摘要啤酒工業(yè)是我國(guó)食品工業(yè)中一個(gè)重要的產(chǎn)業(yè)部門(mén)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的改善，我國(guó)啤酒工業(yè)也得到了空前發(fā)展。盡管如此，我國(guó)的啤酒生產(chǎn)工業(yè)前存在許多不盡如人意的地方。由于啤酒生產(chǎn)的工藝復(fù)雜，目前我國(guó)大多數(shù)啤酒生產(chǎn)企業(yè)裝備落后，自動(dòng)化程度低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。如何提高啤酒生產(chǎn)的綜合自動(dòng)化水平，增強(qiáng)我國(guó)啤酒產(chǎn)業(yè)的綜合實(shí)力是一個(gè)很好的研究課題。發(fā)酵過(guò)程是啤酒生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一，本文針對(duì)實(shí)驗(yàn)室啤酒發(fā)酵裝置技術(shù)裝備落后、自動(dòng)化程度低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定以及啤酒發(fā)酵罐溫度所具有的大時(shí)滯、強(qiáng)關(guān)聯(lián)、時(shí)變、大時(shí)間常數(shù)和變量的特點(diǎn)，提出了AT89S52單片機(jī)為核心的數(shù)字化溫度控制系統(tǒng)方案。在發(fā)酵罐中設(shè)置上、中和下三個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，控制系統(tǒng)對(duì)這三個(gè)測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)，然后檢測(cè)到的溫度信號(hào)送到單片機(jī)，由單片機(jī)通過(guò)具體程序?qū)σ陨先齻€(gè)信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)本文設(shè)定的特殊控制算法決定每層控制閥的開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)了啤酒發(fā)酵罐內(nèi)部麥汁三層溫度的精確控制，進(jìn)而解決了啤酒發(fā)酵罐內(nèi)部溫度控制精度不高的問(wèn)題，提高了啤酒生產(chǎn)的綜合自動(dòng)化水平本設(shè)計(jì)是利用畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間所學(xué)習(xí)的西門(mén)子PLC（S7-200）設(shè)計(jì)的啤酒發(fā)酵自動(dòng)控制系統(tǒng)。本文針對(duì)啤酒發(fā)酵過(guò)程控制及其管理自動(dòng)化的要求，提供了一整套的啤酒發(fā)酵過(guò)程集散控制系統(tǒng)的方案。文中介紹了系統(tǒng)的工藝流程、軟件設(shè)計(jì)、PID回路設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)控制的梯形圖、實(shí)現(xiàn)代碼（指令表）及程序說(shuō)明以及溫度設(shè)定值的計(jì)算和PID回路計(jì)算。該設(shè)計(jì)編程容易，容易掌握。關(guān)鍵詞PLCPID啤酒發(fā)酵自動(dòng)控制目錄TOC\o"1-3"\h\u5056摘要 I21260第1章啤酒發(fā)酵自控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 2189551.1功能分析 2133991.2控制原理分析 232204第2章啤酒發(fā)酵自控系統(tǒng)工藝流程 326065第3章啤酒發(fā)酵自控系統(tǒng)PLC選型和資源配置 421113.1PLC選型 4231493.2S7-200主要功能及特點(diǎn) 473423.3文本顯示器TD200 5153593.4TD200具有以下用途 5149753.5PLC的I/O資源配置 6157653.6PLC其他資源配置 715561第4章自控系統(tǒng)PLC程序設(shè)計(jì) 8228424.1程序流程圖設(shè)計(jì) 