啤酒发酵过程中的plc应用毕业设计论文(编辑修改稿)

啤酒发酵过程中的plc应用毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

文本文件（仅在 STL 中）。 你象文本文件一样生成你的程序，但你必须遵守输入语句表指令地准则， 当你编译文本温江时， STEP 7 检查所有指令地语法。 10 通讯 这是一个经济而有效的解决方案；方便用户的 STEP7 的用户界面提供了通讯组态功能，这使得组态非常容易、简单。 SIMATICS7— 300 具有多种不同的通讯接口：多种通讯处理器用来连接 AS— I接口和工业以太网总线系统；串行通讯处理器用来连接点到点的通讯系统；多点接口 (MPl)集成在CPU 中，用于同时连接编程 器、 PC 机、人机界面系统及其他 SIMATICS7/M7／ C7 等自动化控制系统。 CPU 支持下列通讯类型： 过程通讯：通过总线 (AS— I 或 Pronbus)对 I／ O 模块周期寻址 (过程映象交换 )。 数据通讯：在自动控制系统之间、人机界面 (HMl)和几个自动化功能块间相互调用。 S7300 指令系统 SIMATIC S7－ 300 远非一般的特性反映在它的特殊功能度上。 有 350 多条指令，包括熟知的、功能强大的 STEP 5 指令和 SIMATIC TISOFT 指令。 其中 增加了不少新指令，从二进制处理到 32位浮点运算使你节省可观的时间（以及用户存储器）。 乘除三角函数、对数函数和平方根函数也都集成在内。 为简化起见，将边界求值用的整个指令序列组 合在一条指令内。 甚至找到一个直接编址的非常简单的解决方案：实际上，你可间接的对任何指令进行编址，然后将它以简洁形式（例如 AI（ DB 5， ）集成到程序内。 如系统功能调用等的新的程序早已集成在操作系统内，从而显著的减少所需要的用户存储器容量，你可将它们用于中断处理，以及出错或复制数据处理，或是（例如）可以利用时钟功能。 极大的拓宽了运算指令的范围。 S7－ 300 小型 PLC 不仅能处理加、减，而且能在指令级完成乘和除运算。 准确度为 16 和 32 位。 可处理定点和浮点数。 由于在简单和复杂的应用中，操作员控制和监视显 得日益重要，我们已将 HMI（人－机接口）服务集成到操作系统本身内 ，可经过 SIMATIC HMI 系统的操作员面板或操作站传送循环小数数据，不必对 CPU 进行编程，对存储器的要求非常小。 —— 摘自 《 SIEMENS 可编程控制器 SIAMTIC STEP 7》 11 第三章 啤酒的概述 啤酒的生理作用 啤酒是一种低浓度的饮料，每 100g中仅有酒精 3— 5g，一般不超过 8g。 它有特殊的酒精花清香味和适口的苦味，并有较高的营养成分即有较高的发热量。 人体所吸收的酒精均匀迅速渗透到人体各内脏组织中，适当饮酒可引起兴奋，使皮肤血管扩张，有温暖感，能放出 30j/g的能量，还能增加胃液，胃酸的分泌，增加胃的消化吸收。 啤酒中的酒精含量少，因此对人体的危害比葡萄酒要小的多。 酒花苦味物，有利尿，健胃和杀菌的作用，啤酒中 CO2轻度刺激胃液分泌，有利于消化。 啤酒中溶解的磷酸盐和无机盐类可维持人体的盐类平衡的渗透压。 —— 《啤酒生产问答》 世界啤酒的历史 啤酒最早出现于公元前 3000年 左右，于古埃及和美索不达米亚（今伊拉克）地区。 这一历史事实可以在王墓的墓壁上得以证实。 史料记载，当时啤酒的制作只是将发芽的大麦制成面包，在将面包磨碎，置于敞口的缸中，让空气中的酵母菌进入缸中进行发酵，制成原始啤酒。 由于谷物的残渣及杂菌污染，酒的味道可想而知。 公元 6世纪，啤酒的制作方法由埃及经北非、伊比利亚半岛、法国传入德国。 那时啤酒的制作主要在教堂、修道院中进行。 为了保证啤酒质量，防止由乳酸菌引起的酸味，修道院要求酿造啤酒的器具必须保持清洁。 公元 11世纪，啤酒花由斯拉夫人用于啤酒。 1480年，以德国南 部为中心，发展出了下面发酵法，啤酒质量有了大幅 提 高，啤酒制造业空前发展。 1800年时期，随着蒸汽机的发明，啤酒生产中大部分实现了机械化，生产量得到了提高，质量比较稳定，价格较便宜。 