自动控制系统在白酒生产中的应用

 　白酒是我国的传统产业，属世界六大蒸馏酒之一。随着市场竞争的加剧，对白酒行业的技术要求也进一步提高，这势必加速白酒行业的洗牌，使那些没有经济实力、技术水平相对落后、品牌美誉度不高的企业被淘汰出局。在此严峻的形势下，白酒企业只有从内部挖潜，降低生产成本，提高产品质量和产量，促进综合效益的提高，才能使企业得到长足发展。 　时下，众多白酒企业都把技术创新作为企业提高竞争力的根本途径，从而给这个传统产业注入了新的生机和活力。但与其他产业相比，白酒行业的技术创新能力还比较薄弱，因此，加快技术发展是目前整个行业的当务之急。 　早在1996年，湖北稻花香酒业股份有限公司便与中船重工集团公司第710研究所合作研发了“白酒勾兑成型计算机集散控制系统”，成功促进了稻花香的发展。但随着企业生产规模的不断扩大，该系统已不能满足生产需要。为达到设备控制、过程控制、生产控制之间的“管控一体化”，促进企业生产向“优质、安全、低耗、可循环”的方向发展，实现白酒生产全过程（酒罐存量、勾兑、计量、过滤、输送、灌装）的监测和控制，稻花香与710研究所合作，共同研发了“新一代”稻花香白酒生（文章来源：华夏酒报�中国酒业新闻网）产管理自动控制系统。 1 系统构成 　控制系统主要由数据服务器、工程师站、勾兑操作站、过滤操作站、输送操作站及现场I/O站等组成。 1.1 数据服务器运行在32位windows NT/windows2000平台上，可挂接局域网和广域网，为系统各操作站、工程师站提供数据存取服务，并为网上查询提供数据库。 1.2 工程师站运行在32位的windows NT/windows2000平台上，可实现系统的组态及监控功能。 1.3 勾兑操作站，即Profibus总线和工程师站及其他站点连接，通过编程控制器控制相应的电动球阀、电磁流量计、勾兑泵、压力变送器完成勾兑过程。 1.4 过滤操作站，原理同上。 1.5 输送操作站，原理同上。 　现场I/O站通过Profibus总线和工程师站及其他站点连接，根据各操作站或工程师站的控制指令，操作控制相应的设备，并向工程师站提供设备状态信号和运行数据。 　控制系统主控设备选用西门子公司的S7-300可编程控制器（图1）。

2 系统设计主要指标 　年勾兑能力大于15万千升； 　销售旺季期间，日勾兑、过滤及输送综合能力大于500千升； 　大力提高勾兑精度，一次勾兑成功率要求达到95（文章来源：华夏酒报�中国酒业新闻网）%以上； 　提供面向用户的操作界面，强大的功能和简单直观的操作方式； 　向用户提供完整的管理功能、数据报表以及网上查询功能； 　提供灵活有效的报警功能和报警方式。

3 关键技术研究 　在整个系统中，为了提高生产效率、降低损耗，进行了两项关键技术的研究：即白酒自动勾兑多管线复合利用和白酒生产过程中的管道余（文章来源：华夏酒报�中国酒业新闻网）酒双向清理。为实现这两项关键技术，须从管路设计、控制系统、配方分解、复合计量，以及气源的综合利用等多方面进行研究。 4 勾兑管道设计（图2）

5 过滤及输送管道设计（图3）

 6 电气控制设计（图4）

7 自动勾兑控制过程设计 　在工程师站或勾兑操作站输入配方并保存后，通过Profibus总线传送至勾兑操作站临时保存，勾兑操作站即根据配方完成勾兑全过程。系统根据配方的罐号和用量自动起动勾兑泵，自动开启基酒罐、调味罐、软水罐相应阀门和勾兑罐阀门，同时,流量计开始工作。根据流量计的反馈值，当一个基酒罐的用量完成后，自动关闭该罐阀门，起动下一个基酒罐阀门，直至配方用量完成。 　系统在运行过程中，对所有勾兑罐、调味罐、软水罐的阀门、设备状态和液位进行实时监控，当出现阀门异常开启或关闭及液位出现异常变动时，系统针自动停止运行，并向操作人员提供报警信号，待操作人员处理并排除故障后，方继（文章来源：华夏酒报�中国酒业新闻网）续运行。 8 过滤及输送控制过程设计 　每个勾兑罐单独铺设一条管道至管板，通过管板分配后，分别进入过滤机组。每3套过滤机组对应一个生产车间（12台计量罐）。 　过滤控制可以在工程师站和过滤操作员站进行控制，操作只需要在计算机上选择过滤的原酒罐（勾兑罐）和输送的清酒罐，系统将自动完成相应阀门的开启和关闭，并根据缓冲桶的液位自动开启输送泵。 　系统在运行过程中，对所有勾兑罐、清酒罐的阀门、设备状态和液位进行实时监控，当出现阀门异常开启或关闭以及液位出现异常变动时，系统针自动停止运行，并向操作人员提供报警信号，待操作人员处理并排除故障后，方继续运行。

 9 勾兑控制流程设计（图5）

10 过滤输送控制流程设计（图6）

11管道结构设计（图7）

12 自动控制设计（图8）

13 控制流程设计（图9）

14 控制流程说明 　本控制主要用于过滤车间至包装车间清酒管道内余酒的清理，主要作用有三个：最大程度减少浪费，使管道内余酒的利用率提高；最大程度保证质量；提高工作效率。 　控制过程：过滤工作结束后，管道内存有大量的余酒。系统根据计算机的控制指令关闭电动阀D1、D4、D5，开启电动阀D2、D3进行清理。压缩空气经过电动阀D3将管道内余（文章来源：华夏酒报�中国酒业新闻网）酒挤压并进入清酒罐，该过程达到系统预设的工作时间后，正向清理工作结束，开始反向清理；关闭电动阀D1、D2、D3，开启电动阀D4、D5，反向清理开始，压缩空气将管道内剩下的余酒挤压到次品罐，该过程达到系统预设的工作时间后，结束余酒清理工作，系统自动关闭所有阀门。 15 白酒自动勾兑空气搅拌设计 15.1 管道结构设计（图10）

15.2 自动控制设计（图11）

　在控制系统中，电动阀D1—Dｎ安装在勾兑罐区，空压机、干燥设备安装在空压站。它们之间通过Profibus和工程师站完成通讯。 16 控制流程说明 　本系统主要用于勾兑罐半成品酒搅拌，使勾兑罐内各种酒液、软水充分组合搅拌。这样既可最大程度地保证酒品质量，还能大幅提高工作效率。 　控制过程：勾兑（文章来源：华夏酒报�中国酒业新闻网）进行到一定程度后，系统根据计算机的控制指令开启电动阀D1—Dｎ中的一个或多个电动阀，同时，自动开启空压机和干燥过滤设备，系统开始进行搅拌，进行到用户设定的搅拌时间后，自动关闭电动阀、空压机和干燥设备，搅拌进程结束。系统在工作过程中，自动检测各阀门和设备的工作状态，并通过监控计算机向操作人员指示设备状态，确保控制过程按照操作人员的设定进行。