8234044.2PLC功能模塊程序設(shè)計(jì) 97475第5章啤酒發(fā)酵自控系統(tǒng)PLC程序說(shuō)明 11209895.1模擬量信號(hào)采集處理 1129945.2發(fā)酵狀態(tài)處理 15171615.3溫度設(shè)定值的計(jì)算 20270265.4PID回路計(jì)算 23252115.5電磁閥控制 2631652第6章設(shè)計(jì)小結(jié) 292090致謝 3028550參考文獻(xiàn) 31第1章啤酒發(fā)酵自控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1.1功能分析目前，啤酒發(fā)酵通常采用錐形大罐“一罐法”進(jìn)行發(fā)酵，即前酵，后酵以及儲(chǔ)酒等階段均在同一大罐中進(jìn)行。前酵過(guò)程中，酵母通過(guò)有氧呼吸大量繁殖，大部分發(fā)酵糖類分解。在這一過(guò)程初期，反應(yīng)放出的熱量會(huì)使溫度自然上升，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，酵母的活性變大，反應(yīng)放熱繼續(xù)增加，雙乙酵含量逐漸減少，而芳香酵含量增多。后酵是前酵的延續(xù)。進(jìn)一步使殘留的糖分分解成二氧化碳溶于酒內(nèi)達(dá)到飽和；再降溫到-1～0℃，使其低溫陳釀促進(jìn)酒的成熟和澄清。啤酒發(fā)酵過(guò)程中，其對(duì)象特性是時(shí)變的，并且存在很大的滯后。正是這種時(shí)變性和大的時(shí)滯性造成了溫度控制的難點(diǎn)，而發(fā)酵溫度直接影響著啤酒的風(fēng)味，品質(zhì)和產(chǎn)量，因而控制精度要求較高。溫度，濃度和時(shí)間是發(fā)酵過(guò)程最主要的參數(shù)，三者之間相互制約，又相輔相成。發(fā)酵溫度低，濃度下降慢，發(fā)酵副產(chǎn)物少，發(fā)酵周期長(zhǎng)。因而必須根據(jù)產(chǎn)品的種類，酵母菌種，麥汁成分，控制在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到發(fā)酵度和代謝產(chǎn)物的要求。1.2控制原理分析啤酒發(fā)酵對(duì)象的時(shí)變性，決定了發(fā)酵罐控制必須采用特殊的控制算法。由于每個(gè)發(fā)酵罐都存在個(gè)體的差異，而且在不同的工藝條件下，不同的發(fā)酵菌種下，對(duì)象特性也不盡相同。因此很難找到或建立某一確切的數(shù)字模型進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)控制。為節(jié)省能源，降低生產(chǎn)成本，并且能足夠控制的要求，發(fā)酵罐的溫度控制選擇了檢測(cè)發(fā)酵罐的上，中，下段3段的溫度，通過(guò)上，中，下3段液氧進(jìn)口的兩位式電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)酵罐溫度控制的方法。對(duì)于采用外部冷媒間接換熱方式來(lái)控制體積大，慣性大的發(fā)酵溫度的情況，采用普通的控制方案極易引起大的起調(diào)和持續(xù)的震蕩，很難取得預(yù)期的控制效果。在不同的季節(jié)，甚至在不同一季節(jié)的不同發(fā)酵罐，要求生產(chǎn)不同品種的啤酒，這樣就要求每個(gè)罐具有各自獨(dú)立的工藝控制曲線，這不僅要求高精度，高穩(wěn)定性的控制，還需要控制系統(tǒng)有極大的靈活性。第2章啤酒發(fā)酵自控系統(tǒng)工藝流程根據(jù)錐形發(fā)酵大罐的特性將發(fā)酵的全過(guò)程分成多個(gè)階段：麥汁進(jìn)罐，自然升溫，還原雙乙酰，一次降溫，停留觀察，二次降溫，低溫儲(chǔ)酒，各階段溫度的曲線圖如圖2-1所示。圖2-1溫度的曲線圖在各階段，對(duì)象的特征相對(duì)穩(wěn)定，溫度和壓力的控制方面存在一定的規(guī)律性。在發(fā)酵開(kāi)始前，根據(jù)工藝的要求領(lǐng)先設(shè)定工藝控制的溫度，壓力曲線；在發(fā)酵過(guò)程中，根據(jù)發(fā)酵進(jìn)程的程度（發(fā)酵時(shí)間、糖度、雙乙酰含量等），發(fā)酵罐上、中、下3段溫度的差異，以及3段溫度各自的變化趨勢(shì)，自動(dòng)正確選擇各個(gè)階段相應(yīng)的控制策略，從而達(dá)到預(yù)期的控制效果。