自控系统在啤酒 生产中的应用现状与展望

随着社会经济的全面发展，各个生产行业为了获得市场发展机遇以及发展空间，不断加强自控系统的应用力度，以此提高生产效率和生产质量。目前，我国啤酒行业正朝着规模化全面发展，加强现代化自控系统的应用力度，可以有效提高啤酒的生产质量以及生产效率，提升企业自身的竞争力，占据更大的市场份额，创造更多的收益，为我国啤酒生产行业的全面发展奠定良好基础。

一、自控系统的组成及功能

在啤酒行业，自控系统主要是对啤酒生产的整个过程进行综合检测以及管理。

1.糖化过程。在啤酒生产过程中，对原材料糖化的过程和质量加以控制，并对糖化参数加以分析，以此确保啤酒生产的安全性和质量的稳定性。

2.发酵过程。在啤酒发酵过程中，需要对发酵工艺参数加以分析，并对每一个发酵流程进行控制，确保啤酒发酵工艺达到标准化，以此确保啤酒生产质量稳定以及生产效率。

3.灌装过程。啤酒灌装生产线管理工作包含洗瓶、卸箱、灌装、杀菌、装箱等环节，必须对其进行全面控制，以此确保啤酒生产达到快速、高效以及高性能的要求。

4.水处理过程。在啤酒生产公用设施管理方面，需要控制啤酒生产水源，做好水处理制冷系统，控制好水处理回收系统，确保能够满足啤酒的生产需求。

5.信息管理。信息管理主要包含啤酒生产信息、市场营销信息、财务管理信息等，必须有效处理各项信息，优化分配啤酒生产各项资源，做好各方面的协调工作，以此提高啤酒企业的生产效率以及生产能力。

二、自控系统的配置选择

在啤酒生产过程中，控制系统主要包含DCS或PLC主控设备和现场检测调节仪表。选择自控设备时，要全面了解设备的运行情况，并对啤酒生产过程进行精细化设计，综合考虑设备的安全性以及可靠性。选择主控设备时，在不考虑其余技术要求的情况下，要尽可能选择国内的专业生产厂家。选择现场检测调节仪表时，要全面了解啤酒生产现场的实际情况，选择技术成熟且实践应用反馈良好的产品，并尽可能选择同一类型、同一品牌的仪表产品，避免影响啤酒产品质量。

三、自控系统在啤酒生产中的应用现状

1.完全手动操作。手动操作主要是对温度、压力以及液位等进行全面控制，在啤酒生产过程中，使用常规分散仪表对各项参数信息进行采集，并对所采集的参数信息进行集中分析，操作人员需要在现场对各项设备进行人工操作，确定各项生产工艺参数。但在这种方式下，整个参数管控效果相对较差，而且缺乏一致性，还会对啤酒生产质量造成严重影响。另外，在人工手动控制下，整个过程所需要的资源以及成本相对较高，对啤酒生产企业的健康发展会造成一定阻碍。

2.半自动控制方式。在啤酒生产过程中，半自动控制方式主要是对各项数据信息进行全面采集，并将采集的各项数据信息全部输送到控制室。在控制室中，不仅安装了马赛克模拟屏以及上位机，可以对各项参数信息进行综合分析，还可以对啤酒生产全过程进行监督管理控制。在操作过程中，工作人员需要對各项参数进行对比分析，并在模拟屏上利用遥控阀门对电机生产进行启停控制。在啤酒生产期间内，所有的数据信息全部由工作人员记录，所以该过程属于半自动控制，但在人工的介入下，啤酒质量可能会出现问题，而且生产人员的劳动强度也会增加，所以小型啤酒生产厂家比较常用。

3.PC机控制方式。为了控制啤酒的生产过程，需要采集各项生产信息，并将全部数据信息通过变送器储存到插在PC机插槽的数据采集卡中，随后在PC机界面上就会自动显示出啤酒生产的各项参数，还可以对电机、阀门以及泵的运行加以控制，以此满足啤酒生产工艺要求。现阶段，我国大部分啤酒生产企业都会利用PC机对生产过程加以控制，需要注意的是，PC机的操作系统应是Windows95以上，这样才能有效解决啤酒生产过程中的控制问题。

不过，PC机在实际应用过程中还存在以下几方面的缺点：第一，系统稳定性差，主要是因为上位机运行以及数据采集缺乏稳定性。第二，上位机软件存在不稳定性，甚至在生产过程中经常出现死机的情况，严重影响啤酒的生产效率。第三，PC机画面呆板，整体控制功能相对较弱，系统自身的安全性相对较差，难以建立有效的操作等级与权限制度，甚至还会受到病毒以及黑客的攻击。第四，系统的可扩充性较差，不利于提高网络管理效率，无法与生产系统之间进行有效结合，整体控制效率也相对较差，容易引起啤酒质量和口味的波动，无法有效保障啤酒生产企业的长期效益。

