輸出ON/OFF控制在啤酒罐溫度自動控制中的應用

摘 要:發酵是啤酒生產的重要過程，占的時間最長，其溫度的控制對啤酒質量起到了至關重要的作用。本文利用輸出ON/OFF控制實現了發酵罐的自動控制，成本低，控制質量高，具有較好的應用價值。

關鍵詞:ON/OFF控制 啤酒罐溫度自動控制

中圖分類號:TN77文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(a)-0114-01

啤酒生產工藝流程可以分為制麥、糖化、發酵、包裝四個工序。其中發酵是在冷卻的麥汁中加入啤酒酵母使其發酵。麥汁中的糖分分解為酒精和二氧化碳，大約一星期后，即可生成“嫩啤酒”，然后再經過幾十天使其成熟。將成熟的啤酒過濾后，即得到琥珀色的生啤酒。發酵溫度決定發酵過程是否正常和順利，并將直接影響到啤酒成品的質量。發酵過程的溫度若發生劇烈變化，不僅會使酵母早期沉淀、衰老、死亡、自溶，造成發酵異常，還直接影響到酵母代謝副產物組成，從而對啤酒酒體與風味，及啤酒膠體穩定性造成危害。而在溫度實現自動控制的方法有輸出ON/OFF控制、負反饋控制、PID控制等。本文利用輸出ON/OFF控制實現了對溫度罐的自動控制。

1 輸出ON/OFF控制

這種控制的方法是把被控量的實際值與設定值進行比較，再按照比較結果，產生相應的ON或OFF繼電控制輸出。圖1所示即為最簡單的梯形圖程序。該程序不斷執行“設定值”與“實際值”比較，只要“實際值”小于“設定值”，大于標志“P_GT”ON，進而使“輸出”ON;反之，“輸出”將OFF。用它即可進行輸出ON/OFF控制。

2 啤酒發酵罐溫度輸出ON/OFF控制程序設計

圖2所示為其梯形圖程序。圖中110通道的內容為處理后的輸入溫度值，而DM981的內容為溫度設定值。從圖可知，當輸入值大于或等于設定值并超過20秒，則可使5.00ON產生輸出，打開冷氣閥門，向冷卻系統放入冷氣。若溫度低于設定值并超過20s，則5.00OFF閥門關閉，停止放冷氣。這里設的延時為20s，實際可依系統的慣性調整。這里適當的延時可避免擾動對系統的影響。

此外，啤酒發酵工藝要求罐的溫度逐步下降，直到某個值后再保持恒溫。所以在事實上，它的控制是程序控制。圖2中的DM981的內容是隨時間變化的，即該設定值不是常數。圖3所示為使DM981變化的梯形圖程序。這里用的是隨時間作線性減小變化。總的時間范圍設在HR50中，最大不大于999分鐘，最小不能為零。這是在運行這段程序前確定好了的。變化范圍高位值放在HR20中，低位值放在HR10中。

這里先進行減運算，把HR20被HR10減，其結果存于HR31中。然后作雙字除運算。OMRON C200H機的除指令，只能進行整除，不計小數，故這里的被除數為HR30，其含義是HR31、30作被除數(HR30為零)，而除數為HR50及HR51(HR51為零)。其商存于HR40及HR41中。接著進行乘運算，這里用HR41與CNT0的現值相乘。因在進行除時，被除數放大10000倍，而在乘時，又縮小10000倍(HR40不用)，兩者相抵，等于不放大，也不縮小。乘后的積再與HR20相減，并存于DM981(低4位)及DM982(高4位)中。但DM982是恒等于零的。而DM981正是我們所需要的。

3 結語

本文介紹的發酵罐自動控制系統計算程序在實際的應用中得到了良好的控制效果，發酵溫度符合工藝要求。當實際溫度偏離標準溫度時，自控系統及時響應，通過電磁閥去控制冷媒閥開啟或關閉，發酵溫度很快穩定在溫度給定值上，系統調節偏差小，控制質量高。

參考文獻

[1] 管敦儀.啤酒工業手冊[M].北京:中國輕工業出版社出版.

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