下面對(duì)各個(gè)階段進(jìn)行簡(jiǎn)單地介紹：1、麥汁進(jìn)料過(guò)程：在這個(gè)過(guò)程中，由糖化階段產(chǎn)生的麥汁原料經(jīng)由連接管道由糖化罐進(jìn)入發(fā)酵罐中。2、自然升溫過(guò)程：麥汁進(jìn)料過(guò)程中，隨著酵母的加入，酵母菌逐漸開(kāi)始生長(zhǎng)和繁殖。在這個(gè)過(guò)程中，麥汁在酵母菌的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的二氧化碳和熱量，這就使原料的溫度逐漸上升。3、還原雙乙酰過(guò)程：在自然升溫發(fā)酵過(guò)程中，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一種學(xué)名叫雙乙酰的化學(xué)物質(zhì)。這種物質(zhì)對(duì)人體健康不利而且會(huì)降低啤酒的可口程度，所以在這個(gè)過(guò)程雜紅需要將其除去，增加啤酒的品質(zhì)。4、降溫過(guò)程：在2、3過(guò)程中啤酒發(fā)酵已經(jīng)完成，降溫過(guò)程其實(shí)屬于啤酒發(fā)酵的后續(xù)過(guò)程，其作用是將發(fā)酵過(guò)程中加入的酵母菌進(jìn)行沉淀、排出。5、低溫儲(chǔ)酒過(guò)程：降溫過(guò)程完成以后，已經(jīng)發(fā)酵完成的原料繼續(xù)儲(chǔ)存在發(fā)酵罐等待過(guò)濾、稀釋、殺菌等過(guò)程的進(jìn)行。第3章啤酒發(fā)酵自控系統(tǒng)PLC選型和資源配置3.1PLC選型根據(jù)啤酒發(fā)酵的工藝流程和實(shí)際需要，PLC的選型需要滿足以下條件：1、具有模擬量的采集、處理過(guò)程及開(kāi)關(guān)量的輸入/輸出功能；2、具有簡(jiǎn)單回路控制算法。3、具有溫度顯示和用外部按鍵隨時(shí)改變內(nèi)部參數(shù)按以上的要求我選擇西門(mén)子S7-200系列PLC，S7-200系列的PLC是西門(mén)子公司1995年底推出的具有很高性能價(jià)格比的微型PLC。它具有體積小，運(yùn)行速度高，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。(1)S7-200PLC機(jī)械結(jié)構(gòu)特性體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，可用接線端子排接線，而且接線端子前帶有面板保護(hù)，PLC上設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)的DIN導(dǎo)軌安裝機(jī)構(gòu)和安裝孔，可以垂直或水平方向安裝。(2)S7的電氣結(jié)構(gòu)特性1.免維護(hù)性。S7200CPU中配有EPROM，可以永久保護(hù)用戶程序和一些重要參數(shù)。它還安裝有大容量電容，可以長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)而不需要后備電池。2..PLC內(nèi)有24∨直流傳感器或負(fù)載驅(qū)動(dòng)電源，輸出電流可達(dá)180mA或24mA靈活中斷輸入。3.為了適合不同場(chǎng)合使用，每種CPU又都有3種不同的類型可供選擇4.靈活中斷輸入。S7-200cpu可以以極快的速度來(lái)響應(yīng)中斷請(qǐng)求信號(hào)的上升沿或下降沿5.PLC內(nèi)配有高速計(jì)數(shù)器。CPU212有一個(gè)2KHZ的加/減計(jì)數(shù)器，而CPU214-CPU216有兩個(gè)獨(dú)立的7KHZ的高速計(jì)數(shù)器，他們可用軟件或硬件復(fù)位。6.便于擴(kuò)展，為系統(tǒng)備有專用的擴(kuò)展模塊（EN），可方便地進(jìn)行輸入，輸出及模擬量擴(kuò)展。7.模擬電位器外部設(shè)定3.2S7-200主要功能及特點(diǎn)（1）執(zhí)行指令速度高。CPU212執(zhí)行每條二進(jìn)制指令時(shí)間為1.2s，而CPU214-CPU261僅為0.8s。（2）豐富的指令功能。