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| 概 述 |
啤酒行業(yè)是我國(guó)釀酒工業(yè)中zui年輕，也是發(fā)展zui快、目前zui大的行業(yè)。二十年來(lái)，中國(guó)啤酒工業(yè)從高速發(fā)展逐步走向穩(wěn)定增長(zhǎng)，產(chǎn)量從1985年310.4萬(wàn)噸、1990年692.1萬(wàn)噸、1995年1568.6萬(wàn)噸，到1999年近2000萬(wàn)噸。
隨著國(guó)內(nèi)啤酒產(chǎn)量的穩(wěn)步上升，啤酒行業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響越來(lái)越大，同時(shí)國(guó)內(nèi)眾多啤酒廠家面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，廠家希望通過(guò)生產(chǎn)自動(dòng)化控制進(jìn)一步提高啤酒產(chǎn)量、穩(wěn)定啤酒質(zhì)量與口味、降低產(chǎn)品能耗，從而提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，我公司通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)啤酒生產(chǎn)控制現(xiàn)狀的了解與分析，結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)，整合了 |
| 一套*、穩(wěn)定、可靠的啤酒生產(chǎn)自動(dòng)化控制方案。
在中國(guó)的現(xiàn)階段，啤酒生產(chǎn)仍屬勞動(dòng)力密集型企業(yè)，與西方發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家同行業(yè)相比，存在如下問(wèn)題：
① 人均啤酒生產(chǎn)量較低；主要原因?yàn)椋荷a(chǎn)自動(dòng)化程度低，機(jī)器設(shè)備的故障率高。
② 單位產(chǎn)品能耗高，原材料利用率低；主要原因?yàn)椋荷a(chǎn)自動(dòng)化程度低，人工手動(dòng)操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，不能使設(shè)備保持在*工作點(diǎn)運(yùn)行；設(shè)備處于間歇、低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)；
③ 質(zhì)量、口味、風(fēng)格的穩(wěn)定性較差；主要原因?yàn)椋孩派a(chǎn)（糖化、發(fā)酵工段）自動(dòng)化程 |
| 度低，手動(dòng)操作情況下，工藝參數(shù)執(zhí)行變化性很大，受外部條件等影響，實(shí)際控制的工藝曲線*性很差，難以形成固有穩(wěn)定的風(fēng)格特點(diǎn)。
國(guó)內(nèi)啤酒市場(chǎng)的竟?fàn)幦找婕ち?，提高產(chǎn)量、降低成本、穩(wěn)定質(zhì)量與口味是啤酒市場(chǎng)竟?fàn)幍年P(guān)鍵，針對(duì)上述問(wèn)題，不少中、小型啤酒廠都在籌措資金擴(kuò)建生產(chǎn)車間、進(jìn)行生產(chǎn)自動(dòng)化改造，但面對(duì)眾多的自動(dòng)化控制方案，廠家往往不知所措，我公司從廠家關(guān)心的眾多問(wèn)題與多種自動(dòng)化控制方案特點(diǎn)分析考慮，試圖給廠家提供一個(gè)結(jié)合本廠實(shí)際需求、狀況與投入資金來(lái)選擇自動(dòng)化控制方案的依據(jù)。 |
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| 目 前 國(guó) 內(nèi) 啤 酒 廠 家 生 產(chǎn) 控 制 水 平 |
目前，國(guó)內(nèi)啤酒生產(chǎn)中，灌裝生產(chǎn)幾乎所有廠家都使用自動(dòng)化程度較高的灌裝線，糖化、發(fā)酵、清酒工段的控制水平大體上可分為四個(gè)大的檔次：
（一）*手動(dòng)操作方式
（二）集中手動(dòng)控制方式
（三）ＰＣ機(jī)＋數(shù)據(jù)采集插卡方式
（四）分布式控制方式（也是目前*的控制方式）
采用*的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與多層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)＋*控制算法對(duì)生產(chǎn)工序進(jìn)行自動(dòng)控制，與控制方式三相比，主要特點(diǎn)為采用ＰＬＣ作下位機(jī)，系統(tǒng)的可靠性很高。目前有ＤＣＳ（分布式控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)與ＦＣＳ（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)） |
| | 控制系統(tǒng)兩種，在這種控制方式中，下位機(jī)網(wǎng)絡(luò)中控制單元一般采用ＰＬＣ，其可靠性非常高（一般可連續(xù)可靠工作２０年），性能穩(wěn)定，上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)可兼容多種通訊協(xié)議（例ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議），且上位機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)支持ＯＤＢＣ數(shù)據(jù)訪問(wèn)，便于下一步與管理網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)，有效克服了ＰＣ機(jī)＋數(shù)據(jù)采集卡控制方式的缺點(diǎn)。按照工藝參數(shù)與流程要求，對(duì)物料粉碎系統(tǒng)（大米與麥芽）、糖化系統(tǒng)（糊化、糖化、過(guò)濾、煮沸、沉淀）、薄板冷卻系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、洗滌（ＣＩＰ）系統(tǒng)、發(fā)酵罐發(fā)酵系統(tǒng)、酵母擴(kuò)培系統(tǒng)等工藝過(guò)程中的各種泵、攪拌電機(jī)、電動(dòng)或氣動(dòng)閥門等開(kāi)關(guān) |
