楊清艷 - 張魁榜 - 陳榮娜 - 袁家寶 -

(1. 安徽建筑大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院，安徽 合肥 230601；2. 安徽省六安恒源機(jī)械有限公司博士后工作站，安徽 六安 237100；3. 合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽 合肥 230009) (1. College of Mechanical and Electrical Engineering, Anhui Jianzhu University, Hefei, Anhui 230601, China; 2. ThePostdoctoral Workstation of Anhui Province Lu'an Hengyuan Machinery Co., Ltd., Lu’an, Anhui 237100, China; 3. School of Mechanical and Automotive Engineering, Hefei University of Technology, Hefei, Anhui 230009, China)

基于OPC的啤酒巴氏滅菌機(jī)PU實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

楊清艷1,2YANGQing-yan1,2張魁榜3ZHANGKui-bang3陳榮娜2CHENRong-na2袁家寶2YUANJia-bao2

(1. 安徽建筑大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院，安徽 合肥 230601；2. 安徽省六安恒源機(jī)械有限公司博士后工作站，安徽 六安 237100；3. 合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽 合肥 230009) (1.CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,AnhuiJianzhuUniversity,Hefei,Anhui230601,China; 2.ThePostdoctoralWorkstationofAnhuiProvinceLu'anHengyuanMachineryCo.,Ltd.,Lu’an,Anhui237100,China; 3.SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei,Anhui230009,China)

針對(duì)以往啤酒巴氏滅菌機(jī)PU控制過程中偶然出現(xiàn)的控制系統(tǒng)與Wincc之間偶爾出現(xiàn)通訊沖突的問題，提出了基于OPC和Wincc的啤酒巴氏滅菌機(jī)PU自動(dòng)控制系統(tǒng)；用VC++ 編寫OPC客戶端，并以Wincc作為OPC服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)Wincc與VC++客戶端的數(shù)據(jù)交換。為了實(shí)現(xiàn)PU的智能控制，首先建立隧道式殺菌機(jī)啤酒PU值與噴淋嘴溫度之間的數(shù)學(xué)模型；并且用高級(jí)語(yǔ)言編寫啤酒殺菌過程中的PU控制算法；對(duì)經(jīng)OPC通道傳入PU控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬、分析、計(jì)算出控制各溫區(qū)的噴淋嘴溫度值；最后再將控制數(shù)據(jù)傳送給底層設(shè)備，達(dá)到對(duì)啤酒殺菌機(jī)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)的目的。運(yùn)行試驗(yàn)表明，基于OPC和Wincc的啤酒殺菌機(jī)PU控制系統(tǒng)能夠有效地對(duì)殺菌過程中的噴淋嘴溫度進(jìn)行控制并提高殺菌準(zhǔn)確度，也提高了啤酒殺菌過程中的效益。

隧道殺菌機(jī)；VC++；PU；啤酒殺菌；OPC

啤酒生產(chǎn)過程中，巴氏殺菌是不可缺少的一道工序[1-2]。目前多采用隧道式殺菌機(jī)對(duì)啤酒進(jìn)行殺菌處理，但殺菌機(jī)各溫區(qū)噴淋嘴溫度的設(shè)定常依靠經(jīng)驗(yàn)。如果噴淋嘴的溫度過高，進(jìn)而使得各溫區(qū)溫度過高影響啤酒的口感，使啤酒失去原本的味道，且啤酒顏色比正常色更深，還容易在殺菌過程中出現(xiàn)爆瓶；但是如果殺菌機(jī)各溫區(qū)溫度過低，會(huì)降低殺菌效果，并引起生物混濁。因此殺菌過程中噴淋嘴的溫度控制直接關(guān)系到殺菌機(jī)中各個(gè)啤酒瓶的PU值(巴氏滅菌單位，一個(gè)PU值的定義為： 在60 ℃下經(jīng)歷1 min所引起的滅菌效應(yīng)為一個(gè)巴氏殺菌單位)。而目前殺菌機(jī)原本的控制系統(tǒng)未能實(shí)現(xiàn)PU的智能調(diào)節(jié)，需要設(shè)計(jì)開發(fā)第三方的控制系統(tǒng)——PU控制系統(tǒng)，而PU控制系統(tǒng)智能地根據(jù)實(shí)時(shí)的PU值反調(diào)節(jié)噴淋嘴水溫的關(guān)鍵是：PU控制系統(tǒng)與殺菌機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互。

