專利名稱：一種基于dcs的啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及啤酒發(fā)酵控制領(lǐng)域，具體地講，涉及一種基于DCS的啤酒發(fā)酵控 制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前，在啤酒行業(yè)的發(fā)酵過(guò)程控制中，大都采用有工控機(jī)、顯示器、組態(tài)軟件和PLC 相結(jié)合的控制方式，工控機(jī)、顯示器和組態(tài)軟件相結(jié)合，用于PLC采集到的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)、模 擬量數(shù)值的顯示。 PLC控制系統(tǒng)的工作流程PLC是控制系統(tǒng)的核心，利用專用的編程軟件，對(duì)PLC所 要控制的各種開(kāi)關(guān)量、模擬量進(jìn)行編程，通過(guò)計(jì)算機(jī)串口與PLC通訊口進(jìn)行連接，將編程調(diào) 試好的程序下載至PLC控制器中。將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備泵類、閥類設(shè)備的啟動(dòng)、停止、運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) 按照PLC內(nèi)部設(shè)定的地址連接至PLC的I/O端子，模擬量，如溫度、壓力、流量，則是經(jīng)過(guò)變 送器，將信號(hào)連接至相應(yīng)的模擬量擴(kuò)展模塊。因?yàn)镻LC的模擬量擴(kuò)展模塊接收標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào) 4-20mADC(0-20mA)或0-5VDC(0-10VDC)的電壓或電流信號(hào)，因此現(xiàn)場(chǎng)用于測(cè)量溫度、壓力、 流量的傳感器必須經(jīng)變送器變送才能輸入至PLC模塊。 在發(fā)酵過(guò)程中，此種控制方式均采用普通PtlOO電阻測(cè)溫和單一的PID控制，現(xiàn)場(chǎng) 無(wú)溫度，僅靠感溫探頭測(cè)量，經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換，傳送至PLC進(jìn)行轉(zhuǎn)換、顯示，再經(jīng)過(guò)PLC輸出端 口輸出信號(hào)，控制現(xiàn)場(chǎng)溫度、壓力變化。由于此種控制方式及監(jiān)控方法，變送器受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境 干擾多，測(cè)溫精度低，控制效果不理想，導(dǎo)致啤酒質(zhì)量不穩(wěn)定。PID控制中間環(huán)節(jié)較多，數(shù)據(jù) 在接受與發(fā)送的過(guò)程中，變送器信號(hào)傳輸過(guò)程中受環(huán)境影響較大，降低了信號(hào)的精度，從而 影響控制動(dòng)作時(shí)間及控制效果。 另外，PLC控制系統(tǒng)成本高，不能滿足一部分用戶的生產(chǎn)要求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)時(shí)顯示、控制發(fā)酵設(shè)備狀態(tài)的DCS控 制系統(tǒng)及方法，避免了狀態(tài)信號(hào)在傳送過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境干擾問(wèn)題，提高了系統(tǒng)測(cè)量精度。 本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的 —種基于DCS的啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)，包括 冰水控制裝置當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行降溫；其特征在 于，還包括 智能數(shù)控表實(shí)時(shí)采集發(fā)酵罐的狀態(tài)信號(hào)，并將采集的信號(hào)發(fā)送到觸摸屏； 觸摸屏主要用于狀態(tài)信號(hào)的集中顯示和主要控制參數(shù)的設(shè)定或修改，當(dāng)發(fā)酵罐
內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，控制冰水控制裝置進(jìn)行工作。 作為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的限制，所述冰水控制裝置包括冰水控制器和冰水泵， 所述智能數(shù)控表對(duì)檢測(cè)的溫度和設(shè)定溫度值進(jìn)行比較、運(yùn)算，并將運(yùn)算、比較結(jié)果傳送至觸 摸屏，觸摸屏根據(jù)此結(jié)果控制冰水控制器來(lái)控制冰水泵的啟動(dòng)和停止。[0013] 作為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的限制，所述智能數(shù)控表用于控制和測(cè)量發(fā)酵罐的溫 度，控制發(fā)酵罐的氣閥和水閥。 作為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的限制，所述智能數(shù)控表、冰水控制器通過(guò)各自的RS485 通訊接口與觸摸屏的RS485通訊接口進(jìn)行通信。