一种白酒自动选择收集系统及其控制方法与流程

本发明涉及白酒生产制造技术领域，尤其是一种白酒自动选择收集系统及其控制方法。

背景技术：

目前，在白酒酿造行业内，无论是酱香型白酒还是混香型、浓香型白酒的生产，基本都采用水冷式冷却设备（冷凝器）对白酒发酵醅料中蒸出的酒精、水、高级醇、酸类等混合酒蒸汽进行液化处理，然后收集液化的酒液。

针对液化酒液进行选择收集，需配置一套酒槽和酒液收集管路系统，其中酒槽由主体酒槽、头酒槽和尾酒槽组成，酒液收集管路系统包括用于酒液收集的主体管及与主体管依次连通的主体酒收集管、头酒收集管和尾酒收集管。馏酒作业时，操作工人用浮筒密度计或依据个人经验凭感官依次对尾酒收集管、头酒收集管和主体酒收集管排出的酒液的酒精浓度进行人工检测，并根据检测结果，人工操控相应阀门。这种择酒方法，需要人工频繁、重复地测量和操控各个管道上的阀门开/关状态，酒质不能稳定、精准控制，主体酒收集量不能最大化。直接影响白酒生产的质量和效益。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决当前对液化酒液收集装置结构简单、功能单一，其相应的人工择酒方式在操作上费时费力，并且容易出错，这也严重影响到择酒的效率及白酒生产的质量的问题，为此提供一种白酒自动选择收集系统及其控制方法。

本发明的具体方案是：一种白酒自动选择收集系统，包括酒槽和酒液收集管路系统；酒槽由主体酒槽、头酒槽和尾酒槽组成；酒液收集管路系统包括用于酒液收集的主体管及依次并接在主体管上的主体酒收集管、头酒收集管和尾酒收集管，主体酒收集管、头酒收集管和尾酒收集管的出口分别与主体酒槽、头酒槽和尾酒槽相对应；其特征是：在主体酒槽上配装有用于其槽体内酒液循环流动的酒槽循环管；主体管旁侧设有用于对其管体内的酒液浓度进行检测的管道回路a，酒槽循环管旁侧设有用于对其管体内的酒液浓度进行检测的管道回路b；所述管道回路a、b相互独立运行，或者管道回路a、b的其中一部分管路共用一条检测支路，在检测支路上装有水泵a和酒精浓度检测仪，检测支路的两端各自连接气动三通阀qf1、气动三通阀qf2的中部端口，气动三通阀qf1、qf2的两侧端口各自通过对接的管路连通主体管与酒液循环管；在酒槽循环管上装有水泵b；在主体酒收集管、头酒收集管和尾酒收集管上对应装有气动球阀qf3、气动球阀qf4和气动球阀qf5；在尾酒收集管上装有电容式接近开关；在头酒槽中装有浮球式液位开关；所述酒精浓度检测仪、电容式接近开关和浮球式液位开关分别通讯连接plc控制器，并由plc控制器实现对气动三通阀qf1、qf2和气动球阀qf3、qf4、qf5以及水泵a、b的工作动态进行实时控制。

本发明中所述酒槽循环管的两端分别连接在主体酒槽的侧壁上，并在酒槽循环管的两端对应配装有手动阀门；所述管道回路a与管道回路b上均装有过滤器；所述主体酒收集管、头酒收集管和尾酒收集管的出口侧均配装有手动阀门；所述主体管上还设有备用支管，在备用支管上装有手动阀门。

本发明中所述主体酒槽的底端通过配设的主体酒输送管连接主体酒储罐；所述头酒槽的底端通过配设的头酒输送管连接头酒储罐；所述尾酒槽的底端通过配设的尾酒输送管连接尾酒储罐；在主体酒输送管、头酒输送管和尾酒输送管上均装有手动阀门。

