基于西门子BRAUMAT啤酒发酵控制系统的设计

• 作 者: 欧阳金真
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 啤酒发酵 模糊PID 综合自动化 BRAUMAT系统 大滞后性

当今,啤酒已经成为我国不可缺少的消费品之一,所以啤酒工业具有非常广阔的发展空间。然而,由于啤酒的生产模型具有非线性、大滞后性和强耦合性等特点,其生产工艺过程是非常复杂的,导致传统的控制方式不能取得较好的控制效果,因此对于改良啤酒控制方案和提高啤酒生产的综合自动化水平是一个具有现实意义的问题。本文选取了啤酒生产中的发酵过程作为研究对象,首先简单的阐述了啤酒工艺和生产控制的国内外发展情况,其中,啤酒生产控制包括控制模型、控制方式、控制算法和控制软件等方面。然后,文中以佛山百威啤酒有限公司发酵二期生产线扩建项目为背景,着重讨论了模糊PID复合控制算法在啤酒发酵控温系统中的应用以及其具体设计。在理论研究方面,本文针对发酵温度具有非线性、大滞后性以及时变性等特点,提出了模糊PID复合控制的算法。文章通过对模糊PID复合控制算法的控制思想和特点的讨论,再结合啤酒发酵温度的实际情况,设计了相应的模糊PID复合控制策略。最后,通过MATLAB仿真,得出相对传统PID控制,这个控制策略能够较好地解决发酵温度的大滞后性和时变性,从而增强了系统的鲁棒性的结论。在实践方面,文中结合项目具体地介绍西门子专门针对食品饮料自动化而开发的BRAUMAT系统,它具有强大的配方、订单批次、上位监控、趋势记录和自动报警功能。该系统的研制可提高啤酒生产的自动化程度,集成各种信息和控制生产工艺,具有可靠性高,性能强大,分散控制,集中监视和管理的特点。该系统采用上、下位微机协调监控的控制方案,由系统工程师站和现场控制站组成,对全厂发酵罐实行全自动控制。另外,系统已经成功的移交到客户,并且已经投入到生产中,根据客户的实际反映,系统具有非常高的稳定性以及良好的操作性。