1 引言
　　近10年來,，雖然我國的啤酒裝備配套水平有很大提高，但和國外相比,，由于起步較晚,，尤其是成套設(shè)備，差距較大,。自動化程度低,，因而產(chǎn)品效率較低，生產(chǎn)質(zhì)量也不高,，啤酒能耗較大,，這都是我國啤酒工業(yè)急待解決的問題,。本論文經(jīng)過認(rèn)真調(diào)研、分析,，對目前國內(nèi)外較先進(jìn)的啤酒發(fā)酵工藝控制系統(tǒng)進(jìn)行了綜合比較與評價,，同時，又充分考慮企業(yè)的綜合實力,、現(xiàn)狀與發(fā)展等因素,，此控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選定IPC——PLC DCS即工業(yè)控制計算機與可編程序控制系統(tǒng)。并提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊自適應(yīng)PID控制算法,，解決了啤酒發(fā)酵過程的純滯后過程,、大慣性、和非線性等問題,。
2 啤酒發(fā)酵工藝控制
　　2.1啤酒發(fā)酵工藝曲線
　　啤酒發(fā)酵的工藝曲線對質(zhì)量有直接影響。啤酒口味和實際要求的不同,，啤酒的發(fā)酵工藝曲線也就不同,，但是對于確定好的啤酒發(fā)酵工藝，就應(yīng)嚴(yán)格按照工藝曲線去控制溫度和壓力等,，這樣才能保證啤酒的質(zhì)量,。啤酒發(fā)酵工藝曲線如圖1—1所示。
　　2.2 啤酒發(fā)酵溫度控制
　　在啤酒發(fā)酵過程中,，酵母的發(fā)酵性能受發(fā)酵溫度的影響,。由于發(fā)酵中有熱量釋放出來，因而使發(fā)酵中的麥汁溫度上升,，同時促使酶反應(yīng)加速,。酵母的發(fā)酵性能必須限定在一定范圍內(nèi)，這就是實際發(fā)酵操作中的控制工作,。啤酒溫度控制原理如圖1—2,。
3 IPC-PLC DCS 的設(shè)計
　　本系統(tǒng)為上下兩級遞階結(jié)構(gòu)。具體構(gòu)成如圖1—3所示,。
　　主要包括以下幾方面：
　?。?）. 上、下位計算機：控制上位機采用兩臺工業(yè)控制計算機,，由于控制對象較多,，并兼顧今后系統(tǒng)升級的需要，所以,，下位機采用四臺中型PLC,。
　　（2）. 接口硬件包括：開關(guān)量的I/O 采用PLC的DI,、DO模塊;溫度,、壓力,、液位采用A/D轉(zhuǎn)換模塊;考慮到下位機需要與上位機進(jìn)行串行通信，選用日本立石電機公司的OMRON C200HE系列可編程控制器,。上下位機通信采用RS—232接口,。1#下位機配置如圖1-4所示。
　?。?）. 顯示系統(tǒng),，包括大型模擬屏，以及上位機彩色監(jiān)視器,。
4 控制算法的設(shè)計
　　啤酒生產(chǎn)發(fā)酵過程的控制算法很多,，比較常用的是PID控制算法。在實際生產(chǎn)現(xiàn)場中,，PID參數(shù)整定與自整定的方法也很多,，但往往難以實施或不太理想，常規(guī)PID控制器參數(shù)常常整定不良,，性能欠佳,，對運行工況適應(yīng)性差。本論文提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊自適應(yīng)PID控制方案,。本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1—5,。
　　它主要包括四個部分：
　　（1）. 傳統(tǒng)PID控制結(jié)構(gòu) 由PID控制器和廣義被控對象構(gòu)成一個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng),，只是此時的PID參數(shù)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線修改,。
　　（2）. 模糊量化模塊 對系統(tǒng)的狀態(tài)變量進(jìn)行歸檔模糊化和歸一化處理,。
　?。?）. 辨識網(wǎng)絡(luò)NN1 它主要用于建立被控系統(tǒng)的辨識模型，為NN2提供必要的信息,。
　?。?）. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)NN2 根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)，調(diào)節(jié)PID控制器的參數(shù)以期達(dá)到某種性能指標(biāo)的最優(yōu),。
5 仿真實驗
　　考慮到啤酒發(fā)酵過程中的諸多因素,，即被控對象是參數(shù)時變的非線性系統(tǒng)。針對以上提出的自學(xué)習(xí)控制算法,，對被控對象進(jìn)行仿真,。仿真圖見圖1-6。通過與圖1-1進(jìn)行比較可以看出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊PID控制系統(tǒng)能通過在線學(xué)習(xí),，不斷改善對系統(tǒng)的控制性能,，具有較高的擬人智能性。
6 結(jié) 論
　　本控制系統(tǒng)應(yīng)用了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊PID控制算法，使IPC-PLC分布式控制系統(tǒng)具有良好的執(zhí)行精度,，且抗干擾能力強,，使溫度曲線得到較好的擬和，在實際生產(chǎn)中應(yīng)用取得了令人滿意的效果,。
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