S7-200PLC幾乎包括了一般計(jì)算所具有的各種基本操作指令，如變量賦值、數(shù)據(jù)存位置、傳送、比較、子程序調(diào)用、循環(huán)等。另外，它還有良好的用戶使用功能，如脈寬調(diào)制（PWM）,位置控制（PTO）、PID等功能。（3）靈活的中斷功能，中斷觸發(fā)有幾種形式：可用軟件設(shè)定為中斷輸入信號(hào)的上升沿式下降沿，以便做出快速響應(yīng)；可設(shè)為時(shí)間控制的自動(dòng)中斷；可由內(nèi)置高數(shù)計(jì)數(shù)器自動(dòng)觸發(fā)中斷；在與外設(shè)通信時(shí)可以以中斷分式工作。（4）輸入和輸出的直接查詢和賦值。在掃描周期內(nèi)，可直接查詢當(dāng)前的輸入和輸出信號(hào)，在必要時(shí)，還可以用指令對(duì)輸入和輸出直接賦值或改變其值，這樣不僅用戶調(diào)試程序方便，同時(shí)也可使系統(tǒng)對(duì)過(guò)程事件做出快速響應(yīng)。（5）嚴(yán)格的口令保護(hù)。S7-200系統(tǒng)有3個(gè)不同的口令保護(hù)級(jí)別，以便用戶對(duì)程序做有效保護(hù)，3級(jí)口令分別是自由存取，只讀，完全保護(hù)。（6）友好的調(diào)試和故障診斷功能，包括整個(gè)用戶程序可在用戶規(guī)定的同期數(shù)內(nèi)運(yùn)行和分析，同時(shí)可紀(jì)錄性存儲(chǔ)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器狀態(tài)。（7）輸入或輸出的強(qiáng)制功能。用戶調(diào)試程序時(shí)，可對(duì)輸入或輸出強(qiáng)制接通。（8）通信功能。通信是S7-200PLC的一個(gè)重要功能，它為用戶提供了強(qiáng)大，靈活的通信功能。用戶對(duì)點(diǎn)接口（PPI）作9.6Kbit/s的數(shù)據(jù)通信，用RS-485接口實(shí)現(xiàn)高速用戶可編和接口。3.3文本顯示器TD200S7-200系統(tǒng)中的文本顯示器TD200是在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的有效設(shè)備，TD-200連接簡(jiǎn)單，只需要用按特定的通信電纜連接到PPI接口上就可以了。3.4TD200具有以下用途（1）顯示信息，可以顯示最多80條信息，每條信息最多可包含4個(gè)變量。（2）可設(shè)定CPU214以上機(jī)型的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。（3）提供強(qiáng)制I/O點(diǎn)診斷功能。（4）過(guò)程參數(shù)的修改。參數(shù)在顯示器上顯示并可用輸入鍵進(jìn)行修改，例如可修改溫度設(shè)定或速度改變等到參數(shù)。（5）可編程的8個(gè)功能鍵可以代替普通的控制按鈕作為控制鍵，這樣還可以節(jié)省8個(gè)輸入點(diǎn)。（6）輸入和輸出設(shè)定。8個(gè)可編程式功能鍵盤(pán)的每一個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位。例如，這些功能鍵在測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和修改，還可以不用其他操作設(shè)備就可實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制等。用STERT編程式軟件就可以對(duì)TD200編程，而不需要其他的參數(shù)賦值軟件。在S7-200CPU上開(kāi)設(shè)一個(gè)專用存儲(chǔ)器與TD200作數(shù)據(jù)交換，TD200直接通過(guò)這個(gè)專用的數(shù)據(jù)來(lái)使用的有關(guān)功能。用文本顯示器TD200能滿足具有溫度顯示和用外部按鍵隨時(shí)改變內(nèi)部能數(shù)的要求。3.5PLC的I/O資源配置根據(jù)前面提到的啤酒發(fā)酵控制原理可以得出；每只發(fā)醇罐需要有上溫、中溫、下溫。壓力4個(gè)模擬量需要測(cè)量，有些情況需要對(duì)發(fā)醇罐的液位進(jìn)行測(cè)量；上溫、中溫、下溫，3個(gè)溫度各需要一個(gè)二位式電磁閥進(jìn)行控制，罐內(nèi)壓力需要一個(gè)二位式電磁閥進(jìn)行控制，所以每只發(fā)醇罐的I/O點(diǎn)數(shù)為5個(gè)模擬量、4個(gè)開(kāi)關(guān)量。