基于PLC的啤酒发酵自动控制系统开题报告

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1、青岛农业大学本科生毕业论文(设计)开题报告题目：基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的设计姓名：dddd学号：0320040510年级：2004级专业：电气工程及其自动化指导教师：姓名dddd职称讲师青岛农业大学教务处二OO八年四月一日一、选题依据(拟开展研究项目的研究目的、意义等)随着我国社会主义市场经济的发展，我国啤酒工业在突飞猛进的快速向前发展，各啤酒厂家为了适应当前形势，增强产品的巾场竞争能力，先后在啤酒生产过程中采用计算机控制技术，从而扩大了生产规模，使啤酒品牌不断出新，质量不断提高，以适应市场的需求。我国是轻工发酵工业大国，但此行业的控制技术相对比较落后，生产中仍以人工

2、控制为主，采用计算机技术起步较晚，普及率较低。目前轻工发酵行业正面临着日益激烈的全球竞争，因此对以计算机为核心的自动控制技术有着强烈的需求。以机电系统为代表的工程应用系统日趋复杂，这种复杂性不仅表现在系统本身难以用精确的数学模型描述，还体现在运行环境以及系统要实现目标的复杂性上。根据不相容原理，当系统的复杂性增加时，人们描述其动态行为的精确程度将随之降低，因此传统的单学科的理论和方法已经难以适应这种复杂性的需要。因而传统的手工控制的方法已经无法满足现代大生产的要求。近些年来，随着计算机技术和智能控制技术的飞速发展，在啤酒发酵控制这一领域已经出现了许多自动化应用的实例。本文以啤酒

3、发酵控制系统为对象，提出了一套基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的设计方案，并给出一个利用PID控制算法用于控制发酵温度的方案，实现啤酒厂发酵过程的控制与管理的自动化设计要求。课题的意义：啤酒发酵是放热反应的过程，随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高，随着二氧化碳等产物的不断产生，密闭罐内的压力会逐渐升高。发酵过程中温度、压力会直接影响到啤酒发酵质量和生产效率，因此，对发酵过程中的温度、压力进行控制显得十分重要。因此，如何有效地提高生产的检测技术和自动化水平，提高啤酒质量和周期稳定性，对增强企业的市场竞争力，具有十分重要的意义。所以这次毕业设计的课题具有很大的理论意义和实践意义。

4、这次毕业设计是全面运用所学基本理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计的综合性训练。以达到以下目的：（1）巩固课程的理论知识；（2）学习和掌握基于PLC的啤酒发酵自动控制系统的基本设计方法；（3）培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能；（4）对学生的知识面、掌握知识的深度全面考察，对学生运用理论知识去处理问题的能力、实践能力、外语水平、计算机运用水平进行综合训练。二、文献综述内容(在充分收集研究主题相关资料的基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献)啤酒的生产技术，以德国、丹麦等国较为先进[3]。目前，世界啤酒工业总的技术

5、特点是设备自动化、生产周期短，经济效益高的方向发展。从世界范围来看，啤酒工业发展的趋向大型化，提高经济效益，扩大产品覆盖面，占领市场，是世界各国啤酒行业竞争的重点[1,4]。啤酒工业是我国食品工业中一个重要的产业部门，随着国民经济的发展和人民生活的改善，我国啤酒工业也得到空前发展。尽管如此，我国的啤酒生产工业目前还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技术装备落后，自动化程度低，产品质量不稳定。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。目前我国大部分啤酒生产厂家仍然采用常规仪表进行控制，靠人工监控各种

6、参数，人为因素较多[17]。啤酒发酵是整个啤酒生产过程最重要的环节，它是一个复杂的微生物代谢过程。由于发酵过程的内部机理非常复杂，影响发酵的因素也很多，对于整个过程目前还缺乏精确的定量的数学描述。所以，这种人工控制方式很难保证生产工艺的正确执行，使啤酒质量不稳定，波动性大且不利于扩大再生产的规模[4,5]。发酵过程是啤酒生产过程中的重要环节之一，本文以啤酒发酵过程为工程背景，对啤酒发酵过程的自动化及温度、压力、液位控制策略进行研究，这对利用高新技术提升传统产业的综合技术水平具有现实意义[5,6]。啤酒发酵系统的时变性、时滞性及其不确定性，决定了发酵罐控制必须采用特殊的控制算法。

7、由于每个发酵罐都存在个体的差异，而且在不同的工艺条件下，不同的发酵菌种下，对象的特性也不尽相同。因此很难找到或建立某一确切的数学模型来进行模拟和预测控制。在不同的季节，甚至在同一季节的不同发酵罐，要求生产不同品种的啤酒，这样就要求每个罐具有独立的工艺控制曲线。这不仅要求高精度、高稳定性的控制，还要求控制系统有极大的灵活性[2,4]。利用PLC进行自动控制就可以解决以上问题。PLC是专为工业控制设计的，能适应工业现场的恶劣环境。在PLC设计和制造过程中采取了精选元器件及多层次抗干扰措施，使PL