本發(fā)明屬于白酒釀造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種白酒生產(chǎn)智能化控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

白酒是我國特有的酒種,由于白酒釀造企業(yè)其分布地域廣泛,造成了不同地域,各酒廠生產(chǎn)工藝不同，從窖池固態(tài)生物發(fā)酵到餾酒，生產(chǎn)工序繁多、相互關(guān)聯(lián)復(fù)雜、一致性差、造成各個酒廠的控制方式很難有統(tǒng)一標準。目前我國自動化、智能化的高端釀酒裝備系統(tǒng)尚處于起步階段。

隨著我國制造業(yè)和釀酒業(yè)對白酒制造業(yè)的重視，尤其是2011年以來，在中國酒業(yè)協(xié)會白酒分會和市場專業(yè)委員會，白酒158專項計劃支持下，我國白酒企業(yè)的生產(chǎn)過程逐漸實現(xiàn)了機械化。隨著釀造企業(yè)的進一步發(fā)展，尤其是工業(yè)4.0的呼聲在我國逐漸興起，實現(xiàn)白酒企業(yè)的4.0，成為白酒企業(yè)自動化追求的目標。白酒企業(yè)實現(xiàn)工業(yè)4.0將大大提高自動化生產(chǎn)的工作效率，進而提高企業(yè)的競爭力，因此如何在白酒自動化生產(chǎn)中應(yīng)用工業(yè)4.0的理念，成為行業(yè)的研究重點。在白酒自動化中，如何實現(xiàn)白酒釀造工段如甄配料工段、蒸煮餾酒工段、攤涼加曲工段及裝甄工段的自動化成為白酒自動化控制的核心目標。

目前，我國白酒企業(yè)中的領(lǐng)軍企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了機械化，但是針對白酒釀造車間需要實時現(xiàn)場監(jiān)控的需求仍缺少相應(yīng)的裝備系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有白酒企業(yè)釀造機械化的控制方式的缺陷，提供一種實現(xiàn)白酒固態(tài)釀酒產(chǎn)業(yè)的標準化、自動化和智能化集中控制的白酒生產(chǎn)智能化控制系統(tǒng)。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

一種白酒生產(chǎn)智能化控制系統(tǒng)，其特征在于：其包括控制裝置，機器人裝甑系統(tǒng)，PLC，各類泵、閥、電機，各類傳感器，各類儀表；

所述控制裝置與機器人裝甑系統(tǒng)相連，控制機器人裝甑系統(tǒng)工作；

所述控制裝置與PLC相連，通過所述PLC控制各類泵、閥、電機工作；

所述各類傳感器與所述PLC相連，通過PLC將傳感器采集的信號傳輸給控制裝置；

所述各類儀表與PLC和控制裝置相連，用于將采集的現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)信號傳輸給PLC和控制裝置。

其進一步特征在于：所述控制裝置與手持移動設(shè)備無線連接，所述手持移動設(shè)備用于顯示和控制白酒生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)。

進一步的：所述控制裝置為包含數(shù)據(jù)庫的工控機；所述機器人裝甑系統(tǒng)和各類儀表通過RS485總線與所述工控機相連；所述PLC通過PROFINET總線與所述工控機相連；所述工控機通過無線路由器與手持移動設(shè)備無線連接。

優(yōu)選的：所述控制裝置包括多臺工控機，所述多臺工控機處于同一個局域網(wǎng)內(nèi)，工控機之間相互訪問及數(shù)據(jù)備份。

所述各類傳感器包括酒醅料倉重量傳感器，稻殼料倉重量傳感器，粉糧料倉重量傳感器，曲粉料倉重量傳感器，甑桶出酒溫度傳感器，甑桶桶內(nèi)溫度傳感器，甑桶蒸汽壓力傳感器，熱水罐溫度傳感器，攤涼機中部溫度傳感器，攤涼機尾部溫度傳感器，甑桶傾斜角度傳感器，黃水罐液位傳感器，酒尾罐液位傳感器；

