啤酒發(fā)酵過程中的plc應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目 啤酒發(fā)酵過程中的PLC應(yīng)用 </p><p>　　分 院 自 動 化 學(xué) 院 </p><p>　　專 業(yè) 自 動 化 </p><p>　　

2、班 級 99612 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　啤酒發(fā)酵過程中的PLC應(yīng)用</p><p>　　摘要 發(fā)酵技術(shù)是世界上最先進(jìn)的農(nóng)藝生物工程學(xué)技術(shù)。在啤酒釀造過程中有三種主要的成分：水，谷物和HOPS(啤酒花)。盡管酵母被認(rèn)為

3、是發(fā)酵過程的催化劑，而不僅僅它自身只是作為一種成分，但它仍然是釀造過程中一個(gè)很基本的因素。作為一門學(xué)問，或者說是一門藝術(shù)也好，釀造也是很基本的。而不僅僅是將水和谷物轉(zhuǎn)化成啤酒的一個(gè)簡單過程。最基礎(chǔ)的就是，它是由下列過程組成的：谷物（主要是麥汁）和水的混合物，酵母是用來促進(jìn)發(fā)酵的，啤酒花則是用來增加芳香和氣味的。發(fā)酵控制系統(tǒng)的任務(wù)就是將發(fā)酵酒液的實(shí)際溫度控制在和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵曲線相差有限的誤差范圍內(nèi)。啤酒生產(chǎn)過程分為麥芽制造、麥芽汁制造、前發(fā)酵

4、、后發(fā)酵、過濾滅菌、包裝等幾道工。其中前發(fā)酵是啤酒發(fā)酵的主要過程，在這個(gè)過程中，酵母完成了增殖，厭氧發(fā)酵及其沉淀回收等。這個(gè)過程消耗了大部分可發(fā)酵性糖和可同化性氮等麥汁成分，排出的發(fā)酵代謝產(chǎn)物即啤酒的主要組成。而后發(fā)酵就是對主發(fā)酵的殘?zhí)抢^續(xù)發(fā)酵，達(dá)到要求的發(fā)酵度，排除氧氣，增加酒精中的CO2的溶解量。促進(jìn)發(fā)酵液成熟，改善口味，促進(jìn)啤酒自然澄清，使其具有良好的穩(wěn)定性。</p><p>　　我們是用SIMATIC S

5、7來控制啤酒發(fā)酵的這個(gè)過程，編寫程序主要控制溫度、CIP、麥汁進(jìn)罐等。選擇硬件并實(shí)現(xiàn)它們之間的聯(lián)系，編寫OB,FB ,FC等，并通過在OB中調(diào)用FB,FC等來實(shí)現(xiàn)程序。并到現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試。當(dāng)以STEP 7編程時(shí)，不要求特別的順序，但是，在大多數(shù)項(xiàng)目中必須滿足某些基本的任務(wù)。編程的內(nèi)容主要包括梯形圖和語句表，在我編寫的程序中，主要是語句表，在語句表中，遞增地檢查語法，如果你使用語句表指令編寫程序，則STEP 7在你輸入每一指令之后檢查語法。

6、</p><p>　　關(guān)鍵詞 啤酒 發(fā)酵 PLC（SIMATIC S7） 溫度控制 CIP。</p><p>　　The Apply of PLC in the Process of Beer Ferment</p><p>　　Abstracts Ferment technology is a most advanced agriculture bio

7、engineering technology in the world. there are three main ingredients in beer – water grain and hops. Yeast is also a basic part of the brewing process, although it is considered a catalyst for fermentation rather than a

8、n ingredient in and of itself。As much an art as a science, brewing is the fundamental, yet not-so-simple practice of changing water and grain into beer. At its most basic, the process consists of the mixture of grain<

9、/p><p>　　We use SIMATIC STEP7 to control the process of beer ferment, compile program primarily to control temperature、CIP and so on. we choose hardware and carry out the contact between them, compile OB、FB、FC

10、and so on ,and via transferring FB, FC in OB to come true the program. It doesn’t need special order when programming with STEP 7，but it must meet some basic task in the most items。The contents of programming primarily c

11、ontain echelon plot and sentence list, It majored in sentence list in the progr</p><p>　　Key Words Beer ferment PLC（SIMATIC STEP 7） temperature controlling CIP </p><p><b>　　目 錄</

12、b></p><p><b>　　第一章 引言5</b></p><p>　　第二章 PLC概述6</p><p>　　2.1 由來和發(fā)展6</p><p>　　2.2 工作原理6</p><p><b>　　2.3 構(gòu)成6</b></p>&l

13、t;p><b>　　2.4 特點(diǎn)7</b></p><p><b>　　2.5 優(yōu)勢8</b></p><p>　　2.6 SIMATIC S7介紹9</p><p>　　第三章 啤酒的概述11</p><p>　　3.1 啤酒的生理作用11</p><p>

14、　　3.2 世界啤酒的歷史11</p><p>　　3.3 我國的啤酒歷史：12</p><p>　　3.4 啤酒的生產(chǎn)工藝流程圖：12</p><p>　　3.5 研究啤酒的意義13</p><p>　　3.6 啤酒發(fā)展的前景14</p><p>　　第四章 控制初步設(shè)計(jì)15</p><

15、;p><b>　　4.1前言15</b></p><p>　　4.2主要流程的控制15</p><p>　　第五章 詳細(xì)控制方案18</p><p>　　5.1 總述：18</p><p>　　5.2 硬件部分：18</p><p>　　5.3 軟件部分：20</p>

16、<p>　　5.4 控制手段：21</p><p>　　5.5 存在的問題和需改進(jìn)的地方35</p><p><b>　　第六章 結(jié)論36</b></p><p><b>　　第七章 致謝37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b>&l

17、t;/p><p>　　附錄 發(fā)酵罐溫度控制程序39</p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　——本論文以SIMATIC STEP7為介紹背景，以西湖啤酒項(xiàng)目為例，系統(tǒng)地分析啤酒發(fā)酵過程中的的PLC應(yīng)用，所用到的PLC是模塊化的中小型系統(tǒng)，也就是S7-300。它有很多的特點(diǎn)：模塊化，無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布，易于用

18、戶掌握等，并且在執(zhí)行從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)時(shí)可以做到即方便又經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　啤酒釀造過程是這樣的：糖化，麥汁充氧，添加酵母，發(fā)酵，降溫，倒罐，貯酒。而我要做的就是其中發(fā)酵的一部分，啤酒發(fā)酵也是一個(gè)復(fù)雜的過程，具體的流程是這樣的：發(fā)酵作用是在啤酒酵母的參與下對麥芽汁發(fā)酵的過程，也可使麥汁中的可發(fā)酵糖和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)被酵母細(xì)胞的酶分解成酒精和二氧化碳，另外還有一系列的發(fā)酵副產(chǎn)品，如雙乙酰，醛，酸