本发明中所述尾酒收集管上装有电容式接近开关；所述酒精浓度检测仪采用u形振荡管数字密度计；所述plc控制器采用的型号为simatics7-200smart，plc控制器配备有供电单元；所述供电单元由交流主干路与ac-dc转换模块组成，并在交流主干路上装有分别用于控制起动水泵a和水泵b启/停状态的起动主电路；所述ac-dc转换模块用于向plc控制器等提供直流工作电源，plc控制器的数字量输入端口分别连接浮球式液位开关与电容式接近开关，plc控制器的模拟量输入端口连接酒精浓度检测仪；plc控制器的数字量输出端口依次连接气动三通阀qf1、qf2和气动球阀qf3、qf4、qf5所在的供气管路上相应的各个电磁阀的线圈，通过控制电磁阀的启/停状态来实现对相应的气动三通阀qf1、qf2和气动球阀qf3、qf4、qf5的工作动态的实时控制；plc控制器的数字量输出端口还分别与两个接触器的线圈相连接，并通过控制每个接触器上常开触点的吸合状态来实现对水泵a和水泵b的启/停状态的控制，其中两个接触器的常开触点对应串联在水泵a、水泵b的起动主电路中。

本发明中基于上述白酒自动选择收集系统的控制方法，其特征是：在尾酒收集管上装有电容式接近开关，电容式接近开关通讯连接plc控制器；所述控制方法包括以下步骤：

第一步：初次进行尾酒收集：系统启动运行，水泵a启动运行，气动三通阀qf1、qf2开启使得管道回路a导通，水泵b停止运行，气动球阀qf3、qf4处于关断状态，气动球阀qf5处于打开状态；蒸馏酒沿着尾酒收集管输送至尾酒槽中，当电容式接近开关向plc控制器发出开关量信号时，plc控制器通过内置的程序对酒精浓度检测仪实时采集到的酒精浓度进行判断，若酒精浓度达到区间k1时，其中k1的范围为30°～55°，则控制关断气动球阀qf5；

第二步：收集头酒：在第一步的基础上，控制打开气动球阀qf4，此时蒸馏酒沿着头酒收集管输送至头酒槽中；当浮球式液位开关随着头酒槽中液位的上升而动作时，plc控制器根据浮球式液位开关给定的触发信号，控制气动球阀qf4关断，其中浮球式液位开关设置在用于标定头酒槽中收集的酒液重量为8～30kg的高度位置；

第三步：收集主体酒:(1)在第二步的基础上，控制打开气动球阀qf3，此时蒸馏酒沿着主体酒收集管输送至主体酒槽中；(2)随着对主体酒的收集，若酒精浓度检测仪检测到主体管中酒精的浓度下降至区间k2时，其中k2的范围为40°～60°，则控制水泵b启动运行，使得主体酒槽内的酒液循环流动；若检测到主体管中酒精的浓度在区间k2以上时，则延时25min后，控制水泵b启动运行;(3)控制气动三通阀qf1、qf2同时切换,使得管道回路b导通,由酒精浓度检测仪对酒槽循环管中的酒精浓度进行检测，若检测到的酒精浓度未达到区间k3时，其中k3的范围为45°～65°，则延时30s后，控制气动三通阀qf1、qf2再次切换，使得管道回路a导通；(4)若再次检测到主体管中酒精的浓度未达到区间k4时，其中k4的范围为4°～20°，则延时40s后，返回步骤(3)，如此进行往复检测，只要检测到的酒精浓度最先达到k3与k4中所述的任意一区间，则控制关闭气动球阀qf3；

第四步：再次进行尾酒收集；在第三步基础上，控制打开气动球阀qf5，此次在对尾酒进行收集时，控制气动三通阀qf1、qf2的切换状态，并控制水泵a、水泵b均启动运行，使得管道回路b导通，并持续2min；检测最终主体酒槽白酒酒精度。然后，进入下一轮的白酒收集等待状态，控制气动三通阀qf1、qf2的切换状态，水泵a保持运行状态，从而管道回路a导通，控制水泵b停止运行，并控制气动球阀qf3、qf4处于关断状态，气动球阀qf5处于打开状态。

本发明通过自动控制系统对主体管和主体酒槽中酒液浓度进行在线检测，达到了依次对尾酒、头酒和主体酒进行自动判别和收集的目的，不仅检测精准，而且择酒效率高，确保了白酒的生产质量，并将工作人员从繁重和重复性的手工劳动中解放出来，具有较高的市场经济价值。

