一种啤酒发酵过程温度控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自动化控制装置，特别是涉及一种啤酒发酵过程温度控制装置。
【背景技术】
[0002]啤酒发酵的全过程分为进料阶段、还原双乙酰阶段和停留观察阶段。在每个阶段，温度的变化都将直接影响到啤酒的品质和产量，因此，对啤酒发酵过程每个阶段的温度进行控制显得十分必要。降低温度的方法通常是在啤酒发酵罐外围套上冷却夹套，由液氨罐通过电动阀向冷却夹套内冲入液态氨，液态氨在冷缺夹套内吸热变成气态氨放出，带走啤酒发酵罐的热量，从而降低啤酒发酵罐的温度。通过控制电动阀的开度，可以控制进入冷却夹套内的液氨量，从而来调节发酵罐的温度。目前，啤酒发酵过程对温度的控制还存在着自动化程度低，温度控制装置结构复杂，工作稳定性较差等问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种啤酒发酵过程温度控制装置，该装置可以根据啤酒发酵罐的温度情况，自动调节啤酒发酵罐的温度，并在啤酒发酵罐温度过低或温度过高时能够进行报警。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种啤酒发酵过程温度控制装置，包括控制柜以及位于控制柜内部的控制电路、操作台、控制屏。控制柜位于操作台的下方，控制屏位于操作台的上方。控制屏上装有:启动按钮、停止按钮、自动模式按钮、手动模式按钮、手动模式指示灯、自动模式指示灯、电磁阀状态指示灯、电动阀状态指示灯、温度低指示灯、温度高指示灯、系统运行指示灯、电源指示灯、电动阀开按钮、电动阀关按钮、电磁阀控制按钮、发酵参数设置按钮、触摸屏。控制柜内部的控制电路包括:PLC (可编程逻辑控制器)电源模块、PLC (型号为CPU221)模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、温度传感器、压力传感器、电动阀关继电器、电动阀开继电器、电磁阀开继电器。
[0006]压力传感器和温度传感器分别通过信号线与所述模拟量输入模块相连；启动按钮、停止按钮、自动模式按钮、手动模式按钮、电动阀开按钮、电动阀关按钮、电磁阀控制按钮、发酵参数设置按钮分别通过信号线与所述数字量输入模块相连；所述数字量输出模块分别通过信号线与手动模式指示灯、自动模式指示灯、电磁阀状态指示灯、电动阀状态指示灯、温度低指示灯、温度高指示灯、系统运行指示灯、电源指示灯、电动阀关继电器、电动阀开继电器、电磁阀开继电器相连；所述数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块分别通过总线与PLC CPU221模块相连；所述PLC CPU221模块通过总线与触摸屏相连；所述PLC电源模块通过电源线与PLC CPU221模块相连。
[0007]本实用新型的工作原理如下:
[0008]首先接通电源，控制屏上的电源指示灯点亮，然后按下启动按钮，本装置进入运行状态，此时控制屏上的系统运行指示灯点亮。本装置在运行状态下，压力传感器和温度传感器分别将检测到的啤酒发酵罐的压力信号和温度信号分别经模拟量输入模块进行模数转换后送入PLC CPU221模块，PLC CPU221模块对所检测到的压力信号和温度信号进行处理，得到啤酒发酵罐的当前压力数据和温度数据。PLC CPU221将啤酒发酵罐的当前压力数据和温度数据送触摸屏进行显示。同时，PLC CPU221将所检测到的当前温度数据与预先设置好的温度数据上限和下限作对比，如果所检测到的温度数据低于预先设置的温度下限，则会通过数字量输出模块输出信号给温度低指示灯，使温度低指示灯点亮；如果所检测到的温度数据高于预先设置的温度上限，则会通过数字量输出模块输出信号给温度高指示灯，使温度高指示灯点亮。当所检测到的温度数据介于预先设置的温度下限和温度上限时，PLCCPU221将通过数字量输出模块分别输出信号给温度低指示灯和温度高指示灯，使温度低指示灯和温度高指示灯熄灭。