19、和硫化物等活性物質(zhì)。以及通過酵母還原雙乙酰，改良已有的化合物，將麥汁的口味變成啤酒口味。</p><p>　　西湖啤酒這個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和研究，尤其是專業(yè)理論和實(shí)際工作的結(jié)合，不僅使我對整個(gè)的工藝有了一定的了解，而且在實(shí)際的現(xiàn)場工作中，我對現(xiàn)場儀表也有了比較深刻的了解，同時(shí)我也認(rèn)識到我應(yīng)該和必須掌握什么，以及怎樣去掌握。比方說：一開始我只是拿了一本STEP 7的書在看，卻不知道它有什么應(yīng)用，以及怎么樣的去應(yīng)用。在電腦

20、上裝了這個(gè)軟件以及畫了幾幅流程圖之后，我才有了一個(gè)模糊的概念，在和老師在現(xiàn)場查看，以及在老師的指導(dǎo)下對程序進(jìn)行修改，才建立了一個(gè)比較清晰的印象。我相信，畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程能為我以后在中控公司從事的工作奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)也向在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中提供幫助的老師，同學(xué)以及公司的同事們表示感謝。 </p><p><b>　　張磊</b></p><p><b>　　

21、2003.5.22</b></p><p><b>　　第二章 PLC概述</b></p><p><b>　　2.1 由來和發(fā)展</b></p><p>　　微機(jī)技術(shù)已經(jīng)并繼續(xù)在改變世界，以微機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程控制器也正在改變著工廠自動控制的面貌。近20年來隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器以其可靠性高。

22、能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，使用極方便的巨大優(yōu)越性，迅速占領(lǐng)工業(yè)自控領(lǐng)域，成為工業(yè)自動控制的首選產(chǎn)品，與機(jī)器人，CAD/CAM并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。當(dāng)前，在我國廣大工礦企業(yè)中與技術(shù)改造相配合正在興起廣泛應(yīng)用可編程控制器的熱潮。其發(fā)展之勢就像數(shù)年前個(gè)人計(jì)算機(jī)在我國迅速推廣一樣，方興未艾，如火如荼。</p><p>　　廣大工程技術(shù)人員已經(jīng)認(rèn)識到可編程控制器的巨大優(yōu)勢性，許多人通過對進(jìn)口設(shè)備，生產(chǎn)線的分析解剖認(rèn)識

23、可編程控制器，還有許多人自己設(shè)計(jì)可編程控制器控制系統(tǒng)，取得良好成果后更引發(fā)深入了解可編程控制器的興趣。</p><p>　　1969年美國地DEC公司制成了第一臺可編程控制器投入通用汽車公司地生產(chǎn)線控制中，取得了極其滿意的效果，從此開創(chuàng)了可編程控制器的新紀(jì)元。1971年日本開始生產(chǎn)可編程控制器；1973年歐洲開始生產(chǎn)可編程控制器；1974年我國也開始研制可編程控制器。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)字控制

24、技術(shù)的飛速發(fā)展，可編程控制器的數(shù)量、型號、品種以異乎尋常的速度發(fā)展，這點(diǎn)尤其在可編程控制器發(fā)展前期更為明顯，據(jù)國外《控制工程》雜志的不完全統(tǒng)計(jì)，全世界1983年有37家廠家生產(chǎn)100種型號的可編程控制器，而1988年就有了70家廠家生產(chǎn)304種型號的產(chǎn)品。從產(chǎn)品的銷售勢頭也可以說明這一點(diǎn)。</p><p><b>　　2.2 工作原理</b></p><p>　　作為

25、一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其核心就是一臺計(jì)算機(jī)。但是由于有接口器件及監(jiān)控軟件的包圍，因此，其外形不像計(jì)算機(jī)，操作使用方法，編程語言甚至工作原理都與計(jì)算機(jī)有所不同。另一方面，作為繼電控制盤的替代物，由于其核心為計(jì)算機(jī)芯片，因此與繼電器控制邏輯的工作原理也有很大的區(qū)別。它的工作過程是：輸入處理；程序處理；輸出處理</p><p><b>　　2.3 構(gòu)成</b></p><p>

26、;　　它的核心是一臺單板機(jī)，在單板機(jī)外圍配置了相應(yīng)的接口電路（硬件），在單板機(jī)種配置了監(jiān)控程序（軟件）。</p><p><b>　　2.3.1硬件部分</b></p><p>　　1，單板機(jī)：可編程控制器中的單板機(jī)即為CPU板。它包括一臺基本計(jì)算機(jī)必需的部件（中央處理器CPU，存儲器RAM和ROM，并行接口，串行接口，時(shí)鐘CTC）。它的作用是對整個(gè)可編程控制器的工作

27、進(jìn)行控制。它的工作分兩部分：一部分是對系統(tǒng)進(jìn)行管理，如自診斷，查錯(cuò)，信息傳送時(shí)鐘，計(jì)數(shù)刷新等；另一部分就是根據(jù)用戶程序執(zhí)行輸入輸出操作，程序解釋執(zhí)行操作等。</p><p>　　2，輸入接口電路：通常輸入有兩種形式，一種是直流輸入，其輸入器件可以是無源觸點(diǎn)或傳感器的集電極開路晶體管；另一種是交流輸入，這實(shí)際上是將交流信號經(jīng)整流，限流后再通過光耦傳入CPU。</p><p><b>

28、;　　3，輸出接口電路。</b></p><p>　　4，電源：在小型可編程控制器內(nèi)部都包括一個(gè)穩(wěn)壓電源，它用于對CPU板、I/O板等內(nèi)部器</p><p><b>　　件供電。</b></p><p>　　5，擴(kuò)展接口：用于擴(kuò)展I/O單元的，它使可編程控制器的點(diǎn)數(shù)規(guī)模配置更為靈活。這種擴(kuò)展接口實(shí)際上為總線形式。</p>

29、<p>　　6，編程器接口：接各種型式的編程裝置，還可以利用接口做一些監(jiān)控的工作。</p><p>　　7，存儲器接口：根據(jù)使用的需要擴(kuò)展存儲器，其內(nèi)部也是可以接到總線上的。</p><p>　　8，編程器：一個(gè)獨(dú)立的部件。</p><p>　　2.3.2 軟件部分</p><p>　　1 系統(tǒng)監(jiān)控程序：它是每一個(gè)可編程控制器

30、成品必須包括的部分，是由可編程控制器的制造者編制的，用于控制可編程控制器本身的運(yùn)行。</p><p>　　2 用戶程序：它是由可編程控制器的使用者編制的，用于控制被控裝置的運(yùn)行。它是用梯形圖或某種可編程控制器指令的助記符編制而成的，可以是梯形圖，指令表，高級語言，匯編語言等。</p><p><b>　　2.4 特點(diǎn)</b></p><p>

31、<b>　　高可靠性</b></p><p>　　針對各種的故障原因，可以從軟件及硬件兩方面來解決可靠性問題。在硬件方面，首先是選用優(yōu)質(zhì)器件，再就是設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加固，簡化安裝，使其易于抗沖擊，對印制電路板的設(shè)計(jì)加工及焊接工藝都做到嚴(yán)格要求。在軟件方面設(shè)置了警戒時(shí)鐘WDT, 可編程控制器運(yùn)行時(shí)對WDT定時(shí)刷新，如果程序出現(xiàn)了死循環(huán)，就能立即跳出重新啟動，并報(bào)警，隨時(shí)對CPU等內(nèi)部電路進(jìn)

