啤酒生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計-釀造部分

45/45第一章緒論1.1課題背景在鞏固和提高我國經(jīng)濟體制的同時，特別是加入了國際世貿(mào)組織以后，中國啤酒行業(yè)正逐步融入世界啤酒業(yè)，由于外國啤酒進駐中國市場，中國啤酒行業(yè)已經(jīng)進入了競爭激烈的成熟過渡期，重新整合擴張，這種“一體化”的擴張方式在一些大中型企業(yè)是尤其明顯的。上世紀90年代，青島啤酒經(jīng)營了多種運營模式，在中國大部分省市自治區(qū)成立了50多家啤酒自動化生產(chǎn)基地，已經(jīng)初步完成了全國化的戰(zhàn)略布局。因為啤酒生產(chǎn)內(nèi)部競爭激烈，外部也和同類酒類產(chǎn)品的競爭越來越激烈，有很大一部分啤酒廠倒閉或相互合并，啤酒生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量急劇下降。還有一部分生存下來的企業(yè)，逐步重視對產(chǎn)品質(zhì)量、口味、工藝，加大科技研發(fā)力度，自動化專業(yè)化設(shè)備得到全新的改變，新的包裝設(shè)備和先進的宣傳理念如雨后春筍般在市場上出現(xiàn)，整個啤酒行業(yè)更加良性的在市場中互相競爭，啤酒開始向著工業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)，國內(nèi)的大部分啤酒生產(chǎn)企業(yè)逐步的向大型化、集團化發(fā)展，與國際之間的交流越來越頻繁。現(xiàn)如今，人們的生活水平有了顯著的提高，老百姓對啤酒的需求量急速上升，這一需求給生產(chǎn)制造商提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，尤其是在各個廠家良性競爭的前提下，更是對啤酒的生產(chǎn)有了更嚴格的要求，如何在保證質(zhì)量的前提下高效的生產(chǎn)出大批量的啤酒是現(xiàn)在每個廠家所必須解決的問題。正是因為PLC的強大功能，給啤酒的自動化生產(chǎn)帶來了福音。啤酒生產(chǎn)所需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)比較繁瑣，比如溫度、壓力、濃度、渾濁程度等都有很嚴格的要求，而PLC在這些方面都有自己的獨特之處，能夠很自如的對這些模擬量進行時時監(jiān)控，從而解決了大量的剩余勞動力，而對PLC自動化啤酒生產(chǎn)線程序的調(diào)試優(yōu)化更是尤其重要。本次設(shè)計就是對現(xiàn)有的和利時PLC啤酒自動化生產(chǎn)線進行軟、硬件的調(diào)試，通過現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集對啤酒生產(chǎn)線釀造部分進行程序優(yōu)化，最終得出與之對應(yīng)的研究結(jié)論。1.2課題內(nèi)容（1）啤酒自動化生產(chǎn)釀造工藝流程通過查閱相關(guān)資料，對現(xiàn)有的啤酒自動化生產(chǎn)工藝有一個基本的了解，尤其是對啤酒釀造工藝的熟悉，從而對本課題有一個更深入的理解。（2）根據(jù)現(xiàn)場實際需要設(shè)計適當?shù)目刂品椒ǜ鶕?jù)現(xiàn)場以及工藝流程的實際需要，編寫控制程序并對控制程序進行相應(yīng)的優(yōu)化，以及對優(yōu)化后的程序進行現(xiàn)場測試。（3）通過組態(tài)軟件做出現(xiàn)場的動態(tài)監(jiān)控圖一個合格的生產(chǎn)流水線離不開對設(shè)備生產(chǎn)過程的監(jiān)控，不僅是從安全的角度出發(fā)，更要考慮到設(shè)備損壞及時維修及其包養(yǎng)，因此本課題設(shè)計了組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于HollyView的一款組態(tài)軟件。（4）控制面板觸摸屏的設(shè)計對控制面板觸摸屏的設(shè)計是為了能夠更簡便控制現(xiàn)場設(shè)備，同時也起到對現(xiàn)場的監(jiān)控作用，與組態(tài)監(jiān)控界面起到雙重監(jiān)控的作用，使得生產(chǎn)的安全性以及流暢性有了保障。因此本課題設(shè)計了觸摸屏操控系統(tǒng)，方便對現(xiàn)場設(shè)備的控制，同時也能夠起到監(jiān)控的作用。（5）對總體程序以及監(jiān)控進行可行性分析根據(jù)實際的數(shù)據(jù)結(jié)果，對程序以及組態(tài)監(jiān)控方面進行可行性分析，并對整體進行優(yōu)化，對優(yōu)化后的系統(tǒng)能否正常運行做出整體性的規(guī)劃。1.3課題目的本課題通過和利時PLC對啤酒自動化生產(chǎn)線釀造部分各個工序段進行自動化控制，從而節(jié)省了大量的勞動力，與此同時能夠很大程度的提高生產(chǎn)效率，對于產(chǎn)品的市場競爭有很大的技術(shù)支持，同時對于現(xiàn)有的啤酒自動化生產(chǎn)線進行系統(tǒng)優(yōu)化，從而對設(shè)備的升級進行有效的數(shù)據(jù)采集，對自動化控制的發(fā)展有更好的推進作用。1.4課題意義啤酒自動化生產(chǎn)線運用自動化控制技術(shù)，運用PLC強大的控制功能達到自動化控制的目的，這其實是工業(yè)生產(chǎn)的一個縮影，正是因為有了這種系統(tǒng)的優(yōu)化研究，才能更好的使自動化控制技術(shù)得以有力的發(fā)展，才能大大提高工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率?，F(xiàn)如今自動化控制技術(shù)在日常生產(chǎn)中應(yīng)用尤其廣泛，它不僅是工業(yè)生產(chǎn)的一次重要升級和改革，同時也為工業(yè)自動化生產(chǎn)帶來了春天，把工業(yè)生產(chǎn)引領(lǐng)到了一個全新的領(lǐng)域，自動化控制技術(shù)不僅節(jié)省了人為勞動力，生產(chǎn)成本也大大的降低，給生產(chǎn)商帶來了福音。在中國不斷發(fā)展的今天，自動化控制技術(shù)在中國的工業(yè)發(fā)展史上也發(fā)揮了極大的作用。本次課題是基于實驗室研究自動化控制技術(shù)的課題，研究本課題對以后的實際應(yīng)用教學(xué)有著很強的現(xiàn)實意義，能夠更清楚直接的叫同學(xué)們了解自動化控制技術(shù)在現(xiàn)實生產(chǎn)當中是如何應(yīng)用的，同時本課題也為后期自動化專業(yè)的教學(xué)及研究奠定了必要的基礎(chǔ)，能夠從理論結(jié)合實際的角度出發(fā)，更加全面的為學(xué)生講解自動化控制技術(shù)在實際生產(chǎn)當中是充當一個怎樣的角色。同時，還有最重要的一點就是為以后啤酒生產(chǎn)線的進一步研發(fā)提供了一個很好的實驗平臺，能夠更加全面的鍛煉學(xué)生實際動手操作的能力。