[0009]在运行状态下，本控制装置提供了两种控制模式:手动模式和自动模式。按下控制屏上的手动模式按钮，本控制装置将进入手动控制模式，此时，控制屏上的手动模式指示灯点亮；按下控制屏上的自动模式按钮，本控制装置将进入自动控制模式，此时，控制屏上的自动模式指示灯点亮。手动控制模式的工作过程是:现场操作人员根据触摸屏上所显示的温度数据来决定是否需要对啤酒发酵罐温度进行控制。当需要降低啤酒发酵罐温度时，首先按下控制屏上的电动阀开按钮，通过数字量输入模块向PLC CPU221发出打开电动阀信号，PLC CPU221接收到该信号后，将通过数字量输出模块输出信号给电动阀开继电器，然后按下发酵参数设置按钮，通过触摸屏来设定电动阀门开度数据，电动阀打开。当不需要降低啤酒发酵罐温度时，首先按下控制屏上的电动阀关按钮，通过数字量输入模块向PLCCPU221发出关闭电动阀信号，PLC CPU221接收到该信号后，将通过数字量输出模块输出信号给电动阀关继电器，关闭电动阀。在手动模式下，啤酒发酵过程所经历的进料阶段、还原双乙酰阶段、停留观察阶段的时间分别要由操作人员人工计时，发酵罐在每个阶段的温度也要手动调节。自动控制模式的工作过程是:不需要操作人员干预，首先系统进入进料阶段的运行。进料阶段的运行时间预先设定。在进料阶段，PLC CPU221首先通过数字量输出模块输出信号给电动阀开继电器，接通电动阀工作电气线路，然后PLC CPU221自动将所检测到的当前温度数据与预先设置好的进料阶段温度标准值相减，得到温度偏差数据，然后PLCCPU221对所述温度偏差数据进行P (比例)、I (积分)、D (微分)运算，并将PID运算的结果通过模拟量输出模块送电动阀，自动调节电动阀开度，使液氨罐内的液氨通过所述电动阀进入啤酒发酵罐外的冷却夹套内，液氨在冷却夹套内吸收啤酒发酵罐的温度变成气态氨后排出，从而使啤酒发酵罐温度降低到所需的温度。进料阶段结束后，系统自动进入还原双乙酰阶段，该阶段的运行时间以及运行温度也预先设定。在还原双乙酰阶段，PLC CPU221自动将所检测到的当前温度数据与预先设置好的还原双乙酰阶段的温度标准值相减，得到还原双乙酰阶段的温度偏差数据，然后对该温度偏差数据进行PID运算，并将PID运算的结果通过模拟量输出模块送电动阀，自动调节电动阀开度，从而控制还原双乙酰阶段的啤酒发酵罐温度。还原双乙酰阶段结束后，系统自动进入停留观察阶段，该阶段的运行时间以及运行温度也预先设定。在停留观察阶段，PLC CPU221自动将所检测到的当前温度数据与预先设置好的停留观察阶段的温度标准值相减，得到停留观察阶段的温度偏差数据，然后对该温度偏差数据进行PID运算，并将PID运算的结果通过模拟量输出模块送电动阀，自动调节电动阀开度，从而控制停留观察阶段的啤酒发酵罐温度。在停留观察阶段结束后，PLCCPU221通过模拟量输出模块向电动阀输出开度为O的数据，然后通过数字量输出模块分别向电动阀关继电器和电磁阀开继电器输出信号，关闭电动阀，打开电磁阀，将发酵罐内的料液放出。系统在进料阶段运行时间、进料阶段温度标准值、还原双乙酰阶段运行时间、还原双乙酰阶段温度标准值、停留观察阶段运行时间、停留观察阶段温度标准值，都可以在本装置处于运行状态下，通过
[0010]按下灌溉参数设置按钮，配合触摸屏来设定。
[0011]本装置在运行状态下，不论在手动模式还是自动模式，只要电动阀打开，PLCCPU221模块就会通过数字量输出模块输出信号给电动阀状态指示灯，使其点亮，只要电动阀关闭，PLC CPU221模块也会通过数字量输出模块输出信号给电动阀状态指示灯，使其熄灭；只要电磁阀打开，PLC CPU221模块就会通过数字量输出模块输出信号给电磁阀状态指示灯，使其点亮，只要电磁阀关闭，PLC CPU221模块也会通过数字量输出模块输出信号给电磁阀状态指示灯，使其熄灭。当要停止本控制装置工作时，首先按下控制屏上的停止按钮，停止本装置运行，此时，控制屏上的系统运行指示灯熄灭，然后断开供电电源。
[0012]本实用新型的优点与效果是:
[0013]由于本控制装置采用了 PLC CPU221作为控制器，所以本控制装置工作性能稳定，抗干扰性较强，提高了啤酒发酵罐温度控制的自动化水平。
【附图说明】
[0014]图1为啤酒发酵过程温度控制装置的结构示意图；
[0015]图2为啤酒发酵过程温度控制装置的电路方框图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本实用新型进行详细说明。
[0017]图1中标号说明:1、控制屏，2、启动按钮，3、停止按钮，4、自动模式按钮，5、手动模式按钮，6、操作台，7、控制屏，8、手动模式指示灯，9、自动模式指示灯，10、电磁阀状态指示灯，11、电动阀状态指示灯，12、温度低指示灯，13、温度高指示灯，14、系统运行指示灯，15、电源指示灯，16、电动阀开按钮，17、电动阀关按钮，18、电磁阀控制按钮，19、发酵参数