4.分布式控制方式。分布式控制方式是在先进的计算机控制技术和多层次网络结构的有效结合下，通过控制算法对啤酒生产工序进行自动控制。目前，许多啤酒生产企业一般会使用DCS控制系统（分布式控制系统）或FCS控制系统（现场总线控制系统），如果应用的是复杂的控制算法，可以选择DCS控制系统。目前，分布式控制方式已经成为啤酒生产行业主要使用的方式，大型啤酒生产企业通常会选择该方式对整个啤酒生产流程进行控制。

在分布式控制方式下，每个下机位控制单元一般会使用PLC设备，该设备的实际运行可靠性相对较高，且使用年限相对较长，运行稳定性也相对较高。而上位机网络可以兼容多种通讯协议，便于提高网络管理效率，能够有效解决PC管理控制问题，实现对啤酒生产工艺流程的全面控制。另外，还能够对啤酒生产流程中的各项设备运行加以控制，以此对设备运行所产生的温度以及压力加以监控，并全面记录啤酒生产工艺流程各项数据信息。

与传统模拟屏相比，电子模拟屏的优点相对较多，可以在计算机屏幕上控制各项工艺流程、阀门以及电机的运行状况，从而及时解决温度、压力超限所引发的故障问题。在出现故障后，人工也可以及时干预，转化各项开关，控制各项执行结果，并由设计人员设计全新的参数，工作人员在实际工作中也能够解决设备所出现的紧急问题，以此确保各个设备的稳定运行。

四、自控系统在啤酒生产中的应用对策

1.培养专业的技术操作人员。在啤酒生产过程中，技术人员的专业能力会对啤酒生产设备以及系统运行的稳定性产生一定影响，所以要确保技术人员拥有合格的技术能力，能够全面运用自控系统技术对系统运行加以控制。如今大部分啤酒生产企业对于现代化自控技术的应用力度不断加大，技术人员专业素养的差距也会显露出来，如果操作人员的专业素养不高或是对现代化自控系统运行工艺不够了解，就可能会对啤酒生产效率以及产量造成严重影响，甚至制约啤酒企业的生产技术创新。因此，啤酒企业需要加大对技术人员专业素养以及专业能力的培养力度，确保他们能够有效运用自控系统，确保自动系统运行的稳定性，从而保障啤酒生产的质量和效率。另外，啤酒企业还需要根据实际生产情况，对技术人员进行多元化培养，促使他们能够全面掌握自控系统，以此满足啤酒生产管理的要求。

2.加强行业间的技术交流合作。自控系统在啤酒行业的应用时间长达十余年，能够及时解决啤酒生产过程中所存在的问题，也使啤酒企业在发展中积累了一定的经验。为了促进啤酒行业的进一步发展，啤酒行业协会充分发挥自身的纽带作用，突破地区的限制，成功搭建了啤酒产业技术交流平台，极大提高了啤酒行业的生产创新力度。此外，啤酒企业之间通过友好的沟通与交流，有助于实现技术转让、技术学习和技术创新，对于啤酒行业的健康发展也能起到良好的促进作用。

3.不断开发与完善自控系统。啤酒的整个生产流程存在不连续、不稳定、复杂性等特点，这些都是啤酒行业健康发展的隐患，所以啤酒行业需要加大对啤酒生产优化以及信息管理的研究力度，全面完善生产自控系统并对其进行综合创新，充分运用计算机以及仪表自控技术，掌握新型的自控系统，为啤酒企业的全面发展做好充足准备。

五、啤酒厂自动控制的展望

随着科学信息技术的不断发展，自检设备逐渐增多，生产自动化管控程度也会加快。对啤酒糖化发酵实现自动化控制，并对不同设备的衔接问题加以控制，擴大啤酒生产规模，特别是制冷车间的自控系统在创新时需要与糖化发酵进行综合分析，以此达到降低啤酒生产能耗的目标，为啤酒行业的健康发展奠定良好的基础。

啤酒生产厂家还要加强对销售系统运行的控制力度，及时对传统的生产管理方式进行创新，在提高啤酒生产水平的同时，对啤酒生产流程加以控制，促使啤酒行业实现对CIMS系统的合理运用，从而提高啤酒生产的效率和质量。

综上所述，啤酒行业应加大对于自控系统实际运用情况的研究力度，加大对啤酒生产流程的监督管理力度，保障啤酒生产流程各项参数达到标准化，全面提升整个生产流程的质量。以外，还需要加大对自控系统的创新力度，优化啤酒生产流程，有效提高啤酒生产质量和生产效率，为啤酒企业创造更多的经济效益，为啤酒行业的健康发展奠定良好基础。

作者简介：施勇南（1972-），男，浙江缙云人，大学专科，研究方向为啤酒酿造。