第二章系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1釀造部分的總體結(jié)構(gòu)釀酒工藝的基本流程：麥芽粉碎機→糖化鍋→過濾罐→煮沸鍋→沉淀池→冷卻鍋→發(fā)酵罐→清酒罐→灌裝機，如圖2.1。圖2.1釀酒工藝流程圖Fig.2.1Brewingprocessflowdiagram釀造部分主要包括三個部分，各類硬件設(shè)備（如液體反應(yīng)罐、各種儀器儀表、電機、電磁閥等等）、PLC控制柜（主要包括PLC、空氣開關(guān)、繼電器、電源模塊、觸摸屏等）以及工控臺（由一臺個人計算機組成，通過個人計算機控制PLC控制現(xiàn)場設(shè)備）。釀造部分每一個反應(yīng)罐都有著自己的作用，每個工段都有著各自的所需要控制采集的數(shù)據(jù)，正是每個工段有序的工作，使得整個釀造部分有序的生產(chǎn)。2.2釀造部分基本設(shè)計步驟根據(jù)啤酒釀造的工藝流程，將各個反應(yīng)罐按照相應(yīng)的順序進行排列組裝在一起，每個反應(yīng)罐直接由管道以及電氣元件連接在一起（如液體流通管道、入水管、出水管、入口泵、出口泵、電磁閥、流量計、溫度表、壓力表等等）；PLC控制柜分為五個部分，分別控制公共系統(tǒng)工段、糖化工段、煮沸工段、發(fā)酵工段、清酒工段五個工段，通過對過程中變量的控制，從而使釀造部分嚴格的按照釀酒工藝運行，實現(xiàn)了自動化控制在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。在釀造過程當中需要控制很多的變量，如何控制好這些變量才是本次課題設(shè)計的主要任務(wù)。溫度、壓力、攪拌電機的轉(zhuǎn)速等等都是啤酒工藝生產(chǎn)上重要的參數(shù)，如何運用現(xiàn)如今的科技手段隨意自如的控制這些變量都是此次課題的重重之種，有了這些控制變量，對程序進行編寫，使得這些控制變量能夠隨意的去設(shè)定，通過科技手段進行監(jiān)測，從而使得啤酒自動化生產(chǎn)釀造工段更好的進行，也要根據(jù)實際的生產(chǎn)進行相應(yīng)的優(yōu)化，對系統(tǒng)進行升級。2.3釀造部分需要控制的對象釀造部分由于釀酒工藝的要求，需要對反應(yīng)罐內(nèi)一些變量進行控制以及監(jiān)測，這就需要PLC去控制這些變量，釀造部分所需要控制的變量有：（1）溫度釀酒工藝中對液體溫度的控制是非常嚴格的，因此對溫度控制以及溫度變化的監(jiān)測采集是自動化控制的一大重要反饋數(shù)據(jù)。（2）壓力反應(yīng)灌內(nèi)的壓強大小也是釀造部分所需要重點監(jiān)控的對象。（3）電機轉(zhuǎn)速有些部分反應(yīng)罐內(nèi)的液體是需要加熱的，但是這就涉及到一個受熱是否均勻的問題，與此同時需要攪拌電機來使反應(yīng)罐內(nèi)的液體受熱更加均勻，PLC通過控制變頻器的數(shù)值大小來控制攪拌電機攪拌的快于慢。（4）入口泵、出口泵啟停由于各個反應(yīng)罐都是處于同一水平面，當完成當前釀酒步驟，需要將當前反映灌內(nèi)的液體轉(zhuǎn)移到下一個流程就需要入口泵以及出口泵的協(xié)助，使得液體更快速的轉(zhuǎn)移。（5）流量釀酒工藝還需要很好的控制監(jiān)測液體流量的大小，進而達到釀酒工藝的各種需求。（6）電磁閥、電動調(diào)節(jié)閥對液體的流動啟停進行控制，節(jié)省了人為的勞動時間。2.4釀造部分的主要結(jié)構(gòu)2.4.1公共系統(tǒng)工段公共系統(tǒng)工段主要由凈水罐、熱水罐、堿液罐、入口泵、出口泵、制冷壓縮機、冷水罐組成。熱水罐與冷水罐組成CIP系統(tǒng)，為整個釀造過程提供清潔無菌的衛(wèi)生環(huán)境，避免后續(xù)釀造過程中染菌。冷水泵、制冷機、冰水罐組成制冷系統(tǒng)為后續(xù)釀造發(fā)酵提供適宜溫度，提高發(fā)酵率。2.4.2糖化工段糖化工段主要是由糖化鍋和過濾槽組成。糖化鍋是麥芽淀粉及蛋白質(zhì)的分解的容器，并與已糊化的麥牙粉溶液混合，維持溶液在一定的溫度，使溶液開始淀粉糖化，從而制出麥汁。麥汁經(jīng)過過濾槽過濾，麥芽汁與麥糟分開，得到清涼爽口的麥芽汁。2.4.3煮沸工段煮沸工段主要由煮沸鍋和回旋槽組成。過濾后麥汁經(jīng)由煮沸鍋煮沸，在煮沸的過程當中加入酒花賜予啤酒爽口的苦香味和特有的清爽味。在麥汁達到一定的濃度后，麥汁被泵入回旋槽進行熱凝固物的回旋沉淀和分離。2.4.4發(fā)酵工段發(fā)酵工段主要由換熱器、發(fā)酵罐組成?；匦恋砗蟮柠溨?jīng)過板式換熱器調(diào)整為適宜的發(fā)酵溫度，在經(jīng)過沖氧，添加啤酒酵母的工序，最終進入發(fā)酵罐進行麥芽發(fā)酵，啤酒酵母將可發(fā)酵性糖和氨基酸等分解成酒精。2.4.5清酒工段清酒工段主要由過濾機和清酒罐組成。經(jīng)過發(fā)酵而成熟的啤酒在過濾機中將剩余的酵母和不溶解性蛋白濾除，使酒液成色更加透亮。經(jīng)過過濾后的啤酒由出口泵泵入清酒罐，最終啤酒在制冷壓縮機的作用下低溫保存在清酒罐。

第三章釀造部分硬件結(jié)構(gòu)3.1現(xiàn)場設(shè)備組成3.1.1液體反應(yīng)罐液體反應(yīng)罐（如圖3.1）由鍋體、鍋蓋、攪拌電機、夾套、支承桿及傳動裝置組成，液體反應(yīng)罐的材質(zhì)以及開孔具體位置可按照現(xiàn)場的實際情況進行定做。液體反應(yīng)罐有許多種不同的加熱形式，比如電加熱器加熱、油體加熱、氣體加熱、水加熱以及冷卻等等；上面的夾套也有多種不同樣式供用戶選擇；攪拌的形式同樣也有不同的選擇，比如船槳式、拋錨式、框架式等等；高轉(zhuǎn)速類也有許多樣式供用戶選擇，以便應(yīng)付不同的生產(chǎn)工藝；傳動裝置大體分為普通電機、伺服電機、電磁調(diào)速電機幾種。圖3.1液體反應(yīng)罐Fig.3.1Liquidreactiontank3.1.2交流電機交流電機（如圖3.2）能夠?qū)崿F(xiàn)機械能與交流電能互相轉(zhuǎn)換。由于交流電力系統(tǒng)大力發(fā)展，交流電機逐漸成為自動化工業(yè)生產(chǎn)的寵兒。交流電機與直流電機相比，交流電機因為沒有換向器，它具有整體結(jié)構(gòu)簡單、制造相對容易、耐久度高，較為容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流、大容量電機。交流電機功率所涵蓋的范圍是相對比較大的，幾瓦到幾萬千瓦，甚至能夠達到上百萬千瓦。本次課題選用交流電機用于對反應(yīng)罐液體的攪拌，由于交流電機的上述特點，故選擇交流電機用于對反應(yīng)罐內(nèi)液體的攪拌。圖3.2交流電機Fig.3.2Alternatingcurrentdynamo3.1.3耐腐蝕離心泵由于本次設(shè)計有液體之間的傳輸，因此需要抽水泵來實現(xiàn)告訴液體傳輸，因為兩個反應(yīng)罐之間的液位是沒有明顯差距，因此需要入水泵以及出水泵來實現(xiàn)傳輸；更重要的是本次課題傳輸?shù)氖且后w，考慮到耐久性以及耐腐蝕性的問題，故選擇耐腐蝕離心泵來作為本次課題的入水泵以及出水泵，通過選擇耐腐蝕性離心泵能夠很好的解決耐久性以及耐腐蝕性這一問題。圖3.3耐腐蝕離心泵Fig.3.3Corrosionresistingcentrifugalpump3.1.4電磁閥、電動調(diào)節(jié)閥電磁閥（如圖3.4.1）是用電磁控制的自動化工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，是用來控制液體流動的自動化基礎(chǔ)元件。在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中用于調(diào)整被控對象的流動方向、流量、速度以及其他可控參數(shù)。電磁閥能夠作用于不同的控制電路來實現(xiàn)預(yù)期的目標，而且在精度與靈活度方面都具有可靠性。電磁閥種類有很多種，不同的電磁閥在自動化控制系統(tǒng)中有不同的功能，自動化控制系統(tǒng)經(jīng)常用到的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等等。電動調(diào)節(jié)閥（如圖3.4.2）是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的重要執(zhí)行儀表。電動調(diào)節(jié)閥與傳統(tǒng)的氣動調(diào)節(jié)閥相比有相當大的優(yōu)勢：電動調(diào)節(jié)閥相對節(jié)能（僅僅在工作時消耗電能），安全環(huán)保（無碳雜質(zhì)排放），安裝方便快捷。閥門按其所配備的執(zhí)行機構(gòu)所使用的動力，按其自身功能和自身特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。圖3.4.1電磁閥圖3.4.2電動調(diào)節(jié)閥Fig.3.4.1SolenoidvalveFig.3.4.2Electriccontrolvalve3.1.5傳感器傳感器是一種檢測裝置各種參數(shù)的電元器件，能檢測接收被測數(shù)據(jù)的具體參數(shù)信息，并能檢測接收到的信息，并且按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號或者其他形式的參數(shù)進行輸出，以便滿足不同要求的信息輸出處理、存儲顯示、記錄、控制等要求，有了傳感器基本能夠?qū)崿F(xiàn)自動檢測和自動控制。