32、行檢測，一旦出錯(cuò)，立即報(bào)警。程序中還設(shè)置了對用戶程序電路查錯(cuò)報(bào)錯(cuò)的程序，錯(cuò)誤的程序和參數(shù)是不能運(yùn)行的。</p><p><b>　　編程方便，易于使用</b></p><p>　　可編程控制器采用與實(shí)際電路接線圖非常接近的梯形圖，這種圖形編程方式易懂易編。為了進(jìn)一步簡化編程，當(dāng)今的可編程控制器還針對具體問題設(shè)計(jì)了諸如步進(jìn)順控指令，流程圖指令等指令系統(tǒng)，這點(diǎn)對于加快系統(tǒng)

33、開發(fā)速度非常重要。</p><p><b>　　環(huán)境要求低</b></p><p>　　可編程控制器可適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。</p><p>　　與其他裝置配置連接方便</p><p>　　可編程控制器的接口原則是使外部接線、電平轉(zhuǎn)換盡量少。</p><p>　　對于開關(guān)量，輸入可以是無源觸點(diǎn)開關(guān)

34、或集電極開路晶體管輸出；輸出有繼電器、可控硅、晶體管等各種不同的形式，可直接接各種不同類型的接觸器、電磁閥等。</p><p>　　對于模擬量，只要模擬信號電平在一定的范圍內(nèi)，就可以按要求只設(shè)置轉(zhuǎn)換特性，而不需另加電平轉(zhuǎn)換。另外還有運(yùn)用熱電偶直接輸入的A/D轉(zhuǎn)換器等，此時(shí)就連放大器，冷斷補(bǔ)償也是多</p><p><b>　　余的。</b></p>&l

35、t;p>　　對于各種顯示，音響輸出更是以最快的形式提供接口，大量的問題都在可編程控制器的內(nèi)部解決了。</p><p>　　對于數(shù)據(jù)通訊，只須同軸電纜和普通RS232和RS422接口即可，不必由用戶來考慮波特率及通訊規(guī)程等具體的設(shè)置問題。 —— 摘自《可編程控制器原理及應(yīng)用》</p><p><b>　　2.5 優(yōu)勢<

36、;/b></p><p>　　可編程控制器作為繼電控制盤的替代物，它的好處是很顯然的。首先，可編程控制器除了外部接點(diǎn)外，內(nèi)部提供了無窮多的各類觸點(diǎn)，輔助繼電器，其功能大大的擴(kuò)展了。由于是計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，其程序的易修改性，可靠性，通用性，易擴(kuò)展性，易維護(hù)性都大大提高，加上其體積小巧，安裝，調(diào)試方便，使設(shè)計(jì)加工周期大大縮短。從我國國情來看，進(jìn)行技術(shù)改造的一次性投資雖大一些，但是使用可編程控制器后，控制盤自身的耗電僅

37、為原來的幾十分之一，一年所節(jié)省的電費(fèi)就可以將投資收回。由于開發(fā)，調(diào)試周期大大縮短，因此很容易作到高產(chǎn)量，短交貨期，對加快資金周轉(zhuǎn)大有幫助，又由于是采用標(biāo)準(zhǔn)件，對于售后服務(wù)和日常維護(hù)備品，備件也大為方便，并且，可編程控制器可重復(fù)利用。</p><p>　　對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用可編程控制器后，只要初步確定I/O總數(shù)，即可定下機(jī)型及模塊。這就使制定采購計(jì)劃大為方便。至于最終細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，由軟件即可完成。由于當(dāng)今可編程控制器

38、具有大量模擬量控制模塊、位置量控制模塊和數(shù)據(jù)讀/寫模塊，這些模塊與I/O模塊配合很容易就能構(gòu)成一個(gè)綜合控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.6 SIMATIC S7介紹</p><p><b>　　2.6.1 總述</b></p><p>　　在STEP7中，可以用標(biāo)準(zhǔn)語言梯形邏輯(LAD)，語句表(STL)或功能塊圖(FBD)生成S7程序。在實(shí)

39、際中我們必須先決定用那種語言。在STEP7中，CPU循環(huán)處理OB1。一行一行地讀入并執(zhí)行程序命令。當(dāng)CPU返回到第一條程序時(shí)，它已完成了一個(gè)循環(huán)，所需要的時(shí)間就是所說的掃描循環(huán)時(shí)間。</p><p>　　功能塊（FB）在程序地分級結(jié)構(gòu)中位于組織塊之下。它包含程序的一部分，這部分程序可以在</p><p>　　OB1中被多次調(diào)用。功能塊地所有形參和靜態(tài)數(shù)據(jù)都存儲在一個(gè)單獨(dú)地、被制定給該功能塊

40、地?cái)?shù)據(jù)塊（DB）中.</p><p>　　2.6.2 STEP 7可以有各種不同的應(yīng)用</p><p>　?。?）：STEP 7程序編輯器：允許使用語句表指令或梯形圖邏輯指令編寫CPU程序；允許配置PLC間的數(shù)據(jù)交換。</p><p>　?。?）：通信組態(tài)：允許配置PLC間的數(shù)據(jù)交換。</p><p>　?。?）：S5/S7交換器：允許將S

41、TEP5程序或塊變換為等效的STEP 7程序或塊。</p><p>　?。?）：STEP 7建立：允許改變在建立過程中選取的語言或硬件選項(xiàng)。</p><p>　　2.6.3 STEP 7中的編程任務(wù)</p><p>　　當(dāng)以STEP 7編程時(shí)，不要求特別的順序，但是，在大多數(shù)項(xiàng)目中必須滿足某些基本的任務(wù)。</p><p>　?。?）

42、：生成項(xiàng)目和CPU程序：在STEP 7中，你將程序數(shù)據(jù)儲存在下列目錄中：</p><p>　　項(xiàng)目：項(xiàng)目包括在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中若干個(gè)CPU進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信需要的信息。</p><p>　　CPU程序：CPU程序包括用于程序的塊和塊需要的信息，如符號表。</p><p>　?。?）：生成用于程序的塊：當(dāng)你生成新塊時(shí)就開始生成新程序，你選擇塊型：OB,FB,FC，DB,VD你

43、能夠輸入或編輯程序，或者你能夠說明用于塊的局部數(shù)據(jù)。</p><p>　　（3）：選擇輸入數(shù)據(jù)的方法：在STEP 7 中，你能夠以下列方法中的一種輸入數(shù)據(jù)：</p><p>　　在梯形圖中，遞增地檢查語法，如果你使用梯形圖指令編寫程序，則STEP 7在你輸入每一指令之后檢查語法。</p><p>　　在語句表中，遞增地檢查語法，如果你使用語句表指令編寫程序，則STE

44、P 7在你輸入每一指令之后檢查語法。</p><p>　　如同文本文件（僅在STL中）。你象文本文件一樣生成你的程序，但你必須遵守輸入語句表指令地準(zhǔn)則，當(dāng)你編譯文本溫江時(shí)，STEP 7檢查所有指令地語法。</p><p><b>　　2.6.4 通訊</b></p><p>　　這是一個(gè)經(jīng)濟(jì)而有效的解決方案；方便用戶的STEP7的用戶界面提供