附图说明

图1是本发明中白酒自动选择收集系统的结构示意图；

图2是本发明中供电单元的电气原理图；

图3是本发明中plc控制器上io口的接线图；

图4是本发明在实施例4中的控制流程图。

图中：1—主体酒槽，2—头酒槽，3—尾酒槽，4—主体管，5—主体酒收集管，6—头酒收集管，7—尾酒收集管，8—酒槽循环管，9—水泵b，10—管道回路a，11—管道回路b，12—检测支路，13—水泵a，14—酒精浓度检测仪，15—备用支管，16—主体酒输送管，17—头酒输送管，18—尾酒输送管，19—主体酒储罐，20—头酒储罐，21—尾酒储罐，22—交流主干路，23—ac-dc转换模块，24—起动主电路。

具体实施方式

实施例1

参见图1，一种白酒自动选择收集系统，包括酒槽和酒液收集管路系统；酒槽由主体酒槽1、头酒槽2和尾酒槽3组成；酒液收集管路系统包括用于酒液收集的主体管4及依次并接在主体管4上的主体酒收集管5、头酒收集管6和尾酒收集管7；主体酒收集管5、头酒收集管6和尾酒收集管7的出口分别与主体酒槽1、头酒槽2和尾酒槽3相对应；在主体酒槽1上配装有用于其槽体内酒液循环流动的酒槽循环管8，在酒槽循环管8上装有水泵b9；主体管4旁侧设有用于对其管体内的酒液浓度进行检测的管道回路a10，酒槽循环管8旁侧设有用于对其管体内的酒液浓度进行检测的管道回路b11；所述管道回路a10、管道回路b11相互独立运行，或者管道回路a10、b11的其中一部分管路共用一条检测支路12，检测支路12上装有水泵a13和酒精浓度检测仪14，检测支路12的两端各自连接气动三通阀qf1、气动三通阀qf2的中部端口，气动三通阀qf1、qf2的两侧端口各自通过对接的管路连通主体管4与酒槽循环管8；在主体酒收集管5、头酒收集管6和尾酒收集管7上对应装有气动球阀qf3、气动球阀qf4和气动球阀qf5；在尾酒收集管上装有电容式接近开关ws；在头酒槽2中装有浮球式液位开关ls；所述酒精浓度检测仪14、电容式接近开关ws和浮球式液位开关ls分别通讯连接plc控制器，并由plc控制器实现对气动三通阀qf1、qf2和气动球阀qf3、qf4、qf5以及水泵b9、水泵a13的工作动态进行实时控制。

本实施例中水泵a13和水泵b9依次用m1、m2表示。

本实施例中所述酒槽循环管8的两端分别连接在主体酒槽1的侧壁上，并在酒槽循环管8的两端对应配装有手动阀门sf6与手动阀门sf7；所述管道回路a10与管道回路b11上对应装有过滤器g1、过滤器g2；所述主体酒收集管5、头酒收集管6和尾酒收集管7的出口侧对应配装有手动阀门sf3、sf4、sf5；所述主体管4上还设有备用支管15，在备用支管15上装有手动阀门sf8。

本实施例中所述主体酒槽1的底端通过配设的主体酒输送管16连接主体酒储罐19；所述头酒槽2的底端通过配设的头酒输送管17连接头酒储罐20；所述尾酒槽3的底端通过配设的尾酒输送管18连接尾酒储罐21；在主体酒输送管16、头酒输送管17和尾酒输送管18上对应装有手动阀门sf9、sf10、sf11。

本实施例中所述尾酒收集管7上装有电容式接近开关ws；所述酒精浓度检测仪14采用u形振荡管数字密度计；所述plc控制器采用的型号为simatics7-200smart，plc控制器配备有供电单元；所述供电单元由交流主干路22与ac-dc转换模块23组成，并在交流主干路22上装有分别用于控制水泵b9和水泵a13启/停状态的起动主电路24；所述ac-dc转换模块23用于向plc控制器等提供直流工作电源，参见图2；

参见图3，所述plc控制器的数字量输入端口分别连接浮球式液位开关ls与电容式接近开关ws，plc控制器的模拟量输入端口连接酒精浓度检测仪14；所述plc控制器的数字量输出端口依次连接气动三通阀qf1、qf2和气动球阀qf3、qf4、qf5所在的供气管路上相应的各个电磁阀的线圈，通过控制电磁阀的启/停状态来实现对相应的气动三通阀qf1、qf2和气动球阀qf3、qf4、qf5的工作动态的实时控制，其中上述电磁阀的线圈依次为ka1、ka2、ka3、ka4和ka5，为了进一步监测气动三通阀qf1、qf2和气动球阀qf3、qf4、qf5的到位状态，在每个气动阀门上均设有一组左、右限位开关，并且每组限位开关分别连接plc控制器的数字量输入端口；