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型的智能數(shù)控表實(shí) 時(shí)采集發(fā)酵罐的狀態(tài)信號(hào)，并將采集的信號(hào)發(fā)送到觸摸屏；觸摸屏主要用于狀態(tài)信號(hào)的實(shí) 時(shí)集中顯示和主要控制參數(shù)的設(shè)定或修改，當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，控制冰水控 制器進(jìn)行降溫工作；冰水控制裝置包括冰水控制器和冰水泵，智能數(shù)控表是對(duì)溫度信號(hào)和 設(shè)定溫度進(jìn)行比較、運(yùn)算結(jié)果，并將結(jié)果傳送至觸摸屏，觸摸屏再根據(jù)此結(jié)果做出判斷，控 制冰水控制來(lái)控制冰水泵啟動(dòng)和停止。本系統(tǒng)及方法能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)酵罐的溫度、壓力現(xiàn)場(chǎng)監(jiān) 控和觸摸屏監(jiān)控同步，避免了溫度、壓力等狀態(tài)信號(hào)在傳送過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境干擾問(wèn)題，提 高了溫度測(cè)量精度，智能數(shù)控表對(duì)氣閥和水閥直接控制，改善了現(xiàn)場(chǎng)閥體的動(dòng)作時(shí)間使得 發(fā)酵工藝過(guò)程中溫度顯示更加準(zhǔn)確，閥體、泵體的動(dòng)作更加迅速，對(duì)發(fā)酵過(guò)程發(fā)酵效果有了 顯著改善和提高。另外，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、造價(jià)低廉，適宜在發(fā)酵行業(yè)中推廣 應(yīng)用。

圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型單路觸摸屏、智能數(shù)控表、冰水控制器具體的連接結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的控制流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型包括智能數(shù)控表、觸摸屏HMI、冰水控制裝置，其中，智能數(shù)
控表用于實(shí)時(shí)采集發(fā)酵罐的狀態(tài)信號(hào)，并將采集的信號(hào)發(fā)送到觸摸屏；觸摸屏主要用于狀
態(tài)信號(hào)的集中顯示和主要控制參數(shù)的設(shè)定或修改，當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，控制
冰水控制器進(jìn)行工作；冰水控制裝置用于當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行
降溫。所述冰水控制裝置包括冰水控制器和冰水泵，智能數(shù)控表是對(duì)溫度信號(hào)和設(shè)定溫度
進(jìn)行比較、運(yùn)算結(jié)果，并將結(jié)果傳送至觸摸屏，觸摸屏再根據(jù)此結(jié)果做出判斷，控制冰水控
制來(lái)控制冰水泵啟動(dòng)和停止。所述智能數(shù)控表用于控制和測(cè)量發(fā)酵罐的溫度，控制發(fā)酵罐
的氣閥和水閥。所述智能數(shù)控表、冰水控制器通過(guò)各自的RS485通訊接口與觸摸屏的RS485
通訊接口進(jìn)行通信。 參見(jiàn)圖2，冰水控制器和智能數(shù)控表的RS485接口連接在一起，同時(shí)與觸摸屏的 RS485接口連接，實(shí)現(xiàn)觸摸屏與冰水控制器和每個(gè)智能數(shù)控表的通訊連接。冰水控制器的制 冷輸出端連接中間繼電器，用于控制冰水泵的啟動(dòng)和停止。智能數(shù)控表的5、6端子分別接 氣閥和水閥所用電磁閥的線圈；智能數(shù)控表的第二組線中2'、3'分別為發(fā)酵罐所用壓力表 的上下限輸入信號(hào)，l為公共端。PtlOO為感溫探頭，測(cè)量發(fā)酵罐內(nèi)的溫度，直接與智能數(shù)控 表的溫度輸入端連接。 參見(jiàn)圖3，本實(shí)用新型工作流程如下[0023] (1)每個(gè)發(fā)酵罐配置一智能數(shù)控表，將冰水控制器、各個(gè)智能數(shù)控表都連接到觸 摸屏，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置好各個(gè)智能數(shù)控表的各項(xiàng)參數(shù)，參數(shù)包括通訊地址、設(shè)定溫度值、溫度上、下 限、溫度回差、溫度修正值、開(kāi)閥時(shí)間和關(guān)閥時(shí)間；同時(shí)，對(duì)觸摸屏的波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位 等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)觸摸屏與智能數(shù)控表和冰水控制器的數(shù)據(jù)交換。 (2)設(shè)置發(fā)酵罐的壓力表上限、下限值，加壓測(cè)試氣閥動(dòng)作是否正常，檢查無(wú)誤后， 投入使用； (3)溫度探頭將檢測(cè)溫度傳送至智能數(shù)控表，數(shù)控表進(jìn)行顯示，同時(shí)觸摸屏讀取數(shù) 控表的溫度值進(jìn)行顯示，數(shù)控表根據(jù)設(shè)定溫度同實(shí)際測(cè)量溫度進(jìn)行比較，當(dāng)測(cè)量溫度大于 設(shè)定溫度時(shí)，智能數(shù)控表報(bào)警輸出，同時(shí)控制水閥打開(kāi)一段時(shí)間，與此同時(shí)，智能數(shù)控表將 比較結(jié)果傳送至觸摸屏，觸摸屏再根據(jù)此結(jié)果做出判斷，控制冰水控制器來(lái)啟動(dòng)冰水泵，對(duì) 發(fā)酵罐進(jìn)行降溫，當(dāng)測(cè)量溫度小于設(shè)定溫度時(shí)，智能數(shù)控表報(bào)警輸出，水閥、冰水泵停止工 作； (4)發(fā)酵罐壓力表檢測(cè)壓力傳送至數(shù)控表，當(dāng)發(fā)酵罐壓力超過(guò)上限值時(shí)，數(shù)控表控 制氣閥打開(kāi)，進(jìn)行放氣，當(dāng)壓力表檢測(cè)達(dá)到下限值時(shí)，數(shù)控表控制氣閥關(guān)閉； (5)上述過(guò)程不斷循環(huán)，完成發(fā)酵工作。 另外，當(dāng)啤酒發(fā)酵工藝改變時(shí)，需要的溫度、壓力也隨之改變，可通過(guò)觸摸屏修改 智能數(shù)控表設(shè)定發(fā)酵參數(shù)值，也可以現(xiàn)場(chǎng)修改數(shù)控表的參數(shù)設(shè)定值。 當(dāng)然，上述說(shuō)明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬 于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種基于DCS的啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)，包括冰水控制裝置當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行降溫；其特征在于，還包括智能數(shù)控表實(shí)時(shí)采集發(fā)酵罐的狀態(tài)信號(hào)，并將采集的信號(hào)發(fā)送到觸摸屏；觸摸屏主要用于狀態(tài)信號(hào)的集中顯示和主要控制參數(shù)的設(shè)定或修改，當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，控制冰水控制裝置進(jìn)行工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述冰水控制裝置包括冰水 控制器和冰水泵，所述智能數(shù)控表對(duì)檢測(cè)的溫度和設(shè)定溫度值進(jìn)行比較、運(yùn)算，并將運(yùn)算、 比較結(jié)果傳送至觸摸屏，觸摸屏根據(jù)此結(jié)果控制冰水控制器來(lái)控制冰水泵的啟動(dòng)和停止。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能數(shù)控表用于控制 和測(cè)量發(fā)酵罐的溫度，控制發(fā)酵罐的氣閥和水閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能數(shù)控表、冰水控制器 通過(guò)各自的RS485通訊接口與觸摸屏的RS485通訊接口進(jìn)行通信。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于DCS的啤酒發(fā)酵控制系統(tǒng)，包括冰水控制裝置，當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行降溫；智能數(shù)控表用于實(shí)時(shí)采集發(fā)酵罐的狀態(tài)信號(hào)，并將采集的信號(hào)發(fā)送到觸摸屏；觸摸屏用于狀態(tài)信號(hào)的集中顯示和主要控制參數(shù)的設(shè)定或修改，當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，控制冰水控制裝置進(jìn)行工作。本系統(tǒng)及方法能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)酵罐的溫度、壓力現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和觸摸屏監(jiān)控同步，避免了溫度、壓力等狀態(tài)信號(hào)在傳送過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境干擾問(wèn)題，提高了溫度測(cè)量精度，智能數(shù)控表對(duì)氣閥和水閥直接控制，改善了現(xiàn)場(chǎng)閥體的動(dòng)作時(shí)間使得發(fā)酵工藝過(guò)程中溫度顯示更加準(zhǔn)確，閥體、泵體的動(dòng)作更加迅速，對(duì)發(fā)酵過(guò)程發(fā)酵效果有了顯著改善和提高。
文檔編號(hào)C12C11/00GK201442937SQ2009200280
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者李保國(guó), 王月濤 申請(qǐng)人:山東中德設(shè)備有限公