本次課題選擇了多種不同的傳感器，例如：溫度傳感器（主要用于對溫度的檢測）、壓力傳感器（主要用反應(yīng)罐內(nèi)壓力的測量），通過這兩種傳感器對溫度以及壓力進行檢測，從而達到控制以及反饋溫度以及壓力的目的。3.1.6差壓變送器差壓變送器（如圖3.5）是測量差壓變送器兩端壓力之差的變送器，輸出如4~20mA、0~5V的標準信號。差壓變送器與一般的壓力變送器有比較大的不同點，差壓變送器有兩個壓力接口，分為正壓端和負壓端，在一般的情況下，僅僅在差壓變送器正壓端大于負壓段才能進行測量以及輸出。差壓變送器主要是用于測量兩個反應(yīng)罐內(nèi)壓力差值的大小，通過差壓變送器來給定以及反饋反應(yīng)罐內(nèi)的壓力。圖3.5差壓變送器Fig.3.5Differentialpressuretransmitter3.1.7電加熱器電加熱器的作用是通過本身升溫，來對周圍的介質(zhì)進行升溫，從而能夠達到生產(chǎn)工藝流程的各項需求；主要用于對運動的液體、一些氣態(tài)氣體等升溫以及保溫。在本次課題中，根據(jù)電加熱器的本身工作原理，與現(xiàn)場的某些控制軟件進行有效的連接，從而能夠通過控制電加熱器來對反應(yīng)罐內(nèi)的溫度進行有效的控制以及反饋采集信息。3.1.8變頻器變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)和微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率的方式來控制交流電動機轉(zhuǎn)速的控制設(shè)備。本次課題中由于某些部分液體反應(yīng)罐內(nèi)需要對液體進行攪拌，從而能夠使得液體反應(yīng)罐內(nèi)的物質(zhì)受熱均勻，更加嚴格的符合啤酒釀造的工藝生產(chǎn)流程。由于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)軟硬件的不斷提高，變頻器在現(xiàn)在的工業(yè)自動化控制生產(chǎn)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)發(fā)展成為自動化工業(yè)生產(chǎn)上必不可少的設(shè)備。3.1.9液體流量計智能液體流量計（如圖3.6）采用先進的低功耗單片微機技術(shù)研制的渦輪流量傳感智能儀表，采用了雙排液晶現(xiàn)場顯示，具有以下特點：結(jié)構(gòu)小巧緊湊、讀數(shù)顯示直觀清晰、可靠性強、抗干擾能力強、抗雷擊、成本低廉等顯著優(yōu)點。圖3.6液體流量計Fig.3.6Liquidflowmeter3.2PLC控制面板組成3.2.1PLC概述以及選型1.PLC概述最初的可編程控制器被稱為可編程邏輯控制器，主要是用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著相關(guān)技術(shù)的逐步發(fā)展，采用微型計算機技術(shù)的工業(yè)控制裝置功能已經(jīng)有了新的提升，完全超出了邏輯控制的范圍，所以今天這種裝置被稱為可編程控制器，簡稱PC，但是為了與個人計算機的簡稱有所區(qū)別，故將可編程控制器簡稱為PLC。PLC在1969年由美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司研發(fā)出現(xiàn)，在現(xiàn)有的PLC品牌中，德國、美國、日本的可編程序控制器的整體性能在國際上享有很高的聲譽，功能全面，產(chǎn)品可靠性極強。自從PLC的出現(xiàn)，并經(jīng)過了長時間的發(fā)展，在德國、美國、日本等一些工業(yè)發(fā)達國家PLC已經(jīng)成為了重要的產(chǎn)業(yè)鏈。由于世界范圍內(nèi)自動化控制技術(shù)的不斷發(fā)展、需求量不斷攀升、生產(chǎn)廠家的不斷涌現(xiàn)、品種的更新速度加快、成本價逐步降低，因此生產(chǎn)PLC慢慢演變成一種重要產(chǎn)業(yè)鏈，目前，世界上有200多個制造商生產(chǎn)PLC，比較有名的是：德國西門子公司；日本三菱、歐姆龍、松下電工等；美國AB通用電氣、莫迪康公司；法國TE、施耐德公司；韓國三星、LG公司等。PLC在工業(yè)生產(chǎn)方面應(yīng)用極其廣泛，功能強大，在實際應(yīng)用上也體現(xiàn)出了與其他軟件的優(yōu)勢之處，抗干擾能力強，自由度高等都是PLC的特點。關(guān)于PLC在啤酒自動化生產(chǎn)線中應(yīng)用的實際概況，現(xiàn)如今在世界各地啤酒的需求量都是非常之大，如何在保證質(zhì)量的前提下更多的進行工業(yè)生產(chǎn)是目前各大制造商急需解決的問題。再與其他軟件相比在此方面PLC體現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢，抗干擾能力強、不間斷運行、程序直觀易懂等都是同類型軟件中的佼佼者，正是因為有了這些優(yōu)勢，才得以使得PLC在啤酒自動化生產(chǎn)線中得到了廣泛的大量的應(yīng)用。2.PLC選型此次畢業(yè)設(shè)計所選用的PLC為北京和利時集團的LM系列小型PLC（如圖3.7），該PLC有以下特點：(1)小巧緊湊：此次畢業(yè)設(shè)計所選擇的PLC體積小巧，節(jié)省了安裝空間，同時也具備了強大的處理功能等特點。(2)簡便可靠的安裝：根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的不同，PLC面板安裝以及導(dǎo)軌安裝可任意選擇。(3)豐富的模塊種類：LM系列PLC是由北京和利時自主研發(fā)，擁有CPU模塊和豐富的擴展模塊組成，CPU模塊最多可擴展7個模塊，最大I/O點數(shù)為152點，最大模擬量點數(shù)為56點。LM系列PLC有多種選擇可供不同現(xiàn)場的應(yīng)用需求。(4)靈活的系統(tǒng)配置：本次PLC的選型有多種擴展模塊，比如模擬量擴展模塊、數(shù)字量擴展模塊以及專用功能模塊。(5)強大的模擬量處理：可同時處理幾十個模擬量點，能夠執(zhí)行多個回路的PID運算。(6)豐富的指令系統(tǒng)：具有400多條指令可滿足客戶不同需求。圖3.7LM系列PLCFig.3.7LMseriesPLC3.2.2空氣開關(guān)空氣開關(guān)，又被叫做空氣斷路器，它是斷路器的一種。它是根據(jù)所在支路流經(jīng)的總電流大小進行選型，他集控制和保護于一身，它能完成閉合和斷開電路的作用以外，還能對電路中短路以及過載的情況等進行相應(yīng)的保護，同時還能夠不頻繁的啟動停止電機。3.2.3熔斷器熔斷器（如圖3.8）是指當電流超過其本身的額定值時，自身會產(chǎn)生熱量，而這個熱量會使熔體熔斷，從而斷開電路，保護電路的一種電器。。圖3.8熔斷器Fig.3.8Fuse3.2.4電源模塊電源模塊（如圖3.9）是電路面板上為某些電元器件供電的設(shè)備，他的特點是可以為一些特定的電元器件進行電源供應(yīng)。下圖即為本次課題選用的電源模塊，將交流220V轉(zhuǎn)換成24V直流給PLC柜上的觸摸屏供電。圖3.9電源模塊Fig.3.9Thepowersupplymodule3.2.5繼電器繼電器（如圖3.10）是一種電控制器件，能夠?qū)㈦娦盘栠M行轉(zhuǎn)換，實際上是用小電流控制大電流的一種自動開關(guān)。通過PC平臺控制繼電器是否上電，若繼電器得電，則繼電器內(nèi)部線圈有電，則產(chǎn)生電磁場，線圈出現(xiàn)極性則吸合線圈上部的金屬片狀物，從而使得整個回路導(dǎo)通，控制回路的開與關(guān)，實現(xiàn)了對現(xiàn)場的自動化控制。本次所選用的繼電器為歐姆龍品牌的，本產(chǎn)品的繼電器在市場上有很大的競爭力，有比較大的競爭優(yōu)勢，比如說他的可靠性、耐久度、簡單易安裝等等特點，安裝繼電器需要注意繼電器上的電路圖，根據(jù)現(xiàn)場不同的設(shè)備需求進行安裝，底座的接線方式嚴格按照產(chǎn)品說明書進行安裝，要熟悉繼電器的工作原理，從而更好的了解每部分各個電元器件的作用。圖3.10繼電器Fig.3.10Relay3.2.6觸摸屏觸摸屏（如圖3.11）作為現(xiàn)在及以后比較流行的人機互動方式，會逐步取代鍵盤鼠標的人機互動方式，觸摸屏的種類大概分為以下幾種，下面來給大家介紹一下各自的優(yōu)缺點：（1）電阻式優(yōu)點：電阻觸摸屏，可以使用手指、戴手套的手等進行觸摸，它主要是靠物體對它壓力來感應(yīng)坐標、觸摸靈敏精準缺點：因電阻屏表面是膜與玻璃相結(jié)合，所以表面的觸摸膜時間久了就可能會有磨損。（2）紅外式優(yōu)點：純玻璃表面，防刮花性能好，透光率良好

