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%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。