啤酒糖化过程plc控制系统设计(附件)
随着社会经济水平的提高，消费者对啤酒的需求在一直增加。近年来，啤酒行业的竞争很激烈，市场形势严峻。现有的啤酒质量已经无法满足消费者的口味偏好，这给啤酒生产商带来了新的挑战。当前我国的啤酒糖化生产工艺自动化程度不高，所以要改善啤酒生产系统的自动化水平。本系统从软硬件两个层面考虑研究，在对啤酒糖化工艺的自动控制进行深入剖析后，为糖化工艺设计出来一个自动控制系统。在本系统中，通过PLC和WINCC，分别建立起上位机和下位机的通信，并实现了生产监控。同时，通过引入PID控制器，可以实现啤酒糖化时各个阶段的温度控制。关键词 糖化，控制系统，PLC，PID
目录
1 绪论 1
1.1 课题来源与课题意义 1
1.2 啤酒糖化控制系统的发展状况 1
1.3 系统设计目标及技术要求 3
2 控制工艺分析及总体设计 3
2.1 啤酒糖化工艺总体概述 3
2.1.1 原料预处理 4
2.1.2 糊化、糖化过程简介 5
2.1.3 过滤、煮沸简介 6
2.2 系统的设计 6
3 硬件设计 8
3.1 S7300简介 8
3.2 PLC的硬件配置 10
3.3 输入输出分配表 13
3.4 控制方式 13
3.5 传感器选用 13
4 软件设计 15
4.1 总体设计方案 15
4.2 PID控制器 16
4.3 温控流程设计 17
4.4 糖化部分程序 19
4.5 FB41 PID调用 21
5 组态软件WINCC 22
5.1 WINCC简介 22
5.2 WINCC的特点 22
5.3 网络协议 23
5.4 系统监控软件设计 23
5.5 Wincc调试 26
5.6 画面调试 27
总结 32
致谢 33
参考文献 34
1 绪论
1.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
课题来源与课题意义
一直以来，我国都把白酒当成一种重要的酒类饮品，用粮食做白酒的生产原料会造成严重的粮食浪费。在生活水平日益提升的今天，消费群体对于健康有了愈来愈多的关注。白酒作为一种烈性酒，需求量势必有些减少。很多人开始向啤酒这种低浓度酒精的饮品投向目光，从而亦步亦趋的在刺激着啤酒生产商，推动啤酒行业的发展。在竞争激烈的今天，啤酒生产者开始对啤酒质量进行提升，对生产过程更新完善。
当下，本国的啤酒年产量在世界年产中占据着举足轻重的地位。但是，我们国家生产出来的啤酒质量还是需要优化。这是整个国内啤酒行业亟待重视处理的问题。
啤酒是一种富有营养价值的低度酒精饮料酒，也是世界公认的营养食品[1]。在经济迅速发展的新时代，老百姓的生活质量有所起色，对啤酒有了很多的需求。在这个情况下，啤酒产业的效益起色。在二十世纪的九十年代，啤酒酿造公司在中国应运而生，这其中也不乏一些外国的生产商。目前，我国啤酒产量已经超过美国而成为世界第一啤酒生产大国[2]。
放眼整个世界啤酒行业的生产状况，整个过程特点呈现出自动化程度提高，生产周期缩短，设备扩大。在我们国家，啤酒行业已经有了长达90年的生产历史。并且，受历史因素影响，我们国家的很多啤酒厂商来自外国居多。在经历了最近一下年的发展，啤酒行业虽然有了进步，可依然在生产技术上落后于世界水平。因而针对现在逐年增多的啤酒需求，我们的啤酒行业有很多的发展潜力。
1.2 啤酒糖化控制系统的发展状况
在我们国家，关于啤酒的发展过程主要经历了完全手动操作、集中手动控制、PC机+数据采集插卡方式、分布式控制系统几个历程。
在完全手动操作系统中，需要手动调节阀门，把生产过程中诸如压力、浊度、温度几个模拟信号收集，集中显示。现场操作人员可以在现场设置启停，操作工作进行阀门转换。这种操作会对生产造成很大的影响，工艺参数不可行，波动性大。无形中也增加了工人的劳动强度，生产设备损耗，原料浪费。