在plc控制器的数字量输出端口还分别与两个接触器的线圈km1、km2相连接，并通过控制每个接触器上常开触点的吸合状态来实现对水泵b9和水泵a13的启/停状态的控制，其中两个接触器的常开触点km1-1、km2-1对应串联在水泵b9、水泵a13的起动主电路24中。

实施例2

本实施例基于实施例1，基于上述白酒自动选择收集系统的控制方法包括以下步骤：

第一步：初次进行尾酒收集：系统启动运行，水泵a启动运行，气动三通阀qf1、qf2开启使得管道回路a导通，水泵b停止运行，气动球阀qf3、qf4处于关断状态，气动球阀qf5处于打开状态；蒸馏酒沿着尾酒收集管输送至尾酒槽中，当电容式接近开关向plc控制器发出开关量信号时，plc控制器通过内置的程序对酒精浓度检测仪实时采集到的酒精浓度进行判断，若酒精浓度大于等于30°，则控制关断气动球阀qf5；

第二步：收集头酒：在第一步的基础上，控制打开气动球阀qf4，此时蒸馏酒沿着头酒收集管输送至头酒槽中；当浮球式液位开关ls随着头酒槽中液位的上升到达给定值8kg时，浮球式液位开关ls动作，plc控制器根据浮球式液位开关ls给定的触发信号，控制气动球阀qf4关断；

第三步：收集主体酒:(1)在第二步的基础上，控制打开气动球阀qf3，此时蒸馏酒沿着主体酒收集管输送至主体酒槽中；(2)随着对主体酒的收集，若酒精浓度检测仪检测到主体管中酒精的浓度小于等于40°时，则控制水泵b启动运行，使得主体酒槽内的酒液循环流动，若检测到主体管中酒精的浓度大于40°时，则延时25min后，控制水泵b启动运行;(3)控制气动三通阀qf1、qf2同时切换,使得管道回路b导通,由酒精浓度检测仪对酒槽循环管中的酒精浓度进行检测，若检测到的酒精浓度未达到45°以下时，则延时30s后，控制气动三通阀qf1、qf2再次切换，使得管道回路a导通；(4)若再次检测到主体管中酒精的浓度未达到4°以下时，则延时40s后，返回步骤(3)，如此进行往复检测，只要检测到的酒精浓度最先达到k3与k4中任意一项所设定的值，则控制关闭气动球阀qf3；

第四步：再次进行尾酒收集：在第三步基础上，控制打开气动球阀qf5，此次在对尾酒进行收集时，控制气动三通阀qf1、qf2的切换状态，并控制水泵a、水泵b均启动运行，使得管道回路b导通，并持续2min；检测最终主体酒槽白酒酒精度。然后，进入下一轮的白酒收集等待状态，控制气动三通阀qf1、qf2的切换状态，水泵a保持运行状态，从而管道回路a导通，控制水泵b停止运行，并控制气动球阀qf3、qf4处于关断状态，气动球阀qf5处于打开状态。

实施例3

本实施例基于实施例1，基于上述白酒自动选择收集系统的控制方法包括以下步骤：

第一步：初次进行尾酒收集：系统启动运行，水泵a启动运行，气动三通阀qf1、qf2开启使得管道回路a导通，水泵b停止运行，气动球阀qf3、qf4处于关断状态，气动球阀qf5处于打开状态；蒸馏酒沿着尾酒收集管输送至尾酒槽中，当电容式接近开关向plc控制器发出开关量信号时，plc控制器通过内置的程序对酒精浓度检测仪实时采集到的酒精浓度进行判断，若酒精浓度大于等于55°，则控制关断气动球阀qf5；

第二步：收集头酒：在第一步的基础上，控制打开气动球阀qf4，此时蒸馏酒沿着头酒收集管输送至头酒槽中；当浮球式液位开关ls随着头酒槽中液位的上升到达给定值30kg时，浮球式液位开关ls动作，plc控制器根据浮球式液位开关ls给定的触发信号，控制气动球阀qf4关断；