1830年左右，德国的啤酒技术人员分布到了欧洲各地，将啤酒工艺传播到全世界 12 我国的啤酒历史 ： 我国古代的原始啤酒可能也有 4000 至 5000年的历史 , 但是市场消费的啤酒是到十九世纪末随帝国主义洋枪洋炮一起进来的。 在中国建立最早的啤酒厂是俄国人在哈尔滨八王子建立的乌卢布列夫斯基啤酒厂 , 此后五年时间里 , 俄国、德国、 捷克分别在哈尔滨建立另外三家啤酒厂。 1903年英国和德国商人在青岛开办英德酿酒有限公司 , 生产能 力 2020 吨 , 这就是现在青岛啤酒厂的前身。 1904 年在哈尔滨出现了中国人自己开办的啤酒厂 东北三省啤酒厂。 1914年哈尔滨又建起了五洲啤酒汽水厂 ； 同年北京建立了双合盛啤酒厂。 1935 年广州出现了五羊啤酒厂 (广州啤酒厂的前身 )。 1958年我国在天津、杭州、武汉、重庆、西安、兰州、昆明等大城市投资新建了一批规模在 2020吨左右的啤酒厂 , 成为我国啤酒业发展的一批骨干 企 业。 到 1979年 , 全国啤 酒厂总数达到 90多家 , 啤酒产量达 万吨 , 比建国前增长了 50 多倍。 然而 , 我们啤酒业大力发展真正发生在 1979年后十年 , 我国的啤酒工业每年以 30%以上的高速度持续增长。 80年代 , 我国的啤酒厂如雨后春笋般不断涌现 , 遍及神州大地。 到 1988年我国大陆啤酒厂家发展到 813个 , 总产量达 万吨 , 仅次于美国、德国 , 名列第三 , (到 1993 年跃居第二 ) 短短十年 , 我国啤酒厂家增长 9 倍 , 产量增长 倍 , 从而我国成了名符其实的啤酒大 国。 啤酒的生产工艺流程图 ： 图 啤酒的生产工艺流程图 13 酿造工艺流程 (文字注释 )： ，麦芽在进入酿造车间之前，先被送到粉碎塔，在这里麦芽经过轻压后粉碎制成酿造用麦芽。 ，麦芽和水经加热后沸腾，这是天然酸将难溶性的淀粉和蛋白质转变成为可溶性的麦芽提取物，称作“麦芽汁”。 过滤之后进入煮沸锅。 混合物被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消毒（其中糖是一种很重要的添加物，它可以使啤酒的颜色更淡，杂质更少，口味更加爽快）。 ，加入酒花的麦芽汁被泵入回旋沉淀槽以去掉不需要的酒花剩余物和不溶性的蛋白质。 ，被送入热交换器冷却，随后，麦芽汁中被加入酵母，开始进入发酵的程序。 在发酵的过程中，人工培养的酵母将麦芽汁可发酵的糖份转化为酒精和二氧化碳，生产出啤酒。 发酵在八个小时内发生并以加快的速度进行，积聚 一种被称作“皱沫”的高密度泡沫，这种泡沫在第 3天或第 4天达到它的最高阶段。 从第五天开始，发酵的速度有所减慢，皱沫开始散布在麦芽汁表面，必须将它撤掉，酵母在麦芽汁中所有可供发酵的物质发酵完后就开始在容器底部形成一层稠状的沉淀物。 随之温度逐渐降低，在 8到 10天后发酵就完全结束了。 整个过程中，需要对温度和压力做严格的控制。 当然啤酒的不同，生产工艺的不同，导致发酵的时间也会不同。 ，绝大部分酵母沉淀到罐底。 酿酒师们将这部分酵母回收起来以供下一罐使用。 除去酵母后，生成物“嫩啤酒”被泵人后发酵罐。 在此剩 余的酵母和不溶性蛋白质进一步沉淀下来，使啤酒的风格逐渐成熟，成熟的时间随啤酒品种的不同而异，一般在 7－ 21天。 ，就成为待包装的清酒。 ，成品啤酒的包装常有瓶装，听装和桶装几种包装形式，在加上瓶子形状、容量的不同，标签、颈套和瓶盖的不同以及外包装的多样化，从而构成了市场怀中琳琅满目的啤酒产品。 研究啤酒的意义 我国的啤酒工业自 80年代以来就有了很大的发展，这不仅体现在产量上也达到了 1600万千升以上，而且在规模上 ，装备和技术水平上以及质量上都有了很大的改观。 许多工厂开始应用新技术，新材料，新设备改进生产工艺，提高生产效率。 同时，在观念上也有了很大的变化。 14 啤酒发展的前景 世界啤酒的未来充满希望，据《世界啤酒和饮料论坛》分析 2020年世界啤酒市场的潜力将达到 ，比现在增加 6千万吨，人均消费量也将由每年 23升增加至 26升。 欧 洲啤酒市场的恢复主要依靠东欧国家，因为西欧国家明显出现饱和现象。 美国啤酒市场的持续增长主要依靠拉丁美洲国家特别是巴西的支持。 非洲市场也可能回升，因为其庞大的人口数量， 即使 人均消费量增长不多，整个消费量增长也会很显著，这一地区也许会逐步发展成为活跃市场。 目前亚太地区的增长比过去小，但到 2020年将显示其最高增长率。 