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系列产品，设计开发了发酵控制系统，并已成功地应用于我公司现场。经实际运行，该系统技术性能优良，运行稳定可靠，操作直观方便，对发酵控制取得成功。
1、 控制系统的组成与功能
根据啤酒发酵工艺，我们在发酵罐的上、中、下三段各设了冷却盘管，管内的冷媒采用酒精溶液，通过控制阀门的开启来控制发酵温度。其生产过程流程图如图1所示。
本系统上位机配置1台586微型计算机和1台打印机。下位机采用西门子S7-300可编程控制器，通过Profibus-DP总线接口与上位机相连，构成整个监控系统，其组成结构图2所示。
① 对每个发酵罐的上、中、下3个测量点的温度进行检测，实现自动控制，罐内实行压力检测。整个发酵过程按照发酵机理，根据主酵→双己酰还原→冷却→酵母回收→后贮的阶段，分别设定曲线进行控制，并采用滞后预估等控制方法，使系统控制精度符合工艺要求。
② 上位计算机可以动态显示每个发酵罐的工艺流程，即温度、压力、进酒时间、酒龄及超限声光报警等，以便对发酵罐进行宏观管理，并具有阀门的开关状态显示，阀门的手自动控制，实时报表打印等功能。
③ 能监视每个发酵罐的温度、压力周期曲线，当累积酒龄达到时，自动出信号，以便人工确定是否执行下步操作。
根据工艺要求设有操作员、工艺操作员及总工三级密码，并对各工艺参数进行保存及报表处理功能。保证了系统安全，强化了生产管理，为经济责任制的考核提供了依据。
啤酒发酵是内部机理复杂的生化反应。其反应时间长，惯性大，不易控制，尤其是发酵罐三点温度控制是关联的，相互影响。我们从整体考虑，采用预估，时间PID以及模糊控制方式，按照设定的工艺控制曲线进行监测控制。
主酵阶段的自支控制程序
当冷却的麦汁和酵母进入发酵罐后，就开始进入主酵阶段。由于发酵是入热反应，温度升高，产生大量的CO2，使发酵液产生强大的对流。在控制上应t上<t中<t下，故控制冷却液阀门的开启顺序是TV上→TV中→TV下。为了保证控制精度，我们以上、中两点温度的平均值的△t1时，只开启TV上；当该点温度大于设定曲线温度值的△t2时，同时开启TV上TV中阀。而且每一点温度若大于设定曲线温度值的△t0时，就单开与时间预估方式进行综合考虑，保证温度控制精度。
在双己酰还原联阶段，由于主酵完成，只是在等待双己酰指标符合要求后进行降温，此时要抑制发酵液的对流。在控制上要保持罐内温度均衡，即t上=t中=t下。
2.3 冷却排酵母阶段控制程序
一旦双己酰符合工艺指标要求，就可对发酵液进行冷却，使酵母沉淀。为了加快酵母的沉淀，应使罐内上面热，下面冷，酵母不上翻，即温度控制满足t上> t中>t下。这样控制冷却阀门开启的顺序为TV上→TV中→TV下。
2.4 后贮阶段的控制程序
当酒酒液冷却至-0.5℃左右时进入后贮阶段。在这个阶段要使温度尽量均衡，且使罐内上中下温度为t上=t中>t下。这主要是为了避免温度回升，以免下面温度高于中上部温度，引起酒液对流，使酵母溶于酒液中，影响产品质量，也给滤酒增加困难。另外，低温贮酒时应控制阀门的开启时间，不宜太长，以免结冰。
3、 结束语
该控制系统在现场运行了两年多时间，实践证明设计合理，性能可靠，组成系统灵活方便，控制品质好，满足工艺要求，提高了装置的自动化控制水平，也大大减轻了员工的劳动强度，给我公司带来显著的经济效益。
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szzunzheng 发表于 2007/9/7 18:04:38
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引用 szzunzheng 2007/9/7 18:04:38 发表于2楼的内容
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