專利名稱：一種黃酒開耙控制系統(tǒng)及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種黃酒開耙控制系統(tǒng)，屬于輕工過程先進控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
黃酒是我國所特有的古老酒種，具有佐餐、烹飪和保健等功能，被譽為“液體蛋 糕”、“酒中國粹”。隨著人們生活水平的提高，健康的飲食理念深入人心，黃酒市場需求越來 越大。受傳統(tǒng)工藝的影響，黃酒產(chǎn)量增長速度緩慢，始終徘徊在以陶缸、陶壇作為發(fā)酵容器 的手工作坊式生產(chǎn)方式，在與日俱增的市場需求下，黃酒生產(chǎn)單體規(guī)模小、自動化程度低及 批次穩(wěn)定性差等問題日益凸現(xiàn)。近年來，雖然黃酒行業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新以及工藝機械化方面取 得了一些成果，例如大罐浸米和輸米自動化、蒸飯機械化、黃酒壓榨機的發(fā)明、煎酒設(shè)備創(chuàng) 新、包裝自動化、新原料釀酒等方面，但是黃酒生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)——發(fā)酵過程還沒有完全實 現(xiàn)自動控制。因此，如何合理利用現(xiàn)代生物技術(shù)及先進的計算機控制技術(shù)，并結(jié)合黃酒傳統(tǒng) 手工工藝發(fā)酵經(jīng)驗，實現(xiàn)黃酒發(fā)酵過程的全自動化，成為國內(nèi)黃酒企業(yè)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。黃酒發(fā)酵過程中的“開耙”，其作用是調(diào)節(jié)發(fā)酵醪的溫度，補充新鮮空氣以利于酵 母生長繁殖，使料液混合均勻。它是整個釀酒工藝中較難控制的一項關(guān)鍵性技術(shù)，一般由經(jīng) 驗豐富的老師傅把關(guān)。盡管黃酒開耙工藝控制難度較大，但還是是有規(guī)律可循的，而且不同品種黃酒 (如元紅酒、加飯酒、善釀酒、香雪酒等)在不同氣溫條件下，也需要采取不同的開耙控制策 略。

發(fā)明內(nèi)容
為解決黃酒開耙工藝自動化控制的問題，本發(fā)明提供了一種黃酒開耙控制系統(tǒng)。所述黃酒開耙控制系統(tǒng)，包含工控機、PLC、溫度傳感器、智能儀表和現(xiàn)場執(zhí)行器， 其中，工控機設(shè)有數(shù)據(jù)庫和人機交互界面，前者用于存儲數(shù)據(jù)，后者用于狀態(tài)信號的集 中顯示和控制參數(shù)的設(shè)定或修改；PLC:執(zhí)行工控機的程序指令，并連接遠端用戶和現(xiàn)場執(zhí)行器，在工控機掉電時可 運行自帶控制程序并執(zhí)行程序指令；溫度傳感器安裝于各發(fā)酵罐內(nèi)部，通過三線制方式連接，將信號傳至智能儀表；智能儀表實時顯示溫度并通過RS485總線將溫度信號傳送至工控機數(shù)據(jù)庫；現(xiàn)場執(zhí)行器包括電磁先導(dǎo)閥、氣動閥和手動閥，電磁先導(dǎo)閥根據(jù)工控機向PLC發(fā) 出的指令，驅(qū)動氣動閥開關(guān)，使罐內(nèi)料液得以開耙或結(jié)束開耙；手動閥與氣動閥并聯(lián)，應(yīng)對 電氣故障以保證系統(tǒng)的安全性。所述黃酒開耙控制系統(tǒng)的應(yīng)用，包括如下步驟(1)根據(jù)所生產(chǎn)黃酒的品種和環(huán)境溫度，在工控機的人機界面中設(shè)置每次開耙 的執(zhí)行條件和開耙時間，其中執(zhí)行條件可以是發(fā)酵罐內(nèi)實時溫度、發(fā)酵進行時間等條件的“與”、“或”組合；(2)溫度傳感器將檢測到的各發(fā)酵罐內(nèi)溫度信息傳送至智能儀表，智能儀表實時 顯示溫度，并并通過RS485總線將溫度信號傳送至工控機的數(shù)據(jù)庫中存儲；(3)當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)實時溫度和發(fā)酵進行時間達到設(shè)定條件時，工控機根據(jù)當(dāng)前時間 段氣動閥最大開啟數(shù)來判斷是否可以開耙；若可以，進行下一步，否則返回步驟(2)。(4)PLC執(zhí)行工控機發(fā)出的程序指令，向電磁先導(dǎo)閥發(fā)出命令，開啟氣動閥，根據(jù)預(yù) 設(shè)的開耙時間對罐內(nèi)的料液開耙；(4)當(dāng)預(yù)設(shè)的開耙時間結(jié)束時，工控機向PLC發(fā)出指令，關(guān)閉氣動閥；(5)循環(huán)步驟(2) (5)，進行下一次開耙，直至完成整個開耙過程。