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发酵是葡萄酒生产过程的核心,对产品质量起着关键作用。目前对于这种复杂生产过程的操作,很多情况下还停留在依靠经验的人工操作基础上。本论文根据发酵过程的特点,采用基于PROFINET现场总线的控制系统,选用西门子S7-400系列PLC与ET200S组成下位机,工控机与组态软件作为上位机,对发酵过程实施自动化控制。
葡萄酒发酵包括发酵前的破碎除梗、入料和原酒发酵过程。入料过程中需要实时测量压力、流量、发酵罐液位以及含糖量等参数,以作为参考数据。原酒发酵过程中,温度控制显得尤为重要。由于发酵罐体积较大,过程参数具有滞后性、非线性等特点,很难建立精确的数学模型,故本系统采用模糊PID控制算法,对冷水阀、热水阀进行开度控制,取得了较好的控制效果。原酒循环工艺控制通过系统中的比较变量计数器来选通计时器,通过计时器比较选通控制循环泵回路。按照预先设定好的运行以及静置时间自动循环运行,直到达到预定时间或发酵结束。
利用Kingview组态软件开发的监控系统对温度、液位、流量等过程参数进行实时监控和集中管理,并且利用批号管理,随时可以查询原酒的品种、数量、来源和总量等。画面形象、直观,准确地反映了生产现场的真实情况。