增加或者减少几段。
本实用新型通过现场的传感元件将各终端设备的状态进行采集，通过信号线传输给PLC控制分站，PLC控制分站将信号传输给PLC控制主站， PLC控制主站将数据传送给组态计算机。组态计算机根据采用表格和曲线相结合的方法来制定工艺曲线，可直观反映出所编制工艺的完整步序信息，接受的现场的数据信号转换成工艺曲线与制定的工艺曲线进行对比，便于工程师快速检查工艺设计的合理性，同时修正工艺参数。将合理的工艺参数传输给PLC控制主站，由PLC控制主站将信号传输给PLC控制分站，从而对终端设备进行控制。

Claims (1)

1.一种液体发酵控制装置，包括发酵罐、清酒罐和出酒系统，其特征在于：所述的发酵罐上设有温度传感器、液位传感器和压力变送器，所述的清酒罐上设有冷水阀、温度传感器和压力变送器，所述的出酒系统包括出酒罐，出酒罐上设有CO2控制阀，所述的出酒罐的出酒管路上设有出酒泵和冷却器；它还设有控制系统，所述的控制系统包括组态计算机，组态计算机通过通讯电缆与PLC控制主站连接，PLC控制主站通过控制总线与PLC控制分站连接，PLC控制分站通过信号线分别与温度传感器、液位传感器、压力变送器、冷水阀、出酒泵、冷却器和CO2控制阀连接。
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