缺點：觸摸屏的邊緣觸摸不夠靈敏，觸摸精準度一般，室外光線較強的地方無法操作。（3）聲波屏

優(yōu)點：純玻璃表面，防刮花性能好，透光率好缺點：觸摸屏邊緣怕灰，有一點灰就有可能導(dǎo)致觸摸不靈甚至不能觸摸（4）電容式優(yōu)點：純玻璃表面，防刮花性能好，透光率好缺點：只能用手指與觸摸屏接觸才能識別，帶手套無法操作，用其他物體完全不能觸摸。圖3.11觸摸屏Fig.3.11Touchscreen3.2.7端子排端子排，是如今面板接線必需的一種器件，通過端子排不僅能夠使得接線美觀，還能更加方便的進行查線，同時拆卸容易，更加方便維修，同時也能起到信號傳輸?shù)淖饔?。在遠距離傳輸兩端之間通過端子排連接更加牢靠，施工更加方便，維修簡易快捷。

第四章釀造部分軟件設(shè)計4.1和利時PLC編程軟件介紹PowerPro軟件是和利時公司專為LM系列PLC所開發(fā)的基于Windowes的編程工具。PowerPro軟件具有控制方案的編輯和仿真調(diào)試功能，是LM系列PLC的硬件配置和軟件編程的標準軟件包。本課題編程所需要此款軟件，它用于LM系列PLC產(chǎn)品的編程軟件，是一種追求現(xiàn)場操作便利性的高性能工具軟件。如圖4.1是該軟件的編程界面。圖4.1PowerPro編程界面Fig.4.1PowerProprogramminginterface4.2PLC程序設(shè)計4.2.1公共系統(tǒng)工段程序AI6001AT%MD500:REAL; (*熱水罐溫度*)%IW68模擬量輸入（熱水罐溫度）AI6002AT%MD504:REAL; (*熱水罐壓力*)%IW70模擬量輸入（熱水罐壓力）指令注釋：該指令為工程量轉(zhuǎn)換指令，將16進制數(shù)轉(zhuǎn)換為工程量數(shù)據(jù)，該指令一般用于模擬量輸入數(shù)據(jù)的處理。該指令主要用于對現(xiàn)場設(shè)備進行模擬量輸入。程序注釋：通過現(xiàn)場的傳感器設(shè)備采集到某一反應(yīng)罐的溫度（壓力），之后傳輸給模擬量輸入模塊，通過模擬量輸入模塊進行數(shù)據(jù)處理后變?yōu)樽兞?IW68（%IW70），該變量通過HEX_ENGIN02的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為變量AI6001（AI6002），該變量即為直接讀取的數(shù)據(jù)變量，即溫度（壓力）的直接顯示，可供組態(tài)軟件以及觸摸屏進行數(shù)據(jù)讀取。AO6001AT%MD600:REAL; (*熱水罐液位*)AO6001%QW66模擬量輸出（熱水罐液位）AO6002AT%MD604:REAL; (*熱水罐壓力*)AO6002%QW68模擬量輸出（熱水罐壓力）指令注釋：（1）BYTE_TO_<TYPE>為字節(jié)類型轉(zhuǎn)換指令，把字節(jié)類型轉(zhuǎn)換為其他數(shù)據(jù)類型。（2）ENGIN_HEX為工程量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16進制數(shù)據(jù)指令，該指令一般用于模擬量輸出數(shù)據(jù)處理。該指令主要用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的反饋信息。（3）POT01（POT02）為一個保持當前狀態(tài)的指令，由于采集到的數(shù)據(jù)為一個動態(tài)變量，因此需要對當前變量進行保持，以便數(shù)據(jù)的實時傳輸。（4）Analog_OUT指令為模擬量輸出調(diào)用指令，由于此次設(shè)計需要DCS的監(jiān)控控制，因此DCS需要調(diào)用本地PLC內(nèi)的一些模擬量輸出模塊的數(shù)據(jù)。程序注釋：POTO指令進行狀態(tài)保持，使得ENGIN_HEX指令持續(xù)使能，從而得到持續(xù)的模擬量輸出以便控制現(xiàn)場設(shè)備；AO6001（AO6002）為現(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)，通過ENGIN_HEX指令將工程量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16進制數(shù)，再傳給模擬量輸出模塊，經(jīng)過其內(nèi)部處理，再控制現(xiàn)場設(shè)備達到控制的目的。DI6003AT%IX0.2:BOOL; (*離心泵運行*)DO6005AT%QX0.4:BOOL; (*離心泵啟動*)DO6005_RD AT%MX701.3:BOOL; (*離心泵手自動切換*)DO6005_UAAT%MX701.6:BOOL; (*離心泵復(fù)位*)DO6005_MO AT%MX701.1:BOOL; (*離心泵手動啟動*)DO6005_MC AT%MX701.2:BOOL; (*離心泵手動停止*)指令注釋：（1）MOTOR指令為一個功能模塊，主要就是對一些功能的集中處理以及作用。（2）RS指令為復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)器，復(fù)位雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，復(fù)位優(yōu)先。其中SET為置位信號，RESET1為復(fù)位信號。程序注釋：該程序為離心泵啟動停止手自動之間互相切換的一個程序框圖，實現(xiàn)了手自動切換的集中處理，通過DO6005_RD進行手自動切換，從而選擇是自動或者手動。DI6005AT%IX0.4:BOOL; (*制冷壓縮機運行*)DO6006AT%QX0.5:BOOL; (*制冷壓縮機啟動*)DO6006_RD AT%MX702.3:BOOL; (*制冷壓縮機手自動切換*)DO6006_UAAT%MX702.6:BOOL; (*制冷壓縮機復(fù)位*)DO6006_MO AT%MX702.1:BOOL; (*制冷壓縮機手動啟動*)DO6006_MC AT%MX702.2:BOOL; (*制冷壓縮機手動停止*)程序注釋：詳見本節(jié)MOTOR02功能塊下方程序注釋。DI6008AT%IX0.7:BOOL; (*制冷風機運行*)DO6007AT%QX0.6:BOOL; (*制冷風機啟動*)DO6007_RD AT%MX703.3:BOOL; (*制冷風機手自動切換*)DO6007_UAAT%MX703.6:BOOL; (*制冷風機復(fù)位*)DO6007_MO AT%MX703.1:BOOL; (*制冷風機手動啟動*)DO6007_MC AT%MX703.2:BOOL; (*制冷風機手動停止*)程序注釋：詳見本節(jié)MOTOR02功能塊下方程序注釋。AI6001AT%MD500:REAL; (*熱水罐液位*)AI6001%QW6模擬量輸出（熱水罐液位）AI6002AT%MD504:REAL; (*熱水罐壓力*)AI6002%QW10模擬量輸出（熱水罐壓力）指令注釋：（1）MUL指令為乘法指令，將兩個（或者多個）變量或常量相成。（2）REAL_TO_<TYPE>指令為實數(shù)類型轉(zhuǎn)換指令，把浮點數(shù)轉(zhuǎn)換成其它類型數(shù)據(jù)。把浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為其它類型數(shù)據(jù)時，先將值四舍五入成整數(shù)值，然后轉(zhuǎn)成新的變量類型。