I/O分配見(jiàn)表3-1。表3-1I/O分配表輸入作用Q0.1KM11#罐上部控溫電磁閥Q0.2KM21#罐中部控溫電磁閥Q0.3KM31#罐下部控溫電磁閥Q0.4KM41#罐壓力電磁閥系統(tǒng)I/O接線圖如圖3-1所示。圖3-1系統(tǒng)I/O接線圖3.6PLC其他資源配置除PLC必需的I/O卡件之外，另外涉及的設(shè)備儀表有啤酒溫度變送器、壓力變送器、液位變送器等。根據(jù)啤酒發(fā)酵過(guò)程的特點(diǎn)，啤酒發(fā)酵過(guò)程的溫度范圍最低可以到-1℃以下，最高到12℃以上，一般可以選擇的量程為-5℃～45℃或者-10℃～90℃的溫度變送器；壓力變送器可以選擇量程為0～200Kpa或者0～400Kpa。第4章自控系統(tǒng)PLC程序設(shè)計(jì)發(fā)酵過(guò)程中，根據(jù)發(fā)酵進(jìn)行的程度（發(fā)酵時(shí)間、糖度、雙乙酰含量），發(fā)酵罐上、中、下3段溫度的差異，以及3段溫度各自的變化趨勢(shì)，為了達(dá)到預(yù)定的控制效果，采用自動(dòng)或由操作人員手動(dòng)選擇控制的方法。程序中設(shè)定了手動(dòng)操作和自動(dòng)控制選擇開(kāi)關(guān)，在任意階段都能夠?qū)崿F(xiàn)兩者間的切換，實(shí)現(xiàn)了溫度、壓力的手、自動(dòng)選擇控制。程序中有人工階段選擇開(kāi)關(guān)，可以在任意階段間跳轉(zhuǎn)，從而避免了因操作人員操作偶爾失誤而無(wú)法實(shí)現(xiàn)后繼程序正常運(yùn)行的情況。4.1程序流程圖設(shè)計(jì)根據(jù)前面工藝流程的介紹，可以總結(jié)出基本的程序流程圖如圖4-1所示。圖4-1啤酒發(fā)酵控制過(guò)程程序流程圖4.2PLC功能模塊程序設(shè)計(jì)（1）計(jì)算出啤酒發(fā)酵時(shí)間。在程序中必須能夠得到每個(gè)發(fā)酵罐的起始發(fā)酵時(shí)間，然后由當(dāng)前時(shí)間計(jì)算出罐內(nèi)啤酒的已經(jīng)發(fā)酵時(shí)間。這個(gè)過(guò)程中需要考慮到的問(wèn)題是，每個(gè)月的天數(shù)、該年是否可能為潤(rùn)年等。（2）計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的設(shè)定溫度。處在發(fā)酵過(guò)程中的每一個(gè)發(fā)酵罐根據(jù)各自的生產(chǎn)需要，都有一個(gè)工藝設(shè)定曲線。在計(jì)算出發(fā)酵的時(shí)間之后，可以通過(guò)計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的設(shè)定溫度。（3）計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的電磁閥開(kāi)度。計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻設(shè)定溫度之后，可以計(jì)算出溫度的偏差值，使用簡(jiǎn)單的PID控制回路就可以計(jì)算出電磁閥的開(kāi)度。由于電磁閥是二位式的，所以其閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作作為占空比連續(xù)變化的PWM輸出。電磁閥PWM輸出波形如圖4-2所示。圖4-2電磁閥PWM輸出波形圖圖中Tt為電磁閥動(dòng)作周期。T1為電磁閥關(guān)閉時(shí)間。T2為電磁閥打開(kāi)時(shí)間。Tt、T1、T2之間關(guān)系為T(mén)t=T1+T2.電磁閥的閥位值=T2/T1×100%。第5章啤酒發(fā)酵自控系統(tǒng)PLC程序說(shuō)明5.1模擬量信號(hào)采集處理模擬量采集處理部分由網(wǎng)絡(luò)1~網(wǎng)絡(luò)3組成。主要完成溫度、壓力、液位等模擬量的采集和處理。網(wǎng)絡(luò)1的梯形圖如圖5-1所示。