有學(xué)者[3-4]采用密切監(jiān)控噴淋嘴溫度的方法對(duì)殺菌機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，但難以控制突發(fā)情況下的PU值波動(dòng)。本試驗(yàn)擬采用C++語(yǔ)言編寫程序?qū)⒕鷻C(jī)啤酒的PU值進(jìn)行控制，底層設(shè)備的控制還是原系統(tǒng)，為解決殺菌過程中PU控制系統(tǒng)與殺菌機(jī)控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)沖突的問題，提出了用VC++編寫OPC客戶端，以Wincc作為底層設(shè)備控制軟件，在其上編寫OPC服務(wù)器，通過OPC通道實(shí)現(xiàn)PU控制系統(tǒng)與設(shè)備控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸。

1 隧道式殺菌機(jī)數(shù)學(xué)模型

隧道式殺菌機(jī)的啤酒殺菌過程為：啤酒瓶在殺菌機(jī)中經(jīng)歷了11個(gè)不同水溫噴淋換熱區(qū)(Ⅰ～Ⅺ)，其中前7區(qū)為噴淋加熱，后4區(qū)為噴淋冷卻，其簡(jiǎn)化物理模型見圖1。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，即使是在同一臺(tái)殺菌機(jī)相同的溫區(qū)及噴淋嘴溫度設(shè)置值條件下，由于瓶型、環(huán)境等的差異都可能造成啤酒最終的PU值不同。因此需要研究殺菌機(jī)噴淋嘴溫度設(shè)定值與啤酒瓶瓶型、環(huán)境、PU值之間的關(guān)系，并依據(jù)啤酒瓶瓶型、環(huán)境、啤酒的PU值反過來設(shè)定殺菌機(jī)各個(gè)溫區(qū)噴淋嘴設(shè)定溫度。

1. 冷緩沖槽 2. 熱緩沖槽 3. 預(yù)緩沖槽 4. 小水箱 5. 冷水泵 6. 熱水泵 7. 換熱器 8. 角座閥

圖1 巴氏殺菌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

Figure 1 Pasteurization system structure

衡量隧道式啤酒殺菌機(jī)效果的主要參數(shù)為殺菌之后的啤酒最高溫度、啤酒PU值以及產(chǎn)量，其中啤酒最高溫度和啤酒PU值是經(jīng)過殺菌機(jī)之后啤酒質(zhì)量的重要參數(shù)。

根據(jù)研究者[5-8]有關(guān)隧道殺菌機(jī)能量模型的研究，Dilay 等[9]將隧道式殺菌系統(tǒng)劃分為N個(gè)立體單元。本研究參考文獻(xiàn)[9]將每一個(gè)立體單元分為3個(gè)系統(tǒng)：由噴淋嘴產(chǎn)生的空氣/水霧系統(tǒng)(系統(tǒng)1)、瓶子系統(tǒng)(系統(tǒng)2)、水系統(tǒng)(系統(tǒng)3)，見圖2。

1.1 水霧系統(tǒng)熱力學(xué)數(shù)學(xué)模型

1.1.1 空氣/水霧系統(tǒng)的傳熱計(jì)算 根據(jù)圖2及熱力學(xué)第一定律可以得空氣/水霧系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)公式為：

圖2 系統(tǒng)1、2、3示意圖Figure 2 Schematic diagram of systems 1, 2, and 3

(1)

式中：

cwa——水的比熱，J/(kg·K)；

cp,f——空氣/水霧在恒定壓力時(shí)的比熱，J/(kg·K)；

cv,f——空氣/水霧在恒定體積時(shí)的比熱，J/(kg·K)；

mf——空氣/水霧在體積元的質(zhì)量，kg；

Tin,wa——進(jìn)水溫度(Tin,wa=Tset)，℃；

Ti——第i個(gè)VE的溫度，℃；

Ti+1——第i+1個(gè)VE的溫度，℃；

Ti-1——第i-1個(gè)VE的溫度，℃。

第i個(gè)VE內(nèi)系統(tǒng)1與外界環(huán)境之間的傳熱速率可以計(jì)算為：

(2)