上述程序中是將浮點數(shù)轉(zhuǎn)換成字節(jié)變量。程序注釋：AI6001（AI6002）為現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)（經(jīng)過模擬量輸入模塊處理后的數(shù)據(jù)），與100進行相乘（有具體的轉(zhuǎn)換公式），得到PLC能夠識別的數(shù)據(jù)語言，通過REAL_TO_<TYPE>指令的轉(zhuǎn)換，在傳輸?shù)侥M量輸出模塊，從而對現(xiàn)場的設(shè)備進行控制。DO6001AT%QX0.0:BOOL; (*1#電加熱器啟動*)DO6002AT%QX0.1:BOOL; (*2#電加熱器啟動*)DO6003AT%QX0.2:BOOL; (*電磁閥打開*)DO6003_KF AT%MX705.1:BOOL; (*電磁閥打開*)DO6003_GF AT%MX705.2:BOOL; (*電磁閥關(guān)閉*)DO6001_QD AT%MX705.1:BOOL; (*1#電加熱器啟動*)DO6001_TZ AT%MX705.2:BOOL; (*1#電加熱器停止*)DO6002_QD AT%MX705.1:BOOL; (*2#電加熱器啟動*)DO6002_TZ AT%MX705.2:BOOL; (*2#電加熱器停止*)指令注釋：RS指令為復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)器，復(fù)位雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，復(fù)位優(yōu)先。其中SET為置位信號，RESET1為復(fù)位信號。程序注釋：該程序即為本地操作的一個電磁閥的程序控制，通過該程序進行電磁閥的開與關(guān)。DO6003AT%QX0.2:BOOL; (*電磁閥打開*)DO6003_KF AT%MX705.0:BOOL; (*冷水罐電磁閥打開*)DO6003_GF AT%MX705.0:BOOL; (*冷水罐電磁閥關(guān)閉*)DM6014AT%MX709.5:BOOL; (*冷水電磁閥打開*)DM6017AT%MX710.0:BOOL; (*冷水電磁閥關(guān)閉*)DM6003AT%MX708.2:BOOL; (*冷水罐電磁閥打開*)指令注釋：（1）SEL指令為二選一指令，通過選擇開關(guān)在兩個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個作為輸出，選擇開關(guān)為TRUE時輸出為第一個輸入數(shù)據(jù)，選擇開關(guān)為FALSE時輸出為第二個輸入數(shù)據(jù)。（2）RS指令為復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)器，復(fù)位雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，復(fù)位優(yōu)先。其中SET為置位信號，RESET1為復(fù)位信號。程序注釋：當DCSCTR控制為真時，則輸出中間的控制程序，若其不為真時，則輸出最下面的控制程序。DO6003_KF或者DM6014打開其中之一就能控制電磁閥的開與關(guān)，關(guān)閥與其相似，而DM6003則為就地打開電磁閥的操作控制。4.2.2糖化工段程序AI2001AT%MD500:REAL; (*糖化溫度*)AI2001%IW68模擬量輸入（糖化罐溫度）AI2002AT%MD504:REAL; (*糖化流量*)AI2002%IW70模擬量輸入（糖化罐流量）指令注釋：(1)HEX_ENGIN指令為工程量轉(zhuǎn)換指令，將16進制數(shù)轉(zhuǎn)換為工程量數(shù)據(jù)，該指令一般用于模擬量輸入數(shù)據(jù)的處理。該指令主要用于對現(xiàn)場設(shè)備進行模擬量輸入。(2)Analog_IN指令為模擬量輸入模塊調(diào)用指令。程序注釋：現(xiàn)場傳感器進行數(shù)據(jù)采集，傳送到模擬量輸入模塊進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的變量%IW68（%IW70）再進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換得到AI2001（AI2002）。該程序?qū)崿F(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時采集，通過AI2001（AI2002）能夠直觀的讀出糖化罐的溫度以及流量。AO2001AT%MD600:REAL; (*糖化加熱器控制*)AO2002AT%MD604:REAL; (*糖化攪拌變頻器控制*)AO2003AT%MD608:REAL; (*糖化耕刀變頻控制*)AO2001%QW66模擬量輸出(*糖化罐加熱器溫度*)AO2002%QW68模擬量輸出(*糖化罐攪拌電機頻率*)AO2003%QW70模擬量輸出(*糖化耕刀頻率*)指令注釋：（1）BYTE_TO_<TYPE>為字節(jié)類型轉(zhuǎn)換指令，把字節(jié)類型轉(zhuǎn)換為其他數(shù)據(jù)類型。（2）ENGIN_HEX為工程量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16進制數(shù)據(jù)指令，該指令一般用于模擬量輸出數(shù)據(jù)處理。該指令主要用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的反饋信息。程序注釋：POTO指令進行狀態(tài)保持；ENGIN_HEX指令持續(xù)使能，從而得到持續(xù)的模擬量輸出以便控制現(xiàn)場設(shè)備；AO2001（AO2002、AO2003）為現(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)，通過ENGIN_HEX指令將工程量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16進制數(shù)%QW66(%QW68、%QW70)，再傳給模擬量輸出模塊，經(jīng)過其內(nèi)部處理，再控制現(xiàn)場設(shè)備達到控制的目的。DO2003AT%QX0.2:BOOL; (*糖化電磁閥打開*)DO2003_KF AT%MX705.1:BOOL; (*糖化電磁閥打開*)DO2003_GF AT%MX705.2:BOOL; (*糖化電磁閥關(guān)閉*)指令注釋：RS指令為復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)器，復(fù)位雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，復(fù)位優(yōu)先。其中SET為置位信號，RESET1為復(fù)位信號。程序注釋：該程序即為本地操作的一個電磁閥的程序控制，通過該程序進行電磁閥的開與關(guān)。DO2001AT%QX0.0:BOOL; (*糖化攪拌變頻啟動*)DI2001AT%IX0.0:BOOL; (*糖化攪拌變頻運行*)DO2001_RD AT%MX700.3:BOOL; (*糖化攪拌變頻手自動切換*)DO2001_UAAT%MX700.4:BOOL; (*糖化攪拌變頻復(fù)位*)DO2001_MO AT%MX700.1:BOOL; (*糖化攪拌變頻手動啟動*)DO2001_MC AT%MX700.2:BOOL; (*糖化攪拌變頻手動停止*)指令注釋：（1）MOTOR指令為一個功能模塊，主要就是對一些功能的集中處理以及作用。（2）RS指令為復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)器，復(fù)位雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，復(fù)位優(yōu)先。其中SET為置位信號，RESET1為復(fù)位信號。程序注釋：該程序為攪拌電機啟動停止手自動之間互相切換的一個程序框圖，實現(xiàn)了手自動切換的集中處理，通過DO6005_RD進行手自動切換，從而選擇是自動或者手動。