研祥EIP面向啤酒行業(yè)IPC控制系統(tǒng)解決方案
[系統(tǒng)概述]
國內(nèi)某公司自1993年開始從事于啤酒生產(chǎn)過程的工藝、控制與生產(chǎn)管理的工程與應(yīng)用研究，采用先進(jìn)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代測量技術(shù)，成功開發(fā)了針對啤酒生產(chǎn)設(shè)備與工藝特點(diǎn)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的快速穩(wěn)定控制，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。
近十年來，由該公司開發(fā)的各種控制系統(tǒng)在國內(nèi)多家啤酒廠的普通啤酒、純生啤酒等生產(chǎn)過程中得到了成功應(yīng)用，并為啤酒廠家?guī)砹孙@著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。
[系統(tǒng)原理]
【1】 麥汁制備過程：
麥汁制備過程包括原料糖化、麥醪過濾、麥汁煮沸和麥汁澄清與冷卻等幾個(gè)過程，是啤酒生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，對整個(gè)啤酒生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量、消耗等影響很大。糖化過程工藝指標(biāo)控制的好壞，對啤酒的穩(wěn)定性、口感、外觀有著決定性的影響。糖化生產(chǎn)過程工藝比較復(fù)雜、技術(shù)要求高，控制難度較大。我們在麥汁制備過程自動(dòng)控制方面的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1） 速測溫技術(shù)：采用快速測溫元件，保證原料濕粉碎過程浸漬水、調(diào)漿水、過濾過程洗糟水、麥汁冷卻過程冷卻溫度的準(zhǔn)確快速控制；
2） 進(jìn)控制技術(shù)：糊化鍋、糖化鍋、煮沸鍋的溫度控制采用逆模型反饋控制的先進(jìn)算法，克服了溫度對象時(shí)滯特性，實(shí)際應(yīng)用中保證包括拐點(diǎn)在內(nèi)的溫度控制實(shí)際偏差<＋0.3℃；
3） 溢鍋控制技術(shù)：采用首創(chuàng)的溢鍋檢測軟件及防溢鍋控制軟件，解決溢鍋問題，實(shí)際使用效果良好；度；
4） 過濾槽全自動(dòng)控制技術(shù)：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)洗槽、自動(dòng)耕槽、自動(dòng)回流/過濾控制，保證清亮度、并達(dá)到最快的過濾速
5） 麥汁制備過程全自動(dòng)控制技術(shù)：實(shí)現(xiàn)自投料開始（料倉進(jìn)料）至出料（去發(fā)酵車間）的過程全自動(dòng)控制；
【2】 酒釀造過程：啤酒釀造包括啤酒發(fā)酵、啤酒處理、酵母擴(kuò)培、酵母回收及CO2回收等過程，本方案可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)啤酒釀造過程的全自動(dòng)控制：
1） 精確的啤酒發(fā)酵溫度測量技術(shù)：采用熱電阻測量溫度信號易受到結(jié)露的影響，該公司開發(fā)的SBWJ型啤酒溫度變送器在實(shí)際應(yīng)用中取得良好效果，并于2000年獲得國家發(fā)明專利；
2） 啤酒發(fā)酵溫度的先進(jìn)控制技術(shù)： 露天啤酒發(fā)酵罐罐體溫度控制對象滯后大，采用常規(guī)控制方案難以達(dá)到滿意的控制效果，該公司提出的多模態(tài)優(yōu)化控制策略，保證發(fā)酵溫度的精確控制；
3） 純生啤酒的綜合自動(dòng)化控制技術(shù)： 采用先進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)和分布式控制系統(tǒng)對純生啤酒生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行聯(lián)鎖控制，并以嚴(yán)格的清洗、消毒、殺菌控制，保證整個(gè)生產(chǎn)過程的無菌化操作；
4） 信息技術(shù)： 基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、開放的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口的分布式體系結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)化部件和軟件，信息綜合處理實(shí)現(xiàn)各局部之間信息交換、共享，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)管理，包括工藝技術(shù)管理、配方管理、人員管理、優(yōu)化資源配置等方面，有效地提高企業(yè)的創(chuàng)新能力。
組態(tài)畫面如下：