式中：

Uw,i——空氣/水霧與環(huán)境之間的傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)；

T——外部環(huán)境溫度，℃。

(3)

式中：

kw——壁材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)，W/(m·℃)；

δw——壁厚，m；

kins——絕燃材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)，W/(m·℃)；

δ——絕燃材料的壁厚，m；

h——隧道壁外的對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)；

hint——空氣/水霧與墻之間的對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)。

(4)

(5)

式中：

ρf——空氣/水霧密度，kg/m3；

As——隧道的垂直面積，由空氣/水霧所占的體積決定，m2。

如果i=1，mi-1=mn；如果i=n，mi+1=m1。

VE之間的ui，通過使用二維域的連續(xù)性方程分析估計(jì)。

(6)

式中：

v——在垂直方向的空氣/水霧速度，m/s。

(7)

(8)

1.1.2 空氣/水霧系統(tǒng)與瓶子之間的傳熱計(jì)算 空氣/水霧系統(tǒng)與瓶子之間的傳熱速率可以計(jì)算為：

(9)

式中：

Ab——一個(gè)VE里總的外部表面積，m2；

Tb,i——內(nèi)部瓶子溫度，℃；

αi——空氣/水霧和瓶子之間的對(duì)流傳導(dǎo)系數(shù)，W/(m2·℃)。

1.2 瓶子系統(tǒng)熱力學(xué)模型

1.2.1 啤酒瓶總的傳熱分析 對(duì)于瓶子系統(tǒng)，根據(jù)熱力學(xué)第定律可得其熱傳導(dǎo)公式為：

(10)

式中：

c——整個(gè)瓶子的熱傳導(dǎo)系數(shù)，J/(kg·K)；

mb,i——整個(gè)裝啤酒的啤酒瓶質(zhì)量，kg。

1.2.2 啤酒瓶?jī)?nèi)部傳熱分析 將一啤酒瓶放入隧道式殺菌機(jī)中加熱，啤酒瓶受殺菌機(jī)噴淋嘴內(nèi)噴淋水的加熱作用，熱量從啤酒瓶外表面向中心逐步擴(kuò)散直至穩(wěn)定。

圖3顯示了啤酒瓶加熱過程的溫度變化情況。當(dāng)τ=0時(shí)，啤酒瓶處于均勻溫度(t=t0)下，隨著時(shí)間()的增加啤酒瓶溫度開始變化，而后中心溫度也逐步升高。當(dāng)τ→時(shí)，啤酒瓶溫度將與環(huán)境溫度拉平，非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程結(jié)束。根據(jù)熱力學(xué)定義得出，當(dāng)物體系統(tǒng)的外熱阻遠(yuǎn)大于它的內(nèi)熱阻時(shí)，環(huán)境與物體表面間的溫度變化遠(yuǎn)大于物體內(nèi)的溫度變化，可以認(rèn)為物體內(nèi)的溫度分布幾乎是均勻一致的。于是可以把物體內(nèi)熱阻忽略。而對(duì)于啤酒瓶，其屬于薄壁件，其內(nèi)熱阻遠(yuǎn)小于外部熱阻，在殺菌機(jī)系統(tǒng)內(nèi)升溫和降溫的過程，根據(jù)熱力學(xué)定律的計(jì)算非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的線算圖，可以計(jì)算為以下過程。

圖3 啤酒瓶加熱過程示意圖Figure 3 Schematic diagram of heating of beer bottle

圖4 啤酒瓶在殺菌機(jī)里的系統(tǒng)示意圖Figure 4 Sketch map of beer bottle in sterilizer

(11)

由于物體的內(nèi)部熱阻遠(yuǎn)小于外部熱阻，將其忽略，可認(rèn)為溫度與坐標(biāo)無關(guān)，所以式(11)中溫度的二階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)2t為0。于是將式(11)轉(zhuǎn)化為：

(12)

式中：

在啤酒瓶表面交換的熱源可以看作是物體的體積熱源，即

(13)

將上式(13)整理代入式(12)中可以得出：

(14)

初始條件為

τ=0，T=Tb,0。

引入過余溫度θ=Tb,i-Ti方程與初始條件變?yōu)椋?/p>

τ=0,θ=θ0。

分離變量積分并代入初始條件得出：

(15)

因此就有:

(16)

