×××啤酒有限公司发酵自控设计方案×××自动化有限公司二○○七年五月技术方案纲要第一部分总体设计一、系统组成二、PLC控制系统三、计算机系统四、通讯五、软件系统六、用户软件第二部分控制方案一、三十二六个发酵罐控制二、七个清酒罐控制三、1个脱氧水罐控制四、罐区CIP控制五、冷媒总管温度、压力检测六、后CIP控制七、过滤管线第三部分软件界面部分发酵技术方案说明第一部分总体设计一、系统组成：1、1 系统示意图（见附图1）：1、2 控制室内设备：●计算机操作台 2台●工业控制机 2台●打印机 1台●计算机椅 2只●UPS后备电源 2台1、3 配电室内设备：●配电柜5台，其中1台为总电源柜。
1、4 现场设备：●现场PLC子站柜 7台●温度传感器●接近开关●调节阀●流量计 4台●压力变送器●液位变送器●气动碟阀●变频器 4台●其它元件二、PLC控制系统：2、1 CPU：型号：6ES7414-2XK04-0AB0,西门子公司 1台。
简述：采用西门子的S7系列PLC可编程序控制器，是国内绝大多数啤酒生产商的选择，事实证明这种PLC具有很高的可靠性和性能价格比。
2、2 ET200M 分布式I/O：从站数量：根据控制点的统计数据，确定7个ET200M从站。
位置：PLC控制柜内。
2、3 PLC子站柜：高：1800mm，宽：800mm，厚：400mm，颜色：不锈钢。
数量：6台，分放在发酵罐区现场适当的位置。
2、4 模拟量输入模块，西门子公司：型号：6ES7 331-1KF01-0AB0 8路，13位精度。
数量：21块。
简述：该模块价格适中，精度高，适应性强，可以直接组态成电阻信号、电流信号等多种形式的输入方式。
2、5 模拟量输出模块，西门子公司：型号：6ES7332-5HD01-0AB0，8路，4-20mA输出信号。
数量：2块。
2、6 数字量输入模块，西门子公司：型号：6ES7321-1BL00-0AA0，32路，DC24V输入信号。
数量：13块。
2、7 数字量输出模块，西门子公司：型号：6ES7322-1BL00-0AA0，32路，DC24V输出信号。
数量：10块。
2、7 ET200M接口模块，西门子公司：型号：6ES7153-1AA03-0XB0。
数量：7块。
三、计算机系统：3、1 工控机：型号：P4 2.8G/120G/1G，研祥公司。
配置：速度：2.8G,硬盘120G，内存：1G。
操作系统：WINDOWS2000 SP33、2 显示器：型号：19”液晶彩显 PHILIPS公司。
3、3 打印机：型号：EPSON ME1。
3、4 UPS不间断电源：型号：1000VA 后备式山特公司。
四、通讯：4、1 PROFIBUS总线。
用作PLC主站与从站之间的通讯。
4、2 MPI总线。
用作PLC主站与上位机之间的通讯。
4、3通讯设备：设备：6GK1 561-1AA00/CP5611网卡，简述：通过5611网卡与如下设备通讯：●上位机与下位机PLC进行数据通讯；●上料、湿粉碎机系统进行数据通讯五、软件系统：5、1 PLC程序开发工具软件：版本：STEP7 V5.3 西门子公司。
简述：使用西门子的PLC硬件，使用西门子公司的开发软件，有很好的兼容性。
5、2 界面开发软件：版本：WINCC 6.0版。
六、用户软件：简述：用户软件是我公司在西门子STEP 7软件平台上，开发的应用软件，也就是发酵过程控制程序。
我公司编制的发酵控制程序是在解剖了哈夫曼发酵系统的基础上开发研制的。
具有以下功能。
⏹控制温度全程自动化。
除有特殊要求外，不加人工干预。
⏹具有自诊断功能。
⏹完善的手、自动转换功能。
可以在界面上进行软手动操作。
⏹故障报警和处理功能。
报警分三级，提示性报警，警告性报警，危险性报警。
⏹防止误操作体系。
⏹自动程序界面可以显示工艺步骤所需要的参数。
⏹可以集中显示各个工艺部分的进程、参数的变化。
⏹历史数据的存贮功能，所存贮的数据可以通过历史趋势曲线来显示，也可以通过报表来显示和查询。
历史数据可以存贮12个月。
⏹历史曲线的查询可以选择、设置时间段、翻页、放大等操作。
⏹三级授权管理，分为操作员级，工艺员级、工程师级。
可以通过不同的授权进行不同等级的操作。
⏹配方管理，用户可以通过配方管理，改变工艺参数，配方数据要由有授权的人才可心修改。
配方所存工艺套数由甲方确定。
⏹采用模糊智能算法的占空比控制阀门开启时间，具有防止冻罐功能，半罐酒识别功能。
不会造成连续的温度急剧下降。
占空比的周期与脉宽可以设置到最合理的数值，保证控温的要求同时能有合理的阀门开关频率，最大限度地延长阀门的寿命。
第二部分控制方案一、三十六个发酵罐：1、1三十六个发酵罐温度控制系统：检测：铠装铂电阻，WZPK-236S，L*l=650*500，36支，每个罐3段，久茂。
（具体型号规格见设备清单，下同）控制：气动碟阀DN50，56个（上、中段冷阀）。
气动碟阀DN40，28个（下段冷阀）。
简述：控制罐内温度按工艺曲线变化。