45、了通訊組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。SIMATICS7—300具有多種不同的通訊接口：多種通訊處理器用來連接AS—I接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通訊處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)；多點(diǎn)接口(MPl)集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATICS7/M7／C7等自動化控制系統(tǒng)。</p><p>　　CPU支持下列通訊類型：過程通訊：通過總線(AS—I或Pronbus)對I／

46、O模塊周期尋址(過程映象交換)。數(shù)據(jù)通訊：在自動控制系統(tǒng)之間、人機(jī)界面(HMl)和幾個(gè)自動化功能塊間相互調(diào)用。</p><p>　　2.6.5 S7-300指令系統(tǒng) </p><p>　　SIMATIC S7－300遠(yuǎn)非一般的特性反映在它的特殊功能度上。有350多條指令，包括熟知的、功能強(qiáng)大的STEP 5指令和SIMATIC TISOFT指令。 其中增加了不少新指令，從二進(jìn)制處理到32

47、位浮點(diǎn)運(yùn)算使你節(jié)省可觀的時(shí)間（以及用戶存儲器）。乘除三角函數(shù)、對數(shù)函數(shù)和平方根函數(shù)也都集成在內(nèi)。 為簡化起見，將邊界求值用的整個(gè)指令序列組合在一條指令內(nèi)。甚至找到一個(gè)直接編址的非常簡單的解決方案：實(shí)際上，你可間接的對任何指令進(jìn)行編址，然后將它以簡潔形式（例如AI（DB 5，D3.6）集成到程序內(nèi)。如系統(tǒng)功能調(diào)用等的新的程序早已集成在操作系統(tǒng)內(nèi)，從而顯著的減少所需要的用戶存儲器容量，你可將它們用于中斷處理，以及出錯(cuò)或復(fù)制數(shù)據(jù)處理，或是（例

48、如）可以利用時(shí)鐘功能。 極大的拓寬了運(yùn)算指令的范圍。S7－300小型PLC不僅能處理加、減，而且能在指令級完成乘和除運(yùn)算。準(zhǔn)確度為16和32位?？商幚矶c(diǎn)和浮點(diǎn)數(shù)。 由于在簡單和復(fù)雜的應(yīng)用中，操作員控制和監(jiān)視顯得日益重要，我們已將HMI（人－機(jī)接口）服務(wù)集成到操作系統(tǒng)本身內(nèi) ，可經(jīng)過SIMATIC HMI系統(tǒng)的操作員面板或操作站傳送循環(huán)小數(shù)數(shù)據(jù)，不必對CPU</p><p>　　——摘自《SIEMENS可編程控制

49、器SIAMTIC STEP 7》</p><p><b>　　第三章 啤酒的概述</b></p><p>　　3.1 啤酒的生理作用</p><p>　　啤酒是一種低濃度的飲料，每100g中僅有酒精3—5g，一般不超過8g。它有特殊的酒精花清香味和適口的苦味，并有較高的營養(yǎng)成分即有較高的發(fā)熱量。</p><p>　　人

50、體所吸收的酒精均勻迅速滲透到人體各內(nèi)臟組織中，適當(dāng)飲酒可引起興奮，使皮膚血管擴(kuò)張，有溫暖感，能放出30j/g的能量，還能增加胃液，胃酸的分泌，增加胃的消化吸收。</p><p>　　啤酒中的酒精含量少，因此對人體的危害比葡萄酒要小的多。酒花苦味物，有利尿，健胃和殺菌的作用，啤酒中CO2輕度刺激胃液分泌，有利于消化。啤酒中溶解的磷酸鹽和無機(jī)鹽類可維持人體的鹽類平衡的滲透壓。

51、 ——《啤酒生產(chǎn)問答》</p><p>　　3.2 世界啤酒的歷史</p><p>　　啤酒最早出現(xiàn)于公元前3000年左右，于古埃及和美索不達(dá)米亞（今伊拉克）地區(qū)。這一歷史事實(shí)可以在王墓的墓壁上得以證實(shí)。史料記載，當(dāng)時(shí)啤酒的制作只是將發(fā)芽的大麥制成面包，在將面包磨碎，置于敞口的缸中，讓空氣中的酵母菌進(jìn)入缸中進(jìn)行發(fā)酵，制成原始啤酒。由于谷物的殘?jiān)半s菌污染，酒的

52、味道可想而知。</p><p>　　公元6世紀(jì)，啤酒的制作方法由埃及經(jīng)北非、伊比利亞半島、法國傳入德國。那時(shí)啤酒的制作主要在教堂、修道院中進(jìn)行。為了保證啤酒質(zhì)量，防止由乳酸菌引起的酸味，修道院要求釀造啤酒的器具必須保持清潔。</p><p>　　公元11世紀(jì)，啤酒花由斯拉夫人用于啤酒。</p><p>　　1480年，以德國南部為中心，發(fā)展出了下面發(fā)酵法，啤酒質(zhì)量有

53、了大幅提高，啤酒制造業(yè)空前發(fā)展。</p><p>　　1800年時(shí)期，隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明，啤酒生產(chǎn)中大部分實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，生產(chǎn)量得到了提高，質(zhì)量比較穩(wěn)定，價(jià)格較便宜。</p><p>　　1830年左右，德國的啤酒技術(shù)人員分布到了歐洲各地，將啤酒工藝傳播到全世界</p><p>　　3.3 我國的啤酒歷史：</p><p>　　我國古代的原始啤酒

54、可能也有4000 至5000年的歷史, 但是市場消費(fèi)的啤酒是到十九世紀(jì)末隨帝國主義洋槍洋炮一起進(jìn)來的。在中國建立最早的啤酒廠是俄國人在哈爾濱八王子建立的烏盧布列夫斯基啤酒廠, 此后五年時(shí)間里, 俄國、德國、捷克分別在哈爾濱建立另外三家啤酒廠。</p><p>　　1903年英國和德國商人在青島開辦英德釀酒有限公司, 生產(chǎn)能力2000 噸, 這就是現(xiàn)在青島啤酒廠的前身。</p><p>　　

55、1904 年在哈爾濱出現(xiàn)了中國人自己開辦的啤酒廠--- 東北三省啤酒廠; 1914年哈爾濱又建起了五洲啤酒汽水廠； 同年北京建立了雙合盛啤酒廠;1935年廣州出現(xiàn)了五羊啤酒廠(廣州啤酒廠的前身)。</p><p>　　1958年我國在天津、杭州、武漢、重慶、西安、蘭州、昆明等大城市投資新建了一批規(guī)模在2000噸左右的啤酒廠, 成為我國啤酒業(yè)發(fā)展的一批骨干企業(yè)。</p><p>　　到197