式中：

Tb,0——初始溫度，℃。

由式(16)可見物體溫度隨時(shí)間的推移逐步趨于環(huán)境溫度。

1.3 水系統(tǒng)熱力學(xué)數(shù)學(xué)模型

根據(jù)圖2及熱力學(xué)第一定律可得水系統(tǒng)熱傳導(dǎo)公式為：

(17)

2 啤酒殺菌機(jī)PU自動(dòng)控制總體架構(gòu)

根據(jù)建立的啤酒殺菌過程數(shù)學(xué)模型，開發(fā)基于OPC客戶端的啤酒殺菌機(jī)PU自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在VS 2010開發(fā)環(huán)境中用C++語(yǔ)言編寫。本系統(tǒng)產(chǎn)生啤酒溫度、啤酒PU值以及噴淋嘴設(shè)定溫度的方式：通過人機(jī)交互界面，輸入啤酒瓶的參數(shù)、殺菌機(jī)各區(qū)參數(shù)、殺菌機(jī)實(shí)時(shí)理論P(yáng)U值、殺菌機(jī)運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)啤酒殺菌工藝模塊算法，經(jīng)過計(jì)算、處理自動(dòng)生成與啤酒PU值對(duì)應(yīng)的殺菌機(jī)各區(qū)噴淋嘴溫度設(shè)定值，在PU控制系統(tǒng)軟件上計(jì)算出整個(gè)隧道殺菌機(jī)里各個(gè)啤酒瓶的理論啤酒溫度、理論啤酒PU值，為了方便顯示將所有的啤酒溫度值和PU值連接為曲線。但需要實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各區(qū)的溫度值。該設(shè)備依靠S7-300PLC收集數(shù)據(jù)，通過Wincc的OPC服務(wù)器與C++的OPC客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。圖5為基于OPC客戶端的啤酒殺菌機(jī)PU自動(dòng)控制總體架構(gòu)。

圖5 啤酒殺菌機(jī)PU自動(dòng)控制總體架構(gòu)Figure 5 Automatic control system of PU for beer sterilizer

2.1 基于VC++的OPC客戶端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

OPC服務(wù)器支持自動(dòng)化接口和定制接口2種[10]。通過對(duì)比兩種接口的優(yōu)缺點(diǎn)(見表1)，優(yōu)先選擇定制接口。通過該接口能夠發(fā)揮OPC服務(wù)器的最佳性能[11]。

表1 OPC訪問接口的對(duì)比Table 1 Comparison of OPC access interfaces

在VC++平臺(tái)上編寫OPC客戶端軟件的一般流程包括服務(wù)器的連接、變量組的初始化以及數(shù)據(jù)項(xiàng)的讀寫操作，見圖6。

圖6 OPC客戶端編程流程Figure 6 OPC client programming flow

具體開發(fā)過程中的部分代碼：

(1) 初始化COM庫(kù)

HRESULT hr;

// Make sure COM is initialized:

hr = CoInitialize ( NULL );

if (hr !=S_OK)

{ MessageBox(_T("com庫(kù)初始化失敗"),_T("提醒"));

opcflag=0;

return}

else

{ MessageBox(_T("com庫(kù)已經(jīng)初始化！),_T("提醒"));

opcflag=1;

}

(2) 連接OPC服務(wù)器

hr=CLSIDFromProgID(L"OPCServer.WinCC",&clsid);

if (hr !=S_OK)

{MessageBox(_T("獲取CLSID失敗"),_T("提醒"));

opcflag=0;

CoUninitialize();

return;}

else

{MessageBox(_T("獲取CLSID成功"),_T("提醒"));

opcflag=1;}

hr = CoCreateInstance (clsid, NULL,CLSCTX_SERVER, IID_IOPCServer,(void **)&m_IOPCServer);

if (hr != S_OK)

{ MessageBox(_T("創(chuàng)建OPC服務(wù)器失敗"),_T("提醒"));

opcflag=0;

m_IOPCServer=NULL;

CoUninitialize();

return;}

else

{MessageBox(_T("OPC成功"),_T("提醒"));

opcflag=1;