DO2004AT%QX0.3:BOOL; (*過濾出口泵啟動*)DI2007AT%IX0.6:BOOL; (*過濾出口泵運行*)DO2004_RD AT%MX702.3:BOOL; (*過濾出口泵手自動切換*)DO2004_UAAT%MX702.4:BOOL; (*過濾出口泵復(fù)位*)DO2004_MO AT%MX702.1:BOOL; (*過濾出口泵手動啟動*)DO2004_MC AT%MX702.2:BOOL; (*過濾出口泵手動停止*)程序注釋：詳見本節(jié)MOTOR01的程序注釋。DO2002AT%QX0.1:BOOL; (*糖化過濾耕刀變頻啟動*)DI2004AT%IX0.3:BOOL; (*糖化過濾耕刀變頻運行*)DO2002_RD AT%MX701.3:BOOL; (*糖化過濾耕刀變頻手自動切換*)DO2002_UAAT%MX701.4:BOOL; (*糖化過濾耕刀變頻復(fù)位*)DO2002_MO AT%MX701.1:BOOL; (*糖化過濾耕刀變頻手動啟動*)DO2002_MC AT%MX701.2:BOOL; (*糖化過濾耕刀變頻手動停止*)程序注釋：詳見本節(jié)MOTOR01的程序注釋。DO2001AT%QX0.0:BOOL; (*糖化攪拌變頻啟動*)DI2001AT%IX0.0:BOOL; (*糖化攪拌變頻運行*)DO2001_RD AT%MX700.3:BOOL; (*糖化攪拌變頻手自動切換*)DO2001_UAAT%MX700.4:BOOL; (*糖化攪拌變頻復(fù)位*)DO2001_MO AT%MX700.1:BOOL; (*糖化攪拌變頻手動啟動*)DO2001_MC AT%MX700.2:BOOL; (*糖化攪拌變頻手動停止*)程序注釋：詳見本節(jié)MOTOR01的程序注釋。DO2004AT%QX0.3:BOOL; (*過濾出口泵啟動*)DI2007AT%IX0.6:BOOL; (*過濾出口泵運行*)DO2004_RD AT%MX702.3:BOOL; (*過濾出口泵手自動切換*)DO2004_UAAT%MX702.4:BOOL; (*過濾出口泵復(fù)位*)DO2004_MO AT%MX702.1:BOOL; (*過濾出口泵手動啟動*)DO2004_MC AT%MX702.2:BOOL; (*過濾出口泵手動停止*)程序注釋：詳見本節(jié)MOTOR01的程序注釋。DO2005AT%QX0.4:BOOL; (*糖化出口泵啟動*)DI2010AT%IX1.1:BOOL; (*糖化出口泵運行*)DO2005_RD AT%MX703.3:BOOL; (*糖化出口泵手自動切換*)DO2005_UAAT%MX703.4:BOOL; (*糖化出口泵復(fù)位*)DO2005_MO AT%MX703.1:BOOL; (*糖化出口泵手動啟動*)DO2005_MC AT%MX703.2:BOOL; (*糖化出口泵手動停止*)程序注釋：詳見本節(jié)MOTOR01的程序注釋。4.2.3煮沸工段程序AI3001AT%MD500:REAL; (*煮沸1#溫度*)AI3001%IW68模擬量輸入（煮沸鍋1溫度）AI3002AT%MD504:REAL; (*煮沸2#溫度*)AI3002%IW70模擬量輸入（煮沸鍋2溫度）指令注釋：該指令為工程量轉(zhuǎn)換指令，將16進制數(shù)轉(zhuǎn)換為工程量數(shù)據(jù)，該指令一般用于模擬量輸入數(shù)據(jù)的處理。該指令主要用于對現(xiàn)場設(shè)備進行模擬量輸入。程序注釋：Analog_IN模擬量輸入模塊調(diào)用指令，DCS需要通過該指令對本地的模擬量輸入模塊進行數(shù)據(jù)采集；而HEX_ENGIN指令則將模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換后的變量%IW68（%IW70）進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成AI3001（AI3002），從而實現(xiàn)模擬量輸入，進行數(shù)據(jù)反饋，形成一個閉環(huán)控制。AO3001AT%MD600:REAL; (*電加熱器控制*)AO3002AT%MD604:REAL; (*煮沸攪拌變頻控制*)AO3003AT%MD604:REAL; (*煮沸調(diào)節(jié)閥控制*)指令注釋：BYTE_TO_<TYPE>為字節(jié)類型轉(zhuǎn)換指令，把字節(jié)類型轉(zhuǎn)換為其他數(shù)據(jù)類型。程序注釋：POT為保持當前量指令，由于數(shù)據(jù)是實時變化的，因此需要持續(xù)保持當前量，從而實現(xiàn)對變量的持續(xù)控制。AO3001%QW66模擬量輸出(*煮沸罐電加熱器溫度*)AO3002%QW68模擬量輸出(*煮沸罐攪拌電機頻率*)AO3003%QW70模擬量輸出(*煮沸出口流量*)指令注釋：ENGIN_HEX為工程量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16進制數(shù)據(jù)指令，該指令一般用于模擬量輸出數(shù)據(jù)處理。該指令主要用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的反饋信息。程序注釋：Analog_OUT模擬量輸出模塊調(diào)用指令，DCS需要通過該指令對本地的模擬量輸出模塊進行數(shù)據(jù)采集；而ENGIN_HEX指令則將模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)換后的變量AO3001（AO3002、AO3003）進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成%QW66（%QW68、%QW70），從而實現(xiàn)模擬量輸出。DO3001AT%QX0.0:BOOL; (*電磁閥打開*)DO3001_KF AT%MX705.1:BOOL; (*電磁閥打開*)DO3001_GF AT%MX705.2:BOOL; (*電磁閥關(guān)閉*)指令注釋：RS指令為復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)器，復(fù)位雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，復(fù)位優(yōu)先。其中SET為置位信號，RESET1為復(fù)位信號。程序注釋：該程序即為本地操作的一個電磁閥的程序控制，通過該程序進行電磁閥的開與關(guān)。DO3002AT%QX0.1:BOOL; (*煮沸攪拌電機啟動*)DI3001AT%IX0.0:BOOL; (*煮沸變頻器運行*)DO3002_RD AT%MX700.3:BOOL; (*煮沸攪拌電機手自動切換*)DO3002_UAAT%MX700.4:BOOL; (*煮沸攪拌電機復(fù)位*)DO3002_MO AT%MX700.1:BOOL; (*煮沸攪拌電機手動啟動*)DO3002_MC AT%MX700.2:BOOL; (*煮沸攪拌電機手動停止*)指令注釋：（1）MOTOR指令為一個功能模塊，主要就是對一些功能的集中處理以及作用。（2）RS指令為復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)器，復(fù)位雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，復(fù)位優(yōu)先。其中SET為置位信號，RESET1為復(fù)位信號。程序注釋：該程序為攪拌電機啟動停止手自動之間互相切換的一個程序框圖，實現(xiàn)了手自動切換的集中處理，通過DO6005_RD進行手自動切換，從而選擇是自動或者手動。DO3003AT%QX0.2:BOOL; (*煮沸出口泵啟動*)DI3004AT%IX0.3:BOOL; (*煮沸出口泵運行*)DO3003_RD AT%MX701.3:BOOL; (*煮沸出口泵手自動切換*)DO3003_UAAT%MX701.4:BOOL; (*煮沸出口泵復(fù)位*)DO3003_MO AT%MX701.1:BOOL; (*煮沸出口泵手動啟動*)DO3003_MC AT%MX701.2:BOOL; (*煮沸出口泵手動停止*)程序注釋：詳見本節(jié)MOTOR01下方程序注釋。