AI程序型仪表在啤酒糖化设备改造中的应用

随着社会的进步、科技的发展，各大企业都非常敏感地感受到来自落后的生产和管理方式的压力，必须紧跟时代，拥有一种具有进一步增强竞争能力、提高产品质量和售前、售后服务、降低成本提高效益的生产和管理模式，才能在市场竞争中立于不败之地。这种新的模式靠的是企业价值观、可替代产品、竞争力和成本方面的信息反馈，而企业自动化和和信息化就是集合了这些优势的新概念。集中监控，实现网络化联网数据监控、设备工艺运行工况备忘录留言查询及管理，建立起一个独立的糖化监控系统。 啤酒工业是我国食品工业中重要的一个产业部门，特别是70年代以来发展迅猛，目前我国有部分厂家进入改造期，结合公司信息化管理实现啤酒糖化过程自动化控制的发展成为现在发展的趋势，集中监控，实现网络化联网监控管理，实现应用软件内部设备工艺运行工况备忘录留言查询及管理，建立起一个独立的糖化监控系统。 我们在长春银爆啤酒公司糖化三车间，实现了计算机网络化管理，现场采用AI808P程序型调节器实现了煮沸锅、糊化锅生产过程的程序控制。糖化三车间自动控制系统投入以来，有效地完成啤酒糖化全过程自动监控，达到了实时监控的目的，并保存所有糊化、糖化、煮沸工艺执行情况的历史的记录，满足了糖化工艺的需要，使糖化、糊化过程温度曲线偏差控制在±0.3度的偏差之内，完全满足了糖化生产工艺,提高了糖化质量，大幅降低了吨酒粮耗和能源消耗，大大减轻了操作人员的劳动强度，提高了生产能力。由过去的每日8个批次，提高到每日11个批次，并由过去的单锅生产能力40吨，提高到单锅50吨。 另外，糖化过程耗费大量的水、电、汽，是全厂能源消耗大户。对糖化过程进行合理的优化与控制，将节省能源，降低成本，提高啤酒质量和竞争力。 控制系统采用程序控温，使糖化、糊化过程温度曲线偏差控制在±0.3度的偏差之内，完全满足了糖化生产工艺；而在老设备改造采用简单易用的单回路程序型仪表采用AI-808PAX3L1L1S4实现手自动切换电路是啤酒糖化正常生产的保证；啤酒生产工艺改造则是提高啤酒生产自动化程度另一种新的重要方法。 1.啤酒糖化生产工艺过程 　 啤酒糖化生产过程主要由原料粉碎、麦汁制造俗称糖化，就是指麦芽及辅料的粉碎，醪的糖化、过滤，以及麦汁煮沸、冷却的过程。糖化工序主要将大米和麦芽等原料经除尘、粉碎、调浆后送入糊化、糖化锅内，按糖化曲线分别进行升温64～78℃、保温，并在酶的作用下，使麦芽等辅料充分溶解，再将麦汁与麦糟过滤分离。过滤后的麦汁经煮沸、蒸发、浓缩以达到工艺要求的浓度，同时，在这个工艺过程中添加酒花，煮沸后的麦汁送入旋流沉清槽沉清，再经过薄板冷却至7℃~8℃左右送入发酵罐。 2.啤酒糖化程序控制系统的特点 　　控制系统主要针对啤酒生产的糖化发酵过程,完成糖化过程控制的特点首先是糊化、糖化、过滤、煮沸以及澄清； 目前，糖化改造，控制系统选择AI系列仪表用RS485现场总线和组态软件架构，是简单易用，操作人员主要通过操作站监视生产过程，http://www.yudian.com/ （软件下载地址）整个糖化工艺基本由计算机系统监控。 该系统由操作站、控制站、现场采集仪表、变送器和执行机构组成。 由于现场采用了通讯总线方式，分散安装了AI程序调节器和控制元件完成对糖化现场的控制及数据采集，将采集到的数据传至操作站的上位机，同时接受上位机发出的指令对糖化现场的程序调节器PID调节、控制调节阀输出执行机构进行手动/自动控制执行，现场采集的信号种类主要包括；开关量（自动阀的开、关回讯及各类报警信号的输出等）、模拟量信号（压力、液位等现场各种变送器）、脉冲信号（涡轮等流量计）等。控制输出信号主要有；搅拌电机、打料泵、各种工艺阀门等控制输出的开关量、及手操模拟量输出等。 糖化现场的温度测量采用一体化温度变送器，输入为标准电流或电压信号。使用时，通过操作站设定程序运行曲线及有关量的设定值。系统工艺按照程序要求有关程序，进行模糊PID的算法，对工艺阀门进行控制，以达到被控对象恒定的要求。图为系统程序设置调节操作平台组图。 3．仪表选型、参数表、调试方式 糖化程序控制仪表AI-808PFX3L2L2S4增强型智能调节器 ，4～20mA输出控制调节。 调试方式：手动自整定 手动自整定方法是先用手动方式调节，等手动调节基本稳定后，再在手动状态下启动自整定，这样仪表的输出值将限制在当前手动值＋10%及－10%的范围而不是OPL及OPH定义的范围，从而避免了生产现场不允许的变频器大幅度变化现象。 模块X电流输出4～20mA、模块L2开关量报警输出、模块S4通讯口 在使用过程中AI调节器 结合PID调节、自学习及模糊控制技术，实现了手动自整定。由于自整定执行时采用位式调节，其输出将定位在由参数OPL及OPH定义的位置。在一些输出不允许大幅度变化的场合，如某些执行器变频器、调节阀的场合，常规的自整定并不适宜。 程序曲线的编排；程序表调节器可用于按一定时间规律自动改变给定值进行控制的场合。具有50段程序编程功能，可设置任意大小的给定值升、降斜率；具有跳转（目标段只限于前30段）、运行、暂停及停止等可编程/可操作命令，可在程序控制运行中修改程序；具有二路事件输出功能。可通过报警输出控制其他设备联锁动作，进一步提高设备自动化能力；具有停电处理模式、测量值启动功能及准备功能，使程序执行更有效率及更完善。 4．啤酒糖化控制系统软件简介 集中监控，则采用网络版软件实现联网监控，建立起一个独立的糖化监控系统。此方式对于啤酒厂自行改造糖化控制系统比较方便， 为了加强现场管理在软件应用中，增加了查询备忘录：记录下各班的设备、工艺运行情况，或班组留言，可按时间段写入备忘录；查询时输入该时间段，查询记录的内容。可修改、编辑、删除 操作站由工业控制计算机组成，系统的整个控制过程可从上位机画面上直接进行操作。而上位机则完成工艺流程图显示及程序参数设置、各控制回路的参数设定，测量参数的显示，历史、实时趋势曲线、工艺曲线及报警等画面的显示，以及打印报表、保存数据的生产备忘记录管理功能，软件上要能达到手动和自动的切换，便于特定情况下的手动操作。系统提供了图形化的人机界面，操作方便。 5 。结束语 　 银爆啤酒三糖化车间经过改造进一步自行对国产糖化设备进行全面自动化改造打下了基础；方便易用，大幅度提高生产能力和产品质量、降低了成本、提高了工作效率、减轻了操作人员的劳动强度，，提高企业自动化水平、提高产品质量、创造了良好企业经济效益有着重要的现实意义。