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2023年内蒙古科技大学生产实习设计 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 内蒙古科技大学 生 产习设 计 题 目：生产实习姓 名： 学 号： 专 业：测控技术与仪器班 级：测控10-2班 指导教师： 实 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 目 录 引言································································································································ 1 第一章：校内实习········································································································ 2 第一节 变频器控制三相鼠笼式异步电机························································ 2 1.1.1 变频器·································································································· 2 1.1.2 三相鼠笼式异步电机·········································································· 3 1.1.3 变频器调速·························································································· 3 第二节 H桥双环直流调速系统 ········································································ 4 1.2.1 H桥直流调速 ······················································································· 4 1.2.2 PWM直流调速 ················································································· 5 第三节 水箱液位的控制···················································································· 6 1.3.1 变送器·································································································· 6 1.3.2 工作原理···························································································· 7 第四节 炉温的控制···························································································· 8 1.4.1 UP550程序调节器 ·············································································· 8 1.4.2 炉温控制系统······················································································ 9 第二章：校外实习······································································································ 11 第一节 包头燕京雪鹿啤酒厂·········································································· 11 2.1.1 包头雪鹿啤酒厂简介········································································ 11 2.1.2 啤酒···································································································· 11 2.1.3酿造工艺流程描述············································································· 13 2.1.4啤酒生产工艺流程············································································· 