DO3004AT%QX0.3:BOOL; (*回旋出口泵啟動*)DI3007AT%IX0.6:BOOL; (*回旋出口泵運行*)DO3004_RD AT%MX702.3:BOOL; (*回旋出口泵手自動切換*)DO3004_UAAT%MX702.4:BOOL; (*回旋出口泵復(fù)位*)DO3004_MO AT%MX702.1:BOOL; (*回旋出口泵手動啟動*)DO3004_MC AT%MX702.2:BOOL; (*回旋出口泵手動停止*)程序注釋：詳見本節(jié)MOTOR01下方程序注釋。4.2.4發(fā)酵工段程序AO4001AT%MD600:REAL; (*發(fā)酵罐1#調(diào)節(jié)閥控制*)AO4002AT%MD604:REAL; (*發(fā)酵罐2#調(diào)節(jié)閥控制*)AO4001%QW66模擬量輸出（發(fā)酵罐1調(diào)節(jié)閥流量）AO4002%QW68模擬量輸出（發(fā)酵罐2調(diào)節(jié)閥流量指令注釋：（1）BYTE_TO_<TYPE>為字節(jié)類型轉(zhuǎn)換指令，把字節(jié)類型轉(zhuǎn)換為其他數(shù)據(jù)類型。（2）ENGIN_HEX為工程量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16進制數(shù)據(jù)指令，該指令一般用于模擬量輸出數(shù)據(jù)處理。該指令主要用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的反饋信息。（3）POT為保持當前量數(shù)據(jù)指令。程序注釋：Analog_OUT模擬量輸出模塊調(diào)用指令，DCS需要通過該指令對本地的模擬量輸出模塊進行數(shù)據(jù)采集；而ENGIN_HEX指令則將模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)換后的變量AO4001（AO4002）進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成%QW66（%QW68），再傳輸給模擬量輸出模塊從而實現(xiàn)模擬量輸出。AO4001%IW68模擬量輸入（發(fā)酵罐1調(diào)節(jié)閥流量）AO4002%IW70模擬量輸入（發(fā)酵罐2調(diào)節(jié)閥流量指令注釋：該指令為工程量轉(zhuǎn)換指令，將16進制數(shù)轉(zhuǎn)換為工程量數(shù)據(jù)，該指令一般用于模擬量輸入數(shù)據(jù)的處理。該指令主要用于對現(xiàn)場設(shè)備進行模擬量輸入。程序注釋：Analog_IN模擬量輸入模塊調(diào)用指令，DCS需要通過該指令對本地的模擬量輸入模塊進行數(shù)據(jù)采集；而HEX_ENGIN指令則將模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換后的變量%IW68（%IW70）進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成AI4001（AI4002），從而實現(xiàn)模擬量輸入，進行數(shù)據(jù)反饋，形成一個閉環(huán)控制。DO4001AT%QX0.0:BOOL; (*發(fā)酵泵啟動*)DI4001AT%IX0.0:BOOL; (*發(fā)酵泵運行*)DO4001_RD AT%MX700.3:BOOL; (*發(fā)酵泵手自動切換*)DO4001_UAAT%MX700.4:BOOL; (*發(fā)酵泵復(fù)位*)DO4001_MO AT%MX700.1:BOOL; (*發(fā)酵泵手動啟動*)DO4001_MC AT%MX700.2:BOOL; (*發(fā)酵泵手動停止*)指令注釋：（1）MOTOR指令為一個功能模塊，主要就是對一些功能的集中處理以及作用。（2）RS指令為復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)器，復(fù)位雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，復(fù)位優(yōu)先。其中SET為置位信號，RESET1為復(fù)位信號。程序注釋：程序注釋：該程序為發(fā)酵泵啟動停止手自動之間互相切換的一個程序框圖，實現(xiàn)了手自動切換的集中處理，通過DO6005_RD進行手自動切換，從而選擇是自動或者手動。4.2.5清酒工段程序AI5001AT%MD500:REAL; (*清酒1#壓力*)AI5001%IW68模擬量輸入（清酒罐1壓力）AI5002AT%MD504:REAL; (*清酒1#溫度*)AI5002%IW70模擬量輸入（清酒罐1溫度）指令注釋：該指令為工程量轉(zhuǎn)換指令，將16進制數(shù)轉(zhuǎn)換為工程量數(shù)據(jù)，該指令一般用于模擬量輸入數(shù)據(jù)的處理。該指令主要用于對現(xiàn)場設(shè)備進行模擬量輸入。程序注釋：Analog_IN模擬量輸入模塊調(diào)用指令，DCS需要通過該指令對本地的模擬量輸入模塊進行數(shù)據(jù)采集；而HEX_ENGIN指令則將模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換后的變量%IW68（%IW70）進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成AI5001（A53002），從而實現(xiàn)模擬量輸入，進行數(shù)據(jù)反饋，形成一個閉環(huán)控制。AO5001AT%MD600:REAL; (*清酒調(diào)節(jié)閥控制*)AO5001%QW66模擬量輸出（清酒調(diào)節(jié)閥所過流量）指令注釋：（1）ENGIN_HEX為工程量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16進制數(shù)據(jù)指令，該指令一般用于模擬量輸出數(shù)據(jù)處理。該指令主要用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的反饋信息。（2）POT為一個保持當前量指令。程序注釋：POT保持當前量數(shù)據(jù)，輸出AO5001，再經(jīng)過ENGIN_HEX轉(zhuǎn)換指令轉(zhuǎn)換成%QW66，這是將模擬量輸入模塊采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過反饋，再將反饋值作用到輸出模塊進行現(xiàn)場設(shè)備控制，從而形成一個閉環(huán)控制。DO5001AT%QX0.0:BOOL; (*電磁閥打開*)DO5001_KF AT%MX705.1:BOOL; (*電磁閥打開*)DO5001_GF AT%MX705.2:BOOL; (*電磁閥關(guān)閉*)指令注釋：RS指令為復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)器，復(fù)位雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，復(fù)位優(yōu)先。其中SET為置位信號，RESET1為復(fù)位信號。程序注釋：該程序即為本地操作的一個電磁閥的程序控制，通過該程序進行電磁閥的開與關(guān)。DO5002AT%QX0.1:BOOL; (*過濾泵啟動*)DI5001AT%IX0.0:BOOL; (*過濾泵運行*)DO5002_RD AT%MX700.3:BOOL; (*過濾泵手自動切換*)DO5002_UAAT%MX700.4:BOOL; (*過濾泵復(fù)位*)DO5002_MO AT%MX700.1:BOOL; (*過濾泵手動啟動*)DO5002_MC AT%MX700.2:BOOL; (*過濾泵手動停止*)指令注釋：（1）MOTOR指令為一個功能模塊，主要就是對一些功能的集中處理以及作用。