我國啤酒的正規化生產(chǎn),起源于十九世紀末。五六十年代,隨著(zhù)國家的經(jīng)濟的復蘇和人民生活的改善,政府斥資興建了一批啤酒廠(chǎng),使我國的啤酒生產(chǎn)業(yè)初具規模。至八十年代,我國經(jīng)濟快速增長(cháng),啤酒產(chǎn)業(yè)也得了空前的發(fā)展,并迅速成為了一個(gè)啤酒大國。
早期的啤酒生產(chǎn),設備落后,且監控過(guò)程大多采用人工方式,再加上啤酒生產(chǎn)的長(cháng)時(shí)性特點(diǎn),使人工任務(wù)量過(guò)大,很容易出現質(zhì)量問(wèn)題。后期雖然開(kāi)始啟用一些控制設備,但多數存在控制過(guò)程簡(jiǎn)單,可視性差,生產(chǎn)過(guò)程數據不能進(jìn)行有效地保存分析,控制精度和靈活性也欠佳。隨著(zhù)近些年來(lái)計算機的迅速普及,監控組態(tài)軟件技術(shù)的日益成熟,人們開(kāi)始運用組態(tài)軟件進(jìn)行啤酒生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制,避免了人為操作的失誤,具有足夠的靈活性,控制過(guò)程精度也有了很大的進(jìn)步。生產(chǎn)過(guò)程歷史數據的有效保存,也為廠(chǎng)家進(jìn)行控制過(guò)程分析,控制曲線(xiàn)改進(jìn),進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量,提供了良好的原始數據參考。
一、啤酒工藝過(guò)程
啤酒生產(chǎn)過(guò)程主要分為:制麥、糖化、發(fā)酵、罐裝四個(gè)部分。
在計算機及檢測設備的配合下,借助監控組態(tài)軟件平臺,可根據不同需要選擇不同控制方案,實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程溫度、壓力等參數的精確調節,確保生產(chǎn)工藝要求。
二、控制系統組建
組建力控監控組態(tài)軟件環(huán)境的啤酒生產(chǎn)過(guò)程控制,在硬件方面主要有力控+PLC、力控+控制器、力控+計算機板卡這三種選擇方式。它們的總體功能相同,但各有側重:采用力控+PLC或力控+控制器方式有著(zhù)較好的穩定性,但價(jià)格相對較高,且給日后進(jìn)行系統擴充和變更帶來(lái)不便;采用力控+計算機板卡方式,系統構造相對靈活,價(jià)格適中一些??筛鶕S(chǎng)家的各自特點(diǎn)和不同需求做出選擇。
主要涉及:工業(yè)計算機、打印機、PLC/控制器/計算機板卡、力控軟件、液位變送器、壓力變送器、溫度傳感器、電磁閥、電動(dòng)調節閥、檢測開(kāi)關(guān)等。
三、主要完成功能
?控制方案定義、選擇,動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)控制曲線(xiàn)的顯示輸出;
?長(cháng)時(shí)歷史數據壓縮存儲;
?溫度誤差控制在±0.3℃范圍內;
?具有溫濕度及壓力超限、線(xiàn)路故障、液位溢出等報警功能;
?具備一定的災難恢復能力和容錯性;
?提供檢測元件偏差的軟件修正和小信號切除功能;
?日報、月報、年報、歷史數據等報表的輸出。
1、安全性及可靠性
力控提供了操作工級、班長(cháng)級、工程師級和系統管理員級四個(gè)安全級別,系統參數設置中有:禁止退出、禁止Ctrl+Alt+Del、禁止Ctrl+Esc等安全選項,有比較齊全的安全限制;支持雙機熱備功能,使系統具有更強的可靠性;可以設定實(shí)時(shí)數據庫DB定期保存數據的時(shí)間間隔,最大限度地減少意外掉電等故障帶來(lái)的損失;力控的“快照”功能可以將當時(shí)的操作畫(huà)面鎖定并保存下來(lái),為日后進(jìn)行事故分析及故障排除提供有力的參考。
另外,啤酒生產(chǎn)環(huán)境要求相關(guān)設備滿(mǎn)足防潮濕、耐低溫、抗腐蝕等要求,并要做好線(xiàn)纜屏蔽及抗干擾處理,保證硬件的可靠性和安全性。
2、溫度、壓力曲線(xiàn)控制
一方面可以通過(guò)力控的腳本支持功能,來(lái)進(jìn)行溫度及壓力曲線(xiàn)的靈活控制;
另一方面,可以利用力控策略生成器中提供的斜坡功能塊來(lái)實(shí)現。斜坡功能塊最多可產(chǎn)生多達24個(gè)斜坡輸出,算法的輸出作為副回路的設定值。副回路掛接一個(gè)PID算法控制回路,使PID回路的設定值可以按照設定的斜坡曲線(xiàn)隨時(shí)間變化改變。斜坡算法有下列主要參數是:時(shí)間單位TimUnit(秒、分鐘、小時(shí))、時(shí)間范圍TimSpan(小時(shí)數)、24條斜坡線(xiàn)段(TIM0~TIM24和OUT0~OUT24)、回路方式Mode(手動(dòng)方式、自動(dòng)方式)、斜坡時(shí)間Time、斜坡控制結束后的操作EndMode、手動(dòng)輸出MOUT等。
3、漂移及非線(xiàn)性問(wèn)題
因啤酒生產(chǎn)環(huán)境相對較差,再加上長(cháng)時(shí)間的運作,檢測儀表和設備必將出現不同程度的零點(diǎn)漂移問(wèn)題;因檢測設備老化也極易出現非線(xiàn)性問(wèn)題。一方面,力控提供了軟件分段線(xiàn)性化處理功能,來(lái)解決檢測器件的非線(xiàn)性化問(wèn)題,也可以通過(guò)軟件處理來(lái)修正漂移;另一方面,力控累計點(diǎn)中提供了信號限值切除功能,適當設置可以有效地減少檢測設備零點(diǎn)漂移帶來(lái)的誤差。
4、配方管理
啤酒生產(chǎn)工藝中,制造不口味或不同品種的產(chǎn)品需要使用不同的原材料配方。力控的配方管理,則使此類(lèi)工藝過(guò)程的控制和管理變得簡(jiǎn)單和明了。
5、圖表功能
力控提供了實(shí)時(shí)趨勢、歷史趨勢、x-y曲線(xiàn)、歷史報表、萬(wàn)能報表、內置數據表等豐富的圖表功能,方便進(jìn)行實(shí)時(shí)數據及歷史數據的曲線(xiàn)顯示、靈活的數據報表定義和輸出,方便班組統計、成本核算等的管理。
四、管控一體化方向
幾十年來(lái)的啤酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展,是一個(gè)工業(yè)化到自動(dòng)化不斷演變的過(guò)程。啤酒產(chǎn)業(yè)的未來(lái)也應與其它流程行業(yè)相似,逐漸向管控一體化方向過(guò)渡,使生產(chǎn)數據更好地整合到經(jīng)營(yíng)決策渠道,生產(chǎn)控制模型將愈加趨于合理,智能化程度也將得到進(jìn)一步提高。
力控提供了獨到的內置式實(shí)時(shí)數據庫,具有完備的外部擴展接口,第三方軟件可以通過(guò)ActiveX、DLL、DDE等方式與力控進(jìn)行數據通訊,方便了與管理信息系統的銜接,為企業(yè)日后進(jìn)行管控一體化設計打下了良好基礎。