14 第二节 包头市北郊水质净化厂······································································ 18 2.2.1 北郊水质净化厂简介········································································ 18 2.2.2 污水处理工艺···················································································· 19 结论······························································································································ 20 2 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 引言 认识实习是实践性教学环节中的重要组成部分，是实现本专业应用型人才培养的主要手段之一。通过实习使学生对本专业在工业企业生产过程和主要设备，以及科研方向有一个全面、感性的认识，进而提高学生对学习专业知识的积极性和主动性。 其任务是：通过参观了解学院主要实验室和主要是设备的一般情况，了解测控专业在工业生产和科研领域中的作用，了解测控专业常用设备使用状况，了解测控技术的新工艺，新设备及测控技术的新方向，了解科研人员、试验设备管理人员在科研和试验过程中的作用和职责。 1 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 第一章：校内实习 第一节 变频器控制三相鼠笼式异步电机 1.1.1 变频器 变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。 变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 2 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 1.1.2 三相鼠笼式异步电机 三相异步电动机主要由定子和转子两部分组成，定、转子之间是气隙。 转子绕组是用作产生感应电势、并产生电磁转矩的，它分鼠笼式和绕线式两种。 鼠笼式转子绕组是自己短路的绕组，在转子在每个槽中放有一根导体（材料为铜或铝），导体比铁芯长，在铁芯两端用两个端环将导体短接，形成短路绕组。若将铁芯去掉，剩下的绕组形状似松鼠笼子，故称鼠笼式绕组。 鼠笼式异步电动机结构简单、制造容易、成本低、运行维护方便，它被广泛地应用在工农业生产中，作为电力拖动的原动机。 它的缺点是调速性能差，启动力矩较小，因此在一些要求平滑调速和启动力矩很大的场合常用其他类型电动机来完成。 1.1.3 变频器调速 变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频 3 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 器可分成交流-直流交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。图绘出了交-直-交变压变频器的原理框图,它仍是一个交-直-交变压变频装置,只是整流器UR是不可控的,它的输出电压经电容滤波(可附加小电感限流)后形成恒定幅值的直流电压,加在逆变器U I上,逆变器的功率开关器件采用全控式器件(图中用BJT的图形符号代表全控器件) ,按一定规律控制其导通或断开,使输出端获得一系列宽度不等的矩形脉冲电压波形。在这里,通过改变脉冲的不同宽度可以控制逆变器输出交流基波电压的幅值,通过改变调制周期可以控制其输出频率,从而同时实现变压和变频。其特点是:效率高,调速过程中没有附加损耗;应用范围广,可用于笼型异步电动机;调速范围大,特性硬,精度高; 技术复杂,造价高,维护检修困难。 第二节 H桥双环直流调速系统 1.2.1 H桥直流调速 H桥直流调速装置，它不仅能成功地做到从给定信号、调节器参数设定、直到触发脉冲的数字化，使用通用硬件平台附加软件程序控制一定范围功率和电流大小的直流电机，而且同一台控制器甚至可以仅通过参数设定和使用不同的软 件版本对不同类型的被控对象进行 4 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 控制，强大的通讯功能使它能够和 PLC 等各种器件通讯组成整个工业控制过程系统，具有操作简便、抗干扰能力强等特点。其方便灵活的调试方法、完善的保护功能、长期工作的高可靠性和整个控制器体积小型化，弥补了模拟直流调速控制系统的保护功能不够完善、调试不方便、体积大等不足。另外H桥直流调速系统具有查找故障迅速、调速精度高、维护简单等优势，使其具备了极其广阔的应用前景。 1.2.2 PWM直流调速 自从全控型电力电子器件问世，就产生了以脉冲宽度调制的高频开关控制方式，从而形成了脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称为直流脉宽调速系统（或者直流PWM调速系统）。 PWM调速中调节的占空比=T1/T; 直流PWM调速系统的几大特点： 1直流PWM调速系统主电路线路简单，需用的电力电子器件少 ； 2.