所述各類泵、閥、電機包括酒醅料倉送料電機，稻殼料倉送料電機，粉糧料倉送料電機，曲粉料倉送料電機，冷凝水調(diào)節(jié)閥，蒸汽進氣調(diào)節(jié)閥，攤涼風機變頻電機，甑桶提蓋、移蓋、翻轉(zhuǎn)電機，及各類網(wǎng)帶輸送電機、打散電機；

所述酒醅料倉送料電機，稻殼料倉送料電機，粉糧料倉送料電機，曲粉料倉送料電機分別根據(jù)酒醅料倉重量傳感器，稻殼料倉皮帶稱重傳感器，粉糧料倉皮帶稱重傳感器，曲粉料倉重量傳感器的重量參數(shù)控制送料速度；

所述冷凝水調(diào)節(jié)閥根據(jù)甑桶出酒溫度傳感器的溫度參數(shù)控制閥門開度；

所述蒸汽進氣調(diào)節(jié)閥根據(jù)甑桶蒸汽壓力傳感器的壓力參數(shù)調(diào)節(jié)閥門開度；

所述攤涼風機變頻電機根據(jù)攤涼機中部溫度傳感器和攤涼機尾部溫度傳感器的溫度參數(shù)控制攤涼風機變頻電機轉(zhuǎn)速；

所述甑桶翻轉(zhuǎn)電機根據(jù)甑桶傾斜角度傳感器的角度參數(shù)控制啟停。

優(yōu)選的：所述甑桶出酒溫度傳感器、甑桶桶內(nèi)溫度傳感器和熱水罐溫度傳感器為Pt-100溫度傳感器；所述甑桶蒸汽壓力傳感器為E+H壓力傳感器；所述攤涼機中部溫度傳感器和攤涼機尾部溫度傳感器為紅外溫度傳感器；所述稻殼料倉重量傳感器和粉糧料倉重量傳感器為皮帶稱重傳感器。

一種采用上述白酒生產(chǎn)智能化控制系統(tǒng)的白酒生產(chǎn)智能化控制方法，其特征在于包括下述步驟：

（1）稱重配料：

所述酒醅料倉重量傳感器，稻殼料倉重量傳感器，粉糧料倉重量傳感器分別采集酒醅料倉、稻殼料倉和粉糧料倉內(nèi)的余料情況發(fā)送給所述控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述酒醅料倉送料電機，稻殼料倉送料電機，粉糧料倉送料電機的頻率計算出物料的實時流速；所述控制裝置根據(jù)設(shè)定的配料比，并以酒醅的物料流速為基準，實時自動調(diào)節(jié)粉糧送料電機和稻殼送料電機頻率，以調(diào)整其物料流速，從而達到目標配料比；

（2）自動裝甑：

所述控制裝置根據(jù)所述甑桶傾斜角度傳感器采集的甑桶角度數(shù)據(jù)，確認甑桶的垂直度；上甑料斗中的物料通過上甄網(wǎng)帶輸送至上甑布料機中，并通過機器臂旋轉(zhuǎn)均勻布灑在甑桶內(nèi)；在布料裝甑完成以后，根據(jù)機器人給定的完成信號，所述控制裝置自動控制移蓋電機將甑桶蓋移至甑桶上方，再控制提蓋電機完成甑桶落蓋動作；

（3）蒸餾取酒：

布料之前黃水及酒尾由泵從甑桶的一端軸頭打入到桶體底部，打開蒸汽進氣調(diào)節(jié)閥，蒸汽進入下部蒸汽室進行蒸酒，酒蒸汽通過管道進入冷凝器冷凝流出到儲酒罐；

所述控制裝置根據(jù)甑桶桶內(nèi)溫度傳感器采集的溫度信號，和甑桶蒸汽壓力傳感器采集的蒸汽壓力信號，通過控制蒸汽進氣調(diào)節(jié)閥開度控制甑桶內(nèi)蒸汽壓力；

所述控制裝置根據(jù)所述甑桶出酒溫度傳感器采集的出酒溫度數(shù)據(jù)，控制冷凝水調(diào)節(jié)閥開度大小，進而控制冷水流速，以穩(wěn)定出酒的溫度；

