1.研究现状及意义

随着我国社会主义市场经济的发展，我国啤酒工业在突飞猛进的快速向前发展，各啤酒厂家为了适应当前形势，增强产品的巾场竞争能力，先后在啤酒生产过程中采用计算机控制技术，从而扩大了生产规模，使啤酒品牌不断出新，质量不断提高，以适应市场的需求。

我国是轻工发酵工业大国，但此行业的控制技术相对比较落后，生产中仍以人工控制为主，采用计算机技术起步较晚，普及率较低。目前轻工发酵行业正面临着日益激烈的全球竞争，因此对以计算机为核心的自动控制技术有着强烈的需求。以机电系统为代表的工程应用系统日趋复杂，这种复杂性不仅表现在系统本身难以用精确的数学模型描述，还体现在运行环境以及系统要实现目标的复杂性上。根据不相容原理，当系统的复杂性增加时，人们描述其动态行为的精确程度将随之降低，因此传统的单学科的理论和方法已经难以适应这种复杂性的需要。因而传统的手工控制的方法已经无法满足现代大生产的要求。近些年来， 随着计算机技术和智能控制技术的飞速发展，在啤酒发酵控制这一领域已经出现了许多自动化应用的实例。本文以啤酒发酵控制系统为对象，提出了一套基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的设计方案，并给出一个利用PID控制算法用于控制发酵温度的方案，实现啤酒厂发酵过程的控制与管理的自动化设计要求。

2.主要研究内容

本课题设计应用西门子PLC编程器的STEP7 程序设计语言编程完成了相关的数据采集、处理和控制。

欲解决的问题：

（1） 满足啤酒发酵工艺要求；

（2） 提供比较合理的控制解决方案；

（3） 完成编程器及各种传感器的选择；

（4） 完成模拟量的采集和比较精确的控制，包括温度，压力的采集和控制过程中的保护；

（5） 完成I/O点的分配，设计I/O接线图，并编制梯形图程序；

（5） 编制梯形图程序完成实验及各项调试。

特色及创新点：

（1）设计中采用PLC控制，运用简单的PID算法完成控制要求，以提高啤酒质量和生产效率。

（2）提高、稳定产品质量，降低原料消耗；

（3）采用高级智能控制算法，提高控制水平；

（4）替代人工,降低生产成本，减少质量风险；

（5）测、管、控一体化，满足信息化需求，提高企业管理水平与竞争力。

3. 主要研究方法

工业发酵控制具有很大的应用价值，通常酿造业的发酵是在密闭的容器(罐)中进行的，为了使罐内酒液循环并有利于不同发酵期的酵母沉淀，一般采用分三段间冷方式，控制罐内酒液温度，使之形成自上而下的温度梯度。在上、中、下分别设有温度检测点。实践证明，三段冷媒入口装设分配阀，并适当调节分配比，只以中段温度为被控参数，并控制冷媒于管入口总流量可以达到工艺提出的控制要求。按啤酒发酵工艺要求，整个发酵过程的温度控制在不同发酵时期是不同的，为了保证贮酒在不同阶段的温度设定值，设有温度的上下限报警，为了保证罐内压力在不同阶段的压力，设有压力的上下限报警。每个罐设有液位指示，可以作为装酒和成品计量用，还可以了解整个发酵过程的液位变化。整个系统还设有温度自动控制、压力自动控制，液位检测等，以提高控制系统的可靠性。

4. 主要参考文献

[1] 彭翠云，赵广耀，戎海龙.汽车倒车系统中超声波测距模块的设计[M] .安徽工程科技学院，2004，12：14~65.

[2] 苏炜，龚壁建.超声波测距误差分析[J] .传感器技术，2004，23(6)：8~11.

[3] 吴妍，袁佑新.可视倒车雷达预警系统设计. 微计算机信息，2007，2：268~270.

[4] 杨帮文.新型集成器件实用电路(修订版) [M] .电子工业出版社，2006.

[5] 沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[M] .电子工业出版社，2005.

[6] 谢维成，杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计[M] .清华大学出版社，2006.

[7] 刘光斌.实用低功耗设计-原理、器件与应用[M] .人民邮电出版社，2003.

5.指导教师意见：

指导教师（签名）：

年   月   日

6. 院（系）意见：

院（系）负责人（签名）：

年   月   日