56、9年, 全國啤酒廠總數(shù)達(dá)到90多家, 啤酒產(chǎn)量達(dá)37.3 萬噸, 比建國前增長了50 多倍。</p><p>　　然而, 我們啤酒業(yè)大力發(fā)展真正發(fā)生在1979年后十年, 我國的啤酒工業(yè)每年以30%以上的高速度持續(xù)增長。80年代, 我國的啤酒廠如雨后春筍般不斷涌現(xiàn), 遍及神州大地。到1988年我國大陸啤酒廠家發(fā)展到813個(gè), 總產(chǎn)量達(dá)656.4 萬噸, 僅次于美國、德國, 名列第三, (到1993 年躍居第二 )

57、短短十年, 我國啤酒廠家增長9 倍, 產(chǎn)量增長17.6 倍, 從而我國成了名符其實(shí)的啤酒大國。</p><p>　　3.4 啤酒的生產(chǎn)工藝流程圖：</p><p>　　圖3.1 啤酒的生產(chǎn)工藝流程圖</p><p>　　釀造工藝流程(文字注釋)：</p><p>　　1.麥芽由大麥制成，麥芽在進(jìn)入釀造車間之前，先被送到粉碎塔，在這里麥芽經(jīng)過輕

58、壓后粉碎制成釀造用麥芽。</p><p>　　2.粉碎的麥芽與水在糊化鍋中混合，麥芽和水經(jīng)加熱后沸騰，這是天然酸將難溶性的淀粉和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成為可溶性的麥芽提取物，稱作“麥芽汁”。</p><p>　　3.然后麥芽汁被送到稱作分離塔的過濾容器。過濾之后進(jìn)入煮沸鍋。混合物被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消毒（其中糖是一種很重要的添加物，它可以使啤酒的顏色更淡，雜質(zhì)更少，口味更加爽快）。<

59、/p><p>　　4.在煮沸以后，加入酒花的麥芽汁被泵入回旋沉淀槽以去掉不需要的酒花剩余物和不溶性的蛋白質(zhì)。</p><p>　　5.從回旋沉淀槽中泵出的是潔凈的麥芽汁，被送入熱交換器冷卻，隨后，麥芽汁中被加入酵母，開始進(jìn)入發(fā)酵的程序。在發(fā)酵的過程中，人工培養(yǎng)的酵母將麥芽汁可發(fā)酵的糖份轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，生產(chǎn)出啤酒。發(fā)酵在八個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)生并以加快的速度進(jìn)行，積聚一種被稱作“皺沫”的高密度泡沫，

60、這種泡沫在第3天或第4天達(dá)到它的最高階段。從第五天開始，發(fā)酵的速度有所減慢，皺沫開始散布在麥芽汁表面，必須將它撤掉，酵母在麥芽汁中所有可供發(fā)酵的物質(zhì)發(fā)酵完后就開始在容器底部形成一層稠狀的沉淀物。隨之溫度逐漸降低，在8到10天后發(fā)酵就完全結(jié)束了。整個(gè)過程中，需要對溫度和壓力做嚴(yán)格的控制。當(dāng)然啤酒的不同，生產(chǎn)工藝的不同，導(dǎo)致發(fā)酵的時(shí)間也會不同。</p><p>　　6.發(fā)酵結(jié)束以后，絕大部分酵母沉淀到罐底。釀酒師們將

61、這部分酵母回收起來以供下一罐使用。除去酵母后，生成物“嫩啤酒”被泵人后發(fā)酵罐。在此剩余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)進(jìn)一步沉淀下來，使啤酒的風(fēng)格逐漸成熟，成熟的時(shí)間隨啤酒品種的不同而異，一般在7－21天。</p><p>　　7.經(jīng)過后發(fā)酵而成熟的啤酒在過濾機(jī)中將所有剩余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)濾去，就成為待包裝的清酒。</p><p>　　8.然后就是包裝，成品啤酒的包裝常有瓶裝，聽裝和桶裝幾種包裝形

62、式，在加上瓶子形狀、容量的不同，標(biāo)簽、頸套和瓶蓋的不同以及外包裝的多樣化，從而構(gòu)成了市場懷中琳瑯滿目的啤酒產(chǎn)品。</p><p>　　3.5 研究啤酒的意義</p><p>　　我國的啤酒工業(yè)自80年代以來就有了很大的發(fā)展，這不僅體現(xiàn)在產(chǎn)量上也達(dá)到了1600萬千升以上，而且在規(guī)模上，裝備和技術(shù)水平上以及質(zhì)量上都有了很大的改觀。許多工廠開始應(yīng)用新技術(shù)，新材料，新設(shè)備改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率

63、。同時(shí)，在觀念上也有了很大的變化。</p><p>　　3.6 啤酒發(fā)展的前景</p><p>　　世界啤酒的未來充滿希望，據(jù)《世界啤酒和飲料論壇》分析2010年世界啤酒市場的潛力將達(dá)到1.8億噸，比現(xiàn)在增加6千萬噸，人均消費(fèi)量也將由每年23升增加至26升。</p><p>　　歐洲啤酒市場的恢復(fù)主要依靠東歐國家，因?yàn)槲鳉W國家明顯出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。美國啤酒市場的持續(xù)增長

64、主要依靠拉丁美洲國家特別是巴西的支持。非洲市場也可能回升，因?yàn)槠潺嫶蟮娜丝跀?shù)量，</p><p>　　即使人均消費(fèi)量增長不多，整個(gè)消費(fèi)量增長也會很顯著，這一地區(qū)也許會逐步發(fā)展成為活躍市場。    目前亞太地區(qū)的增長比過去小，但到2005年將顯示其最高增長率。雖然目前中國啤酒的增長勢頭有所緩和，但除中國外，亞洲還有其它許多有希望的發(fā)展中市場。具有13億人口的中國將來仍是一個(gè)

65、龐大的市場，1990年至1995年間其年增長率為18%，1995年至2000年，增長率約為5%—8%，中國人均13升的消費(fèi)量，到2002年也將上升到20升。    因此可以說，雖然各地區(qū)的情況有所不同，增長幅度不同，但總的看來，世界啤酒市場的前景是充滿希望的、令人振奮的，這對我這樣的做過以啤酒發(fā)酵為設(shè)計(jì)內(nèi)容的工程人員來說也是一種鼓勵(lì)。也可以看出啤酒的前景是非常光明的。

66、 ——《啤酒工程應(yīng)用技術(shù)》</p><p>　　第四章 控制初步設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1前言</b></p><p>　　啤酒發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的過程，工藝路線長，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，對自動控制的要求很高。主要包括以下的幾個(gè)過程：發(fā)酵溫度控制，麥汁進(jìn)罐過程，麥汁管路CIP，酵母回收過程，壓榨酵母，管路CIP（包括酵母回收管路C

67、IP，出酒管路CIP）罐CIP，出酒過程等。</p><p>　　4.2主要流程的控制</p><p>　　4.2.1 發(fā)酵溫度控制</p><p><b>　　第一階段：主酵保溫</b></p><p>　　按主酵設(shè)定溫度（一般為12.5C）控制下溫，上溫低于下溫的差值約0.4C（可設(shè)定）。上溫超過設(shè)定值開上、中閥，下

