基于無線網絡的啤酒發酵罐監控方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種監控方法，尤其是涉及一種基于無線網絡的啤酒發酵罐監控方法。
【背景技術】
[0002]啤酒生產是一個利用生物加工進行生產的過程，生產周期長，過程參數分散性大，傳統操作方式難以保證產品的質量。近年來，國外的各大啤酒生產廠家紛紛進軍中國市場，憑借技術優勢與國內的啤酒生產廠家爭奪市場份額。國內的啤酒行業迫切要求進行技術改造，提高生產率，保證產品質量，以確保在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
[0003]啤酒的發酵過程是一個微生物代謝過程。它通過多種酵母的多種酶解作用，將可發酵的糖類轉化為酒精和CO2,以及其他一些影響質量和口味的代謝物。在發酵期間，工藝上主要控制的變量是溫度和時間。啤酒發酵對象具有時變性、時滯性及其不確定性，而且每個發酵罐都存在個體的差異，在不同的工藝條件下，不同的發酵菌種下，對象特性也不盡相同。因此很難找到或建立某一確切的數學模型來進行模擬和預測控制。我國部分啤酒生產廠家目前仍然采用安裝常規儀表進行控制的方法，人工監控各種參數，人為因素較多。這種控制方式很難保證生產工藝的正確執行，導致啤酒質量不穩定，波動性大且不利于擴大再生產規模。還有部分廠家采用工控機加PLC的有線監控方法，存在有線接入維護成本高、系統可擴展性和移動性能差等問題。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于無線網絡的啤酒發酵罐監控方法，其數據傳輸速度快、控制精度高，通過GPRS無線網絡對啤酒發酵罐進行自動監控，保證了啤酒發酵工藝的正確執行。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種基于無線網絡的啤酒發酵罐監控方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]步驟一，建立通訊連接:安裝在啤酒發酵現場的多個數據采集與處理裝置通過GPRS網絡與布設在遠程監控中心的監控主機建立無線通訊連接；
[0007]步驟二，參數檢測:采用若干溫度傳感器檢測啤酒發酵罐的溫度，以獲得溫度信號；采用CO2濃度傳感器檢測所述啤酒發酵罐中的CO2的氣體濃度，以獲得氣體濃度信號；采用氣體流量傳感器檢測安裝在所述啤酒發酵罐頂部的排氣管中的氣體流量，以獲得氣體流量信號；采用液體流量傳感器檢測用于調節所述啤酒發酵罐溫度的冷媒的流量，以獲得液體流量信號；采用微生物傳感器檢測啤酒發酵罐內的釀酒酵母菌的濃度，以獲得酵母菌濃度信號；所述啤酒發酵罐外部的上中下三段各安裝有一圈冷卻套，所述冷媒存放在所述冷卻套中，所述排氣管上安裝有用于排放所述CO2的氣體流量控制閥，所述冷卻套上冷媒入口處安裝有液體流量控制閥，所述溫度傳感器布設在所述冷卻套上，所述CO2濃度傳感器和微生物傳感器均安裝在所述啤酒發酵罐內，所述氣體流量傳感器安裝在所述排氣管上，所述液體流量傳感器安裝在所述冷卻套上；
[0008]步驟三，現場數據采集與處理:采用所述數據采集與處理裝置對所述溫度信號、氣體濃度信號、氣體流量信號、液體流量信號和酵母菌濃度信號進行采集和處理；所述數據采集與處理裝置包括微處理器、多路信號轉換板、數據采集卡、EEPROM存儲器；所述溫度傳感器、CO2濃度傳感器、氣體流量傳感器、液體流量傳感器和微生物傳感器均與所述多路信號轉換板相接，所述多路信號轉換板、數據采集卡和微處理器依序相接，所述數據采集卡和EEPROM存儲器均與所述微處理器相接，所述數據采集與處理裝置的采集與處理過程如下:
[0009]所述多路信號轉換板對所述溫度信號、氣體濃度信號、氣體流量信號、液體流量信號和酵母菌濃度信號依次進行隔離、放大、和濾波處理，然后將處理后的數據傳輸給所述數據采集卡，所述數據采集卡將接收到的數據依次進行模數轉換和電平轉換處理，然后將處理后得到的與所述微處理器匹配的數字信號傳輸給所述微處理器；所述微處理器將接收到的數據一方面存儲到所述EEPROM中，另一方面進行壓縮打包，做好發送準備；
[0010]步驟四，數據無線遠程發送:多個所述數據采集與處理裝置中的微處理器分別將壓縮打包后的數據通過GPRS無線收發模塊發送給信號匯集器，所述信號匯集器再將接收到的數據通過GPRS網絡傳輸到所述監控主機；多個所述微處理器與多個所述GPRS無線收發模塊分別相接，多個所述GPRS無線收發模塊均與所述信號匯集器相接，所述信號匯集器與所述監控主機通過所述GPRS網絡無線連接；
[0011]步驟五，數據遠程處理及顯示:所述監控主機一方面通過與其相接的顯示器將所接收到的數據實時顯示出來，另一方面對所述接受到的數據進行比較，判斷，然后得出相應fe制命令；
[0012]步驟六，控制命令遠程傳輸及故障報警:若所述溫度信號和氣體濃度信號與預先給定的數據不相等，則所述監控主機通過GPRS網絡、信號匯集器和GPRS無線收發模塊向所述微處理器發出“自動調節”控制命令；若所述溫度信號、氣體濃度信號、氣體流量信號、液體流量信號和酵母菌濃度信號任一超出相應信號閾值，則監控主機驅動與其相接的報警裝置發出報警信號；
[0013]步驟七，控制命令執行，氣體流量和液體流量調節:所述微處理器將接收到的所述“自動調節”控制命令發送給布設在所述啤酒發酵罐旁的控制器，所述控制器分別對所述液體流量控制閥和氣體流量控制閥進行自動調節，直到所述溫度和氣體濃度與給定數據相等；所述控制器與所述微處理器相接，所述液體流量控制閥和氣體流量控制閥均與所述控制器相接。
[0014]上述基于無線網絡的啤酒發酵罐監控方法，其特征是:所述GPRS無線收發模塊為H7118C GPRS DTU0
[0015]上述基于無線網絡的啤酒發酵罐監控方法，其特征是:所述信號閾值和預先給定數據均存儲在與所述監控主機相接的數據服務器中。
[0016]本發明與現有技術相比具有以下優點:通過GPRS無線網絡對啤酒發酵罐進行自動監控，數據傳輸速度快，控制精度高，保證了啤酒發酵工藝的正確執行，有效解決了現有有線監控方法維護成本高、系統可擴展性和移動性能差等問題。
[0017]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本發明包括以下步驟:
[0020]步驟一，建立通訊連接:安裝在啤酒發酵現場的多個數據采集與處理裝置通過GPRS網絡與布設在遠程監控中心的監控主機建立無線通訊連接；
[0021]步驟二，參數檢測:采用若干溫度傳感器檢測啤酒發酵罐的溫度，以獲得溫度信號；采用CO2濃度傳感器檢測所述啤酒發酵罐中的CO2的氣體濃度，以獲得氣體濃度信號；采用氣體流量傳感器檢測安裝在所述啤酒發酵罐頂部的排氣管中的氣體流量，以獲得氣體流量信號；采用液體流量傳感器檢測用于調節所述啤酒發酵罐溫度的冷媒的流量，以獲得液體流量信號；采用微生物傳感器檢測啤酒發酵罐內的釀酒酵母菌的濃度，以獲得酵母菌濃度信號；所述啤酒發酵罐外部的上中下三段各安裝有一圈冷卻套，所述冷媒存放在所述冷卻套中，所述排氣管上安裝有用于排放所述CO2的氣體流量控制閥，所述冷卻套上冷媒入口處安裝有液體流量控制閥，所述溫度傳感器布設在所述冷卻套上，所述CO2濃度傳感器和微生物傳感器均安裝在所述啤酒發酵罐內，所述氣體流量傳感器安裝在所述排氣管上，所述液體流量傳感器安裝在所述冷卻套上；
[0022]步驟三，現場數據采集與處理:采用所述數據采集與處理裝置對所述溫度信號、氣體濃度信號、氣體流量信號、液體流量信號和酵母菌濃度信號進行采集和處理；所述數據采集與處理裝置包括微處理器、多路信號轉換板、