}

(3) 創(chuàng)建OPC組對(duì)象

hr=m_IOPCServer->AddGroup(L"grp1",TRUE,500,1,&TimeBias,&PercentDeadband,LOCALE_ID,&m_GrpSrvHandle,&AA,IID_IOPCItemMgt,(LPUNKNOWN*)&m_IOPCItemMgt);

if(hr== OPC_S_UNSUPPORTEDRATE )

{

MessageBox(_T("求的刷新速度與實(shí)際的刷新速率不一致"),_T("提醒"));

opcflag=0;

}

else

if (FAILED(hr))

{ MessageBox(_T("不能為服務(wù)器添加GREAP 對(duì)象"),_T("提醒"));

opcflag=0;

m_IOPCServer->Release();

m_IOPCServer=NULL;

CoUninitialize();

return;

}

(4) 創(chuàng)建OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)象

OPCTr01[0].szAccessPath =L"";

OPCTr01[0].szItemID =L"R_Move_time" ;//szItemID;

OPCTr01[0].bActive =TRUE;

OPCTr01[0].hClient =1;

OPCTr01[0].dwBlobSize =0;

OPCTr01[0].pBlob =NULL;

OPCTr01[0].vtRequestedDataType =0;

(5) 完成OPC服務(wù)器連接、創(chuàng)建OPC組和數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)象后，OPC客戶端和OPC服務(wù)器即可進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫交互操作。

OPCHANDLE *phServer;

HRESULT *pErrors;

VARIANT values[11];

HRESULT r1;

LPWSTR ErrorStr;

CString szOut;

if(m_pErrors[0] != S_OK)

{MessageBox(_T("OPC Item不可用，不能用同步讀功能！ "),_T("提醒"));

return;}

phServer= new OPCHANDLE [11];

for(int i=1;i<=11;i++)

{phServer[i-1]=m_ItemResult[i].hServer;}

UpdateData(TRUE);

for (int j=0;j<=9;j++)

{if(writeTflag==0)

{W_T_Zn[j]= SetT[j];

values[j].vt =VT_R8;

values[j].dblVal=W_T_Zn[j];

}

}

2.2 OPC與Wincc的實(shí)時(shí)通訊

Wincc是西門子公司開發(fā)的組態(tài)軟件，集成了許多先進(jìn)技術(shù)，如SCADA、組態(tài)、OPC、腳本語(yǔ)言等。Wincc的開放性很高，全面支持OPC，用戶可以將Wincc的OPC通道當(dāng)作OPC Server，通過編寫OPC客戶端，實(shí)現(xiàn)Wincc與OPC客戶端的通訊[12-13]。本研究用Wincc作為OPC的服務(wù)器，在OPC客戶端中連接服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)讀寫操作。Wincc數(shù)據(jù)組及數(shù)據(jù)的建立過程見圖7、8。

圖7 Wincc數(shù)據(jù)組的建立Figure 7 Establishment of data groups on Wincc

圖8 Wincc數(shù)據(jù)的建立Figure 8 Establishment of data on Wincc

3 系統(tǒng)測(cè)試

為了驗(yàn)證系統(tǒng)的運(yùn)行及OPC數(shù)據(jù)讀寫的情況，測(cè)試了2種不同的情況：① 殺菌機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，查看OPC客戶端與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸；② 殺菌機(jī)出現(xiàn)異常(停機(jī))時(shí)，檢測(cè)OPC客戶端對(duì)此情況的反應(yīng)控制，調(diào)節(jié)噴淋嘴溫度的設(shè)定值，以及將此數(shù)據(jù)通過OPC通道傳給Wincc端，最終達(dá)到控制設(shè)備的噴淋嘴溫度。圖9為Wincc端控制設(shè)備界面圖，此界面為殺菌機(jī)控制界面端，PU控制系統(tǒng)將計(jì)算出的殺菌機(jī)中各個(gè)啤酒瓶的實(shí)時(shí)啤酒溫度和PU值，以及各噴淋嘴的設(shè)定溫度通過OPC傳入此系統(tǒng)，另外此系統(tǒng)獲得的各個(gè)溫區(qū)的噴淋水溫度，通過OPC傳入PU控制系統(tǒng)，通過以上對(duì)隧道殺菌機(jī)能量模型的建立所推導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)的啤酒溫度和PU值的計(jì)算。