68、溫超設(shè)定值開下閥。</p><p><b>　　第二階段：主酵降溫</b></p><p>　　設(shè)定降溫至多少攝氏度，以及降溫過程需多少時(shí)間。</p><p>　　根據(jù)公式計(jì)算當(dāng)前溫度設(shè)定值：主酵設(shè)定溫度—（主酵設(shè)定溫度—降溫溫度）×當(dāng)前降溫時(shí)間/降溫總時(shí)間 。 </p><p>　　按計(jì)算出的當(dāng)前設(shè)定溫度控制

69、下溫，上溫低于下溫的差值約0.4C（可設(shè)定）。上溫超過設(shè)定值開上、中閥，下溫超設(shè)定值開下閥。</p><p><b>　　第三階段：后酵保溫</b></p><p>　　按后酵設(shè)定溫度（一般為8.5C）控制下溫，上溫低于下溫的差值約0.3C（可設(shè)定）。上溫超過設(shè)定值開上、中閥，下溫超設(shè)定值開下閥。</p><p><b>　　第四階段

70、：后酵降溫</b></p><p>　　設(shè)定降溫至多少攝氏度，以及降溫過程需多少時(shí)間。</p><p>　　根據(jù)公式計(jì)算當(dāng)前溫度設(shè)定值：后酵設(shè)定溫度—（后酵設(shè)定溫度—降溫溫度）×當(dāng)前降溫時(shí)間/降溫總時(shí)間 。</p><p><b>　　溫度>2C 時(shí)：</b></p><p>　　按計(jì)算出的當(dāng)

71、前設(shè)定溫度控制下溫，上溫低于下溫的差值約0.2C（可設(shè)定）。上溫超過設(shè)定值開上、中閥，下溫超設(shè)定值開下閥。</p><p><b>　　溫度<2C 時(shí)：</b></p><p>　　按計(jì)算出的當(dāng)前設(shè)定溫度控制下溫，上溫下溫的差值約0.3C（可設(shè)定）。上溫超過設(shè)定值開</p><p>　　中閥，下溫超設(shè)定值開下閥。</p>&

72、lt;p><b>　　第五階段：貯酒</b></p><p>　　過濾之前：按貯酒設(shè)定溫度（-0.5C）控制下溫，上溫高于下溫的差值約0.3C（可設(shè)定）。上溫超過設(shè)定值開中閥，下溫超設(shè)定值開下閥。</p><p>　　過濾至一半：按貯酒設(shè)定溫度（-0.5C）控制下溫，下溫超設(shè)定值開下閥。上中閥不開。</p><p>　　過程中可以設(shè)定的參

73、數(shù)（括號中數(shù)字為默認(rèn)值）</p><p>　　主酵設(shè)定溫度值（12.5 C）、主酵上下溫度差值（0.4 C）</p><p>　　主酵降溫溫度設(shè)定值（8.5 C），降溫過程總時(shí)間（48小時(shí)）、主酵降溫上下溫度差值（0.4C）</p><p>　　后酵設(shè)定溫度值（8.5C）、后酵上下溫度差值（0.3 C）</p><p>　　后酵降溫溫度設(shè)定值

74、（-0.5C），降溫過程總時(shí)間、后酵降溫上下溫度差值（0.2 C）</p><p>　　貯酒溫度設(shè)定值（-0.5C）、貯酒上下溫度差值（0.3C）</p><p>　　主要的操作指令有：主酵階段控溫，主酵降溫，后酵階段控溫，后酵降溫，過濾前貯酒控溫，過濾至一般控溫，停止控溫。</p><p>　　4.2.2 麥汁進(jìn)罐過程：</p><p>　

75、　這個(gè)過程必備的啟動條件就是所選的發(fā)酵罐為空罐。</p><p>　　這一個(gè)過程主要包括：</p><p>　　麥汁進(jìn)罐前管路CIP。</p><p><b>　　麥汁頂水。</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)進(jìn)罐。</b></p><p><b>　　水頂麥汁

76、。</b></p><p><b>　　洗管路。</b></p><p>　　過程中需預(yù)先設(shè)定的參數(shù)有：麥汁電導(dǎo)率設(shè)定值，麥汁繼續(xù)頂水時(shí)間，清水電導(dǎo)率設(shè)定值，繼續(xù)頂麥汁時(shí)間，酵母添加總量，酵母添加比例，酵母排水累計(jì)量。操作時(shí)選擇的參數(shù)主要有麥汁進(jìn)發(fā)酵罐罐號，充氧過程手自動，酵母添加過程手自動，酵母回收罐罐號。</p><p>　　4

77、.2.3 麥汁管路CIP</p><p>　　酵母添加管路的CIP在麥汁管路CIP時(shí)進(jìn)行，管路進(jìn)行CIP 時(shí)要求開酵母添加管路中的閥及酵母添加泵，排污閥在每一個(gè)過程都要打開一次（5分鐘后關(guān)掉），酵母添加閥在整個(gè)過程常開。包括兩個(gè)過程：收到糖化麥汁管路CIP通知，按麥汁管路CIP啟動按鈕，過程啟動；收到糖化麥汁管路CIP結(jié)束通知，按麥汁管路CIP停止按鈕，關(guān)泵，關(guān)排污閥之外的所有閥門。</p>&l

78、t;p>　　4.2.4 酵母回收過程：</p><p>　　和前面所提到的麥汁進(jìn)罐過程一樣，這個(gè)過程的啟動條件也是發(fā)酵罐要處于發(fā)酵狀態(tài)。</p><p><b>　　主要包括的過程有：</b></p><p>　　1.過程開始，排放不良酵母，選擇預(yù)回收酵母的發(fā)酵罐罐號，選擇酵母進(jìn)回收罐罐號，按STEP1開始按鈕，啟動酵母回收過程；<

79、;/p><p>　　2.轉(zhuǎn)進(jìn)罐，不良酵母排放完畢，按下STEP2開始按鈕；STEP2已經(jīng)結(jié)束，3.按下STEP3開始按鈕結(jié)束這個(gè)過程。</p><p>　　過程中需由上位機(jī)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)有：酵母回收罐容量；酵母回收后水頂酵母的時(shí)間。操作時(shí)要選擇的參數(shù)有：預(yù)回收酵母的發(fā)酵罐罐號，酵母進(jìn)回收罐罐號。</p><p>　　4.2.5 管路CIP（包括酵母回收管路CIP，出酒

80、管路CIP）</p><p><b>　　酵母回收管路CIP</b></p><p>　　酵母回收管路CIP時(shí)，在CIP開始后二分鐘內(nèi)和結(jié)束前二分鐘，酵母回收管路中的酵母回收泵旁通閥要求間隔打開，5秒開，10秒關(guān)；二分鐘后為常開（溫度和電導(dǎo)率滿足時(shí)開始計(jì)時(shí)），所有過程均相同。</p><p>　　出酒管路CIP（全面CIP和一般CIP兩種）：&

81、lt;/p><p>　　全面CIP（清水洗——熱堿洗——熱水洗——消毒液洗）</p><p>　　一般CIP（清水洗——熱堿洗——熱水洗）</p><p>　　過程中需由上位機(jī)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)有：管路CIP回收水洗設(shè)定時(shí)間，清水CIP設(shè)定時(shí)間 ，CIP回收電導(dǎo)率設(shè)定值，堿液CIP回收電導(dǎo)率達(dá)到后延時(shí)時(shí)間，堿液CIP設(shè)定時(shí)間，消毒液CIP設(shè)定時(shí)間，回收熱水溫度設(shè)定值，熱水計(jì)