开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小； 3低速性能好，稳速精度高，调速范围广，可达到1:1000左右； 5 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 4若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗干扰能力强； 5电力电子开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高； 6当直流电源采用不可控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 第三节 水箱液位的控制 1.3.1 变送器 在我们的日常生活和工作中，需要对各种信号进行测量比如电压、电流、温度等。由于测量的信号是各种各样、千变万化要对这些繁多的信号进行直接的测量是不可能的，通常的做法是先对于不同的信号通过不同的转换装置把它转换成标准的直流信号，标准的直流信号与测量信号成线性的比例关系，我们把这一标准直流信号称为模拟信号。也就是变送器的输出信号，它通常是420mA或15V等。只要对不同变送器输出的模拟信号进行测量，就可以知道不同测量信号的值。我们把这种能够把不同信号变成标准模拟信号的转换装置称为变送器，它主要分为两大类：变换测量信号是电信号的叫电量变送器，另一类统称为非电量变送器。变送器有输入、输出还要有工作电源也称辅助电源，对于输出和辅助电源接出、接入需要用二对四根导线，能不能保证正常运行的情况下少用一点导线呢，很多情况下是可以实 6 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 现的，现分别介绍如下： 1）二线制：变送器的输出在420mA时变速器通常可以设计成输出和辅助电源共用一对线。由于输出和辅助电源使用了两根线我们把这种输出的变送器叫二线制变送器； 2）四线制：变送器有单独的供电线路和信号传输线路。 1.3.2 工作原理 当水箱的液位小于设定值时，压力变送器检测到的信号小于设定值，设定值与反馈值的差就是PID调节器的输入偏差信号。经过运算后即输出控制信号给电动调节阀，使其开度增大，以使通道里的水流量变大，增加水箱里的储水量，液位升高。当液位升高到设定高度时，设定值与控制变量平衡，PID调节器的输入偏差信号为零，电动调节阀就维持在 那个开度，流量也不变，同时水箱的液位也维持不变。 7 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 实际连线图 第四节 炉温的控制 1.4.1 UP550程序调节器 1、UP550程序调节器是日本横河程序调节器,液晶显示高性能程序调节器主要功能:5种调节模式，30条程序曲线，常用型号:UP550-00,UP550-01,UP550-10,UP550-20,UP550-11,UP550-21。 2、UP550程序调节器特点 30种程序模式：多达300段，400个事件 1）速度快，精度高：以±0.1%的精度，长达100ms的输入采样周期 8 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 跟踪快速变化的信号； 2）清晰大屏5位LED显示，11 x 20 mm，用户友好的全点阵LCD显示程序模式； 3）程序监视灯显示照明/水位/浸水状态，简易调解模式选择 4）5种标准调节模式：包括带双PV切换的回路调节、可扩展至8个接点输入和8个接点输出、支持Light Loader-LL100参数设定工具 可以在PC显示器上轻松完成参数设定、并依托光通信适配器通过调节器面板完成数据传输、易于理解的硬拷贝格式与手持CD-ROM用户手册； 5）新型通信方式：支持Modbus、PC-Link&Ladder协议与协调操作。 1.4.2 炉温控制系统 本系统由UP550程序调节器、固态继电器、电阻炉、传感器等部分组成，如图所示 在系统中，利用传感器 测得电阻炉实际温度并转换成毫伏级电压信号，该电压信号传送给UP550程序调节器，UP550程序调节器进行数据处理并显示温度曲线，同时将温度与设定温度比较，由设定的控制算法计算出控制 9 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 量，根据控制量通过控制固态继电器的导通和关闭从而控制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的控制。 通过计算机使用组态王软件可对温度的变化进行实时的监控和记录、并能对UP550的参数进行设定和修改。 10 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 第二章：校外实习 第一节 包头燕京雪鹿啤酒厂 2.1.1 包头雪鹿啤酒厂简介 燕京啤酒(包头雪鹿)股份有限公司作为中西部地区第一大啤酒生产企业, 占地面积14.15万平方米，是内蒙古自治区首家通过质量管理体系，环境管理体系及食品安全管理体系，“三标一体”化认证的啤酒生产企业，产品取得了国家绿色食品和QS认证标志，作为自治区高新技术企业，2000年以来，燕京雪鹿公司根据燕京啤酒集团的总体战略部署，紧紧抓住自治区和包头市经济快速发展的有利时机，企业规模不断壮大，现有资产总值6亿元，无形资产10.19亿元，年生产啤酒能力50万吨，年生产矿泉水能力10万吨，并建成自治区第一条纯生啤酒生产线，已进入国内大型啤酒生产企业行列。