西門子PLC S7-300系列在啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)上的應用

　　一、引言

　　啤酒發(fā)酵過程是啤酒酵母在一定的條件下，利用麥汁中的可發(fā)酵性物質(zhì)而進行的正常生命活動，其代謝的產(chǎn)物就是我們需要的啤酒。一般來說，啤酒發(fā)酵是在發(fā)酵罐中靜態(tài)進行的，它是由罐體、冷卻帶、保溫層等部件組成。在啤酒發(fā)酵的控制系統(tǒng)中，需要完全滿足啤酒發(fā)酵的工藝過程，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的啤酒。

　　正因為如此，我們采用西門子PLC S7-300系列，并配置有分布式I/O模塊-ET200M來共同完成啤酒發(fā)酵工藝過程的自動控制?？刂频暮诵氖瞧【茰囟鹊目刂?，通過控制發(fā)酵罐上面的閥門開度，來控制冷卻水的流量，最終達到控制啤酒溫度的目標。具體來說，如果發(fā)酵罐的溫度不斷升高，達到了工藝過程中設定的最高溫度，需要在上位機顯示報警信息，同時加大閥門開度，通過大量的冷卻水循環(huán)來降低溫度；相應地，當發(fā)酵罐的溫度低于工藝過程要求的最低溫度時，需要減小或關閉閥門，使得啤酒繼續(xù)安裝工藝要求發(fā)酵，直到形成最終的產(chǎn)品。

　　二、控制系統(tǒng)組成

　　啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)的硬件部分核心是西門子S7-300系列PLC，采用CPU315-DP。西門子PLC S7-300系列具有多種突出特點，包括模塊化、高擴展能力、完善的通訊能力、完整的系統(tǒng)功能、簡潔的集中或分布式I/O連接，易于用戶掌握等。在本系統(tǒng)中，配置有西門子分布式I/O模塊ET200M，實現(xiàn)對分散的各個設備進行控制，最終通過PROFIBUS DP與S7-300CPU進行通訊?？刂葡到y(tǒng)配置圖如圖1所示：

 

圖1 啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)配置圖

　　三、控制系統(tǒng)工作流程

　　啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)的核心是對發(fā)酵罐溫度的控制，在整套控制系統(tǒng)中，我們采用PID控制方法，根據(jù)某個時間段中溫度傳感器讀取的溫度值和設定值進行比較，進行PID運算的結(jié)果，控制并調(diào)節(jié)閥門的開度，完成發(fā)酵罐溫度的控制?？刂葡到y(tǒng)的控制過程如圖2所示：

 
圖2 啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)溫度控制

　　四、結(jié)束語

　　啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的運行，系統(tǒng)滿足設計要求，運行效果良好，發(fā)酵溫度符合工藝要求。當實際溫度大于或小于設定溫度值時，控制系統(tǒng)響應迅速，通過控制閥門的開度來完成冷卻水流量的控制，使得發(fā)酵溫度很快穩(wěn)定在溫度設定值上，并且發(fā)酵溫度變化平穩(wěn)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)誤差很小，控制效果得到了業(yè)主的肯定，為啤酒廠生產(chǎn)處高質(zhì)量的啤酒提供了有力的保障。

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