| | 量和溫度、壓力、液位、流量、濁度、電導(dǎo)率等模擬量進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，能記錄完整的生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，在電子模擬屏或計(jì)算機(jī)屏幕上顯示工藝流程中各閥門、電機(jī)的運(yùn)行狀況，同時(shí)對(duì)各種超、欠壓、溫度超限、閥門故障、液位超限進(jìn)行聲光報(bào)警，并且設(shè)有“自動(dòng)”和“手動(dòng)”兩種狀態(tài)，即當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障或要對(duì)工藝進(jìn)行人工干預(yù)時(shí)，可將開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到“手動(dòng)”狀態(tài)，對(duì)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行手動(dòng)操作，這樣技術(shù)人員可以設(shè)定新的參數(shù)，操作人員可以在現(xiàn)場(chǎng)處理緊急問(wèn)題，從而達(dá)到了理想的效果。 |
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| 我 公 司 提 供 自 動(dòng) 控 制 方 案 的 優(yōu) 點(diǎn) 體 現(xiàn) 在 |
| 我公司提供的自動(dòng)控制系統(tǒng)是目前*的控制方式，具有自動(dòng)快速進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、邏輯判斷、精確計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理等處理功能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中所需的各種控制和運(yùn)算處理，隨時(shí)根據(jù)生產(chǎn)要求來(lái)修改參數(shù)，進(jìn)行各種圖幅數(shù)據(jù)顯示、曲線記憶和分析、自診斷、經(jīng)濟(jì)量累計(jì)、查詢打印，并具有符合現(xiàn)代化工業(yè)管理模式的網(wǎng)絡(luò)通訊功能。這種控制方式是國(guó)內(nèi)啤酒生產(chǎn)控制發(fā)展的主流方向。 |
| | 生產(chǎn)過(guò)程需要。當(dāng)異常發(fā)生時(shí)及時(shí)報(bào)警、聯(lián)鎖，并提醒操作員工處理異常情況。全過(guò)程的自控對(duì)設(shè)備的配置及設(shè)備的性能要求較高，但基本不需要人工進(jìn)行干預(yù)操作。糖化控制系統(tǒng)可采用S7-400系列PLC作為主控制站，從站選用ET200遠(yuǎn)程I/0工作站，上位機(jī)采用冗余操作站，并配置功能強(qiáng)大的iFix工控組態(tài)軟件。經(jīng)實(shí)踐證明，取得節(jié)電１５％，節(jié)汽３０％，節(jié)水３０％的良好效果。 |
| | ET200遠(yuǎn)程I/0工作站及OP操作面板，與主控制站之間的通訊也采用開(kāi)放式的Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線。系統(tǒng)監(jiān)控層可由大屏幕高分辨率彩色顯示器（CRT）和打印機(jī)組成。 實(shí)時(shí)監(jiān)視全過(guò)程的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及工藝參數(shù)，并可根據(jù)運(yùn)行情況隨時(shí)調(diào)整控制參數(shù)（如PID調(diào)節(jié)參數(shù)），向操作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（閥門等）發(fā)出控制指令（如自動(dòng)投入，切除等） |
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| ■ 糖化自動(dòng)控制系統(tǒng) | ■ 發(fā)酵罐自動(dòng)控制系統(tǒng)控制 | ■ 冷凍站自控系統(tǒng) |
糖化生產(chǎn)過(guò)程工藝比較復(fù)雜、控制難度較大。糖化過(guò)程的自控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)原料處理、大米粉碎、麥芽粉碎、糊化、并醪、糖化、過(guò)濾、煮沸、澄清、冷卻直至輸送到發(fā)酵的全過(guò)程控制，同時(shí)相關(guān)輔助過(guò)程即蒸汽系統(tǒng)、冷熱水系統(tǒng)、CIP自動(dòng)清洗過(guò)程，壓縮空氣系統(tǒng)以及排糟系統(tǒng)等配合相應(yīng)過(guò)程控制要求進(jìn)行自動(dòng)控制，保證滿足
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| 發(fā)酵車間一般從麥汁冷卻、充氧、酵母添加開(kāi)始，經(jīng)過(guò)發(fā)酵、過(guò)濾及精濾、殺菌、啤酒處理至清酒罐貯存，zui后輸送灌裝車間灌裝。此外，酵母擴(kuò)培、回收、CIP清洗也是其*的生產(chǎn)過(guò)程。因此，發(fā)酵自動(dòng)控制系統(tǒng)采用S7-400系列控制器作為主控制站，從站采用 |
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主控設(shè)備可采用可編程控制器（S7-200），PLC與上位機(jī)PC之間以通訊方式相連，該控制器可通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行操作、顯示、報(bào)警以及主要控制參數(shù)的修改等功能。 |
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| ■ 鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng) |
| 下位機(jī)可采用可編程控制器PLC（S7-200）組成，完成鍋爐的實(shí)時(shí)控制。PLC與上位機(jī)PC之間以通訊方式相連，操作人員可通訊PC修改鍋爐運(yùn)行參數(shù)，并可直接操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)。鍋爐微機(jī)控制系統(tǒng)具有自動(dòng)和手動(dòng)兩套獨(dú)立的操作控制系統(tǒng)，還配有安全連鎖保護(hù)裝置。 |
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