1 前言
近年来，随着我为经济的发展，人民的生活水平不断提高，对啤酒的消费也越来越大，因此，啤酒行业进入了高速成发展的时期。啤酒的生产过程分为麦芽制备、麦汁制造、发酵、后处理及包装4大工序。麦汁制造俗称糖化，就是指麦芽及辅料的粉碎，醪的糖化、过滤，以及麦汁煮沸、冷嘲热讽却的过程。它与发酵是啤酒生产中的两道关键工序，其工艺指标控制的好坏，对啤酒的稳定性、口感受等技术指标起着决定性的作用。下面就本人近几年来从事啤酒糖化工序（采用国产设备）控制系统设计的经验谈谈自已的看法。
2 糖化工序控制对象的特点
糖化工序主要由物料粉碎系统、糖化系统和薄板冷却系统组成。糖化系统一般由糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、澄清槽各部分组成，晕是糖化工艺的主要组成部分，它们由锅、槽、打料泵、各种阀门以及工艺管路组成工艺主路线。糖化过程控制的特点首先是糊化、糖化、过滤、煮沸以及澄清各个工序是间歇进行的，而且各个工序在时间上还要交叉作业；其次是温度、压力等模拟量较多，而搅拌电机、打料泵、各种工艺阀门的控制等开关量也较多，而且二者的控制还相互联系；最后就是个别参数难以检测，或者说检测仪表尚不过关。以糖化锅为例，有加料量的控制；加水水温及水量的控制；搅拌电机启停及高低速控制；糖化温度的程序控制；糖化锅夹套及盘管蒸汽的压力批示及报警；糖化锅液化气位的指示；以及糖化锅的冲洗、洗涤控制等。糖化过程的自动控制涉及的设备较多，个别的工序尚需人工参与，难于用常规仪表实现整个过程的自动化。
3 糖化工序的几种控制系统方案
（1） 根据上述特点，考虑到投资等因素，对3万吨的中型啤酒厂糖化车间，主要彩如下的控制系统方案：对糊化、糖化温度等关键工艺参数采用可编程序调节器（以下简称智能仪表）控制、对糖化锅夹套及盘管的蒸汽压力以及糖化锅液位等重要的参数采用数字式显示仪指示，各搅拌电机、打料泵、相关工艺阀门等均在大面积塑料马塞克结构的模拟屏上遥控操作，模拟屏的设置，不公能全面醒目地显示整个工艺流程及各设备的运徒刑状态，而且能使操作人员非常直观地在屏上相应设备处操作该设备。此方案的特点是控制水平适中，投资较海港蹑基本的工艺要求，双较适合中型啤酒厂。
（2） 对5万吨的大型啤酒厂以及个别10万吨的特大型啤酒厂，其糖化车间采用如下的控制系统方案：对关键的参数采用智能仪表控制，对重要的参数仍采用数字显示仪指示，对开关量采用可编程序控制器（以下简称PLC）控制。用工业PC机的上位机与智能仪表、数据采集器、以及PLC通过标准通信接口边接起来，构成一个集散型结构的控制系统，即各模拟量回路的控制由智能 仪表完成，开关量的控制由PLC完成，而上位机则完成工艺流程及参数、各控制回路的历史及趋势、工艺曲线及报警等画面的显示，以及打印报表、保存数据的管理功能，此方案中仍保留大面积模拟屏直观地显示工艺流程及设备状态，并作为手动操作时使用。此方案的特点是控制水平较高，可基本实现糖化过程的自动控制，智能仪表+工业PC机也是我国目前中小型企业中较普遍采用的控制系统方案，投资与前一方案相比要大，但还不算太高。
由于智能仪表、PLC以及工业PC由不同的厂家生产，所以，它们之间的通信不易解决，是本系统中的技术难点，需要耗费相当的工作量，因此，本系统的可靠性及可维护性还有待提高。
（3） 对10万吨的特大型啤酒厂，其糖化过程控制采用小型集散型控制系统（以下简称DCS）或中型PLC，操作人员主要通过操作站监视生产过程，整个糖化工艺基本由计算机系统控制，但仍需要一央大面积模拟屏。例如，从德国STEINECKER公司引进的全套啤酒糖化生间线即采用一套Siemens公司的S5系列PLC，外如一面模拟屏作为其控制系统。近年来，世界上各大著名的仪表商如美国的Honeywell 公司、Foxboro公司、德国的HB公司、瑞士的ABB公司、日本的横河公司等纷纷推出了自已的小型DCS系统，它们主要针对2000个点以下的中小控制过程，但却具有大型DCS系统的功能。而PLC生产厂商在保持PLC强大处理开关量功能的同时，也使PLC具有一定的模拟量处理功能。当然小型DCS系统，其控制站、操作站及软件系统自成体系，而采用PLC，上位操作站、通讯接口以及组态软件还需另配。由于DCS系统及PLC具有极高的可靠性的极强的功能，因此，应用于糖化工序这样模拟量以及开关量多而且混杂的过程，从控制的角度来说是再合适不过了，但与前一方案比较，采用小型DCS系统或PLC其投资要高出不少，所以极大地影响了它们的采用。
4 结束语
通过近几年的设计工作，我的体会是，上述3种方案，决定其取舍的最大因素是资金问题。众所周知，资金是困扰轻工业建设项目的一个长期的问题，对自控仪表系统来谈，影响成其大。再一个是工艺阀门基本上都采用气动蝶阀或气动球阀，要求其可靠性非常高，目前大都选用进口产品。还有一个是糖化工序需控制的设备较多，与电气系统做好衔接是必不可少的，也是非常重要的。可以预计，随着建设单位对自动控制认识的提高以及自动化技术的不断发展，采用小型DCS系统或PLC将是啤酒糖化工序控制系统的首选方案。
8/21/2005
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