82、時(shí)溫度設(shè)定值，熱堿計(jì)時(shí)溫度設(shè)定值，熱堿計(jì)時(shí)電導(dǎo)率設(shè)定值。</p><p>　　操作中需要選擇的參數(shù)： CIP管路選擇（酵母回收管路，出酒管路，倒罐管路），CIP類型（全面CIP，一般CIP，熱殺菌）。</p><p>　　4.2.6 罐CIP：</p><p>　　因?yàn)镃IP過程中有堿洗這一過程，而CIP前發(fā)酵罐中會留有一定量的CO2氣體，會造成堿和CO2反映，生

83、成碳酸鹽，形成新的污垢，降低堿液濃度，影響清洗效果。同時(shí)會使發(fā)酵罐內(nèi)形成負(fù)壓，容易導(dǎo)致發(fā)酵罐失穩(wěn)變形，所以CIP前一定要將CO2排掉，并且背壓。</p><p>　　CIP準(zhǔn)備過程：全部手動操作。</p><p>　　過程中需由上位機(jī)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)： 發(fā)酵罐CIP回收水洗設(shè)定時(shí)間，發(fā)酵罐CIP冷水洗設(shè)定時(shí)間 ，發(fā)酵罐CIP堿液回收電導(dǎo)率設(shè)定值，發(fā)酵罐CIP堿液回收電導(dǎo)率達(dá)到后延時(shí)時(shí)間，發(fā)酵

84、罐CIP</p><p>　　堿洗設(shè)定時(shí)間，發(fā)酵罐CIP消毒液洗設(shè)定時(shí)間。操作時(shí)選擇的參數(shù)：CIP發(fā)酵罐罐號，CIP類型</p><p>　　4.2.7 出酒過程：</p><p>　　出酒前需先用無菌水清洗管路，手動進(jìn)行。手動操用出酒泵。</p><p>　　第五章 詳細(xì)控制方案</p><p><b>

85、　　5.1 總述：</b></p><p>　　酵母在通風(fēng)后的冷卻麥汁中吸收糖：</p><p>　　C6H12O6 + 6O2 + 38ADP +38Pi 6H2O + 6CO2 + 38ATP+ 28kj </p><p>　?。ㄏ俣祝ǜ吣芰姿幔?(腺三磷) （5.1）</

86、p><p>　　酵母增殖到一定程度時(shí)：</p><p>　　C12H22O12 + H2O 2C6H12O6 + 4ADP + 2Pi </p><p>　　4C2H5OH + 4CO2 + 4ATP + 113kj

87、 （5.2）</p><p>　　控制方式分成手動和自動兩種方式，所以總體的控制思路為：手動方式時(shí)，我們要通過各個(gè)選取按鈕選取相應(yīng)的操作步驟，或是直接操作現(xiàn)場的設(shè)備；自動方式時(shí)，程序按設(shè)定的操作進(jìn)行，可以進(jìn)行手自動切換，跳步等操作。同時(shí)應(yīng)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)定。每個(gè)控制過程均可以進(jìn)行人工復(fù)位，當(dāng)按下人工復(fù)位按鈕時(shí)，系統(tǒng)自動恢復(fù)到初始狀態(tài)，各個(gè)相關(guān)設(shè)備進(jìn)入初始狀態(tài)。</p>

88、<p>　　下位機(jī)為西門子的S7-300 PLC系統(tǒng)：采用CPU315-2DP外掛ET200的方式，此項(xiàng)目共有6個(gè)遠(yuǎn)程I/O。上位機(jī)采用IFIX監(jiān)控軟件，通過西門子的CP5611接口卡來實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)的聯(lián)接，CP5611需加與IFIX的聯(lián)接通過OPC方式完成。</p><p>　　SIMATIC STEP 7中的程序主要就是功能塊的組合，所以在我編寫的這些程序中，有7個(gè)OB(ORGANIZATION B

89、LOCK)、4個(gè)FB(FUNCTION BLOCK)、98個(gè)FC(FUNCTION)、 還有32塊DB(DATA BLOCK)。OB相當(dāng)于主函數(shù)，可以調(diào)用FC（因?yàn)槊恳粋€(gè)塊都被賦予了一個(gè)SYMBOLIC NAME，所以在OB 塊中進(jìn)行調(diào)用時(shí)，主要就是通過對SYMBOLIC NAME進(jìn)行的操作）FC中也可以調(diào)用FB和DB。因?yàn)槌绦驂K之間的調(diào)用很復(fù)雜，故將所有的程序塊的SYMBOLIC NAME和他們的功能做成一個(gè)附錄。</p>

90、<p>　　每一個(gè)程序塊中的程序都非常長，要想寫出所有的程序是不太現(xiàn)實(shí)的，所以就將里面的一個(gè)很重要的就是溫度控制作為一個(gè)附錄。</p><p><b>　　5.2 硬件部分：</b></p><p><b>　　圖5.1硬件連接</b></p><p>　　正如上圖所示：一個(gè)UR(Universal Rack

91、)可以通過主站和從站之間PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，用PROFIBUS現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)PLC與PLC之間、PLC與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊,。系統(tǒng)主機(jī)采用SIEMENS S7 415-2DP作為控制站主機(jī)，并采用PROFIBUS DP分布式I/O將現(xiàn)場I/O站與控制站連接起來，于是就可將控制中心與各現(xiàn)場控制單元連接成一個(gè)一主多從的PROFIBUS控制網(wǎng)絡(luò)，然后與遠(yuǎn)程控制柜（IM15）建立聯(lián)系，因此可以建立起較大型地分布式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這就使通訊的范

92、圍擴(kuò)大，從SIMATIC控制器到第三方提供現(xiàn)場裝置就可通訊了。使控制更方便，在現(xiàn)場，我們就是在遠(yuǎn)程控制柜安裝了一個(gè)BUSCONNECTER,就可以實(shí)現(xiàn)在控制室里對遠(yuǎn)程控制柜的控制了。</p><p><b>　　I/O模塊的接線：</b></p><p>　　1）：DO模塊：6ES7 322-1BL00-0AA0：中間繼電器的線包所需的24VDC電源由模塊供出，但24

93、V 電源需從電源接線到DO模塊。每個(gè)模塊需要引入四組電源。</p><p>　　2）：DI模塊：6ES7 321-1BL00-0AA0：外部接入點(diǎn)為干觸點(diǎn)，掃描電壓由模塊提供，需引入二組24VDC電源；</p><p>　　3）：AI模塊：6ES7 331-7KF02-0AB0：8點(diǎn)輸入卡，此模塊可以用作0~20mA, 4~20mA, 0~10V,1~5V,0~5V等信號的接入，接入不同的