本發(fā)明還可按照如下方式進行設(shè)定，從而解決黃酒開耙過程中遇到的突發(fā)問題以 及取得較好的開耙效果(1)生產(chǎn)現(xiàn)場的無菌壓縮空氣在某些時刻供應(yīng)不足，且各發(fā)酵罐內(nèi)料液所處發(fā)酵 階段不同，所以導(dǎo)致開耙優(yōu)先級不同。為保證處于發(fā)酵前期的料液優(yōu)先開耙，設(shè)定每天各時 間段內(nèi)最多有N個罐內(nèi)的料液同時進行開耙。(2)除第一次開耙，以后每次開耙時，要考慮距上次開耙結(jié)束的時間以及罐內(nèi)的實 時溫度。只有兩個條件同時滿足時，才可以進行開耙。本發(fā)明提供了一種黃酒開耙的控制系統(tǒng)，使黃酒釀造工藝中最復(fù)雜的過程實現(xiàn)了 自動化控制，解決了手工操作造成黃酒品質(zhì)不穩(wěn)定等問題，為黃酒釀造過程的全自動化控 制奠定了基礎(chǔ)。


圖1為黃酒開耙控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系示意圖。圖2為黃酒開耙控制系統(tǒng)應(yīng)用的控制流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的描述圖1為黃酒開耙控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系示意圖。此系統(tǒng)由工控機、PLC、智能儀 表、溫度傳感器和現(xiàn)場執(zhí)行器五個部分組成。其中，工控機設(shè)有數(shù)據(jù)庫和人機交互界面，前 者利用數(shù)據(jù)庫平臺——Microsoft SQL 2005實現(xiàn)，用于存儲數(shù)據(jù)，后者利用圖形化開發(fā)平 臺——LabVIEW實現(xiàn)，用于狀態(tài)信號的集中顯示和控制參數(shù)的設(shè)定或修改；所選用智能儀表 具有數(shù)字顯示和變送功能，配合溫度傳感器采集發(fā)酵罐內(nèi)的溫度信息，并通過RS485總線 將溫度信號傳送至工控機；溫度傳感器選用雙支鉬電阻，安裝于發(fā)酵罐內(nèi)部，通過三線制方 式連接?，F(xiàn)場執(zhí)行器包括電磁先導(dǎo)閥、氣動閥和手動閥，兩位三通式電磁先導(dǎo)閥根據(jù)工控機 向PLC發(fā)出的程序指令，驅(qū)動氣動閥開關(guān)，決定發(fā)酵罐是否開耙；手動閥與氣動閥并聯(lián)，發(fā) 生電氣故障時可作為旁路開關(guān)，保證系統(tǒng)的安全運行。所述溫度傳感器根據(jù)發(fā)酵罐的體積安裝于罐內(nèi)，如果發(fā)酵罐體積較大，可選擇多 個溫度取樣點安裝溫度傳感器。圖2為黃酒開耙控制系統(tǒng)應(yīng)用的控制流程圖，控制流程包括如下具體步驟(1)根據(jù)所生產(chǎn)黃酒的品種和環(huán)境溫度，在工控機的人機界面中設(shè)置每次開耙
4的執(zhí)行條件和開耙時間，其中執(zhí)行條件可以是發(fā)酵罐內(nèi)實時溫度、發(fā)酵進行時間等條件的 “與”、“或”組合；(2)溫度傳感器將檢測到的各發(fā)酵罐內(nèi)溫度信息傳送至智能儀表，智能儀表實時 顯示溫度，并通過RS485總線將溫度信號傳送至工控機中的數(shù)據(jù)庫存儲；(3)當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)實時溫度和發(fā)酵進行時間達到設(shè)定條件時，工控機根據(jù)當(dāng)前時間 段氣動閥最大開啟數(shù)來判斷是否可以開耙；若可以，進行下一步，否則返回步驟(2)。(4)PLC執(zhí)行工控機發(fā)出的程序指令，向電磁先導(dǎo)閥發(fā)出命令，開啟氣動閥，根據(jù)預(yù) 設(shè)的開耙時間對發(fā)酵罐內(nèi)的料液開耙；(5)當(dāng)預(yù)設(shè)的開耙時間結(jié)束時，工控機向PLC發(fā)出指令，關(guān)閉氣動閥；(6)循環(huán)步驟(2) (5)，進行下一次開耙，直至完成整個開耙過程。上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本 發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、替換、添加或改型等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種黃酒開耙控制系統(tǒng)，其特征在于，包含工控機、PLC、溫度傳感器、智能儀表和現(xiàn)場執(zhí)行器；其中，工控機用于存儲數(shù)據(jù)、狀態(tài)信號的集中顯示和控制參數(shù)的設(shè)定或修改；PLC執(zhí)行工控機的程序指令，當(dāng)工控機掉電時可運行自帶控制程序并執(zhí)行程序指令；溫度傳感器采集各發(fā)酵罐內(nèi)的溫度信息；智能儀表實時顯示溫度并通過RS485總線將溫度信號傳送至工控機數(shù)據(jù)庫；現(xiàn)場執(zhí)行器根據(jù)PLC傳遞的指令，實現(xiàn)罐內(nèi)料液開耙或結(jié)束開耙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述黃酒開耙控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機設(shè)有數(shù)據(jù)庫和人 機交互界面，前者用于存儲數(shù)據(jù)，后者用于狀態(tài)信號的集中顯示和控制參數(shù)的設(shè)定或修改。