圖5-1網(wǎng)絡(luò)1梯形圖網(wǎng)絡(luò)1的指令表：LDSM0.0∥SM0.0程序運(yùn)行是始終為ONMOVWAIW0，VW10∥讀取模擬量輸入值：1#發(fā)酵罐上部溫度AENOMOVWAIW2，VW12∥讀取模擬量輸入值：1#發(fā)酵罐中部溫度AENOMOVWAIW4，VW14∥讀取模擬量輸入值：1#發(fā)酵罐下部溫度LRDMOVWAIW6，VW16∥讀取模擬量輸入值：1#發(fā)酵罐壓力AENOMOVWAIW8，VW18∥讀取模擬量輸入值：1#發(fā)酵罐液位LRDMOVWAIW10，VW20∥讀取模擬量輸入值：2#發(fā)酵罐上部溫度AENOMOVWAIW12，VW22∥讀取模擬量輸入值：2#發(fā)酵罐中部溫度AENOMOVWAIW14，VW24∥讀取模擬量輸入值：2#發(fā)酵罐下部溫度LRDMOVWAIW16，VW26∥讀取模擬量輸入值：2#發(fā)酵罐壓力AENOMOVWAIW18，VW28∥讀取模擬量輸入值：2#發(fā)酵罐液位網(wǎng)絡(luò)2梯形圖如圖5-2所示。圖5-2網(wǎng)絡(luò)2梯形圖網(wǎng)絡(luò)2的指令表：LDSM0.0LPSITDVW10，VD40∥將1#發(fā)酵罐上部溫度值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量AENOITDVW12，VD44∥將1#發(fā)酵罐中部溫度值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量AENOITDVW14，VD48∥將1#發(fā)酵罐下部溫度值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量AENOITDVW16，VD52∥將1#發(fā)酵罐壓力值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量LRDITDVW18，VD56∥將1#發(fā)酵罐液位值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量AENOITDVW20，VD60∥將2#發(fā)酵罐上部溫度值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量AENOITDVW22，VD64∥將2#發(fā)酵罐中部溫度值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量AENOITDVW24，VD68∥將2#發(fā)酵罐下部溫度值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量LPPITDVW26，VD72∥將2#發(fā)酵罐壓力值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量AENOITDVW28，VD76∥將2#發(fā)酵罐液位值由字變量轉(zhuǎn)換為雙字變量網(wǎng)絡(luò)3梯形圖如圖5-3所示。圖5-3網(wǎng)絡(luò)3梯形圖網(wǎng)絡(luò)3的指令表：LDSM0.0LPSDTRVD40,VD100∥1#將發(fā)酵罐上部溫度由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)AENODTRVD44,VD104∥1#將發(fā)酵罐中部溫度由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)AENODTRVD48,VD108∥1#將發(fā)酵罐下部溫度由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)LRDDTRVD52,VD112∥2#將發(fā)酵罐上部溫度由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)AWNODTRVD56,VD116∥2#將發(fā)酵罐中部溫度由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)LRDDTRVD60,VD120∥2#將發(fā)酵罐下部溫度由整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)AWNODTRVD64,VD124AENODTRVD68,VD128LPPDTRVD72,VD132AENODTRVD76,VD1365.2發(fā)酵狀態(tài)處理根據(jù)操作人員輸入的當(dāng)前操作狀態(tài)，對(duì)每個(gè)發(fā)酵罐狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。