（2）RS指令為復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)器，復(fù)位雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，復(fù)位優(yōu)先。其中SET為置位信號，RESET1為復(fù)位信號。程序注釋：該程序為攪拌電機啟動停止手自動之間互相切換的一個程序框圖，實現(xiàn)了手自動切換的集中處理，通過DO6005_RD進行手自動切換，從而選擇是自動或者手動。4.3組態(tài)監(jiān)控界面設(shè)計組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(tǒng)(RTUSystem，RemoteTerminalUnit)，俗稱組態(tài)軟件，譯自英文SCADA，即SupervisoryControlandDataAcquisition(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)。。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。起源于DCS(DistributedControlSystem分布式控制系統(tǒng),DCS由儀器，儀表發(fā)展而來)。發(fā)展于PLC(ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的)。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對應(yīng)于原有的HMI（人機接口軟件，HumanMachineInterface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個使用戶能快速建立自己的HIM的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫HMI應(yīng)用，開發(fā)時間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進行數(shù)據(jù)交互，升級和增加功能都受到嚴重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。由于此次課題啤酒釀造部分的溫度掌控以及其他的一些數(shù)據(jù)采集要求較高，因此需要組態(tài)軟件來進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集，比如溫度、壓力、流量等變量，本次課題所運用的組態(tài)軟件名稱為HollyView，集控制、監(jiān)控于一體的組態(tài)軟件，極大程度的方便了對現(xiàn)場設(shè)備的控制，以及對現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)控。如圖為釀造糖化部分的組態(tài)監(jiān)控界面。圖4.2組態(tài)監(jiān)控界面Fig.4.2Configurationmonitoringinterface4.4觸摸屏界面設(shè)計所謂觸摸屏，從市場概念來講，就是一種人人都會使用的計算機輸入設(shè)備，或者說是人人都會使用的與計算機溝通的設(shè)備。不用學(xué)習，人人都會使用，是觸摸屏最大的魔力，這一點無論是鍵盤還是鼠標，都無法與其相比。人人都會使用，也就標志著計算機應(yīng)用普及時代的真正到來。這也是發(fā)展觸摸屏，努力形成中國觸摸產(chǎn)業(yè)的原因。從技術(shù)原理角度來講，觸摸屏是一套透明的絕對定位系統(tǒng)，首先它必須保證是透明的，因此它必須通過材料科技來解決透明問題，像數(shù)字化儀、寫字板、電梯開關(guān)，它們都不是觸摸屏；其次它是絕對坐標，手指摸哪就是哪，不需要第二個動作，不像鼠標，是相對定位的一套系統(tǒng)，我們可以注意到，觸摸屏軟件都不需要光標，有光標反倒影響用戶的注意力，因為光標是給相對定位的設(shè)備用的，相對定位的設(shè)備要移動到一個地方首先要知道身在何處，往哪個方向去，每時每刻還需要不停的給用戶反饋當前的位置才不至于出現(xiàn)偏差。這些對采取絕對坐標定位的觸摸屏來說都不需要；再其次就是能檢測手指的觸摸動作并且判斷手指位置，各類觸摸屏技術(shù)就是圍繞“檢測手指觸摸”而八仙過海各顯神通的。隨著多媒體信息查詢設(shè)備的與日俱增，人們越來越多地談到觸摸屏，因為觸摸屏不僅適用于中國多媒體信息查詢的國情，而且觸摸屏具有堅固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點。利用這種技術(shù)，用戶只要用手指輕輕地碰計算機顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對主機操作，從而使人機交互更為直截了當，這種技術(shù)大大方便了那些不懂電腦操作的用戶。觸摸屏在我國的應(yīng)用范圍非常廣闊，主要是公共信息的查詢；如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢；城市街頭的信息查詢；此外應(yīng)用于領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等。將來，觸摸屏還要走入家庭。隨著使用電腦作為信息來源的與日俱增，觸摸屏以其易于使用、堅固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間等優(yōu)點，使得系統(tǒng)設(shè)計師們越來越多的感到使用觸摸屏的確具有相當大的優(yōu)越性。觸摸屏出現(xiàn)在中國市場上至今只有短短的幾年時間，這個新的多媒體設(shè)備還沒有為許多人接觸和了解，包括一些正打算使用觸摸屏的系統(tǒng)設(shè)計師，還都把觸摸屏當作可有可無的設(shè)備，從發(fā)達國家觸摸屏的普及歷程和我國多媒體信息業(yè)正處在的階段來看，這種觀念還具有一定的普遍性。事實上，觸摸屏是一個使多媒體信息或控制改頭換面的設(shè)備，它賦予多媒體系統(tǒng)以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。發(fā)達國家的系統(tǒng)設(shè)計師們和我國率先使用觸摸屏的系統(tǒng)設(shè)計師們已經(jīng)清楚的知道，觸摸屏對于各種應(yīng)用領(lǐng)域的電腦已經(jīng)不再是可有可無的東西，而是必不可少的設(shè)備。它極大的簡化了計算機的使用，即使是對計算機一無所知的人，也照樣能夠信手拈來，使計算機展現(xiàn)出更大的魅力。解決了公共信息市場上計算機所無法解決的問題。在本次課題中，為了能夠更加貼近現(xiàn)實的工業(yè)生產(chǎn)，也加入了觸摸屏的設(shè)計，為了能夠更加方便的控制現(xiàn)場的一些電子設(shè)備，能夠更加直觀的顯示現(xiàn)場各個電子元器件的是如何作用到現(xiàn)場的，而觸摸屏的動畫設(shè)計與組態(tài)監(jiān)控有很多的相似點（如圖4.3）。圖4.2觸摸屏界面Fig.4.2Touchscreeninterface

第五章釀造部分設(shè)備調(diào)試以及總結(jié)5.1檢查接線情況使用電表對每個部分的PLC柜進行查線，檢查接線是否正確，檢查各部分是否有短路等情況，確保每個PLC控制柜的接線沒有安全問題，排除導(dǎo)致系統(tǒng)運行故障等因素，排查接線端子等處的接線松動問題等，為進行下一步上電實驗做好準備。5.2進行上電實驗如果每個PLC柜進行了插線，沒有故障的情況下進行上電實驗，檢驗各個電器元器件是否能夠正常工作，比如繼電器是否正常吸合、電源模塊是否能夠提供穩(wěn)定電壓等等，對每個PLC柜分別進行實驗，為整個釀造部分正常運行做好萬足的準備。5.3運行程序現(xiàn)場設(shè)備安裝完畢，PLC控制柜上電做完實驗，再次檢查接線，檢測接線是否有短路現(xiàn)象，檢查各個端口的電壓是否與理論設(shè)計一致，排查不安全因素，檢查完畢后按照啤酒生產(chǎn)的各項要求對設(shè)備進行參數(shù)設(shè)置，按