拥有目前国内最先进的每小时36000瓶包装生产线。 2.1.2 啤酒 啤酒是以大麦芽和酿造水为主要原料，以大米、玉米等谷物为辅 11 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 料，以极少量啤酒花为香料，经过啤酒酵母糖化发酵酿制而成的一种含有丰富的二氧化碳而起泡沫的低酒精度2.57.5%(V/V)的健康饮料酒。 啤酒含有一定量的CO2，一般>0.42%（m/m），可以形成洁白细腻的泡沫，使人感到有杀口感。它有特殊的啤酒花清香味和适口的苦味，有比较丰富的营养价值，即有较高的发热量（181.4KJ/100g啤酒）和含有丰富的营养成物质（蛋白质、碳水化合物、矿物质、有机酸及维生素等）。 啤酒与其他酿造酒有所不同。主要不同点是：使用的原料不同；使用的酿造方式和酵母菌种不同，啤酒有特殊或专用的酿造方法，发酵用的酵母是经纯粹分离和专门培养的啤酒酵母菌种；生产周期不固定，长短不一，可根据品种、工艺和设备条件而变化,短的仅14天,长的可达40天以上。 啤酒的酒精含量是按质量计的，通常不超过25%，国外为35g酒精/100g啤酒，一般不超过8g，在我国一般为3.44g酒精/100g啤酒（m/m）。啤酒度不是指酒精含量，而是指酒液原汁中麦芽汁浓度的质量百分比。这种标度方法仅见于中国啤酒，在外国啤酒中还没有。啤酒的浓度变化较大，在1020°Bx之间。我国啤酒厂过去分别生产原麦汁浓度为818°Bx的10余种啤酒，其中原麦汁浓度为1012°Bx的啤酒产量最大，生产厂家也较多。 12 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 2.1.3酿造工艺流程描述 糊化锅中加入工艺水，加热至45；将已粉碎好的原料加入糊化锅中，在温度为70的条件下使-淀粉酶充分作用，时间为20min；然后在100的条件下使淀粉充分糊化，提高浸出率，同时提供混合糖化醪升温所需的热量，时间为40min。 在糖化锅中加入工艺水，加热至37；将已粉碎好的原料加入糖化锅中，在温度为50的条件下使羧肽酶充分作用，形成低分子含氮物质；然后将糊化锅醪液加入糖化锅中，并在65下保持30min，使淀粉酶充分降解淀粉；然后在72下保持40min，让淀粉酶充分分解淀粉，之后升温至78。 糖化锅醪液经过滤槽去除麦糟后，倒入煮沸锅加热煮沸，醪液的沸点为105，通过煮沸可以适当控制麦汁浓度在0.12-0.13之间；并能破坏酶的活性，终止生物化学反应；使蛋白质变性凝固；使酒花中的有效成分充分溶出。 煮沸过程的凝固的蛋白质在旋沉槽中沉淀除去；然后倒入发酵罐中进行发酵。 13 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 2.1.4啤酒生产工艺流程 1、原料粉碎 粉碎是一种纯机械加工过程，原料通过粉碎可以增大比表面积，使内含物与介质水和生物催化剂酶接触面积增大，加速物料内含物的溶解和分解。 麦芽粉碎方法分为三种，即干法粉碎、增湿粉碎和湿法粉碎。干法粉碎是一种传统的并且一直延续至今的粉碎方法，而增湿粉碎和湿法粉碎被越来越多的厂家采用。 2、糖化 糖化是麦芽内含物在酶的作用下继续溶解和分解的过程。麦芽及 辅料粉碎物加水混合后，在不同的温度段保持一定的时间，使麦芽中的酶在最适的条件下充分作用相应的底物，使之分解并溶于水。原料及辅料粉碎物与水混合后的混合液称为“醪” 14 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 （液），糖化后的醪液称为“糖化醪”，溶解于水的各种干物质（溶质）称为“浸出物”。浸出物由可发酵性和不可发酵性物质两部分组成，糖化过程应尽可能多地将麦芽干物质浸出来，并在酶的作用下进行适度的分解。 3、麦汁过滤 糖化结束后，必须将糖化醪尽快地进行固液分离，即过滤，从而得到清亮的麦汁。固体部分称为“麦糟”，这是啤酒厂的主要副产物之一；液体部分为麦汁，是啤酒酵母发酵的基质。糖化醪过滤是以大麦皮壳为自然滤层，采用重力过滤器或加压过滤器将麦汁分离。分离麦汁的过程分两步：第一步是将糖化醪中的麦汁分离，这部分麦汁称为“头号麦汁”或“第一麦汁”，这个过程称为“头号麦汁过滤”；第二步是将残留在麦糟中的麦汁用热水洗出，洗出的麦汁称为“洗糟麦汁”或“第二麦汁”，这个过程称为“洗糟”。 目的是去掉静置后筛板与槽底间的沉积物(开始时回流的混浊麦汁是由水、麦汁和筛底团块组成)。通过麦汁阀或泵的开关来完成，这样在麦汁区形成一个涡流，一起把槽底间的沉积物带出来。在预过滤（预喷）过程中，阀门的开启不得过大，以免产生过大的吸力，使糟层吸紧。 4、麦汁煮沸 麦汁煮沸的作用：蒸发多余的水分；破坏酶的活性，终止生物化学变化，固定麦汁组成；麦汁灭菌；浸出酒花中的有效成分；使蛋白质变性凝固。 15 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 5、麦汁冷却、凝固物分离及充氧 经煮沸的麦汁要冷却到发酵温度，再冷却过程中分离凝固物，并通入无菌空气提供酵母生长繁殖所需的氧。凝固物是在麦汁煮沸过程中由于蛋白质变性凝固和多酚物质不断氧化聚合而形成的，根据析出的温度不同分为热凝固物和冷凝固物。 6、啤酒发酵 啤酒发酵方法：啤酒发酵方法有上面发酵法和下面发酵法两种方法，一般都采用下面发酵法。传统的发酵过程一般分为两个阶段：主发酵和后发酵（贮酒） 主发酵工艺分为：起泡期、高泡期和落泡期三个阶段。 