這個(gè)過(guò)程由網(wǎng)絡(luò)4～網(wǎng)絡(luò)8來(lái)實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)4梯形圖如圖5-4所示。圖5-4網(wǎng)絡(luò)4梯形圖網(wǎng)絡(luò)4指令表LDSM0.0//常閉觸點(diǎn)LDBVB1000.0//1號(hào)發(fā)酵罐停止發(fā)酵OB=VB1002.0//2號(hào)發(fā)酵罐停止發(fā)酵OB=VB1004.0//3號(hào)發(fā)酵罐停止發(fā)酵ALDJMP1網(wǎng)絡(luò)5的梯形圖如圖5-5所示。圖5-5網(wǎng)絡(luò)5梯形圖網(wǎng)絡(luò)5的指令表LDSM0.0LPSAB=VB1000，1//1號(hào)發(fā)酵罐處于進(jìn)料狀態(tài)SM10.0，1//設(shè)置進(jìn)料狀態(tài)標(biāo)志RM10.1，1//清除發(fā)酵狀態(tài)標(biāo)志RM10.2，1//清除儲(chǔ)酒狀態(tài)標(biāo)志RM10.3，1//清除出料標(biāo)志LPPAB=VB1002，1//2號(hào)發(fā)酵罐處于進(jìn)料狀態(tài)SM11.0，1//設(shè)置進(jìn)料狀態(tài)標(biāo)志RM11.1，1//清除發(fā)酵狀態(tài)標(biāo)志RM11.2，1//清除儲(chǔ)酒狀態(tài)標(biāo)志RM11.3，1//清除出料標(biāo)志網(wǎng)絡(luò)6的梯形圖如圖5-6所示。圖5-6網(wǎng)絡(luò)6梯形圖網(wǎng)絡(luò)6的指令表LDSM0.0LPSAB=VB1000，2//1號(hào)發(fā)酵罐處于發(fā)酵狀態(tài)SM10.1，1//設(shè)置發(fā)酵狀態(tài)標(biāo)志RM10.0，1//清除進(jìn)料狀態(tài)標(biāo)志RM10.2，1//清除儲(chǔ)酒狀態(tài)標(biāo)志RM10.3，1//清除出料標(biāo)志LPPAB=VB1002，1//2號(hào)發(fā)酵罐處于發(fā)酵狀態(tài)SM11.1，1//設(shè)置發(fā)酵狀態(tài)標(biāo)志RM11.0，1//清除發(fā)酵狀態(tài)標(biāo)志RM11.2，1//清除儲(chǔ)酒狀態(tài)標(biāo)志RM11.3，1//清除出料標(biāo)志網(wǎng)絡(luò)7的梯形圖如圖5-7所示。圖5-7網(wǎng)絡(luò)7梯形圖網(wǎng)絡(luò)7的指令表LDSM0.0LPSAB=VB1000，3//1號(hào)發(fā)酵罐處于儲(chǔ)酒狀態(tài)SM10.2，1//設(shè)置儲(chǔ)酒狀態(tài)標(biāo)志RM10.0，1//清除發(fā)酵狀態(tài)標(biāo)志RM10.1，1//清除進(jìn)料狀態(tài)標(biāo)志RM10.3，1//清除出料標(biāo)志LPPAB=VB1002，3//2號(hào)發(fā)酵罐處于儲(chǔ)酒狀態(tài)SM11.2，1//設(shè)置儲(chǔ)酒狀態(tài)標(biāo)志RM11.0，1//清除發(fā)酵狀態(tài)標(biāo)志RM11.1，1//清除進(jìn)料狀態(tài)標(biāo)志RM11.3，1//清除出料標(biāo)志網(wǎng)絡(luò)8的梯形圖如圖5-8所示。圖5-8網(wǎng)絡(luò)8梯形圖網(wǎng)絡(luò)8的指令表LDSM0.0LPSAB=VB1000，3//1號(hào)發(fā)酵罐處于出料狀態(tài)SM10.2，1//設(shè)置出料狀態(tài)標(biāo)志RM10.0，1//清除發(fā)酵狀態(tài)標(biāo)志RM10.1，1//清除進(jìn)料狀態(tài)標(biāo)志RM10.3，1//清除儲(chǔ)酒標(biāo)志LPPAB=VB1002，3//2號(hào)發(fā)酵罐處于出料狀態(tài)SM11.2，1//設(shè)置出料狀態(tài)標(biāo)志RM11.0，1//清除發(fā)酵狀態(tài)標(biāo)志RM11.1，1//清除進(jìn)料狀態(tài)標(biāo)志RM11.3，1//清除儲(chǔ)酒標(biāo)志5.3溫度設(shè)定值的計(jì)算下面是計(jì)算溫度的設(shè)定值的程序。