一种实现黄酒发酵自动化控制的装备及应用
【技术领域】
[0001 ] 本发明一种实现黄酒发酵自动化控制的装备及应用，涉及黄酒前发酵过程温度控制与开耙装备，属于轻工过程自动化控制领域。
【背景技术】
[0002]黄酒是我国所特有的古老酒种，是世界三大古酒之一，被誉为“东方名酒之冠”，已有5000多年的历史，素有“液体蛋糕”、“酒中之国粹”的美誉。在众多黄酒品种之中，历史悠久的浙江黄酒在国际国内市场最受欢迎，最能代表中国黄酒的特色。但是与我国其它酒种如:白酒、葡萄酒、啤酒相比，无论是产量还是销售额，黄酒均处于较低水平。
[0003]随着人们健康消费理念的加强，黄酒的市场需求越来越大。与之不相称的是，黄酒工业发展比较缓慢，传统的手工作坊生产不能满足消费者的需求。因此如何利用现代生物科学技术以及先进的自动控制技术来完成黄酒发酵，成为解决黄酒产业瓶颈的有效途径之
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[0004]目前，我国黄酒发酵过程仍然以手工为主，虽然近些年，我国的黄酒行业在发酵技术创新以及工艺机械化方面取得了一定成绩，比如:大罐浸米和输米自动化、大罐发酵酿酒、蒸饭机械化、黄酒压榨机的发明等方面。但是，在黄酒发酵工业自动化生产方面却是建树甚微。其根本问题在于我国还没有一套针对黄酒发酵特征而设计的自动化控制装备。
[0005]针对目前黄酒生产技术装备落后，生产率较低，无法大幅提高产量的现状，本发明在基于黄酒生产过程中温度控制与开耙控制是黄酒发酵过程中的主要控制参数机理上，利用目前先进的LabVIEW组态软件、西门子工控机、可编程控制器S7-300及相关传感器和智能仪表技术，同时结合冷冻设备与通氧设备，建立了针对大罐黄酒前发酵、后发酵过程的自动化控制装备。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种实现黄酒发酵自动化控制的装备及应用，主要内容集中在黄酒发酵工业自动化装备。根据黄酒发酵生产工艺的特点，结合一般的CIPS和(HMS结构模式，将控制系统模型分为两层:现场控制层和车间级监控层；通过控制软件实现工控机的控制功能，进而对整个硬件设备进行控制实现温度与开耙的自动化控制。
[0007]( 1)现场自动化控制装置
现场信号有一次仪表采集，智能仪表通过RS485现场总线与PLC进行通信，实现对现场工段工艺参数的采集和事故报警，并设有手动干预功能。
[0008](2)总控制装置
在总控制室由PLC作为核心部件，根据检测的生产工艺参数来显示并控制阀门等。工控机的大屏幕液晶显示器实时显示现场测控参数，包括前后发酵罐内温度、溶氧、酸度等关键参数。通过工控机多媒体外设装置，提供音/视频超限报警，并对一些危险的操作系统提供连锁保护。
[0009](3)控制软件
工控机根据有操作经验工人的经验和事先研究好的专家系统、数学模型来控制被控对象。不同品种的黄酒自动生成不同的工艺与控制软件，自动生产，减少了人为因素的影响，使黄酒品质大幅度提高。对一些常规控制达不到效果的关键参数提供，采用模糊和神经网络等人工智能控制算法优化控制，使整个生产系统达到最优状态。
[0010]本发明的技术方案:一种黄酒发酵自动化控制的装备，该装备主要包括:温度控制装备(1)，开耙控制装备(2)，集成显示屏(3)，工控机(4)，冷凝机(5)，带有冷凝水管的发酵罐(6)。
[0011]温度控制装备(1)包括:工控机(4)，铂电阻(7)，气动薄膜调节阀(8)，可编程逻辑控制器PLC (9)，用于过程控制的对象连接和嵌入接口 0PC (10)，第一电磁先导阀(11)，第一手动阀(12)，智能仪表(13);
