啤酒发酵过程的plc优化控制

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1、ＴＰ２９密级：公开＿＿ＵＤ。６２１３学校代码：００８２．１＿．一ＡｉｔｔＡ呀ｆ私每ＨＥＢＥＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕±学位论文啤酒发酶过程的ＰＬＣ优化控制！Ｓ．．Ｊ＇Ｉ？论文作者：贺凌霄指导教师：赵江教授企业指导教师：姚福来髙王申请学位类别：工程硕±学科、领域：控制工程．所在单位：电气工程学院答辩日期：２０１６年１２月河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，

2、独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明褲方式标明。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名胃指导教师签名之３＜（？）２０／《年。月日年Ｉ月日？勺河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留，。并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权河北科技大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编

3、入有关数据库进行检索１，可１＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。□保密，在年解密本授权书。＿后适用＿本学位论文属于。＼／不保密上＂＂（Ｖ）请在方框内打签：；與论文作名聲泰指导教签学位者师名需／ｔ＇。，年＞。６年月日月日气＾ClassifiedIndex：TP29SecrecyRate：PublicizedUDC：621.3UniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeOpt

4、imalControloftheBeerFermentationProcessBasedonthePLCCandidate：HeLingxiaoSupervisor:Prof.ZhaoJiangEnterpriseSupervisor：SNENGR.YaoFulaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringEmployer：SchoolofElectricalEngineeringDateofOralExamination:December,2016摘

5、要摘要随着我国科学技术的发展和生活水平的不断提高，啤酒已经成为我们日常生活中不可缺少的重要组成部分，虽然啤酒生产是我国的一个传统产业，但是在啤酒的生产过程中还存在了诸多问题，所以对啤酒生产过程的控制和优化研究显得具有重要的现实意义。在啤酒的生产过程中，啤酒发酵过程是一个复杂的工业过程，由于该系统本身时变性、时滞性强、其不确定性多等特点，导致传统控制策略与控制方法不能达到所需的控制需求。啤酒发酵是一个复杂的生物代谢过程，是啤酒生产过程中一个非常重要的环节，该环节的控制直接影响啤酒的口味、口感，与产品销售和酒厂利益密切相关，传统工艺采用人工定时观察温度计的办

6、法，凭经验手控冷媒阀门和发酵温度，不仅劳动强度大，而且容易遗漏观测数据或产生数据错误造成数据不完整或者不准确，也难以及时了解工艺过程实时变化的情况。本文的研究课题来源于衡水九州啤酒生产的实际需求，以啤酒生产过程为工程背景，针对上述问题，本文针对上述在酿酒过程中存在的问题，本文利用PLC设计开发控制啤酒发酵温度的控制系统，可对啤酒发酵过程的温度进行自动控制和数据处理，采用PLC与其执行机构组成电控系统，可对啤酒发酵过程的温度进行自动控制和数据处理，使发酵工艺过程得到实时控制，达到优质、高产和低消耗，并具有参数的显示存储、打印和报警功能。在实际啤酒发酵过程中

7、，容易收到外界温度、气流等复杂因素的干扰，导致系统温度不稳定；调节该温度震荡对系统造成的不良影响是本文解决的另一个重要的问题。单独的传统PID控制仅仅是一种简单的线性控制系统，在非线性控制中控制效果明显不足，而且局限性甚大，随动性差，因此实际生产过程中往往不能取得很好的加工效果。利用Matlab中的simulink，以衡水九州啤酒生产过程为分析研究对象，首先分析啤酒生产过程中的关键环节，其次对其进行准确的数学建模，并利用相关软件分别对其相关参数进行测量与计算，最后建立数学模型，此模型按照罐壁与麦汁的热平衡方程、罐壁与冷媒的热平衡方程、冷媒的热平衡方程：所

8、得模型准确并具有实际的应用价值。在得到准确的数学模型之后，本文首先利用传统的PI