在集中手动控制方式中，之前的人工操作阀门多数转变为气动或者自动的阀门。通常使用数据采集器将生产阶段出现的变量送入控制室，在屏幕上显示数据指标。而工作人员只需要通过屏幕就可以非常轻易的监测到生产情况，对比现有的参数，做出调整。这在一定程度上改善了生产情况，但是还涉及到许多人工干扰因素，并不十分完善。
在PC 机+数据采集插卡方式中，控制过程中的信号在对应的变送器下传送到数据采集卡，而这些数据采集卡位于工业PC机的卡槽之中。通过此，可以在PC机上呈现画面，控制设备的工作情况。为了控制啤酒糖化的生产，目前我们国家多数采用这种方法生产。可是在生产的过程中暴露出以下几个缺点不容我们忽视，生产画面
很呆板，无法对工控组态软件灵活控制；另外可靠性不强，同时系统自身安全性差，不好建立权限制度，在更新时候困难。
最后一个是分布式控制系统，这是对控制，图显，计算机、通信等技术的综合，利用的是DCS分布式控制系统。整体呈现的是一个分布式结构，由上到下是过程控制层、过程监控层，于此在借助PC机完生产控制功能。为了能够提高可靠性，获得稳定性能，使多种通讯协议同上位机兼容，可以使用PLC来是想下位机网络中的单元控制。挂在局域以太子网上，来对信息集成管理。按照事先设定的参数、生产过程对阀门、搅拌机、泵这些开关量以及生产中需要检测的温度、流量、压强等模拟量进行数据采集检测，将测定的数据记录保存。同时，操作人员只需要通过计算机随时监控画面，观看阀门、电机运作状况。当生产时出现温度超高、液位上升溢锅、阀门故障，则监控机就会启动报警功能。
在设计的系统中，按照事先设定好参数流程对生产设备中的搅拌机、电机、阀门或者泵的开关量以及温度、液位等模拟量实时采集检测。并且把所有数据完整记录。操作工人只需要通过计算机的监控画面就可以监控到每一部工艺的生产状况和生产设备的工作状态。当出现温度超限、液位上升、溢锅或者阀门故障的时候，会启动报警功能，告知现场工作人员。另外还设有手动和自动两种工作状态，可供操作人员选择。纵观国内外，这种控制技术在国外使用居多，当然也不乏一些国内酒厂。譬如青岛啤酒，采用德国技术，所出产的啤酒风味独特，在国内倍受欢迎。还有西门子一些公司推出该方面的设计软件，但是由于这些公司推出的项目运营费用多，维护难度大，国内企业使用不多。
目录
1 绪论 1
1.1 课题来源与课题意义 1
1.2 啤酒糖化控制系统的发展状况 1
1.3 系统设计目标及技术要求 3
2 控制工艺分析及总体设计 3
2.1 啤酒糖化工艺总体概述 3
2.1.1 原料预处理 4
2.1.2 糊化、糖化过程简介 5
2.1.3 过滤、煮沸简介 6
2.2 系统的设计 6
3 硬件设计 8
3.1 S7300简介 8
3.2 PLC的硬件配置 10
3.3 输入输出分配表 13
3.4 控制方式 13
3.5 传感器选用 13
4 软件设计 15
4.1 总体设计方案 15
4.2 PID控制器 16
4.3 温控流程设计 17
4.4 糖化部分程序 19
4.5 FB41 PID调用 21
5 组态软件WINCC 22
5.1 WINCC简介 22
5.2 WINCC的特点 22
5.3 网络协议 23
5.4 系统监控软件设计 23
5.5 Wincc调试 26
5.6 画面调试 27
总结 32
致谢 33
参考文献 34
1 绪论
1.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
课题来源与课题意义
一直以来，我国都把白酒当成一种重要的酒类饮品，用粮食做白酒的生产原料会造成严重的粮食浪费。在生活水平日益提升的今天，消费群体对于健康有了愈来愈多的关注。白酒作为一种烈性酒，需求量势必有些减少。很多人开始向啤酒这种低浓度酒精的饮品投向目光，从而亦步亦趋的在刺激着啤酒生产商，推动啤酒行业的发展。在竞争激烈的今天，啤酒生产者开始对啤酒质量进行提升，对生产过程更新完善。
