啤酒发酵自动控制系统的应用与研究.doc

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1、硕士研究生学位（毕业）论文提纲啤酒发酵自动控制系统的应用与研究 学科专业 研究方向 研 究 生 指导教师 中国 硕士研究生学位（毕业）论文提纲论文题目： 啤酒发酵自动控制系统的应用与研究一、选题的目的和意义啤酒是世界上产量以及消费量最大的一种酒，啤酒市场非常巨大，世界啤酒的未来充满希望，随着人均消费量增长，啤酒消费量增长显著，居世界前列。我国作为世界最大的啤酒饮料生产消费大国之一。我国国内生产啤酒的企业数以百计，但与国外的主要啤酒生产厂家相比，大部分企业的技术相对落后，国内啤酒生产工业目前存在许多不尽人意的地方。目前我国大多数啤酒生产企业装备落后，啤酒生产过程自动化程度低，大部分处于手动控制阶

2、段，只有极少数企业实现半自动化。由于啤酒生产的工艺复杂，而啤酒发酵过程作为啤酒生产工艺过程至关重要的一步，因此我国啤酒业发酵技术迫切需要进行改造，提高啤酒生产率，保证成品酒质量，确保在市场激烈的竞争中力争上游。国内目前啤酒市场的竞争，体现在两个方面：质量和价格。为适应当前生产的要求，在啤酒发酵过程中实现自动化控制可以提高竞争力体现在：(1) 提高啤酒产品质量，提高原材料的利用率，降低生产成本。(2) 实现自动化后，大大减少了工人的劳动强度，啤酒的质量与生产都有望达到一个新的高度。(3) 提高啤酒的质量和生产效率的同时，辅助生产管理，方便生产成本的控制和管理。二、该题目国内外的相关研究动态 我国

3、啤酒的产量己开始赶超世界先进水平，但产品质量必须达到较高水平，花色品种也必须赶上去才能适应日益变化的消费者的需求。这就要求国内的啤酒生产厂家改变传统的生产工艺更新生产设备以满足市场的需求。国内啤酒厂更新技术的手段主要有以下几方面：1引进国外控制技术例如福建惠泉啤酒厂创下十五一啤酒酿造技术新亮点无菌酿造技术，并进口德国Thient公司的各种先进仪器和德国著名的高得曼实验室，创造了世界一流的现代化啤酒控制系统；北京燕京啤酒厂引进德国施密特公司专用的先进设备：北京华尔森啤酒厂从捷克引进全套生产设备；上海华光啤酒厂从瑞士引进生产设备等。引进设备的最大特点是自动化水平比较高从而能严格满足啤酒生产的要求。

4、因此产量较高，质量较稳定。但是引进设备价格昂贵，使一般小厂望尘莫及。2国内科研所、专业公司根据国情自行研究的技术由于引进国外整套设备的成本非常高，因此，尽快地研制出自动化水平较高的国内啤酒生产设备，以适应国内啤酒生产的需要。也成为国内一些科研部门的热点。1988年北京核工程研究院研制的“PRS一80”型啤酒发酵控制系统在伊春啤酒厂投入使用，其硬件主要分上位机和现场工作站两层，控制方案采用单变量温度控制；1993年国家轻工业部自动化研究所研制的“PW-40啤酒发酵微机控制系统”在厦门华侨啤酒厂投入使用，其控制方案也是采用单变量温度控制；1994年北京科海测控工程部研制的“CMCM啤酒发酵微机测控

5、系统”在无锡市太湖水啤酒厂投入使用，其硬件配置上位机采用80386，配合了一个小型局域网络，现场控制机采用250单板机，控制方案采用单变量控制，并设有液位检测；合肥廉泉啤酒（集团）公司为了增强企业的整体实力，提高产品档次，在1999年完成糖化及发酵自控系统，从而使扩建6万吨啤酒的生产系统的技改工作胜利完成。3、厂内自行研究国内中小企业结合本厂具体的生产实际自行研究的自动化仪表加手动的生产控制技术，其造价低，效果一般，符合企业目前的状况，但不能满足企业长远发展的需求，成为制约企业发展的一大瓶颈。从上述情况看，我国的啤酒生产设备与发达国家相比有了较大的发展，但是还处于起步阶段。三、选题拟解决的主要

6、问题 本课题的目的在于通过分析啤酒发酵的主要控制过程，找出完成整个生产工艺时最关键的控制参数。即对发酵的温度控制和发酵过程的自动化控制，而整个控制过程中最为重要的测控参数就是发酵过程中的温度控制。针对以上问题，本课题采用基于PLC的啤酒发酵控制系统设计方案，该方案利用PLC极其拓展模块，实时处理现场包括温度的采集、控制，压力的采集、控制。本文的意义就是以啤酒发酵为背景，建立基于PLC的啤酒发酵控制系统，提供合理的控制解决方案，提高控制水平，实现测、管、控一体化，满足信息化要求，替代人工，降低生产成本，实现无污染生产，提高企业管理水平与竞争力。四、内容提纲摘要Abstract第1章绪论1.1选题

7、背景1.2文献综述1.2.1啤酒发酵过程控制的发展历程1.2.2国内外研究现状1.3智能优化方法在啤酒生产中的研究现状1.4本文主要研究内容与结构安排第2章啤酒生产过程的自动化控制2.1啤酒生产工艺流程2.1.1糖化过程2.1.2发酵过程2.2啤酒发酵过程概述2.2.1发酵过程描述2.2.2温度对发酵的影响及控制2.3小结第3章基于PLC的啤酒发酵监控系统设计3.1啤酒发酵控制系统简介3.2 PLC基本介绍3.2.1 PLC的由来3.2.2 PLC的定义3.2.3 PLC的特点3.2.4 PLC的基本功能3.2.5 PLC的基本结构3.2.6 PLC的工作原理3.3啤酒发酵控制系统的硬件设计3

8、.4基于PLC的啤酒发酵监控系统的设计3.4.1啤酒发酵温度控制系统电控系统的总体设计3.4.2发酵温度控制系统设计3.4.3基于SKworkshop软件的啤酒发酵温度控制HMI设计3.5小结第4章基于CMAC和PID并行控制啤酒发酵过程的参数优化研究4.1CMAC和PID并行控制啤酒发酵4.1.1基本原理4.1.2优化目的4.1.3优化参数设计选择4.1.4CMAC和PID并行控制啤酒发酵过程的工作步骤4.2基于CMAC和PID并行控制啤酒发酵过程的参数优化4.2.1发酵罐温度被控对象的数学模型4.2.2基于传统PID控制器的啤酒发酵过程中温度模型的建模与仿真4.2.3PID仿真模型建立4.

9、2.4 PID仿真结果分析4.3 CMAC小脑神经模型的研究4.3.1 CMAC小脑神经模型的基本原理4.4 CMAC和PID联合控制4.5小结第5章基于CMAC和PID并行控制啤酒发酵系统的组装与调试5.1基于CMAC和PID并行控制啤酒发酵系统的组装5.2基于CMAC和PID并行控制啤酒发酵系统的建模与仿真5.3基于CMAC和PID并行控制啤酒发酵系统的调试5.4小结第6章总结参考文献致谢五、主要参考文献1王文甫.啤洒生产工艺北京;中国轻工业出版社,1997.30-462史仲平,潘丰.发酵过程解析、控制与检测技术.北京：化学工业出版社.2005 86-953张星元.发酵原理 北京;科学出版

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