基于plc的啤酒发酵自动控制系统毕业设计

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1、基于单片机的数字水平仪毕业设计目录第一章绪论1第二章啤酒发酵过程简介2第一节啤酒发酵设备2第二节啤酒发酵工艺曲线3第三章啤酒发酵自控系统PLC选型和配置5第四章啤酒发酵自控系统PLC程序设计7第一节编程软件的介绍7第二节温度设定值的计算9第三节PID回路计算11第四节电磁阀控制13结论14致谢15参考文献16附录171第一章绪论啤酒是一种低浓度的饮料，也是富含营养价值的食品，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。啤酒是世界上产量以及消费最大的一种酒，啤酒市场非常巨大，世界啤

2、酒的未来充满希望，欧洲啤酒市场和美国啤酒市场，随着人均消费量增长，啤酒消费量增长显著，居世界前列。作为世界最大且增速最快的啤酒，饮料生产消费大国之一，中国已日趋成为最具吸引力市场。未来五年中国啤酒将保持平稳持续增长的态势。同时啤酒工业是我国食品工业中一个重要的产业，随着国家经济的发展和人民生活的改善，喝啤酒变成一种时尚，我们国家人均啤酒消费较世界水平少，这也透出了我国啤酒市场浓浓的商机。我国内生产啤酒的企业数以百计，但与国外的主要啤酒生产厂家相比，大部分企业的技术相对落后，国的啤酒生产工业前存在许多不尽如人意的地方。由于啤酒生产的工艺复杂，目前我国大多

3、数啤酒生产企业装备落后，自动化程度低，产品质量不稳定。大部分处于手动控制阶段，只有极少数企业实现半自动化，国内的啤酒行业迫切要求进行技术改造，提高生产率，保证产品质量，以确保在激烈的市场竞争中立于不败之地。如何提高啤酒生产的综合自动化水平，增强我国啤酒产业的综合实力是一个很好的研究课题。啤酒酿造过程是这样的：糖化，麦汁充氧，添加酵母，发酵，降温，倒罐，贮酒。而我要做的就是其中发酵的一部分，啤酒发酵也是一个复杂的过程，啤酒生产过程中发酵是一道关键工序，除生产工艺水平外，生产工序控制指标的好坏将直接影响啤酒的质量。啤酒发酵罐内部温度的精确控制，进而解决了啤

4、酒发酵罐内部温度控制精度不高的问题，提高了啤酒生产的综合自动化水平，使啤酒生产集控制与数据管理于一身，能够适应当前现代化生产的需要。15第二章啤酒发酵过程简介第一节啤酒发酵设备一、发酵罐设有上，中，下三个冷却带，有3个电磁阀控制冷却，并有3个温度传感器检测3点温度。二、啤酒发酵的具体过程。啤酒发酵主要有3个过程：主发酵、还原双乙酰和低温贮酒。三、主发酵阶段，从原姜汁开始主发酵，温度要控制在10℃。发酵液有糖化车间经管道灌入，起始温度8℃，每罐发酵液分批入罐，每次都要测定糖度信息反馈到糖化车间，保证整罐发酵液符合标准，同时实施温度控制，保证发酵液在规定的

5、温度。发酵液满罐一小时测量其糖度，每八小时一次，当糖度降至6.5度，每两小时测一次，直到6.0度。还原双乙酰阶段，温度要求12-18℃，进入第二阶段要每2小时测双乙酰的浓度和糖度，直到糖度降至3.0度每8小时测一次。当双乙酰浓度到合格标准，发酵就进入降温阶段。四、发酵温度控制机制：（1）自动升温阶段，姜汁满罐酵母自然升温，要控制温度，否则会导致啤酒质量下降。（2）主发酵和双乙酰还原阶段，酵母大量繁殖产生较多热量，当酵母进行无氧呼吸，使罐内中，下部酒液浓度不同，要保持强烈的发酵并均衡的酒液状态，要控制不同部分的温度。（3）降温保温，还原双乙酰后转入降温阶

6、段，将酒均为冷却与贮酒温度。酒在不同温度选会形成对流的作用。酒液密度温度在直接冷却3℃，要以上带和中带控温为主。3℃保温稳定酒液流态。3℃以下控制罐下部为主控温，打破温度梯度，满足控制温度效果。（4）啤酒发酵罐结构示意图:15图2.1发酵罐结构示意图第二节啤酒发酵工艺曲线一、啤酒的合口和实际要求不同，啤酒发酵工艺曲线也不同，严格按照工艺曲线控制温度和压力才能保证啤酒质量。啤酒发酵工艺曲线如下：图2.2发酵工艺曲线图T0-麦汁进罐温度，t1-第一升温时间段，自然升温，t2-第一恒温时间段，t3-第二升温时间段，自然升温，主发酵保温，t4-第二恒温时间段，

7、双乙酰含量，主发酵降温，t5-第一降温时间段，后发酵保温，t6-第二恒温时间段，后发酵降温，t7-第二降温时间段15二、各个阶段进行简单地介绍：（1）麦汁进料，由糖化阶段产生的麦汁原料由糖化罐进入发酵罐中。（2）自然升温，酵母的加入，酵母菌逐渐开始生长和繁殖。产生大量的二氧化碳和热量，使原料的温度逐渐上升。（3）自然升温发酵，产生一种学名叫双乙酰的化学物质。这个过程需要将这个化合物除去，增加啤酒的品质。（4）降温过程其实属于啤酒发酵的后续过程，其作用是将发酵过程中加入的酵母菌进行沉淀、排出。（5）低温储酒发酵完成的原料继续储存在发酵罐已经发酵完成的原料

8、继续储存在发酵罐等待过滤、稀释、杀菌等过程的进行。15第三章啤酒发酵自控系统PLC选型和配置一