圖9 Wincc端控制設(shè)備界面圖Figure 9 Interface diagram of Wincc control device

3.1 測(cè)試正常情況下系統(tǒng)軟件運(yùn)行情況

圖10 為正常情況下數(shù)據(jù)的傳輸界面圖。圖10(a)中通過OPC通道獲取啤酒PU控制系統(tǒng)中，通過PU數(shù)學(xué)模型實(shí)時(shí)計(jì)算出的殺菌機(jī)中每個(gè)啤酒瓶的實(shí)時(shí)溫度和PU值，并顯示在Wincc設(shè)備控制界面上。對(duì)比圖10(a)與(b)可知，兩者的數(shù)據(jù)一致。驗(yàn)證了OPC通道數(shù)據(jù)傳輸及PU控制數(shù)學(xué)模型的正確性。

圖10 正常情況下數(shù)據(jù)的傳輸Figure 10 Data transmission under normal conditions

3.2 停機(jī)狀態(tài)下系統(tǒng)軟件實(shí)際運(yùn)行情況

圖11 為停機(jī)情況下數(shù)據(jù)的傳輸界面圖。設(shè)備停機(jī)時(shí)為了避免殺菌機(jī)中的啤酒累加PU值造成PU值超過預(yù)期值，啤酒PU控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)噴淋嘴溫度的設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整。由圖11可知，啤酒的實(shí)時(shí)溫度曲線和PU值曲線一致，說明OPC通道數(shù)據(jù)傳輸正確。

4 結(jié)論

針對(duì)以往依靠經(jīng)驗(yàn)來設(shè)定殺菌機(jī)各個(gè)溫區(qū)噴淋嘴溫度值的不足，本研究根據(jù)熱力學(xué)定理構(gòu)建了殺菌機(jī)殺菌過程的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)理論啤酒PU值逆向設(shè)定殺菌機(jī)各溫區(qū)噴淋嘴溫度值的自動(dòng)設(shè)定；并結(jié)合VC++將所構(gòu)建啤酒殺菌過程的數(shù)學(xué)模型，編制為啤酒PU控制智能化系統(tǒng)；最后針對(duì)以往的設(shè)備控制系統(tǒng)Wincc與PU控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臎_突問題，用VC++語(yǔ)言開發(fā)了OPC客戶端，將Wincc作為OPC服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了OPC客戶端與服務(wù)器的實(shí)時(shí)通訊。實(shí)踐表明，OPC技術(shù)能很好地實(shí)現(xiàn)本PU控制系統(tǒng)與殺菌機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，開發(fā)相對(duì)簡(jiǎn)單，且成本較低，所設(shè)計(jì)的基于VC++的啤酒殺菌機(jī)PU控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)殺菌過程的自動(dòng)化控制，而且殺菌后啤酒滿足質(zhì)量要求，降低水資源的浪費(fèi)，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

圖11 停機(jī)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)傳輸Figure 11 Data transmission under unnormal conditions

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DesignofPUrealtimecontrolsystemforbeerpasteurizationmachinebasedonOPC

The occasional communication conflict between PU control system and Wincc in the process of PU control for the beer pasteurization machine were investigated in this study. The sterilization machine automatic PU control system were put forward based on OPC and Wincc. Use the C++ to write OPC client and the Wincc as OPC server to realize the data exchange between Wincc and C++ client. In order to realize the intelligent control of PU, the mathematical model between the PU value of the tunnel sterilizer and the temperature of the nozzle was established, and then the PU control algorithm in the process of beer sterilization was written in high-level language. Moreover, the real-time data transmitted to the PU control software by OPC channel to simulate was used to analyze and calculate the temperature of the spray nozzle to control the temperature of each zone for sterilizer. Finally, the control data was transmitted to the bottom equipment, realizing the real-time automatic control and adjustment of the beer sterilizer. The operation test showed that PU OPC and Wincc beer sterilization machine control system could effectively control and improve the accuracy of sterilization, and increase the beer sterilization process benefit.

Sterilization machine; VC++; PU; Beer sterilization; OPC

2016年度第一批校引進(jìn)人才及博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目(編號(hào)：2016-108)

楊清艷，女，安徽建筑大學(xué)講師，博士。

張魁榜(1987—)，男，合肥工業(yè)大學(xué)講師，博士。

E-mail:zhangkuibang@qq.com

2017—07—05

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.09.024