当下，本国的啤酒年产量在世界年产中占据着举足轻重的地位。但是，我们国家生产出来的啤酒质量还是需要优化。这是整个国内啤酒行业亟待重视处理的问题。
啤酒是一种富有营养价值的低度酒精饮料酒，也是世界公认的营养食品[1]。在经济迅速发展的新时代，老百姓的生活质量有所起色，对啤酒有了很多的需求。在这个情况下，啤酒产业的效益起色。在二十世纪的九十年代，啤酒酿造公司在中国应运而生，这其中也不乏一些外国的生产商。目前，我国啤酒产量已经超过美国而成为世界第一啤酒生产大国[2]。
放眼整个世界啤酒行业的生产状况，整个过程特点呈现出自动化程度提高，生产周期缩短，设备扩大。在我们国家，啤酒行业已经有了长达90年的生产历史。并且，受历史因素影响，我们国家的很多啤酒厂商来自外国居多。在经历了最近一下年的发展，啤酒行业虽然有了进步，可依然在生产技术上落后于世界水平。因而针对现在逐年增多的啤酒需求，我们的啤酒行业有很多的发展潜力。
1.2 啤酒糖化控制系统的发展状况
在我们国家，关于啤酒的发展过程主要经历了完全手动操作、集中手动控制、PC机+数据采集插卡方式、分布式控制系统几个历程。
在完全手动操作系统中，需要手动调节阀门，把生产过程中诸如压力、浊度、温度几个模拟信号收集，集中显示。现场操作人员可以在现场设置启停，操作工作进行阀门转换。这种操作会对生产造成很大的影响，工艺参数不可行，波动性大。无形中也增加了工人的劳动强度，生产设备损耗，原料浪费。
在集中手动控制方式中，之前的人工操作阀门多数转变为气动或者自动的阀门。通常使用数据采集器将生产阶段出现的变量送入控制室，在屏幕上显示数据指标。而工作人员只需要通过屏幕就可以非常轻易的监测到生产情况，对比现有的参数，做出调整。这在一定程度上改善了生产情况，但是还涉及到许多人工干扰因素，并不十分完善。
在PC 机+数据采集插卡方式中，控制过程中的信号在对应的变送器下传送到数据采集卡，而这些数据采集卡位于工业PC机的卡槽之中。通过此，可以在PC机上呈现画面，控制设备的工作情况。为了控制啤酒糖化的生产，目前我们国家多数采用这种方法生产。可是在生产的过程中暴露出以下几个缺点不容我们忽视，生产画面
很呆板，无法对工控组态软件灵活控制；另外可靠性不强，同时系统自身安全性差，不好建立权限制度，在更新时候困难。
最后一个是分布式控制系统，这是对控制，图显，计算机、通信等技术的综合，利用的是DCS分布式控制系统。整体呈现的是一个分布式结构，由上到下是过程控制层、过程监控层，于此在借助PC机完生产控制功能。为了能够提高可靠性，获得稳定性能，使多种通讯协议同上位机兼容，可以使用PLC来是想下位机网络中的单元控制。挂在局域以太子网上，来对信息集成管理。按照事先设定的参数、生产过程对阀门、搅拌机、泵这些开关量以及生产中需要检测的温度、流量、压强等模拟量进行数据采集检测，将测定的数据记录保存。同时，操作人员只需要通过计算机随时监控画面，观看阀门、电机运作状况。当生产时出现温度超高、液位上升溢锅、阀门故障，则监控机就会启动报警功能。
在设计的系统中，按照事先设定好参数流程对生产设备中的搅拌机、电机、阀门或者泵的开关量以及温度、液位等模拟量实时采集检测。并且把所有数据完整记录。操作工人只需要通过计算机的监控画面就可以监控到每一部工艺的生产状况和生产设备的工作状态。当出现温度超限、液位上升、溢锅或者阀门故障的时候，会启动报警功能，告知现场工作人员。另外还设有手动和自动两种工作状态，可供操作人员选择。纵观国内外，这种控制技术在国外使用居多，当然也不乏一些国内酒厂。譬如青岛啤酒，采用德国技术，所出产的啤酒风味独特，在国内倍受欢迎。还有西门子一些公司推出该方面的设计软件，但是由于这些公司推出的项目运营费用多，维护难度大，国内企业使用不多。
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