主发酵过程控制：、温度的控制：控制不同的发酵温度有各自的优缺点，采用低温发酵，酵母在发酵过程中生成的副产物较少，使啤酒的口味较好，泡沫状况良好，但发酵时间长；采用高温发酵，酵母的发酵速度较快，发酵时间短，设备的利用率高，但生成副产物较多，啤酒口味较差。、浓度的控制：麦汁浓度的变化受发酵温度和发酵时间的影响。发酵旺盛，降糖速度快，则可适当降低发酵温度和缩短最高温度的保持时间；反之，则应适当提高发酵温度或延长最高温度的保持时间。、发酵时间的控制：发酵时间主要取决于发酵温度的变化，发酵温度高，则发酵时间短；发酵温度低，则发酵时间长。 7、啤酒过滤 啤酒过滤是一个纯物理分离过程，利用过滤前后的压差将待过滤液体从一端推向另一端，穿过过滤介质，发酵液中悬浮的微小粒子被 16 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 截留下来，滤出的啤酒透明且有光泽。 过滤介质将微小粒子甚至比介质孔隙小的粒子截留下来主要是通过筛分效应、深层效应和吸附效应实现的。 8、包装 每一批啤酒在包装前，还会通过严格的理化检验和品酒师感官评定合格后才能送到包装流水线。成品啤酒的包装常有瓶装、听装和桶装几种包装形式。再加上瓶子形状、容量的不同，标签、颈套和瓶盖的不同以及外包装的多样化，从而构成了市场中琳琅满目的啤酒产品。 17 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 第二节 包头市北郊水质净化厂 2.2.1 北郊水质净化厂简介 包头市北郊水质净化厂位于包头市青山区的东南部，水质净化厂设计规模为7万m3d，处理后的出水要求全部达到二级处理标准。水质净化厂于2023年6月15日竣工试运行。总投资10500万元，厂内主要工艺设备及自控检测系统由瑞士、德国、英国及美国等国家引进。2023年8月，包头市污水资源化利用工程之一的北郊回用水处理设施正式开工建设，该设施是将现有北郊水质净化厂二级出水，经过深度处理，使其达到城市生活杂用水水质标准，工程于2023年3月投产试运行，总投资约2500万元。 目前，北郊水质净化厂处理城市污水的规模为10万吨/日，再生水供水能力将达到8万吨/日。 18 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 2.2.2 污水处理工艺 一级处理：又称初级处理，处理对象是污水中的漂浮物和悬浮物，筛滤截留法筛网、格栅过滤，重力分离法沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池等，离心分离法旋流分离器、离心机等。 二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。通常采用的方法是微生物处理法，具体方式有活性污泥法和生物膜法。生物处理就是利用微生物分解氧化有机物的这一功能，并采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，以提高其分解氧化有机物效率。污水经过一级处理以后，已经去除了漂浮物和部分悬浮物，BOD5的去除率约2530。经过二级处理后，BOD5去除率可达90以上，二沉池出水能达标排放。 三级处理：是在一级处理、二级处理之后，进一步处理难降解的有机物既可导致水体富营养化的氮、磷等可溶性无机物等。三级处理常用于二级处理以后，以进一步改善水质和达到国家有关排放标准为目的。三级处理使用的方法有生物脱氮除磷、混凝沉淀(澄清、气浮)、过滤、活性炭吸附等。 19 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 结论 我们为期三周的认识实习就这样结束了，时间虽然很短，但它带给我们的却是永远也忘不了的经历。这次实习不仅培养了我们的学习兴趣，同时也拓展了我们的知识面，通过理论联系实际，不断的学习和总结经验，巩固了所学的知识，提高了处理实际问题的能力，为毕业设计的顺利进行总结了经验。 之前我们学的大多数东西仅限于课本，对实实在在的应用还比较模糊，这样的认知实习，有利于我们学习目的的明确性和主动性。如果我们一直不参加认识实习，我们永远都不知道我们哪些东西是应该确实掌握的，在学校里，没有实实在在的实践，我们总以为学的东西没太多用，在实习过程中，我们了解到了我们学的东西是如此重要时，以致提高了我们学习的积极性和目的性！ 设备在实际工作中到底应该是怎么样的？在以后到底什么样的工作适合我们？我们不知道，或者不是很明确，通过实习，这些疑惑就迎刃而解了。我们在实习参观过程中，还是有很多的东西不明白，但这些高科技的新设备确实勾起了我们的好奇心，我们急于想去了解它们，我们想知道它们的原理，它们的各种用途。 基于上述，在此次实习过程中我总结了以下几点： 1.扩展了我的知识面，对之前学习书本上一些不足的理论知识进行了一个很好的补充； 2.对专业知识进行了有效的巩固； 20 内蒙古科技大学 信息测控生产实习 3.深入全面了解本专业职业定位，为将来工作有了一定的导向作用； 4.对生产设备有了由感性渐渐到理性的认知，有种实实在在的印象； 5.激励自我更加努力去学习，为将来竞争更好的工作岗位作好准备工作； 最后，感谢对我们付出自己宝贵时间和有限精力来辛勤指导的老师们。 21 内蒙古科技大学生产实习设计 内蒙古科技大学生产实习报告（推荐） 内蒙古科技大学实习报告 内蒙古科技大学简介 机械专业生产实习报告(内蒙古科技大学) 内蒙古科技大学机械专业生产实习日记 内蒙古科技大学实习报告封面 内蒙古科技大学实习报告2 内蒙古科技大学金工实习心得 内蒙古科技大学寒假实习报告