其中，工控机(4):接收决策支持系统提供的温度控制方案，发出指令信号；工控机(4)通过0PC (10)连接PLC (9);工控机(4)还通过智能仪表(13)连接铂电阻(7);
铂电阻(7):用于测量大型发酵罐内发酵醪液上、下部分的温度，铂电阻(7)有两个，分别插入发酵罐内上、下部分；
气动薄膜调节阀(8 ):分别接通冷凝机(5 )、PLC (9 )及第一电磁先导阀(11)，根据第一电磁先导阀(11)的开关命令控制发酵罐(6)冷却水通断，并根据温度调节冷凝水的流速；PLC (9)用于执行工控机(4)开关指令，在工控机(4)不能工作的情况下通过运行自带控制程序并执行命令；
第一电磁先导阀(11):根据控制命令发出相应信号启动气动薄膜调节阀(8);
0PC (10):用于对PLC (9)与工控机(4)之间的数据进行交换翻译；
第一手动阀(12):是在自动控制故障的情况下，通过第一手动阀(12)来替代气动薄膜调节阀(8)，控制发酵罐(6)冷却水通断，保障发酵的安全性。
[0012]开耙控制装备(2)包括:PLC (9)，0PC (10)，工控机(4)，第二电磁先导阀(14)，气动薄膜切断阀(15)，第二手动阀(16);
其中，PLC (9)用于执行工控机(4)给予的是否执行开通气源的命令；
0PC (10):用于对PLC (9)与工控机(4)之间的数据进行交换翻译；
工控机(4):接收决策支持系统提供的开耙控制方案，发出指令信号；
第二电磁先导阀(14):其一端通过PLC (9)连接工控机(4)，另一端连接气动薄膜切断阀(15)及第二手动阀(16)，根据控制命令发出相应信号启动气动薄膜切断阀(15);
气动薄膜切断阀(15):其接在气体管路中，气体管路一端接气源、另一端通入发酵罐；根据第二电磁先导阀(14)的开关命令控制气源气流是否可以进入发酵罐；
第二手动阀(16):是在自动控制故障的情况下，替代气动薄膜切断阀(15)，通过第二手动阀(16)来完成进气保障发酵的安全性。
[0013]所述的开耙控制装备(2)，该装备具有自动控制与手动控制双重互补设备，在自动控制故障的情况下，通过手动来完成进气保障发酵产品的质量与安全性。
[0014]带有冷凝水管的发酵罐(6)，主要包括，发酵罐与冷凝水回流通路管，为黄酒自动化发酵罐。
[0015]所述的黄酒发酵自动化控制的装备的应用，利用开耙控制装备(2)混匀发酵罐(6)内醪液，且利用空气带走发酵及酵母生长产生的热量，以起到调节温度的作用。
[0016]所述的温度控制装备(1 )，通过控制发酵罐冷却水通断，使发酵罐温度控制在设定的值。
[0017]所述温度控制装备(1)与开耙控制装备(2)，所有这些装备均可在工控机(4)连接的集成显示屏(3)上显示，并可以控制；工控机(4)可以根据自身所具有的推理机在基于人机交互界面输入的信息、数据库信息和一定的推理方法的基础上，来获得温度控制方案与开耙控制方案并执行，实现黄酒发酵自动化控制。
[0018]本发明的有益效果:本发明实现了黄酒发酵生产的自动化，不仅大大降低了劳动强度，而且解决了黄酒传统发酵工艺中温度与开耙时间的难控制问题，同时一定程度上解决了由于批次发酵控制过程的温度与开耙不重复性而造成黄酒品质不稳定的问题。
【附图说明】
[0019]图1温度与开耙控制技术流程图。
[0020]图2为温度控制装备与开耙控制装备的结构连接关系示意图。
[0021]图3黄酒前发酵过程温度控制系统结构连接关系示意图。
[0022]图4黄酒前发酵过程开耙控制系统结构连接