原创《啤酒生产过程自动控制系统设计优化》：此文是一篇自动控制系统论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
摘 要：啤酒生产过程自动控制系统设计优劣直接影响啤酒生产成本,啤酒生产控制精度,操作人员的体力劳动,生产效率和安全生产.本文从啤酒生产过程自动控制系统网络设计优化、设备联动、手自动切换、安全回路设计、建立温度控制虚拟仪器五个方面阐述了啤酒生产过程自动化控制系统设计优化的原因、方法.关键词：啤酒；自动控制系统；设计；优化
随着国家经济的发展和人民生活水平的改善,以及工厂自动化水平的逐步提高,我国啤酒工业也得到了空前发展,啤酒工业的发展对国民经济建设和发展起到了重要的促进作用.
尽管如此,我国的啤酒生产工业目前还存在许多不尽如人意的地方,①啤酒产品档次低,品种少；②能耗和原料消耗大；③很多企业为中小型啤酒厂,自控水平差,技术含量低,生产过程主要采用简单控制,甚至人工控制为主,这和高新技术飞速发展的今天极不相称：④管理水平欠佳,难以和国外企业进行竞争.
因此,如何提高产品的技术含量,提高生产过程的自动化水平,提高我国啤酒工业的综合实力,积极参和国际市场竞争成了一个刻不容缓的课题.当然,导致我国啤酒生产工业出现上述落后、被动状态的原因,既有工艺水平方面的原因,也有自动化水平等方面的原因,但是提高啤酒生产过程的自动化水平,将会是改变上述落后面貌的一个极其重要的措施.只有运用先进的自动化技术进行操作和管理,才能实现产品多元化,才能保证稳定、一致的产品质量,才能真正强化企业管理,降低成本,提高企业经济效益.针对我国啤酒生产过程自动控制系统设计水平落后的现状,本文对啤酒生产过程自动化控制系统设计进行深入研究,优化生产过程自动化控制系统设计,使其更加有利于啤酒生产过程,降低生产成本.啤酒生产过程一般不是一种恒定的稳态值,而是随时间变化的优化轨迹.例如,温度工艺曲线.啤酒生产过程是一类典型的间歇生产过程,按生产工艺划分为麦芽汁制备、啤酒发酵、啤酒过滤和啤酒灌装四大过程,每个过程中又包含许多生产子工序,其生产工艺多变、生产过程不连续、非稳态,工艺和对象特性多样、复杂,过程信息很不完备,这些特点使得优化啤酒生产过程自动控制系统设计具有相当大的难度.
1 啤酒生产控制系统的网络需要优化
1.1 啤酒生产控制系统网络缺陷
为了实现整套计算机综合自动化系统的可靠性和可操作性,一般啤酒生产控制系统的网络是以生产过程为单位来设计主控系统,最常见的完成整个啤酒生产过程的全自动控制,是由糖化过程的计算机控制系统和发酵过程的计算机控制系统两部分组成.从自动控制的角度来看,两个主控系统的控制行为存在明显的独立性,测控要求和控制策略也具有很大的差异.从信息交流和信息管理的角度看,二者表现出一定的相关性,两个主控系统将通过上层网络和领导部门及质量分析部门的管理计算机相连接.然而,整个自动控制系统的运行效率受限于以下两方面：一方面是PLC在可连接的操作站数量上的限制.另一方面是MPI通信速率的限制.
1.2 啤酒生产控制系统的网络优化措施
CAN总线控制系统是一种全数字化、全分散、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统.和传统的DCS（集散控制系统）相比,CAN总线控制系统具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点.CAN总线控制系统由监控计算机（上位机）、CAN总线和现场控制器（下位机）3部分构成.PLC作为下位机在啤酒发酵过程控制可分为检测部分和控制部分.当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新3个阶段.
本文针对啤酒生产控制系统的网络缺陷,为了能适合大型啤酒生产过程综合自动控制系统的通信要求,提出了进一步在车间级和控制级中添加PLC全映射服务器,构成数据映射级的PLC全映射服务器新型网络模式.PLC全映射服务器实质是建立了操作站和PLC间以及操作站和操作站间一座高效通信的桥梁.为保证数据之间高效可靠的传输,PLC全映射服务器硬件设备采用工业服务器,服务器功能设计方面要具备以下两个方面：
一方面是具备可靠高效的远程传输方式.服务器给操作站发送数据采用重复广播发送模式；服务器还需具备远程转发功能,将操作站的指令通过服务器传导给PLC,并且对于远程转发的结果还应有快速远程回读功能,以提高指令发送的可靠性.
另一方面是具备高效的数据采样方式.PLC全映射服务器是对控制级多个PLC中各种数据的全部映射,所以高效的数据采样对保证数据实时性具有重要作用.
2 啤酒生产控制系统要实现设备联动
啤酒生产控制系统设置大量保护程序和各种联锁装置,并能及时报警,能够有效地保证了安全生产.在啤酒生产过程中,为了保证设备安全,大量设备之间存在联动互锁,而互锁的方式又各不相同.尽管啤酒生产过程的联动/联锁及顺序控制的目的明确,控制思想往往也很直接,但由于涉及面广、可靠性要求严格,具体实施也是极其复杂和困难的,而且这也是实现整个生产工程全自动化控制的关键所在.因此,为了保障生产设备的安全运行,啤酒生产控制系统制定了大量的联动互锁规则,并应用规则库进行查询管理.在啤酒生产过程中,管路中高速流动的流体所具有的惯性,各设备之间的联动、切换处理不当,其冲击力对阀门、泵造成的损坏将会非常严重,甚至影响管路的密封性,导致料液损失.因此,保证泵和阀门之间的安全联动,对保护生产设备、保障安全生产显得尤为重要.作者在200L啤酒中试生产实际运行过程中,不断试验、总结,得出以下结论.
2.1 阀门、泵之间的安全互锁规则
（1）阀门延时关闭,泵延时启动.当阀门需要关闭时,系统自动延时数秒,待管路中液体流速降低后再关闭阀门.可以明显减少流体对阀门的冲击力；当泵需要启动时,系统自动延时数秒,待泵出口段阀门完全打开后再启动泵,可以减少泵启动时所遏阻力.
（2）泵运转时需实时检测管路是否通畅,如果发现管路没有通畅时,泵自动停止,并提示警告.
自动控制系统论文参考资料：
结论：啤酒生产过程自动控制系统设计优化为关于对不知道怎么写自动控制系统论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文工业自动控制系统实例论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