蒸酒完畢后，所述控制裝置控制提蓋電機升起甑桶蓋，再控制移蓋電機將甑桶蓋移出甑桶上方，打開甑桶蓋；并在打開桶蓋一段時間后，控制翻轉(zhuǎn)電機翻轉(zhuǎn)甑桶，將糧糟傾倒在網(wǎng)帶輸送機上，輸送到攤涼機內(nèi)；

（4）攤涼加曲：

攤涼：攤涼機上裝有多臺工頻風機，一臺變頻風機，所述控制裝置根據(jù)攤涼機中部溫度傳感器和攤涼機尾部溫度傳感器的溫度參數(shù)，控制變頻風機的攤涼風機變頻電機轉(zhuǎn)速，和多臺工頻風機的電機的啟停；

加曲：糧糟在提升過程中，所述曲粉料倉重量傳感器采集曲粉料倉內(nèi)的余料情況發(fā)送給所述控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述曲粉料倉送料電機的頻率和曲粉料倉重量傳感器檢測的重量變化計算出物料的實時流速，并根據(jù)攤涼網(wǎng)帶速度大小自動控制曲粉出料速度。

其進一步特征在于：所述酒醅料倉重量傳感器，稻殼料倉重量傳感器，粉糧料倉重量傳感器中任意一個出現(xiàn)故障，酒醅料倉送料電機，稻殼料倉送料電機，粉糧料倉送料電機全部停止工作。

所述甑桶提蓋電機、移蓋電機、翻轉(zhuǎn)電機邏輯連鎖。

所述控制裝置通過 PID算法來控制冷凝水調(diào)節(jié)閥開度大小，進而控制冷水流速，以穩(wěn)定出酒的溫度。

本發(fā)明解決了白酒釀造過程中需要實時、現(xiàn)場監(jiān)控自動化問題，不僅有利于白酒裝備制造行業(yè)的技術(shù)升級，實現(xiàn)白酒固態(tài)釀酒產(chǎn)業(yè)的標準化、自動化和智能化，建立新型的釀酒發(fā)酵裝備體系，增強白酒企業(yè)的科技含量和競爭優(yōu)勢，提升制造企業(yè)技術(shù)水平和管理水平，降低生產(chǎn)、質(zhì)量和管理成本，具有重要的意義。

附圖說明

圖 1 為本發(fā)明架構(gòu)示意圖。

圖 2 為白酒生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

如圖2所示一種白酒生產(chǎn)系統(tǒng)，發(fā)酵成熟的酒醅，通過行車抓斗運送到酒醅料倉1內(nèi)。所述酒醅料倉1和粉糧料倉2、稻殼料倉3并列設(shè)置，酒醅料倉1、粉糧料倉2和稻殼料倉3內(nèi)的物料按照工藝配比定量均勻地添加到物料提升輸送機4的輸送帶上；酒醅、谷殼、粉糧通過物料提升輸送機4向上提升，在物料提升輸送機4提升過程中有攪拌電機將三種物料攪拌均勻后輸送入上甑料倉5。上甄料斗5中的物料通過上甄網(wǎng)帶輸送至上甑布料機中，并通過機器臂旋轉(zhuǎn)均勻布灑在甑桶6內(nèi)。布料之前根據(jù)工藝要求定量注入黃水罐7內(nèi)的黃水及酒尾罐8內(nèi)酒尾由泵從甑桶6的一端軸頭打入到桶體底部。在布料裝甑完成以后，蓋上甑桶蓋，并打開甑桶蓋上的噴水閥門，完成桶蓋邊沿及桶蓋和冷凝器9接觸處的水封。打開蒸汽閥門，蒸汽由桶體的另一端軸頭進入甑桶6下部蒸汽室，當甑桶6內(nèi)的混合料達到額定容量時，移動桶蓋與冷凝器9和甑桶體準確對接進行蒸酒，酒蒸汽通過管道進入冷凝器9冷凝流出到儲酒罐14。蒸酒完畢后，先打開甑桶6底部排污閥將桶底污水排出，并打開甑桶蓋一段時間后，翻轉(zhuǎn)甑桶6，將糧糟傾倒在鍋底網(wǎng)帶輸送機上11，輸送到攤涼機12內(nèi)。糧糟達到攤涼要求時，從攤涼機12的輸出端輸送到提升網(wǎng)帶機上。糧糟在提升過程中由加曲機13通過將曲定量地加到糧糟上。加曲后的糧糟攪拌均勻后輸送到尾端的料斗中，再由行車抓斗抓取入窖池內(nèi)發(fā)酵。

