基于PLC的啤酒发酵自动控制系统毕业设计.doc

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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17-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

2、的一种酒，啤酒市场非常巨大，世界啤酒的未来充满希望，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

3、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

4、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

5、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

6、，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

7、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，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

8、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