溫度設(shè)定值的計(jì)算由網(wǎng)絡(luò)9～網(wǎng)絡(luò)13組成對(duì)發(fā)酵罐溫度使用PID控制必須具備的條件是設(shè)定的溫度和實(shí)際溫度。溫度的設(shè)定值很簡(jiǎn)單，就是按比例計(jì)算求值。如圖5-9所示，曲線a是溫度設(shè)定曲線的一部分，t1和t2是曲線的兩個(gè)端點(diǎn)的橫坐標(biāo)，T1和T2是曲線的兩個(gè)端點(diǎn)的縱坐標(biāo)，t是當(dāng)前的時(shí)間，T就是當(dāng)前的設(shè)定溫度。用很簡(jiǎn)單的比例關(guān)系式就可以求出當(dāng)前的設(shè)定溫度值T。圖5-9溫度曲線網(wǎng)絡(luò)9~10的梯形圖如圖5-10所示。圖5-10網(wǎng)絡(luò)9~10梯形圖網(wǎng)絡(luò)9的指令表LDSM0.0MOVRVD1204，VD1220AENO-RVD1200，VD1220AENOMOVRVD1212，VD1224AENO-RVD1208，VD1224AWNOMOVRVD1220，VD1228/RVD1224，VD1228網(wǎng)絡(luò)10的指令表LDSM0.0MOVRVD1228，VD1232AENO*RVD1213，VD1232AENOMOVRVD1232，VD1236AENO+RVD1200，VD1236網(wǎng)絡(luò)11～13的梯形圖如圖5-11所示。圖5-11網(wǎng)絡(luò)11~13梯形圖網(wǎng)絡(luò)11～13的指令表網(wǎng)絡(luò)11LDSM0.0MOVRVD1272，VD1276MOVRVD220，VD1220AENOMOVRVD224，VD1224AENOMOVRVD228，VD1228AENOMOVRVD232，VD1232網(wǎng)絡(luò)12LDSM0.0MOVRVD1236，VD1240AENO網(wǎng)絡(luò)13LDSM0.4EUCAIIPID計(jì)算：SBR25.4PID回路計(jì)算在計(jì)算出溫度的設(shè)定值之后，就可以根據(jù)以下的PID計(jì)算式計(jì)算出對(duì)應(yīng)的輸出值：網(wǎng)絡(luò)14～網(wǎng)絡(luò)20就是根據(jù)上面公式計(jì)算回路調(diào)節(jié)輸出的一段程序。梯形圖見(jiàn)圖5-12。圖5-12網(wǎng)絡(luò)14~20梯形圖網(wǎng)絡(luò)14～20的指令表網(wǎng)絡(luò)14LDSM0.0LPSAM20.0MOVRVD1244，VD1236-RVD1248，VD1236LPPANM20.0MOVRVD1248，VD1236-RVD1244，VD1236網(wǎng)絡(luò)15LDSM0.0MOVRVD1236，VD1252AENO-RVD1240，VD1252AENO*RVD1220，VD1252網(wǎng)絡(luò)16LDSM0.0MOVRVD1232，VD1256AWNO*RVD1236，VD1256AENO/RVD1224，VD1256AENO*RVD1220，VD1256網(wǎng)絡(luò)17LDSM0.0MOVRVD1248，VD1260AWNO+RVD1268，VD1260AENO-RVD1264，VD1260AENO-RVD1264，VD1260網(wǎng)絡(luò)18LDSM0.0*RVD1220，VD1260AENO*RVD1232，VD1260AENO/RVD1228，VD1260網(wǎng)絡(luò)19LDSM0.0MOVR0.0，VD1272AWNO+RVD1260，VD1272AENO+RVD1256，VD1272AENO+RVD1252，VD1272AENO+RVD1276，VD1272//VD1272就是PID程序計(jì)算的輸出值網(wǎng)絡(luò)20LDSM0.0MOVRVD1264，VD1268AENOMOVRVD1248，VD12645.5電磁閥控制計(jì)算出PID的回路輸出值之后，就要相應(yīng)的調(diào)節(jié)電磁閥的輸出以控制發(fā)酵罐內(nèi)的溫度值。由PID輸出值以及發(fā)