研祥工控机在啤酒行业IPC控制系统中的应用

国内某公司自1993年开始从事于啤酒生产过程的工艺、控制与生产管理的工程与应用研究,采用先进控制技术、计算机技术、网络技术和现代测量技术,成功开发了针对啤酒生产设备与工艺特点的综合自动化系统。该系统在实现啤酒生产过程自动化的同时,实现工艺优化,降低生产成本,实现了生产过程的快速稳定控制,获取最大的经济效益。
近十年来,由该公司开发的各种控制系统在国内多家啤酒厂的普通啤酒、纯生啤酒等生产过程中得到了成功应用,并为啤酒厂家带来了显著的社会、经济效益。

[系统原理]

【1】麦汁制备过程:
麦汁制备过程包括原料糖化、麦醪过滤、麦汁煮沸和麦汁澄清与冷却等几个过程,是啤酒生产的关键环节之一,对整个啤酒生产的产量、质量、消耗等影响很大。糖化过程工艺指标控制的好坏,对啤酒的稳定性、口感、外观有着决定性的影响。糖化生产过程工艺比较复杂、技术要求高,控制难度较大。我们在麦汁制备过程自动控制方面的技术优势主要体现在以下几个方面:
1)速测温技术:采用快速测温元件,保证原料湿粉碎过程浸渍水、调浆水、过滤过程洗糟水、麦汁冷却过程冷却温度的准确快速控制；
2)进控制技术:糊化锅、糖化锅、煮沸锅的温度控制采用逆模型反馈控制的先进算法,克服了温度对象时滞特性,实际应用中保证包括拐点在内的温度控制实际偏差<+0.3℃；
3)溢锅控制技术:采用首创的溢锅检测软件及防溢锅控制软件,解决溢锅问题,实际使用效果良好；度；
4)过滤槽全自动控制技术:实现自动洗槽、自动耕槽、自动回流/过滤控制,保证清亮度、并达到最快的过滤速
5)麦汁制备过程全自动控制技术:实现自投料开始(料仓进料)至出料(去发酵车间)的过程全自动控制；
【2】酒酿造过程:啤酒酿造包括啤酒发酵、啤酒处理、酵母扩培、酵母回收及CO2回收等过程,本方案可以实现整个啤酒酿造过程的全自动控制:
1)精确的啤酒发酵温度测量技术:采用热电阻测量温度信号易受到结露的影响,该公司开发的SBWJ型啤酒温度变送器在实际应用中取得良好效果,并于2000年获得国家发明专利；
2)啤酒发酵温度的先进控制技术:露天啤酒发酵罐罐体温度控制对象滞后大,采用常规控制方案难以达到满意的控制效果,该公司提出的多模态优化控制策略,保证发酵温度的精确控制；
3)纯生啤酒的综合自动化控制技术:采用先进的现场总线技术和分布式控制系统对纯生啤酒生产各个环节进行联锁控制,并以严格的清洗、消毒、杀菌控制,保证整个生产过程的无菌化操作；
4)信息技术:基于计算机网络技术、开放的通信协议和标准数据接口的分布式体系结构采用标准化部件和软件,信息综合处理实现各局部之间信息交换、共享,实现协调管理,包括工艺技术管理、配方管理、人员管理、优化资源配置等方面,有效地提高企业的创新能力。
组态画面如下:

典型的啤酒生产过程的计算机数据采集与监控系统整体组成方案结构图如下所示

[系统评价]

该系统整体采用研祥的EVOC系列工业计算机和数据采集与控制卡,经过啤酒控制车间长期的运行,稳定可靠,并且与PLC控制相比成本大幅度降低。实践证明,研祥的EVOC系列产品极高的性价比非常适合环境苛刻的工业现场控制。

[系统配置]