第三步：收集主体酒:(1)在第二步的基础上，控制打开气动球阀qf3，此时蒸馏酒沿着主体酒收集管输送至主体酒槽中；(2)随着对主体酒的收集，若酒精浓度检测仪检测到主体管中酒精的浓度小于等于60°时，则控制水泵b启动运行，使得主体酒槽内的酒液循环流动，若检测到主体管中酒精的浓度大于60°时，则延时25min后，控制水泵b启动运行;(3)控制气动三通阀qf1、qf2同时切换,使得管道回路b导通,由酒精浓度检测仪对酒槽循环管中的酒精浓度进行检测，若检测到的酒精浓度未达到65°以下时，则延时30s后，控制气动三通阀qf1、qf2再次切换，使得管道回路a导通；(4)若再次检测到主体管中酒精的浓度未达到20°以下时，则延时40s后，返回步骤(3)，如此进行往复检测，只要检测到的酒精浓度最先达到k3与k4中任意一项所设定的值，则控制关闭气动球阀qf3；

第四步：再次进行尾酒收集：在第三步基础上，控制打开气动球阀qf5，此次在对尾酒进行收集时，控制气动三通阀qf1、qf2的切换状态，并控制水泵a、水泵b均启动运行，使得管道回路b导通，并持续2min；检测最终主体酒槽白酒酒精度。然后，进入下一轮的白酒收集等待状态，控制气动三通阀qf1、qf2的切换状态，水泵a保持运行状态，从而管道回路a导通，控制水泵b停止运行，并控制气动球阀qf3、qf4处于关断状态，气动球阀qf5处于打开状态。

实施例4

本实施例基于实施例1，并作为一个最优选的实施例，参见图4，基于上述白酒自动收集系统的控制方法包括以下步骤：

第一步：初次进行尾酒收集：系统启动运行，水泵a启动运行，气动三通阀qf1、qf2开启使得管道回路a导通，水泵b停止运行，气动球阀qf3、qf4处于关断状态，气动球阀qf5处于打开状态；蒸馏酒沿着尾酒收集管输送至尾酒槽中，当电容式接近开关向plc控制器发出开关量信号时，plc控制器通过内置的程序对酒精浓度检测仪实时采集到的酒精浓度进行判断，若酒精浓度大于等于45°，则控制关断气动球阀qf5；

第二步：收集头酒：在第一步的基础上，控制打开气动球阀qf4，此时蒸馏酒沿着头酒收集管输送至头酒槽中；当浮球式液位开关ls随着头酒槽中液位的上升到达给定值18kg时，浮球式液位开关ls动作，plc控制器根据浮球式液位开关ls给定的触发信号，控制气动球阀qf4关断；

第三步：收集主体酒:(1)在第二步的基础上，控制打开气动球阀qf3，此时蒸馏酒沿着主体酒收集管输送至主体酒槽中；(2)随着对主体酒的收集，若酒精浓度检测仪检测到主体管中酒精的浓度小于等于50°时，则控制水泵b启动运行，使得主体酒槽内的酒液循环流动，若检测到主体管中酒精的浓度大于50°时，则延时25min后，控制水泵b启动运行;(3)控制气动三通阀qf1、qf2同时切换,使得管道回路b导通,由酒精浓度检测仪对酒槽循环管中的酒精浓度进行检测，若检测到的酒精浓度未达到60°以下时，则延时30s后，控制气动三通阀qf1、qf2再次切换，使得管道回路a导通；(4)若再次检测到主体管中酒精的浓度未达到15°以下时，则延时40s后，返回步骤(3)，如此进行往复检测，只要检测到的酒精浓度最先达到k3与k4中任意一项所设定的值，则控制关闭气动球阀qf3；

第四步：再次进行尾酒收集：在第三步基础上，控制打开气动球阀qf5，此次在对尾酒进行收集时，控制气动三通阀qf1、qf2的切换状态，并控制水泵a、水泵b均启动运行，使得管道回路b导通，并持续2min；检测最终主体酒槽白酒酒精度。然后，进入下一轮的白酒收集等待状态，控制气动三通阀qf1、qf2的切换状态，水泵a保持运行状态，从而管道回路a导通，控制水泵b停止运行，并控制气动球阀qf3、qf4处于关断状态，气动球阀qf5处于打开状态。