| |
|
|
| 概
述 |
啤酒行业是我国酿酒工业中**年轻，也是发展**快、目前**大的行业。二十年来，中国啤酒工业从高速发展逐步走向稳定增长，产量从1985年310.4万吨、1990年692.1万吨、1995年1568.6万吨，到1999年近2000万吨。
随着国内啤酒产量的稳步上升，啤酒行业对国民经济的影响越来越大，同时国内众多啤酒厂家面临的机遇与挑战，厂家希望通过生产自动化控制进一步提高啤酒产量、稳定啤酒质量与口味、降低产品能耗，从而提高产品市场竞争能力，我公司通过对目前国内啤酒生产控制现状的了解与分析，结合行业特点，整合了 |
|
一套先进、稳定、可靠的啤酒生产自动化控制方案。
在中国的现阶段，啤酒生产仍属劳动力密集型企业，与西方发达的工业化国家同行业相比，存在如下问题：
① 人均啤酒生产量较低；主要原因为：生产自动化程度低，机器设备的故障率高。
②
单位产品能耗高，原材料利用率低；主要原因为：生产自动化程度低，人工手动操作劳动强度大，不能使设备保持在**佳工作点运行；设备处于间歇、低负荷运行状态；
③ 质量、口味、风格的稳定性较差；主要原因为：⑴生产（糖化、发酵工段）自动化程 |
|
度低，手动操作情况下，工艺参数执行变化性很大，受外部条件等影响，实际控制的工艺曲线一致性很差，难以形成固有稳定的风格特点。
国内啤酒市场的竟争日益激烈，提高产量、降低成本、稳定质量与口味是啤酒市场竟争的关键，针对上述问题，不少中、小型啤酒厂都在筹措资金扩建生产车间、进行生产自动化改造，但面对众多的自动化控制方案，厂家往往不知所措，我公司从厂家关心的众多问题与多种自动化控制方案特点分析考虑，试图给厂家提供一个结合本厂实际需求、状况与投入资金来选择自动化控制方案的依据。 |
|
| 目 前
国 内 啤 酒 厂 家 生 产 控 制 水 平 |
目前，国内啤酒生产中，灌装生产几乎所有厂家都使用自动化程度较高的灌装线，糖化、发酵、清酒工段的控制水平大体上可分为四个大的档次：
（一）完全手动操作方式
（二）集中手动控制方式
（三）ＰＣ机＋数据采集插卡方式
（四）分布式控制方式（也是目前先进的控制方式）
采用先进的计算机控制技术与多层次网络结构＋先进控制算法对生产工序进行自动控制，与控制方式三相比，主要特点为采用ＰＬＣ作下位机，系统的可靠性很高。目前有ＤＣＳ（分布式控制系统）控制系统与ＦＣＳ（现场总线控制系统） |
|
|
控制系统两种，在这种控制方式中，下位机网络中控制单元一般采用ＰＬＣ，其可靠性非常高（一般可连续可靠工作２０年），性能稳定，上位机网络可兼容多种通讯协议（例ＴＣＰ／ＩＰ协议），且上位机实时数据库支持ＯＤＢＣ数据访问，便于下一步与管理网络的联结，有效克服了ＰＣ机＋数据采集卡控制方式的缺点。按照工艺参数与流程要求，对物料粉碎系统（大米与麦芽）、糖化系统（糊化、糖化、过滤、煮沸、沉淀）、薄板冷却系统、供水系统、洗涤（ＣＩＰ）系统、发酵罐发酵系统、酵母扩培系统等工艺过程中的各种泵、搅拌电机、电动或气动阀门等开关 |
|
|
量和温度、压力、液位、流量、浊度、电导率等模拟量进行监测控制，能记录完整的生产工艺数据，在电子模拟屏或计算机屏幕上显示工艺流程中各阀门、电机的运行状况，同时对各种超、欠压、温度超限、阀门故障、液位超限进行声光报警，并且设有“自动"和“手动"两种状态，即当现场出现故障或要对工艺进行人工干预时，可将开关转换到“手动"状态，对各种执行机构进行手动操作，这样技术人员可以设定新的参数，操作人员可以在现场处理紧急问题，从而达到了理想的效果。 |
|
| 我 公
司 提 供 自 动 控 制 方 案 的 优 点 体 现 在 |
|
我公司提供的自动控制系统是目前国际先进的控制方式，具有自动快速进行数据采集、逻辑判断、精确计算、数据存储和管理等处理功能，实现生产过程中所需的各种控制和运算处理，随时根据生产要求来修改参数，进行各种图幅数据显示、曲线记忆和分析、自诊断、经济量累计、查询打印，并具有符合现代化工业管理模式的网络通讯功能。这种控制方式是国内啤酒生产控制发展的主流方向。 |
|
|
生产过程需要。当异常发生时及时报警、联锁，并提醒操作员工处理异常情况。全过程的自控对设备的配置及设备的性能要求较高，但基本不需要人工进行干预操作。糖化控制系统可采用S7-400系列PLC作为主控制站，从站选用ET200远程I/0工作站，上位机采用冗余操作站，并配置功能强大的iFix工控组态软件。经实践证明，取得节电１５％，节汽３０％，节水３０％的良好效果。 |
|
|
ET200远程I/0工作站及OP操作面板，与主控制站之间的通讯也采用开放式的Profibus-DP现场总线。系统监控层可由大屏幕高分辨率彩色显示器（CRT）和打印机组成。
实时监视全过程的设备运行状态及工艺参数，并可根据运行情况随时调整控制参数（如PID调节参数），向操作现场设备（阀门等）发出控制指令（如自动投入，切除等） |
|
| ■ 糖化自动控制系统 |
■ 发酵罐自动控制系统控制 |
■ 冷冻站自控系统 |
|
糖化生产过程工艺比较复杂、控制难度较大。糖化过程的自控系统，可实现自启动原料处理、大米粉碎、麦芽粉碎、糊化、并醪、糖化、过滤、煮沸、澄清、冷却直至输送到发酵的全过程控制，同时相关辅助过程即蒸汽系统、冷热水系统、CIP自动清洗过程，压缩空气系统以及排糟系统等配合相应过程控制要求进行自动控制，保证满足
|
|
|
 发酵车间一般从麦汁冷却、充氧、酵母添加开始，经过发酵、过滤及精滤、杀菌、啤酒处理至清酒罐贮存，**后输送灌装车间灌装。此外，酵母扩培、回收、CIP清洗也是其不可缺少的生产过程。因此，发酵自动控制系统采用S7-400系列控制器作为主控制站，从站采用
|
|
主控设备可采用可编程控制器（S7-200），PLC与上位机PC之间以通讯方式相连，该控制器可通过上位机进行操作、显示、报警以及主要控制参数的修改等功能。 |
|
| ■ 锅炉自动控制系统 |
|
下位机可采用可编程控制器PLC（S7-200）组成，完成锅炉的实时控制。PLC与上位机PC之间以通讯方式相连，操作人员可通讯PC修改锅炉运行参数，并可直接操纵执行机构。锅炉微机控制系统具有自动和手动两套独立的操作控制系统，还配有安全连锁保护装置。 |
|
发酵车间一般从麦汁冷却、充氧、酵母添加开始，经过发酵、过滤及精滤、杀菌、啤酒处理至清酒罐贮存，**后输送灌装车间灌装。此外，酵母扩培、回收、CIP清洗也是其不可缺少的生产过程。因此，发酵自动控制系统采用S7-400系列控制器作为主控制站，从站采用
