一種啤酒發(fā)酵過程溫度控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自動化控制裝置，特別是涉及一種啤酒發(fā)酵過程溫度控制裝置。
【背景技術】
[0002]啤酒發(fā)酵的全過程分為進料階段、還原雙乙酰階段和停留觀察階段。在每個階段，溫度的變化都將直接影響到啤酒的品質(zhì)和產(chǎn)量，因此，對啤酒發(fā)酵過程每個階段的溫度進行控制顯得十分必要。降低溫度的方法通常是在啤酒發(fā)酵罐外圍套上冷卻夾套，由液氨罐通過電動閥向冷卻夾套內(nèi)沖入液態(tài)氨，液態(tài)氨在冷缺夾套內(nèi)吸熱變成氣態(tài)氨放出，帶走啤酒發(fā)酵罐的熱量，從而降低啤酒發(fā)酵罐的溫度。通過控制電動閥的開度，可以控制進入冷卻夾套內(nèi)的液氨量，從而來調(diào)節(jié)發(fā)酵罐的溫度。目前，啤酒發(fā)酵過程對溫度的控制還存在著自動化程度低，溫度控制裝置結(jié)構復雜，工作穩(wěn)定性較差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種啤酒發(fā)酵過程溫度控制裝置，該裝置可以根據(jù)啤酒發(fā)酵罐的溫度情況，自動調(diào)節(jié)啤酒發(fā)酵罐的溫度，并在啤酒發(fā)酵罐溫度過低或溫度過高時能夠進行報警。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]一種啤酒發(fā)酵過程溫度控制裝置，包括控制柜以及位于控制柜內(nèi)部的控制電路、操作臺、控制屏?？刂乒裎挥诓僮髋_的下方，控制屏位于操作臺的上方。控制屏上裝有:啟動按鈕、停止按鈕、自動模式按鈕、手動模式按鈕、手動模式指示燈、自動模式指示燈、電磁閥狀態(tài)指示燈、電動閥狀態(tài)指示燈、溫度低指示燈、溫度高指示燈、系統(tǒng)運行指示燈、電源指示燈、電動閥開按鈕、電動閥關按鈕、電磁閥控制按鈕、發(fā)酵參數(shù)設置按鈕、觸摸屏?？刂乒駜?nèi)部的控制電路包括:PLC (可編程邏輯控制器)電源模塊、PLC (型號為CPU221)模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、溫度傳感器、壓力傳感器、電動閥關繼電器、電動閥開繼電器、電磁閥開繼電器。
[0006]壓力傳感器和溫度傳感器分別通過信號線與所述模擬量輸入模塊相連；啟動按鈕、停止按鈕、自動模式按鈕、手動模式按鈕、電動閥開按鈕、電動閥關按鈕、電磁閥控制按鈕、發(fā)酵參數(shù)設置按鈕分別通過信號線與所述數(shù)字量輸入模塊相連；所述數(shù)字量輸出模塊分別通過信號線與手動模式指示燈、自動模式指示燈、電磁閥狀態(tài)指示燈、電動閥狀態(tài)指示燈、溫度低指示燈、溫度高指示燈、系統(tǒng)運行指示燈、電源指示燈、電動閥關繼電器、電動閥開繼電器、電磁閥開繼電器相連；所述數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊分別通過總線與PLC CPU221模塊相連；所述PLC CPU221模塊通過總線與觸摸屏相連；所述PLC電源模塊通過電源線與PLC CPU221模塊相連。
[0007]本實用新型的工作原理如下:
[0008]首先接通電源，控制屏上的電源指示燈點亮，然后按下啟動按鈕，本裝置進入運行狀態(tài)，此時控制屏上的系統(tǒng)運行指示燈點亮。本裝置在運行狀態(tài)下，壓力傳感器和溫度傳感器分別將檢測到的啤酒發(fā)酵罐的壓力信號和溫度信號分別經(jīng)模擬量輸入模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入PLC CPU221模塊，PLC CPU221模塊對所檢測到的壓力信號和溫度信號進行處理，得到啤酒發(fā)酵罐的當前壓力數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)。PLC CPU221將啤酒發(fā)酵罐的當前壓力數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)送觸摸屏進行顯示。同時，PLC CPU221將所檢測到的當前溫度數(shù)據(jù)與預先設置好的溫度數(shù)據(jù)上限和下限作對比，如果所檢測到的溫度數(shù)據(jù)低于預先設置的溫度下限，則會通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號給溫度低指示燈，使溫度低指示燈點亮；如果所檢測到的溫度數(shù)據(jù)高于預先設置的溫度上限，則會通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號給溫度高指示燈，使溫度高指示燈點亮。當所檢測到的溫度數(shù)據(jù)介于預先設置的溫度下限和溫度上限時，PLCCPU221將通過數(shù)字量輸出模塊分別輸出信號給溫度低指示燈和溫度高指示燈，使溫度低指示燈和溫度高指示燈熄滅。