[系統(tǒng)框圖]
典型的啤酒生產(chǎn)過程的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)整體組成方案結(jié)構(gòu)圖如下所示
[系統(tǒng)評價(jià)]
該系統(tǒng)整體采用研祥的EVOC系列工業(yè)計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集與控制卡，經(jīng)過啤酒控制車間長期的運(yùn)行，穩(wěn)定可靠，并且與PLC控制相比成本大幅度降低。實(shí)踐證明，研祥的EVOC系列產(chǎn)品極高的性價(jià)比非常適合環(huán)境苛刻的工業(yè)現(xiàn)場控制。
[系統(tǒng)配置]
【1】 靈活配置：根據(jù)規(guī)模可選用該公司生產(chǎn)的JX系列、WebField系列集散型控制系統(tǒng)、OpenSys系列開放式控制系統(tǒng)。整個(gè)控制系統(tǒng)共分三層：最上一層即管理層采用普通商用機(jī)；第二層采用研祥810整機(jī)作為操作員站，控制OP、CS等設(shè)備和用研祥的PCL－726、ISA-HG6AD數(shù)據(jù)采集控制卡進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制。
【2】 硬件結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品性能價(jià)格比高，擴(kuò)展方便，滿足用戶全方位需求。系統(tǒng)具備可擴(kuò)充性，并實(shí)現(xiàn)與其他集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、上層信息管理系統(tǒng)的無隙連接。
[硬件配置]
機(jī)箱：研祥IPC－810
主板：研祥FSC－1621VD
CPU ：研祥PIII800
硬盤：40G
內(nèi)存：256M
模擬量輸出卡：PCL－726
模擬量輸入卡：ISA-HG6AD
打印機(jī) HP
軟驅(qū) sony
數(shù)顯儀表 歐陸智能儀表
【3】 強(qiáng)大的軟件功能
1）實(shí)時(shí)、安全、可靠；
2）軟件設(shè)計(jì)規(guī)范化、模塊化，專用控制模塊很好滿足了啤酒生產(chǎn)過程的各種特殊要求；
3）采用工藝流程圖形化操作，直觀簡潔；
4）提供分組控制畫面、多種表格顯示、趨勢顯示，便于操作和管理；
5）提供實(shí)時(shí)和歷史報(bào)表打印功能
國內(nèi)某公司自1993年開始從事于啤酒生產(chǎn)過程的工藝、控制與生產(chǎn)管理的工程與應(yīng)用研究，采用先進(jìn)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代測量技術(shù)，成功開發(fā)了針對啤酒生產(chǎn)設(shè)備與工藝特點(diǎn)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的快速穩(wěn)定控制，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。
近十年來，由該公司開發(fā)的各種控制系統(tǒng)在國內(nèi)多家啤酒廠的普通啤酒、純生啤酒等生產(chǎn)過程中得到了成功應(yīng)用，并為啤酒廠家?guī)砹孙@著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。
[系統(tǒng)原理]
【1】 麥汁制備過程：
麥汁制備過程包括原料糖化、麥醪過濾、麥汁煮沸和麥汁澄清與冷卻等幾個(gè)過程，是啤酒生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，對整個(gè)啤酒生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量、消耗等影響很大。糖化過程工藝指標(biāo)控制的好壞，對啤酒的穩(wěn)定性、口感、外觀有著決定性的影響。糖化生產(chǎn)過程工藝比較復(fù)雜、技術(shù)要求高，控制難度較大。我們在麥汁制備過程自動(dòng)控制方面的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1） 速測溫技術(shù)：采用快速測溫元件，保證原料濕粉碎過程浸漬水、調(diào)漿水、過濾過程洗糟水、麥汁冷卻過程冷卻溫度的準(zhǔn)確快速控制；
2） 進(jìn)控制技術(shù)：糊化鍋、糖化鍋、煮沸鍋的溫度控制采用逆模型反饋控制的先進(jìn)算法，克服了溫度對象時(shí)滯特性，實(shí)際應(yīng)用中保證包括拐點(diǎn)在內(nèi)的溫度控制實(shí)際偏差<＋0.3℃；
3） 溢鍋控制技術(shù)：采用首創(chuàng)的溢鍋檢測軟件及防溢鍋控制軟件，解決溢鍋問題，實(shí)際使用效果良好；度；
4） 過濾槽全自動(dòng)控制技術(shù)：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)洗槽、自動(dòng)耕槽、自動(dòng)回流/過濾控制，保證清亮度、并達(dá)到最快的過濾速