温度控制是发酵罐控制的中心，我公司对发酵过程的温度控制采取了分段控制、占空比控制、趋势控制等多种措施，保证温度控制精确到正负0.2度，不冻罐，在不满罐时可以根据液位高度进行不同的控制方法。
1、2三十六个发酵罐酒液数量显示监测：检测：电磁流量计，53H1H(DN100)，E+H公司。
控制：发酵罐出酒泵。
简述：在选定冷麦汁进入某个发酵罐后，在糖化冷麦汁薄板麦汁出口累加的麦汁流量计就把冷麦汁的数量传递到发酵计算机上，我们在发酵控制的计算机上就能看到该罐的进冷麦汁的吨位，当该罐的酒龄满了以后，需要滤酒时就用原来的冷麦汁吨位减去出酒的吨位，剩下的就是该罐的现有酒的吨位1、3三十六个发酵罐空罐显示监测：检测：音叉料位开关，LVL-T1-G3S-E5V1-NA，每个发酵罐各一个P+F公司。
简述：空罐监测及CIP回收时的控制、酒液进出罐控制提供依据。
二、七个清酒罐：2、1七个清酒罐温度控制系统：检测：铠装铂电阻，，12支，每个罐2点温度。
控制：气动碟阀DN50，10个（上、中段冷阀）。
气动碟阀DN40，5个（下段冷阀）。
简述：控制罐内温度按工艺曲线变化。
我公司对清酒罐的温度控制采取了占空比控制、趋势控制等多种措施，保证温度控制精确到正负0.2度，不冻罐，在不满罐时可以根据液位控制。
2、3七个清酒罐液位检测系统：检测：电磁流量计，53H1H(DN80)，E+H公司。
简述：在选定滤酒机进入某个清酒罐后，清酒罐酒液吨位的检测由滤酒机出口流量计来进行累加计算，在出酒时有清酒罐原有的酒液吨位减去出酒吨位，剩下的便是清酒罐的现有的酒液吨位三、前CIP控制：3、1 热水罐温度检测控制（与后CIP共用）：检测：铠装铂电阻，WZPK-236S，L*l=500*350，1支，久茂。
控制：气动薄膜调节阀（带定位器、碳钢、DN65），斯派萨克公司简述：进行热水制备时，自动启CIP循环加热泵，由板式热交换器对罐内温度进行循环加热，达到设定值时停止加热。
3、2 热碱罐温度检测：检测：铠装铂电阻，WZPK-236S，L*l=500*350，1支，久茂。
控制：方式与上述相同简述：过程与上述相同3、3 热碱罐、冷碱罐、酸罐、灭菌罐、热水罐（与后CIP共用）、回收水罐（与后CIP共用）、清水罐液位检测（与后CIP共用）：检测：压力变送器P41 ，7台，E+H公司。
简述：通过监测各个罐的液位，可显示每个罐的液位高、低和吨位同时为CIP 系统自动清洗回收提供控制依据四、后CIP控制：4、1 冷热碱罐温度检测控制检测：铠装铂电阻，WZPK-236S，L*l=500*350，1支，久茂。
控制：气动薄膜调节阀（带定位器、碳钢、DN65），斯派萨克公司简述：进行热碱制备时，自动启CIP循环加热泵，由板式热交换器对罐内温度进行循环加热，达到设定值时停止加热。
4、2冷热碱罐、酸罐、灭菌罐液位检测：检测：压力变送器P41 ，3台，E+H公司。
简述：通过监测各个罐的液位，可显示每个罐的液位高、低和吨位同时为CIP 系统自动清洗回收提供控制依据五、滤酒系统5、1 向包装车间送酒计量检测：电磁流量计（包一），53H1H(DN80)，E+H公司。
电磁流量计（包二），53H1H(DN80)，E+H公司。
简述：通过监测计量去包一、包二的酒液，可为核算为包一车间、包二车间送去多少酒液，同时也能知道清酒罐还剩多少酒液。
5、2 向包装车间送酒管线压力检测控制检测：压力变送器P41 ，2台，E+H公司。
控制：送酒变频泵15KW Danfoss公司简述：在进行向包装车间送酒时，由于压力波动过灌装系统带来很多困难，故采用变频恒压控制系统，同时也降低清酒罐的备压节约了资源。
六、脱氧水系统6、1 脱氧水罐温度控制系统：检测：铠装铂电阻，2支，每个罐2点温度。
控制：气动碟阀DN50，2个（上、中段冷阀）。
气动碟阀DN40，1个（下段冷阀）。
简述：控制罐内温度按工艺曲线变化。
我公司对脱氧罐的温度控制采取了占空比控制、趋势控制等多种措施，保证温度控制精确到正负0.2度不冻罐。
6、2 脱氧水系统恒压控制：检测：压力变送器P41 ，1台，E+H公司。
控制：送酒变频泵15KW Danfoss公司简述：脱氧水系统采用恒压变频控制，使整个脱氧水输出管路上压力恒定，脱氧水流速平稳。
七、冷媒总管温度、压力检测：检测：铠装铂电阻，WZPK-236S，L*l=200*50，2支，久茂。
压力变送器，P41，2台，E+H公司。
简述：对冷媒系统的温度、压力进行实时监测记录，确保冷媒系统安全正常生产。
第三部分软件界面部分我公司提供的界面示例如下：华天公司发酵推荐界面-主画面华天公司发酵推荐界面--1-4#发酵罐流程1-4号发酵罐自控界面发酵推荐界面-自控界面发酵推荐界面-状态总览发酵推荐界面-配方设定发酵推荐界面-前CIP流程发酵推荐界面-后CIP流程发酵推荐界面-清酒罐流程发酵推荐界面-曲线发酵推荐界面-占空比设置附图1 硬件系统构成示意图:上位计算机上服务器管理机上位计算机PROFIBUS-DP1#子站……S7-400ET200 ET200 ET2001#发酵罐6#发酵罐2#子站6#子站……7#发酵罐清酒CIP………………发酵CIP12#发酵罐工业以太网其它系统MPI。