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述黃酒開耙控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC在工控機掉電時可運 行自帶的控制程序并執(zhí)行程序指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述黃酒開耙控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器安裝于各發(fā) 酵罐內(nèi)部，通過三線制方式連接，將其信號傳至智能儀表。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述黃酒開耙控制系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場執(zhí)行器包括電磁先 導(dǎo)閥、氣動閥和手動閥，電磁先導(dǎo)閥根據(jù)工控機向PLC發(fā)出的指令，驅(qū)動氣動閥開關(guān)；手動 閥與氣動閥并聯(lián)，應(yīng)對電氣故障以保證系統(tǒng)安全性。
6.一種權(quán)利要求1所述黃酒開耙控制系統(tǒng)的應(yīng)用，其特征在于，包括如下步驟(1)根據(jù)所生產(chǎn)黃酒的品種和環(huán)境溫度，在工控機的人機界面中設(shè)置每次開耙的執(zhí)行 條件和開耙時間，其中執(zhí)行條件可以是發(fā)酵罐內(nèi)實時溫度、發(fā)酵進行時間等條件的“與”、 “或”組合；(2)溫度傳感器將檢測到的各發(fā)酵罐內(nèi)溫度信息傳送至智能儀表，智能儀表實時進行 顯示，并將溫度信號傳送至工控機的數(shù)據(jù)庫中存儲；(3)當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)實時溫度和發(fā)酵進行時間達到設(shè)定條件時，PLC執(zhí)行工控機發(fā)出的程 序指令，向電磁先導(dǎo)閥發(fā)出命令，開啟氣動閥，根據(jù)預(yù)設(shè)的開耙時間對罐內(nèi)的料液開耙；(4)當(dāng)預(yù)設(shè)的開耙時間結(jié)束時，工控機向PLC發(fā)出指令，關(guān)閉氣動閥；(5)循環(huán)步驟(2) (4)，進行下一次開耙，直至完成整個黃酒開耙過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種黃酒開耙控制系統(tǒng)及其應(yīng)用，包含工控機、PLC、溫度傳感器、智能儀表和現(xiàn)場執(zhí)行器，屬于輕工過程先進控制領(lǐng)域。工控機設(shè)有數(shù)據(jù)庫和人機交互界面，前者用于存儲數(shù)據(jù)，后者用于狀態(tài)信號的集中顯示和控制參數(shù)的設(shè)定或修改；PLC執(zhí)行工控機的程序指令；溫度傳感器采集各發(fā)酵罐內(nèi)的溫度信息；智能儀表顯示溫度并將溫度信號傳送至數(shù)據(jù)庫；當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度等參數(shù)滿足設(shè)定條件時，工控機向PLC發(fā)出程序指令，驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行器動作，實現(xiàn)罐內(nèi)料液的開耙。本發(fā)明提供的一種黃酒開耙的控制系統(tǒng)，使黃酒釀造工藝中最復(fù)雜的過程實現(xiàn)了自動化控制，解決了手工操作造成黃酒品質(zhì)不穩(wěn)定等問題，為黃酒釀造過程的全自動化控制奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號G05B19/05GK101950165SQ20101024847
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者劉登峰, 徐保國, 徐國強, 李時初, 焦竹青, 熊偉麗, 陳樹 申請人:江南大學(xué)