PLC的啤酒糖化过程控制系统设计+梯形图(3)

(4)锅炉加热 锅炉加热是指糊化锅炉和糖化锅炉进行升温,并一起搅拌,帮助水和小麦的混合或者是水和大米的混合,温度不能太高,以免原料在糖化锅炉


(4) 锅炉加热

锅炉加热是指糊化锅炉和糖化锅炉进行升温,并一起搅拌,帮助水和小麦的混合或者是水和大米的混合,温度不能太高,以免原料在糖化锅炉或者糊化锅炉就反生反应。不同品质的小麦和大米用于酿造不同的啤酒,与水混合所需要的温度也不同,搅拌的时间也不同。加热是通过蒸汽夹套式换热,这是一种非常常见的锅炉加热方式,方便控制又安全。通过管路的气动调节阀,控制热蒸汽的流量从而达到控制温控的目的。温度控制采用PID算法,为实现精确的温度跟随控制,采用PID控制,并且加入积分分离减少超调。

(5) 醪液输送和混合

糊化锅炉的大米和水混合形成醪液后,需要把糊化锅炉中的醪液输送到糖化锅炉,与小麦和水混合形成的醪液再次搅拌混合。由一个输送泵把糊化锅炉中的液体抽到糊化锅炉中。管道由电磁阀用过PLC控制。

3 PLC

3.1 PLC特点与应用

(1) PLC特点

1.抗干扰能力强,可靠性高。2.编程方便,易于使用。3.控制系统结构简单,通用性强。4.功能强大,成本低。5.设计、施工、调试的周期短。6.维护方便。

(2) PLC的应用

开关量的逻辑控制:这是PLC最基本和最广泛的应用范围。可用于控制单个设备,也可用于多台机器的自动化。如注塑机,印刷机,磨床,包装生产线等。举个最简单的例子,控制一个小灯的开关,给PLC一个输入信号,当这个这个信号关时候,小灯关闭;反之,当这个信号开时,小灯开启。PLC的功能相当强大,可以多种逻辑关系结合,同时控制多个器件。继电器控制逻辑使用硬连线逻辑来利用继电器的串联或并联机械输出点。以及时间继电器等组合逻辑控制,其接线复杂,并且当逻辑关系复杂时,设计者思路容易混乱,出现错误,体积很大,会占据控制盘很多位置。

模拟量控制:在工业生产过程中,温度,压力,流量,液体,速度等数量不断变化,都是模拟量。为了实现模拟和数字A/D转换和D/A转换。PLC制造商都生产匹配的A/D和D/A转换模块,使可编程逻辑控制器可用于模拟控制。当前的PLC模拟量输出模块或模拟量输入模块或模拟量输入/输出集成模块已包含A/D和D/A转换功能,并具有一阶滤波功能。对于模拟量控制有更好的效果。比如三菱还有专门用来温控的模拟量输入模块,直接在程序里驱动模块就可以进行控温,比起一般的模拟量模块,不需要很多复杂的设置。在输出输入信号方面可以是电流信号也可以是电压信号,也有专门在组态选择PT探头或者热电偶探头,现在先进的PLC比起以前模拟量处理更加方面,可靠性更高,分辨率更高制造商有自己的规则将模拟信号转换为数字信号。详见各PLC厂商的使用手册。

3.2 PLC选型

(1)CPU选型

CPU选择CPU315-DP,带有MPI接口,集成了24V直流电源,拥有128KB工作内存,还有一个DP接口,可以把次PLC作为主站或者从站。

(2)数字量模块选型

根据数字量输入输出的数量来选择数字量模块,一般模块的PLC数字量模块都会选择晶体管输出,配合中间继电器模块使用。晶体管输出的最大优点是适应于高频动作,响应时间短,一般为0.2ms左右,配合中间继电器模块后,也可以带交流负载或者直接负载,相当方便。开始我选择了两个DI16/DO1624V直流/0.5安培的数字量模块,共计32个数字量输入点,32个数字量输出点。由于数字量输入不够,又增加了一个单独的数字量输入模块。

(3)模拟量模块选型

模拟量模块选择时,要根据精度要求来选择模拟量模块的分辨率,模拟量模块一般的分辨率为8位、12位、14位和16位。还有专门用于热电阻和热电偶的温度控制模拟量输入模块,比起普通的模拟量模块价格低一些,只能连接热电阻探头或者热电偶探头进行温度输入。普通的模拟量模块可以在组态的输入中选择输入信号,可以是电压信号,也可以是二线制或者四线制传感器的4-20ma电流信号,或者可以是RT热电阻信号,还可以是TC热电偶信号。每两个通道可以选择不同的输入方式,比如0-1通道是RT热电阻信号,2-3通道是四线制传感器信号。西门子的PLC是源型PLC,在传感器的选择上也要特别主要,源型PLC对应的是PNP型的的传感器和温度探头。