94、信號時(shí)，接線方式均不同，應(yīng)注意接線方式。同時(shí)應(yīng)注意在組態(tài)時(shí)進(jìn)行信號選擇，在插入模塊時(shí)進(jìn)行拔號。模塊送出的信號為INT型信號，需用FC105進(jìn)行處理。</p><p>　　4）：AO模塊：6ES7 331-5HD01-0AB0：此模塊可以作為4~20mA, 0~10V信號的輸出模塊；輸出信號類型不同時(shí)，接線方式不同；信號類型的選擇通過軟件來完成。</p><p><b>　　5.3

95、 軟件部分：</b></p><p>　　5.3.1 部分程序塊介紹</p><p>　　OB 塊一共有7塊，但是命名方面卻比較固定， OB1：最高的編程層次，并組織STEP 7程序中的其他塊；OB 35：每100ms循環(huán)中斷；DB80：循環(huán)時(shí)間故障；DB85無運(yùn)行錯(cuò)誤的組織塊；DB100：重新啟動； DB122：模塊接入錯(cuò)誤。至于FB,FC,DB塊則沒有這樣固定的要求。比方說

96、：FB1發(fā)酵罐溫度控制，F(xiàn)B6 變頻泵控制，F(xiàn)B12調(diào)節(jié)閥控制，F(xiàn)B16 取樣控制。</p><p>　　5.3.2 OB 塊的調(diào)用</p><p>　　下面是OB1塊中的一小部分程序：</p><p><b>　　NETWORK1:</b></p><p>　　CALL "mzjgzkz"<

97、/p><p>　　CALL "OFFDELAY"</p><p>　　CALL "3fztimer"</p><p>　　CALL "12fztimer"</p><p>　　CALL "caiyang/shuchu"</p><p>

98、　　CALL "S7 from S5 input control"</p><p>　　CALL "kgl output control"</p><p>　　CALL "s7 to s5 output control"</p><p>　　CALL "bpbkz"</p&

99、gt;<p>　　上面程序依次調(diào)用的是：FC110 (麥汁進(jìn)罐總控制)，F(xiàn)C13（開泵關(guān)泵延時(shí)控制） FC4（3分鐘定時(shí)器） FC3（12分鐘定時(shí)器）， FC1（IO采樣及輸出），F(xiàn)C1(S7到S5接受到信號的輸入控制)， FC20（開關(guān)量輸出控制）， FC24（變頻泵調(diào)節(jié)控制）。</p><p>　　5.3.3 常用的指令或語句：</p><p>　　CLR： clear

100、RLO(邏輯點(diǎn)) =0</p><p>　　NOT： Negate(否定)RLO</p><p>　　SAVE：Save RLO in BR Register.</p><p>　　RLO： Shows the results of a logic operation</p><p>　　SET：Sets the RLO to signal

101、state”1”</p><p>　　JCN： Jump if RLO =0</p><p>　　JU：Jump unconditional</p><p>　　JUO：Jump if unordered</p><p>　　ACCU ：Accumulate: </p><p>　　ABS： Absolute valu

102、e of a Floating Point </p><p>　　R：Loads the addressed counter with "0" if RLO=1</p><p>　　L： Loads the current count of the addressed counter as an integer into ACCU-1</p><p&

103、gt;<b>　　5.4 控制手段：</b></p><p>　　5.4.1發(fā)酵罐溫度控制</p><p>　　5.4.1.1編寫程序時(shí)的思路</p><p>　　圖5.2 溫度控制流程圖（1）</p><p>　　圖5.2 溫度控制流程圖（2）</p><p>　　圖5.2 溫度控制流程圖（3）

104、</p><p>　　圖5.2 溫度控制流程圖（4）</p><p>　　圖5.2 溫度控制流程圖（5）</p><p>　　流程說明： </p><p>　　第一幅圖是一個(gè)總程序，二是end1的程序，三是主酵保溫的流程，四是主酵降溫的流程，五是后酵降溫的部分流程。在開始之后，先要判斷con-states 的值，如果是5

105、的話，就繼續(xù)執(zhí)行，否則就結(jié)束。然后再看fj-states（發(fā)酵狀態(tài)）的值。如果值是1，就開始執(zhí)行主酵保溫的操作；如果值是2，就執(zhí)行主酵降溫的操作；如果值是3，就執(zhí)行后酵保溫的過程；如果值是4，就執(zhí)行后酵降溫的操作；如果值是5，就執(zhí)行貯酒的操作，如果是其他的值就結(jié)束。</p><p>　　然后在每一個(gè)操作的過程中，都有一個(gè)選擇閥門的操作，比方說，主酵保溫的過程中，如果上溫和設(shè)定值的差大于0.2就開上中閥，小于0.1

106、時(shí)就關(guān)。而下溫和設(shè)定值（可以自己選擇）的差大于0.2就開下閥，小于0.1就關(guān)。后酵保溫和主酵保溫的過程相似，所以只寫了一個(gè)。主酵降溫和后酵降溫的過程一比較相似，但是后酵降溫多了一個(gè)判斷的過程，在圖中已經(jīng)寫出。</p><p>　　發(fā)酵過程溫度的變化（圖形說明）：</p><p>　　圖5.3發(fā)酵過程溫度變化</p><p>　　5.4.1.2 部分程序和解釋：<

107、;/p><p>　　STL： 解釋：</p><p><b>　　發(fā)酵罐溫度控制：</b></p><p>　　L #con_states 將con_states的內(nèi)容放在ACCU1中</p><p>　　L 5 將5放在ACCU1中

108、，此時(shí)ACCU1的內(nèi)容已轉(zhuǎn)移到ACCU2中</p><p>　　==I 比較他們的大小</p><p>　　JCN end1 如果RLO＝0就跳到end1</p><p>　　CLR 將邏輯點(diǎn)置為零</p><p>　　L #fj_states 將fj_st

109、ates的內(nèi)容放在ACCU1中</p><p>　　L 0 將0放在ACCU1中</p><p>　　==I 比較他們的大小</p><p>　　JC end1 如果RLO＝1就跳到end1</p><p>　　CLR 將邏輯點(diǎn)設(shè)置為零<

110、;/p><p>　　L #fj_states 將fj_states的內(nèi)容放在ACCU1中</p><p>　　L 1 將1放在ACCU1中</p><p>　　==I 比較他們的大小</p><p>　　JC aa1 如果RLO＝1就跳到aa1</p

111、><p>　　JU END 結(jié)束</p><p>　　以下是主發(fā)酵保溫控制的程序：</p><p>　　aa1: NOP 0 清零</p><p>　　L #zjxwsp 將zjxwsp的內(nèi)容放在ACCU1中 </p><p>　　L

112、 #zjsxcz 將zjsxcz的內(nèi)容放在ACCU1中，同時(shí)zjxwsp的內(nèi)容放在ACCU2</p><p>　　-R ACCU2減去ACCU1并將結(jié)果放在ACCU1中</p><p>　　T #zjswsp ACCU1的結(jié)果傳輸?shù)絲jxwsp中</p><p><b>　　CLR &l

113、t;/b></p><p>　　L #ti0x01 //主發(fā)酵過程上中閥控制</p><p>　　L #zjswsp</p><p><b>　　-R </b></p><p>　　L 2.000000e-001 將值2.000000e-00