基于WinCC的啤酒糖化生产过程自动控制系统

论文摘要

近年来,我国的啤酒需求量日趋增大,随着市场竞争的加剧与消费群的日益成熟,对啤酒的质量和风味的要求也越来越高,国内啤酒糖化生产过程自动化程度要求也越来越高,因此利用先进的自动控制技术对糖化生产进行控制成为提高啤酒质量的重要手段,以满足日益增长的市场需求。本文对啤酒生产糖化过程的工艺及关键问题进行了分析,对啤酒糖化自动控制系统进行了总体设计,对糖化温度控制进行研究与设计,并对糖化自动控制系统的测试进行了研究。啤酒糖化自动控制系统采用分级结构。第一级过程控制层为可编程逻辑控制器（PLC）,系统选用SIEMENS S7-400与ET200M,直接与现场仪器、仪表连接,主要完成对现场数字、模拟信号进行采集和处理以及对执行元件进行实时控制的功能。第二级过程监控层为工业控制计算机,本系统选用西门子工控机,主要完成控制软件的界面和控制过程数据的监视、管理和记录的功能。工控机与PLC之间通过MPI网连接,PLC主站与子站之间通过PROFIBUS-DP网络连接。PLC硬件组态设计采用SIEMENS PLC编程工具STEP7开发软件,实现硬件组态和PLC控制程序设计;上位机的监控软件采用WinCC组态,具有友好的人机交互界面,灵活的工艺配方管理方法,可以直接控制生产过程。控制系统采用改进的PID算法,结合BANG-BANG控制与基于时间的ON/OFF控制,在实际运行过程中取得了良好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 课题研究现状
• 1.3 课题研究内容
• 第二章 糖化生产过程控制总体设计
• 2.1 糖化生产工艺过程概述
• 2.2 糖化生产过程控制总体结构
• 2.3 PLC 控制系统硬件配置与组态
• 2.3.1 PLC 控制系统硬件配置
• 2.3.2 PLC 系统硬件功能描述
• 2.3.3 基于PROFIBUS-DP 现场总线技术的分布式I/O 从站
• 2.3.4 STEP 7 组态PLC 硬件
• 2.4 WinCC 概述及监控系统组态
• 2.4.1 监控系统设计要求
• 2.4.2 WinCC 监控系统组态
• 2.5 本章小结
• 第三章 糖化温度控制设计
• 3.1 糖化锅工艺系统描述
• 3.2 糖化锅操作及控制工艺分析
• 3.3 系统采用的控制算法
• 3.4 系统软件程序设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 糖化生产过程控制系统测试
• 4.1 PLC 控制系统的调试原则
• 4.2 S7-PLCSIM 模拟器调试程序
• 4.3 PID 控制器校正
• 4.4 系统控制效果
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论及展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 作者简介
• 详细摘要