5） 麥汁制備過程全自動(dòng)控制技術(shù)：實(shí)現(xiàn)自投料開始（料倉進(jìn)料）至出料（去發(fā)酵車間）的過程全自動(dòng)控制；
【2】 酒釀造過程：啤酒釀造包括啤酒發(fā)酵、啤酒處理、酵母擴(kuò)培、酵母回收及CO2回收等過程，本方案可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)啤酒釀造過程的全自動(dòng)控制：
1） 精確的啤酒發(fā)酵溫度測量技術(shù)：采用熱電阻測量溫度信號易受到結(jié)露的影響，該公司開發(fā)的SBWJ型啤酒溫度變送器在實(shí)際應(yīng)用中取得良好效果，并于2000年獲得國家發(fā)明專利；
2） 啤酒發(fā)酵溫度的先進(jìn)控制技術(shù)： 露天啤酒發(fā)酵罐罐體溫度控制對象滯后大，采用常規(guī)控制方案難以達(dá)到滿意的控制效果，該公司提出的多模態(tài)優(yōu)化控制策略，保證發(fā)酵溫度的精確控制；
3） 純生啤酒的綜合自動(dòng)化控制技術(shù)： 采用先進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)和分布式控制系統(tǒng)對純生啤酒生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行聯(lián)鎖控制，并以嚴(yán)格的清洗、消毒、殺菌控制，保證整個(gè)生產(chǎn)過程的無菌化操作；
4） 信息技術(shù)： 基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、開放的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口的分布式體系結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)化部件和軟件，信息綜合處理實(shí)現(xiàn)各局部之間信息交換、共享，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)管理，包括工藝技術(shù)管理、配方管理、人員管理、優(yōu)化資源配置等方面，有效地提高企業(yè)的創(chuàng)新能力。
組態(tài)畫面如下：
[系統(tǒng)框圖]
典型的啤酒生產(chǎn)過程的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)整體組成方案結(jié)構(gòu)圖如下所示
[系統(tǒng)評價(jià)]
該系統(tǒng)整體采用研祥的EVOC系列工業(yè)計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集與控制卡，經(jīng)過啤酒控制車間長期的運(yùn)行，穩(wěn)定可靠，并且與PLC控制相比成本大幅度降低。實(shí)踐證明，研祥的EVOC系列產(chǎn)品極高的性價(jià)比非常適合環(huán)境苛刻的工業(yè)現(xiàn)場控制。
[系統(tǒng)配置]
【1】 靈活配置：根據(jù)規(guī)模可選用該公司生產(chǎn)的JX系列、WebField系列集散型控制系統(tǒng)、OpenSys系列開放式控制系統(tǒng)。整個(gè)控制系統(tǒng)共分三層：最上一層即管理層采用普通商用機(jī)；第二層采用研祥810整機(jī)作為操作員站，控制OP、CS等設(shè)備和用研祥的PCL－726、ISA-HG6AD數(shù)據(jù)采集控制卡進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制。
【2】 硬件結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品性能價(jià)格比高，擴(kuò)展方便，滿足用戶全方位需求。系統(tǒng)具備可擴(kuò)充性，并實(shí)現(xiàn)與其他集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、上層信息管理系統(tǒng)的無隙連接。
[硬件配置]
機(jī)箱：研祥IPC－810
主板：研祥FSC－1621VD
CPU ：研祥PIII800
硬盤：40G
內(nèi)存：256M
模擬量輸出卡：PCL－726
模擬量輸入卡：ISA-HG6AD
打印機(jī) HP
軟驅(qū) sony
數(shù)顯儀表 歐陸智能儀表
【3】 強(qiáng)大的軟件功能
1）實(shí)時(shí)、安全、可靠；
2）軟件設(shè)計(jì)規(guī)范化、模塊化，專用控制模塊很好滿足了啤酒生產(chǎn)過程的各種特殊要求；
3）采用工藝流程圖形化操作，直觀簡潔；
4）提供分組控制畫面、多種表格顯示、趨勢顯示，便于操作和管理；
5）提供實(shí)時(shí)和歷史報(bào)表打印功能
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