优化控制算法：研祥啤酒生产过程自动化控制

2009年09月02日

本系统根据生物酵母生长代谢的多参数检测技术，间接检测分析不可测量参数，通过优化控制算法，控制代谢产物的生成、增殖、基质消耗、氧呼吸、CO2的生成，使发酵过程处于自动控制状态中，达到了提高产量、降低成本的效果

我国啤酒装备基本上能满足啤酒工艺的要求，但随着啤酒市场的发展与成熟，消费者对产品质量的要求越来越高，对啤酒工艺和设备的要求也越来越高。啤酒生产过程的工艺、控制与生产管理的工程与应用研究不断进步，采用先进控制技术、计算机技术、网络技术和现代测量技术，成功开发了针对啤酒生产设备与工艺特点的综合自动化系统。

随着近些年来计算机的迅速普及，监控组态软件技术的日益成熟，人们开始运用工控机进行啤酒生产过程自动化控制，避免了人为操作的失误，具有足够的灵活性，控制过程精度也有了很大的进步。生产过程历史数据的有效保存，也为厂家进行控制过程分析，控制曲线改进，进一步提高产品质量，提供了良好的原始数据参考。

一、啤酒工艺过程

啤酒生产过程主要分为：制麦、糖化、发酵、罐装四个部分。

在计算机及检测设备的配合下，借助相应的软件平台，可根据不同需要选择不同控制方案，实现生产过程温度、压力等参数的精确调节，确保生产工艺要求。

二、控制系统组建

主要涉及：特种计算机、打印机、PLC/控制器/计算机板卡、组态软件、液位变送器、压力变送器、温度传感器、电磁阀、电动调节阀、检测开关等。

三、自动控制在主要环节应用

【1】麦汁制备过程：

麦汁制备过程包括原料糖化、麦醪过滤、麦汁煮沸和麦汁澄清与冷却等几个过程，是啤酒生产的关键环节之一，对整个啤酒生产的产量、质量、消耗等影响很大。糖化过程工艺指标控制的好坏，对啤酒的稳定性、口感、外观有着决定性的影响。糖化生产过程工艺比较复杂、技术要求高，控制难度较大。自动控制方面的技术优势主要体现在以下几个方面：

(1）快速测温技术：采用快速测温元件，保证原料湿粉碎过程浸渍水、调浆水、过滤过程洗糟水、麦汁冷却过程冷却温度的准确快速控制；

(2）先进控制技术：糊化锅、糖化锅、煮沸锅的温度控制采用逆模型反馈控制的先进算法，克服了温度对象时滞特性，实际应用中保证包括拐点在内的温度控制实际偏差<＋0.3℃；

(3）溢锅控制技术：采用溢锅检测软件及防溢锅控制软件，解决溢锅问题，实际使用效果良好；

(4）过滤槽全自动控制技术：实现自动洗槽、自动耕槽、自动回流/过滤控制，保证清亮度、并达到最快的过滤

(5）麦汁制备过程全自动控制技术：实现自投料开始（料仓进料）至出料（去发酵车间）的过程全自动控制；

(6）系统框图：