[0009]在運行狀態(tài)下，本控制裝置提供了兩種控制模式:手動模式和自動模式。按下控制屏上的手動模式按鈕，本控制裝置將進入手動控制模式，此時，控制屏上的手動模式指示燈點亮；按下控制屏上的自動模式按鈕，本控制裝置將進入自動控制模式，此時，控制屏上的自動模式指示燈點亮。手動控制模式的工作過程是:現(xiàn)場操作人員根據(jù)觸摸屏上所顯示的溫度數(shù)據(jù)來決定是否需要對啤酒發(fā)酵罐溫度進行控制。當需要降低啤酒發(fā)酵罐溫度時，首先按下控制屏上的電動閥開按鈕，通過數(shù)字量輸入模塊向PLC CPU221發(fā)出打開電動閥信號，PLC CPU221接收到該信號后，將通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號給電動閥開繼電器，然后按下發(fā)酵參數(shù)設置按鈕，通過觸摸屏來設定電動閥門開度數(shù)據(jù)，電動閥打開。當不需要降低啤酒發(fā)酵罐溫度時，首先按下控制屏上的電動閥關按鈕，通過數(shù)字量輸入模塊向PLCCPU221發(fā)出關閉電動閥信號，PLC CPU221接收到該信號后，將通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號給電動閥關繼電器，關閉電動閥。在手動模式下，啤酒發(fā)酵過程所經(jīng)歷的進料階段、還原雙乙酰階段、停留觀察階段的時間分別要由操作人員人工計時，發(fā)酵罐在每個階段的溫度也要手動調(diào)節(jié)。自動控制模式的工作過程是:不需要操作人員干預，首先系統(tǒng)進入進料階段的運行。進料階段的運行時間預先設定。在進料階段，PLC CPU221首先通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號給電動閥開繼電器，接通電動閥工作電氣線路，然后PLC CPU221自動將所檢測到的當前溫度數(shù)據(jù)與預先設置好的進料階段溫度標準值相減，得到溫度偏差數(shù)據(jù)，然后PLCCPU221對所述溫度偏差數(shù)據(jù)進行P (比例)、I (積分)、D (微分)運算，并將PID運算的結(jié)果通過模擬量輸出模塊送電動閥，自動調(diào)節(jié)電動閥開度，使液氨罐內(nèi)的液氨通過所述電動閥進入啤酒發(fā)酵罐外的冷卻夾套內(nèi)，液氨在冷卻夾套內(nèi)吸收啤酒發(fā)酵罐的溫度變成氣態(tài)氨后排出，從而使啤酒發(fā)酵罐溫度降低到所需的溫度。進料階段結(jié)束后，系統(tǒng)自動進入還原雙乙酰階段，該階段的運行時間以及運行溫度也預先設定。在還原雙乙酰階段，PLC CPU221自動將所檢測到的當前溫度數(shù)據(jù)與預先設置好的還原雙乙酰階段的溫度標準值相減，得到還原雙乙酰階段的溫度偏差數(shù)據(jù)，然后對該溫度偏差數(shù)據(jù)進行PID運算，并將PID運算的結(jié)果通過模擬量輸出模塊送電動閥，自動調(diào)節(jié)電動閥開度，從而控制還原雙乙酰階段的啤酒發(fā)酵罐溫度。還原雙乙酰階段結(jié)束后，系統(tǒng)自動進入停留觀察階段，該階段的運行時間以及運行溫度也預先設定。在停留觀察階段，PLC CPU221自動將所檢測到的當前溫度數(shù)據(jù)與預先設置好的停留觀察階段的溫度標準值相減，得到停留觀察階段的溫度偏差數(shù)據(jù)，然后對該溫度偏差數(shù)據(jù)進行PID運算，并將PID運算的結(jié)果通過模擬量輸出模塊送電動閥，自動調(diào)節(jié)電動閥開度，從而控制停留觀察階段的啤酒發(fā)酵罐溫度。在停留觀察階段結(jié)束后，PLCCPU221通過模擬量輸出模塊向電動閥輸出開度為O的數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)字量輸出模塊分別向電動閥關繼電器和電磁閥開繼電器輸出信號，關閉電動閥，打開電磁閥，將發(fā)酵罐內(nèi)的料液放出。系統(tǒng)在進料階段運行時間、進料階段溫度標準值、還原雙乙酰階段運行時間、還原雙乙酰階段溫度標準值、停留觀察階段運行時間、停留觀察階段溫度標準值，都可以在本裝置處于運行狀態(tài)下，通過
[0010]按下灌溉參數(shù)設置按鈕，配合觸摸屏來設定。
[0011]本裝置在運行狀態(tài)下，不論在手動模式還是自動模式，只要電動閥打開，PLCCPU221模塊就會通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號給電動閥狀態(tài)指示燈，使其點亮，只要電動閥關閉，PLC CPU221模塊也會通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號給電動閥狀態(tài)指示燈，使其熄滅；只要電磁閥打開，PLC CPU221模塊就會通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號給電磁閥狀態(tài)指示燈，使其點亮，只要電磁閥關閉，PLC CPU221模塊也會通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號給電磁閥狀態(tài)指示燈，使其熄滅。當要停止本控制裝置工作時，首先按下控制屏上的停止按鈕，停止本裝置運行，此時，控制屏上的系統(tǒng)運行指示燈熄滅，然后斷開供電電源。
[0012]本實用新型的優(yōu)點與效果是:
[0013]由于本控制裝置采用了 PLC CPU221作為控制器，所以本控制裝置工作性能穩(wěn)定，抗干擾性較強，提高了啤酒發(fā)酵罐溫度控制的自動化水平。
【附圖說明】
[0014]圖1為啤酒發(fā)酵過程溫度控制裝置的結(jié)構示意圖；
[0015]圖2為啤酒發(fā)酵過程溫度控制裝置的電路方框圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0017]圖1中標號說明:1、控制屏，2、啟動按鈕，3、停止按鈕，4、自動模式按鈕，5、手動模式按鈕，6、操作臺，7、控制屏，8、手動模式指示燈，9、自動模式指示燈，10、電磁閥狀態(tài)指示燈，11、電動閥狀態(tài)指示燈，12、溫度低指示燈，13、溫度高指示燈，14、系統(tǒng)運行指示燈，15、電源指示燈，16、電動閥開按鈕，17、電動閥關按鈕，18、電磁閥控制按鈕，19、發(fā)酵參數(shù)