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摘 要:发酵是啤酒生产的重要过程,占的时间最长,其温度的控制对啤酒质量起到了至关重要的作用。本文利用输出ON/OFF控制实现了发酵罐的自动控制,成本低,控制质量高,具有较好的应用价值。
关键词:ON/OFF控制 啤酒罐温度自动控制
中图分类号:TN77 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(a)-0114-01
啤酒生产工艺流程可以分为制麦、糖化、发酵、包装四个工序。其中发酵是在冷却的麦汁中加入啤酒酵母使其发酵。麦汁中的糖分分解为酒精和二氧化碳,大约一星期后,即可生成“嫩啤酒”,然后再经过几十天使其成熟。将成熟的啤酒过滤后,即得到琥珀色的生啤酒。发酵温度决定发酵过程是否正常和顺利,并将直接影响到啤酒成品的质量。发酵过程的温度若发生剧烈变化,不仅会使酵母早期沉淀、衰老、死亡、自溶,造成发酵异常,还直接影响到酵母代谢副产物组成,从而对啤酒酒体与风味,及啤酒胶体稳定性造成危害。而在温度实现自动控制的方法有输出ON/OFF控制、負反馈控制、PID控制等。本文利用输出ON/OFF控制实现了对温度罐的自动控制。
1 输出ON/OFF控制
这种控制的方法是把被控量的实际值与设定值进行比较,再按照比较结果,产生相应的ON或OFF继电控制输出。图1所示即为最简单的梯形图程序。该程序不断执行“设定值”与“实际值”比较,只要“实际值”小于“设定值”,大于标志“P_GT”ON,进而使“输出”ON;反之,“输出”将OFF。用它即可进行输出ON/OFF控制。
2 啤酒发酵罐温度输出ON/OFF控制程序设计
图2所示为其梯形图程序。图中110通道的内容为处理后的输入温度值,而DM981的内容为温度设定值。从图可知,当输入值大于或等于设定值并超过20秒,则可使5.00ON产生输出,打开冷气阀门,向冷却系统放入冷气。若温度低于设定值并超过20s,则5.00OFF阀门关闭,停止放冷气。这里设的延时为20s,实际可依系统的惯性调整。这里适当的延时可避免扰动对系统的影响。
此外,啤酒发酵工艺要求罐的温度逐步下降,直到某个值后再保持恒温。所以在事实上,它的控制是程序控制。图2中的DM981的内容是随时间变化的,即该设定值不是常数。图3所示为使DM981变化的梯形图程序。这里用的是随时间作线性减小变化。总的时间范围设在HR50中,最大不大于999分钟,最小不能为零。这是在运行这段程序前确定好了的。变化范围高位值放在HR20中,低位值放在HR10中。
这里先进行减运算,把HR20被HR10减,其结果存于HR31中。然后作双字除运算。OMRON C200H机的除指令,只能进行整除,不计小数,故这里的被除数为HR30,其含义是HR31、30作被除数(HR30为零),而除数为HR50及HR51(HR51为零)。其商存于HR40及HR41中。接着进行乘运算,这里用HR41与CNT0的现值相乘。因在进行除时,被除数放大10000倍,而在乘时,又缩小10000倍(HR40不用),两者相抵,等于不放大,也不缩小。乘后的积再与HR20相减,并存于DM981(低4位)及DM982(高4位)中。但DM982是恒等于零的。而DM981正是我们所需要的。
3 结语
本文介绍的发酵罐自动控制系统计算程序在实际的应用中得到了良好的控制效果,发酵温度符合工艺要求。当实际温度偏离标准温度时,自控系统及时响应,通过电磁阀去控制冷媒阀开启或关闭,发酵温度很快稳定在温度给定值上,系统调节偏差小,控制质量高。
参考文献
[1] 管敦仪.啤酒工业手册[M].北京:中国轻工业出版社出版.
[2] 宋伯生.PLC编程理论·算法及技巧[M]．北京:机械工业出版社.
关键词:ON/OFF控制 啤酒罐温度自动控制
中图分类号:TN77 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(a)-0114-01
啤酒生产工艺流程可以分为制麦、糖化、发酵、包装四个工序。其中发酵是在冷却的麦汁中加入啤酒酵母使其发酵。麦汁中的糖分分解为酒精和二氧化碳,大约一星期后,即可生成“嫩啤酒”,然后再经过几十天使其成熟。将成熟的啤酒过滤后,即得到琥珀色的生啤酒。发酵温度决定发酵过程是否正常和顺利,并将直接影响到啤酒成品的质量。发酵过程的温度若发生剧烈变化,不仅会使酵母早期沉淀、衰老、死亡、自溶,造成发酵异常,还直接影响到酵母代谢副产物组成,从而对啤酒酒体与风味,及啤酒胶体稳定性造成危害。而在温度实现自动控制的方法有输出ON/OFF控制、負反馈控制、PID控制等。本文利用输出ON/OFF控制实现了对温度罐的自动控制。
1 输出ON/OFF控制
这种控制的方法是把被控量的实际值与设定值进行比较,再按照比较结果,产生相应的ON或OFF继电控制输出。图1所示即为最简单的梯形图程序。该程序不断执行“设定值”与“实际值”比较,只要“实际值”小于“设定值”,大于标志“P_GT”ON,进而使“输出”ON;反之,“输出”将OFF。用它即可进行输出ON/OFF控制。
2 啤酒发酵罐温度输出ON/OFF控制程序设计
图2所示为其梯形图程序。图中110通道的内容为处理后的输入温度值,而DM981的内容为温度设定值。从图可知,当输入值大于或等于设定值并超过20秒,则可使5.00ON产生输出,打开冷气阀门,向冷却系统放入冷气。若温度低于设定值并超过20s,则5.00OFF阀门关闭,停止放冷气。这里设的延时为20s,实际可依系统的惯性调整。这里适当的延时可避免扰动对系统的影响。
此外,啤酒发酵工艺要求罐的温度逐步下降,直到某个值后再保持恒温。所以在事实上,它的控制是程序控制。图2中的DM981的内容是随时间变化的,即该设定值不是常数。图3所示为使DM981变化的梯形图程序。这里用的是随时间作线性减小变化。总的时间范围设在HR50中,最大不大于999分钟,最小不能为零。这是在运行这段程序前确定好了的。变化范围高位值放在HR20中,低位值放在HR10中。
这里先进行减运算,把HR20被HR10减,其结果存于HR31中。然后作双字除运算。OMRON C200H机的除指令,只能进行整除,不计小数,故这里的被除数为HR30,其含义是HR31、30作被除数(HR30为零),而除数为HR50及HR51(HR51为零)。其商存于HR40及HR41中。接着进行乘运算,这里用HR41与CNT0的现值相乘。因在进行除时,被除数放大10000倍,而在乘时,又缩小10000倍(HR40不用),两者相抵,等于不放大,也不缩小。乘后的积再与HR20相减,并存于DM981(低4位)及DM982(高4位)中。但DM982是恒等于零的。而DM981正是我们所需要的。
3 结语
本文介绍的发酵罐自动控制系统计算程序在实际的应用中得到了良好的控制效果,发酵温度符合工艺要求。当实际温度偏离标准温度时,自控系统及时响应,通过电磁阀去控制冷媒阀开启或关闭,发酵温度很快稳定在温度给定值上,系统调节偏差小,控制质量高。
参考文献
[1] 管敦仪.啤酒工业手册[M].北京:中国轻工业出版社出版.
[2] 宋伯生.PLC编程理论·算法及技巧[M]．北京:机械工业出版社.