如圖1所示的白酒生產(chǎn)智能化控制系統(tǒng)，其包括控制裝置，機器人裝甑系統(tǒng)，PLC，各類泵、閥、電機，各類傳感器，各類儀表，手持移動設(shè)備；

所述控制裝置與機器人裝甑系統(tǒng)相連，控制機器人裝甑系統(tǒng)工作；

所述控制裝置與PLC相連，通過所述PLC控制各類泵、閥、電機工作；

所述各類傳感器與所述PLC相連，通過PLC將傳感器采集的信號傳輸給控制裝置；

所述各類儀表與PLC和控制裝置相連，用于將采集的現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)信號傳輸給PLC和控制裝置。

所述控制裝置與手持移動設(shè)備無線連接，所述手持移動設(shè)備用于顯示和控制白酒生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)。

所述控制裝置為包含數(shù)據(jù)庫的工控機；所述機器人裝甑系統(tǒng)和各類儀表通過RS485總線與所述工控機相連；所述PLC通過PROFINET總線與所述工控機相連；所述工控機通過無線路由器與手持移動設(shè)備無線連接。所述控制裝置包括多臺工控機，所述多臺工控機處于同一個局域網(wǎng)內(nèi)，工控機之間相互訪問及數(shù)據(jù)備份。

所述各類傳感器包括酒醅料倉重量傳感器，稻殼料倉重量傳感器，粉糧料倉重量傳感器，曲粉料倉重量傳感器，甑桶出酒溫度傳感器，甑桶桶內(nèi)溫度傳感器，甑桶蒸汽壓力傳感器，熱水罐溫度傳感器，攤涼機中部溫度傳感器，攤涼機尾部溫度傳感器，甑桶傾斜角度傳感器，黃水罐液位傳感器，酒尾罐液位傳感器；

所述各類泵、閥、電機包括酒醅料倉送料電機，稻殼料倉送料電機，粉糧料倉送料電機，曲粉料倉送料電機，冷凝水調(diào)節(jié)閥，蒸汽進氣調(diào)節(jié)閥，攤涼風機變頻電機，甑桶提蓋、移蓋、翻轉(zhuǎn)電機，及各類網(wǎng)帶輸送電機、打散電機；

所述酒醅料倉送料電機，稻殼料倉送料電機，粉糧料倉送料電機，曲粉料倉送料電機分別根據(jù)酒醅料倉重量傳感器，稻殼料倉皮帶稱重傳感器，粉糧料倉皮帶稱重傳感器，曲粉料倉重量傳感器的重量參數(shù)控制送料速度；

所述冷凝水調(diào)節(jié)閥根據(jù)甑桶出酒溫度傳感器的溫度參數(shù)控制閥門開度；

所述蒸汽進氣調(diào)節(jié)閥根據(jù)甑桶蒸汽壓力傳感器的壓力參數(shù)調(diào)節(jié)閥門開度；

所述攤涼風機變頻電機根據(jù)攤涼機中部溫度傳感器和攤涼機尾部溫度傳感器的溫度參數(shù)控制攤涼風機變頻電機轉(zhuǎn)速；

所述甑桶翻轉(zhuǎn)電機根據(jù)甑桶傾斜角度傳感器的角度參數(shù)控制啟停。

優(yōu)選的：所述甑桶出酒溫度傳感器、甑桶桶內(nèi)溫度傳感器和熱水罐溫度傳感器為Pt-100溫度傳感器；所述甑桶蒸汽壓力傳感器為E+H壓力傳感器；所述攤涼機中部溫度傳感器和攤涼機尾部溫度傳感器為紅外溫度傳感器；所述稻殼料倉重量傳感器和粉糧料倉重量傳感器為皮帶稱重傳感器。

