摘  要：本文介紹了一種基于組態(tài)軟件與PLC的發(fā)酵罐自動加堿控制與管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)對發(fā)酵罐整個發(fā)酵過程進行自動化的管理和PH值恒定控制肝庸，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性栓占，方便了企業(yè)的管理和減輕了操作工人的勞動強度就用，目前該系統(tǒng)已在三個黃原膠生產(chǎn)車間得以實際應(yīng)用，控制效果良好扇牢。

1 系統(tǒng)簡介
1.1 原加堿工藝說明
       發(fā)酵是生產(chǎn)黃原膠的其中一個重要的工藝過程霉处，發(fā)酵過程的好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，在發(fā)酵的過程中椰陋，發(fā)酵物產(chǎn)生大量酸嫌松，影響細菌的生長和正常發(fā)酵，需要在發(fā)酵過程中加入堿液對產(chǎn)生的酸中和奕污。目前萎羔，發(fā)酵過程加入堿液的方法，一般是操作工人一個半小時去取樣口取樣碳默，對取樣物測定PH值外驱，測定值比目標(biāo)值小，然后手動打開堿液閥腻窒，同時用秒表計時打開閥門的時間昵宇，最后關(guān)閉堿液閥。這樣的加堿方法帶來了一些問題儿子，一是抽樣時間過長瓦哎，導(dǎo)致發(fā)酵罐內(nèi)PH值不穩(wěn)定；二是加入堿液量憑操作人員經(jīng)驗估計柔逼，不同的操作人員面對相同的檢測值蒋譬，也會估計出不同的加堿時間，三是一次性加入的堿液太多愉适，罐內(nèi)PH值變化太大寓蔼，對發(fā)酵有一定影響。四是取樣出來的物料受溫度變化因素韩艾，動靜態(tài)測量因素等影響筛六，測量值與罐內(nèi)物料的實際PH值有所偏差，影響測量準(zhǔn)確性吭芯。由于人為因素影響通溜，常常影響到發(fā)酵后物料的粘度，也影響了產(chǎn)品質(zhì)量兰歼。
1.2 自控加堿解決方案
       為了克服現(xiàn)有諸多問題溪毕，系統(tǒng)在發(fā)酵罐上安裝PH值電極，實時采集發(fā)酵罐中物料的PH值廊擦。在工控機軟件上設(shè)定加堿循環(huán)時間穿汽，系統(tǒng)在設(shè)定的循環(huán)時間到來時，PLC把實時PH值與設(shè)定的目標(biāo)值PH值比較觉浦，如果實時值低于目標(biāo)值题束，PLC自動會根據(jù)實時PH值與目標(biāo)PH值的差值計算出需要加堿的時間值橙围，根據(jù)計算的時間值來打開電磁閥，完成一個加堿周期着逐。循環(huán)加堿時間可以由操作工人根據(jù)不同發(fā)酵時段物料的粘度而設(shè)定，發(fā)酵前期粘度小可以設(shè)循環(huán)加堿的時間短一些意蛀，后期粘度大可以設(shè)長些耸别，循環(huán)加堿時間一般設(shè)3～10分鐘。
       系統(tǒng)除了可以自動循環(huán)加堿外县钥，每個發(fā)酵罐在上位機上都保留了手動方式加堿秀姐，操作工人只需用鼠標(biāo)把自動切換成手動狀態(tài)，通過點擊手動加堿按鈕若贮，即可打開任意發(fā)酵罐加堿的電磁閥進行加堿省有，并顯示加堿的時間。不管是手動和自動加堿谴麦，只要加堿時物料的PH值超過了目標(biāo)PH值蠢沿，系統(tǒng)會將電磁閥關(guān)閉，以防止加入堿液過量匾效。
       為了方便企業(yè)管理和查詢舷蟀，系統(tǒng)在每一批次發(fā)酵結(jié)束后，可以點擊一個按鈕面哼，即可導(dǎo)出整個發(fā)酵批次的PH值數(shù)據(jù)戈勾，并形成獨立的批次文件。
2 系統(tǒng)設(shè)計
2.1 硬件部分
2.1.1 系統(tǒng)框圖
       系統(tǒng)框圖如圖1所示筹唠。
       現(xiàn)場采集控制端由PLC户痒，AD模塊，電極傀蒲，儀表和電磁閥組成赠槽，發(fā)酵罐的PH值通過AD模塊送入PLC，PLC根據(jù)采集的PH值與目標(biāo)PH值比較攒坊，計算出加堿的時間盘另，以此時間長度打開電磁閥把堿液加入發(fā)酵罐中。
       遠程管理端由工控機組成秃停，工控機界面顯示整個車間所有發(fā)酵罐的運行狀態(tài)巩荧，操作工人設(shè)定的參數(shù)和做出的命令通過工控機下載到PLC，由PLC根據(jù)程序做出相應(yīng)動作丹伙。工控機軟件可導(dǎo)出和保存每個批次的PH值數(shù)據(jù)福耐，方便企業(yè)查詢和管理。企業(yè)的電腦可以通過局域網(wǎng)連接到工控機上恼五，可以在遠程進行監(jiān)控車間生產(chǎn)狀況昌罩。