虽然目前中国啤酒的增长势头有所缓和，但除中国外，亚洲还有其它许多有希望的发展中市场。 具有 13亿人口的中国将来仍是一个庞大的市场， 1990年至 1995年间其年增长率为 18%， 1995年至 2020年，增长率约为 5%— 8%，中国人均 13升的消费量，到 2020年也将上升到 20 升。 因此可以说 ，虽然各地区的情况有所不同，增长幅度不同，但总的看来，世界啤酒市场 的前景是充满希望的、令人振奋的 ，这对我这样的做过以啤酒发酵为设计内容的工程人员来说也是一种鼓励。 也可以看出啤酒的前景是非常光明的。 —— 《 啤酒工程应用技术》 15 第四章 控制初步设计 前言 啤酒发酵是一个复杂的过程，工艺路线长，生产环节多，对自动控制的要求很高。 主要包括以下的几个过程：发酵温度控制，麦汁进罐过程，麦汁管路 CIP，酵母回收过程，压榨酵母，管路 CIP（包括酵母回收管路 CIP，出酒管路 CIP）罐 CIP，出酒过程等。 主 要流程的控制 发酵温度控制 第一阶段：主酵保温 按主酵设定温度（一般为 ）控制下温，上温低于下温的差值约 （可设定）。 上温超过设定值开上、中阀，下温超设定值开下阀。 第二阶段：主酵降温 设定降温至多少摄氏度，以及降温过程需多少时间。 根据公式计算当前温度设定值：主酵设定温度 — （主酵设定温度 — 降温温度）当前降温时间 /降温总时间。 按计算出的当前设定温度控制下温，上温低于下温的差值约 （可设定）。 上温超过设定值开上、中阀，下温超设定值开下阀。 第三阶段：后酵保温 按后酵设定 温度（一般为 ）控制下温，上温低于下温的差值约 （可设定）。 上温超过设定值开上、中阀，下温超设定值开下阀。 第四阶段：后酵降温 设定降温至多少摄氏度，以及降温过程需多少时间。 根据公式计算当前温度设定值：后酵设定温度 — （后酵设定温度 — 降温温度）当前降温时间 /降温总时间。 温度 2C 时： 按计算出的当前设定温度控制下温，上温低于下温的差值约 （可设定）。 上温超过设定值开上、中阀，下温超设定值开下阀。 温度 2C 时： 16 按计算出的当前设定温度控制下温，上温下温的差值约 （可设定）。 上温超过设定值开 中阀，下温超设定值开下阀。 第五阶段：贮酒 过滤之前：按贮酒设定温度（ ）控制下温，上温高于下温的差值约 （可设定）。 上温超过设定值开中阀，下温超设定值开下阀。 过滤至一半：按贮酒设定温度（ ）控制下温，下温超设定值开下阀。 上中阀不开。 过程中可以设定的参数（括号中数字为默认值） 主酵设定温度值（ C）、主酵上下温度差值（ C） 主酵降温温度设定值（ C），降温过程总时间（ 48小时）、主酵降温上下温度差值（ ） 后酵设定温度值（ ）、后 酵上下温度差值（ C） 后酵降温温度设定值（ ），降温过程总时间、后酵降温上下温度差值（ C） 贮酒温度设定值（ ）、贮酒上下温度差值（ ） 主要的操作指令有：主酵阶段控温，主酵降温，后酵阶段控温，后酵降温，过滤前贮酒控温，过滤至一般控温，停止控温。 麦汁进罐过程： 这个过程必备的启动条件就是所选的发酵罐为空罐。 这一个过程主要包括： 1. 麦汁进罐前管路 CIP。 2. 麦汁顶水。 3. 转进罐。 4. 水顶麦汁。 5. 洗管路。 过程中需预先设定的参数有：麦汁电导率设定值，麦汁继续顶水时间 ，清水电导率设定值，继续顶麦汁时间，酵母添加总量，酵母添加比例，酵母排水累计量。 操作时选择的参数主要有麦汁进发酵罐罐号，充氧过程手自动，酵母添加过程手自动，酵母回收罐罐号。 麦汁管路 CIP 酵母添加管路的 CIP在麦汁管路 CIP时进行，管路进行 CIP 时要求开酵母添加管路中的阀及酵母添加泵，排污阀在每一个过程都要打开一次（ 5分钟后关掉），酵母添加阀在整个过程常开。 包括两个过程：收到糖化麦汁管路 CIP 通知，按麦汁管路 CIP启动按钮，过程启动；收到糖化麦汁管路CIP结束通知，按麦汁管路 CIP停止按钮 ，关泵，关排污阀之外的所有阀门。 酵母回收过程： 和前面所提到的 麦汁进罐过程一样，这个过程的启动条件也是发酵罐要处于发酵状态。 17 主要包括的过程有： ，排放不良酵母，选择预回收酵母的发酵罐罐号，选择酵母进回收罐罐号，按 STEP1开始按钮，启动酵母回收过程； ，不良酵母排放完毕，按下。