基于plc的啤酒生产过程控制研究与实现毕业设计论文(编辑修改稿)

基于plc的啤酒生产过程控制研究与实现毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

断补偿也是多 余的。 对于各种显示，音响输出更是以最快的形式提供接口，大量的问题都在可编程控制器的内部解决了。 对于数据通讯，只须同轴电缆和普通 RS232 和 RS422 接口即可，不必由用户来考虑波特率及通讯规程等具体的设置问题。 —— 摘自 《可编程控制器原理及应用》 优势 可编程控制器作为继电控制盘的替代物，它的好处是很显然的。 首先，可编程控制器除了外部接点外，内部提供了无穷多的各类触点，辅助继电器，其功能大大的扩展了。 由于是计算机产品，其程序的易修改性，可靠性，通用性，易扩展性，易维护性都大大提高，加上其体积小巧，安装，调试方便，使设计加工周期大大缩短。 从我国国情来看，进行技术改造的一次性投资虽大一些，但是使用可编程控制器后，控制盘自身的耗电仅为原来的几十分之一，一年所节省的电费 就可以将投资收回。 由于开发，调试周期大大缩短，因此很容易作到高产量，短交货期，对加快资金周转大有帮助，又由于是采用标准件，对于售后服务和日常维护备品，备件也大为方便，并且，可编程控制器可重复利用。 对于系统设计，采用可编程控制器后，只要初步确定 I/O 总数，即可定下机型及模块。 这就使制定采购计划大为方便。 至于最终细节的设计，由软件即可完成。 由于当今可编程控制器具有大量模拟量控制模块、位置量控制模块和数据读 /写模块，这些模块与 I/O 模块配合很容易就能构成一个综合控制系统。 淮安信息职业技术学院 毕业设 计论文 第 9 页 SIMATIC S7 介绍 总述 在 STEP7 中，可以用标准语言梯形逻辑 (LAD)，语句表 (STL)或功能块图 (FBD)生成 S7程序。 在实际中我们必须先决定用那种语言。 在 STEP7 中， CPU 循环处理 OB1。 一行一行地读入并执行程序命令。 当 CPU 返回到第一条程序时，它已完成了一个循环，所需要的时间就是所说的扫描循环时间。 功能块（ FB）在程序地分级结构中位于组织块之下。 它包含程序的一部分，这部分程序可以在 OB1 中被多次调用。 功能块地所有形参和静态数据都存储在一个单独地、被制定给该功能块地数据块（ DB）中 . STEP 7 可以有各种不同的应用 （ 1）： STEP 7 程序编辑器：允许使用语句表指令或梯形图逻辑指令编写 CPU 程序；允许配置 PLC 间的数据交换。 （ 2）：通信组态：允许配置 PLC 间的数据交换。 （ 3）： S5/S7 交换器：允许将 STEP5 程序或块变换为等效的 STEP 7 程序或块。 （ 4）： STEP 7 建立：允许改变在建立过程中选取的语言或硬件选项。 STEP 7 中的编程任务 当以 STEP 7 编程时，不要求特别的顺序，但是，在大多数项目中必须满足某些基本的任务。 （ 1）：生成项目和 CPU 程序： 在 STEP 7 中，你将程序数据储存在下列目录中： 项目：项目包括在一个网络中若干个 CPU 进行全局数据通信需要的信息。 CPU 程序： CPU 程序包括用于程序的块和块需要的信息，如符号表。 （ 2）：生成用于程序的块：当你生成新块时就开始生成新程序，你选择块型： OB,FB,FC，DB,VD 你能够输入或编辑程序，或者你能够说明用于块的局部数据。 （ 3）：选择输入数据的方法：在 STEP 7 中，你能够以下列方法中的一种输入数据： 在梯形图中，递增地检查语法，如果你使用梯形图指令编写程序，则 STEP 7 在你输 入每一指令之后检查语法。 在语句表中，递增地检查语法，如果你使用语句表指令编写程序，则 STEP 7 在你输入每一指令之后检查语法。 如同文本文件（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。 淮安信息职业技术学院 毕业设 计论文 第 10 页 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。 淮安信息职业技术学院 毕业设 计论文 第 11 页 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。 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 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淮安信息职业技术学院 毕业设 计论文 第 12 页 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 20xx 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 20xx 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 酿造工艺流程 (文字注释 )： 淮安信息职业技术学院 毕业设 计论文 第 13 页 ，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。 的麦芽与水在糊化锅中混合，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。 束以后，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“。