一種采用上述白酒生產(chǎn)智能化控制系統(tǒng)對白酒生產(chǎn)系統(tǒng)進行白酒生產(chǎn)智能化控制方法，包括下述步驟：

（1）稱重配料：

所述酒醅料倉重量傳感器，稻殼料倉重量傳感器，粉糧料倉重量傳感器分別采集酒醅料倉、稻殼料倉和粉糧料倉內(nèi)的余料情況發(fā)送給所述控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述酒醅料倉送料電機，稻殼料倉送料電機，粉糧料倉送料電機的頻率計算出物料的實時流速；所述控制裝置根據(jù)設(shè)定的配料比，并以酒醅的物料流速為基準，實時自動調(diào)節(jié)粉糧送料電機和稻殼送料電機頻率，以調(diào)整其物料流速，從而達到目標配料比。所述酒醅料倉重量傳感器，稻殼料倉重量傳感器，粉糧料倉重量傳感器中任意一個出現(xiàn)故障，酒醅料倉送料電機，稻殼料倉送料電機，粉糧料倉送料電機全部停止工作。

（2）自動裝甑：

所述控制裝置根據(jù)所述甑桶傾斜角度傳感器采集的甑桶角度數(shù)據(jù)，確認甑桶的垂直度；上甑料斗中的物料通過上甄網(wǎng)帶輸送至上甑布料機中，并通過機器臂旋轉(zhuǎn)均勻布灑在甑桶內(nèi)；在布料裝甑完成以后，根據(jù)機器人給定的完成信號，所述控制裝置自動控制移蓋電機將甑桶蓋移至甑桶上方，再控制提蓋電機完成甑桶落蓋動作。所述甑桶提蓋電機、移蓋電機、翻轉(zhuǎn)電機邏輯連鎖，以免發(fā)生誤操作。

（3）蒸餾取酒：

布料之前黃水及酒尾由泵從甑桶的一端軸頭打入到桶體底部，打開蒸汽進氣調(diào)節(jié)閥，蒸汽進入下部蒸汽室進行蒸酒，酒蒸汽通過管道進入冷凝器冷凝流出到儲酒罐。

所述控制裝置根據(jù)甑桶桶內(nèi)溫度傳感器采集的溫度信號，和甑桶蒸汽壓力傳感器采集的蒸汽壓力信號，通過控制蒸汽進氣調(diào)節(jié)閥開度控制甑桶內(nèi)蒸汽壓力。

所述控制裝置根據(jù)所述甑桶出酒溫度傳感器采集的出酒溫度數(shù)據(jù)，通過 PID算法控制冷凝水調(diào)節(jié)閥開度大小，進而控制冷水流速，以穩(wěn)定出酒的溫度。

蒸酒完畢后，所述控制裝置控制提蓋電機升起甑桶蓋，再控制移蓋電機將甑桶蓋移出甑桶上方，打開甑桶蓋；并在打開桶蓋一段時間后，控制翻轉(zhuǎn)電機翻轉(zhuǎn)甑桶，將糧糟傾倒在網(wǎng)帶輸送機上，輸送到攤涼機內(nèi)。

（4）攤涼加曲：

攤涼：攤涼機上裝有多臺工頻風機，一臺變頻風機，所述控制裝置根據(jù)攤涼機中部溫度傳感器和攤涼機尾部溫度傳感器的溫度參數(shù)，控制變頻風機的攤涼風機變頻電機轉(zhuǎn)速，和多臺工頻風機的電機的啟停。

加曲：糧糟在提升過程中，所述曲粉料倉重量傳感器采集曲粉料倉內(nèi)的余料情況發(fā)送給所述控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述曲粉料倉送料電機的頻率和曲粉料倉重量傳感器檢測的重量變化計算出物料的實時流速，并根據(jù)攤涼網(wǎng)帶速度大小自動控制曲粉出料速度。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。