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2.2.2 界面操作

圖4

       （1）啟動操作
       ①步輸入本次發(fā)酵的批次岖疲；
       ②步設(shè)定系統(tǒng)運行參數(shù)；
       ③步選擇手動/自動方式握饼；
       ④步把PLC控制柜上的選擇開關(guān)旋到“啟動”极阴。
       （2）停止操作
       ①步把PLC控制柜上的選擇開關(guān)旋到“停止”，處于停止?fàn)顟B(tài)時诡泌，PLC程序不執(zhí)行該發(fā)酵罐的程序碟狞，不能進行手動或自動的加堿。
       （3）數(shù)據(jù)導(dǎo)出
       ①步在發(fā)酵罐停止?fàn)顟B(tài)時婚陪，點擊“**罐本批次PH值數(shù)據(jù)導(dǎo)出”即可族沃，必須是在發(fā)酵罐停止?fàn)顟B(tài)時才能導(dǎo)出數(shù)據(jù)。
       （4）手動加堿
       ①步選擇“手動”按鈕泌参，再點擊“手動加堿”即可打開電磁閥竭业，打開時間在“加堿計時”顯示。
       （5）自動加堿
       ①步選擇“自動”按鈕及舍，系統(tǒng)根據(jù)循環(huán)時間設(shè)定值自動循環(huán)檢測加堿未辆。
       (6)曲線瀏覽
       實時曲線：雙擊實時曲線窟绷，可放大實時曲線以方便查看。
       歷史曲線：把鼠標(biāo)移到歷史曲線上咐柜，可以看到某時刻的PH值兼蜈。
2.2.3 保護策略
       在電磁閥打開過程中，不管是手動加堿還是自動加堿拙友，只要測量值超過了目標(biāo)值为狸，系統(tǒng)會自動關(guān)閉電磁閥，以保護過量加堿遗契。
2.2.4報警策略
       當(dāng)測量值高于上限報警值或低于下限報警值時臭膊，系統(tǒng)延時10s后發(fā)出聲光報警，PLC控制柜的蜂鳴器發(fā)出報警聲膊编，在軟件界面上對應(yīng)的發(fā)酵罐報警顯示框變成紅色并閃爍栏赋。
3 結(jié)束語
       采用自動加堿后，PH值控制精度為：目標(biāo)值±0.05尸钢，克服了人為手動加堿帶來的不定因素仙衩，改善了發(fā)酵罐PH穩(wěn)定性，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性熔厌，系統(tǒng)集成了整個車間的發(fā)酵罐管理篇挡，操作工人只需在電腦旁邊，就可以了解和操作整個生產(chǎn)車間每個發(fā)酵罐的工作狀態(tài)誉煎，降低了操作工人的勞動強度报葬。
作者簡介
       肖先忠(1977-) 男 工程師，任職于英偉力新能源科技（上海）有限公司痛贬。
參考文獻(略)

（英偉力新能源科技（上海）有限公司 肖先忠）

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