郝麗霞

（山西杏花村汾酒集團(tuán)酒業(yè)發(fā)展區(qū)股份有限公司成品包裝廠，山西汾陽(yáng) 032205）

白酒行業(yè)屬于傳統(tǒng)行業(yè)，雖然近幾年已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)信息化和自動(dòng)化，但從整體上來(lái)看，仍然處于較為落后的狀態(tài)，如生產(chǎn)過(guò)程中尚不能針對(duì)酒罐存量、配方勾調(diào)、計(jì)量和過(guò)濾等進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)和控制。技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)持續(xù)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升的重要基礎(chǔ)，因此需要在白酒生產(chǎn)管理工作中合理應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，在提高白酒生產(chǎn)質(zhì)量和效率的同時(shí)，切實(shí)保障生產(chǎn)安全。同時(shí)，白酒生產(chǎn)企業(yè)必須不斷強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新，逐漸實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，即要求白酒生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)管理工作中，合理應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

1 白酒生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)整體要求

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)中等規(guī)模的白酒生產(chǎn)企業(yè)，年勾兌量應(yīng)該在10萬(wàn)t以上，銷(xiāo)售旺季的日產(chǎn)酒量應(yīng)該在500 t以上，且白酒勾兌生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)該具有較高的靈活性，一次勾兌成功率至少應(yīng)達(dá)到95%。以此為基礎(chǔ)，將自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)管理工作中，有利于提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率，即可更加有效地滿(mǎn)足上述要求。在應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該保障其具有簡(jiǎn)潔、直接的操作界面和便捷的操作方式，同時(shí)功能強(qiáng)大，管理模式完善，可直接輸出報(bào)表，且能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警處理[1]。

2 白酒生產(chǎn)管理自動(dòng)化控制系統(tǒng)

2.1 主要功能

白酒生產(chǎn)管理自動(dòng)化控制系統(tǒng)即在白酒生產(chǎn)過(guò)程中開(kāi)展檢測(cè)工作和控制管理工作的系統(tǒng)，其運(yùn)行基礎(chǔ)為“分散就地控制、集中調(diào)度管理”的基本工作思想，通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，其主要功能如下。①數(shù)據(jù)采集和處理：采用通信以及I/O卡件收集現(xiàn)場(chǎng)模擬量以及開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)并合理處理。②自動(dòng)控制：針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)輸出控制、偏差控制、多變量控制、串級(jí)控制以及最佳化增益控制等。③生產(chǎn)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)記錄、安全監(jiān)控：在生產(chǎn)過(guò)程中全面開(kāi)展安全性監(jiān)控管理，以提升管理效率，同時(shí)有利于保障生產(chǎn)安全，管理人員可以更加全面地了解車(chē)間情況。④聯(lián)絡(luò)和自動(dòng)化集成：采用車(chē)間自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集和決策的形式，自動(dòng)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可提高生產(chǎn)過(guò)程的智能化水平[2]。

2.2 實(shí)際應(yīng)用中的具體功能

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)以產(chǎn)品配方和工藝流程作為依據(jù)，自動(dòng)開(kāi)展生產(chǎn)過(guò)程中的過(guò)濾，勾兌、輸送和儲(chǔ)存等各個(gè)過(guò)程，主要內(nèi)容如下：①動(dòng)態(tài)顯示酒庫(kù)罐區(qū)中各類(lèi)原酒罐、酒精罐、基酒罐等不同類(lèi)型的儲(chǔ)酒容量，并進(jìn)行合理控制；②動(dòng)態(tài)顯示純水以及原酒罐、勾兌罐、車(chē)間白酒等各個(gè)瞬時(shí)流量以及累計(jì)流量；③以工藝要求為基礎(chǔ)設(shè)定配方，通過(guò)系統(tǒng)合理運(yùn)算啟動(dòng)泵、閥，將純水及各類(lèi)原酒置入勾兌罐中，并適時(shí)關(guān)停各類(lèi)原料，自動(dòng)進(jìn)行勾兌罐攪拌以及存酒過(guò)程中的空氣沖頂；④應(yīng)用報(bào)警裝置，在酒罐液位超過(guò)上限、閥門(mén)運(yùn)行不正常、酒泵整體存在異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)警，同時(shí)進(jìn)行保護(hù)連鎖；⑤收集各酒罐的酒液存量、總存量以及罐裝用酒生產(chǎn)詳情，并全面記錄[3]。

2.3 基本特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)白酒生產(chǎn)管理自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，其可體現(xiàn)出以下特點(diǎn)。①高可靠性。系統(tǒng)中的控制器、電源、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)等均為冗余配置，控制器、工程站、交換機(jī)等均使用工業(yè)級(jí)設(shè)備，輸入輸出部分均采用隔離和抗干擾模式。②安全環(huán)保。全部與白酒直接接觸的設(shè)備完全采用食品安全級(jí)產(chǎn)品，符合產(chǎn)品安全性要求。③過(guò)程控制管理。自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠完全與生產(chǎn)系統(tǒng)連接，并實(shí)現(xiàn)全程管控，可提升管理效率和降低錯(cuò)誤率，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升。④開(kāi)放靈活。系統(tǒng)可與智能儀表、總線(xiàn)設(shè)備及其他子系統(tǒng)連接，并支持廣泛通信接口和協(xié)議。

3 系統(tǒng)設(shè)備配置和運(yùn)行

3.1 主控設(shè)備

將自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用于白酒生產(chǎn)管理工作中，基本要求包括操作集中、控制分散、配置靈活、運(yùn)行穩(wěn)定、功能完整和便于擴(kuò)充等，整體操作形式應(yīng)該呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單、直接的特點(diǎn)。作為當(dāng)代先進(jìn)的可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC），將其應(yīng)用于白酒生產(chǎn)管理的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，可發(fā)揮較好的效果。

當(dāng)前所應(yīng)用的PLC多為S7-300系列，模塊化結(jié)構(gòu)較為獨(dú)特，可滿(mǎn)足多數(shù)自動(dòng)化控制需求，且具有保護(hù)功能強(qiáng)大、人機(jī)界面良好、抗沖擊性能較強(qiáng)等特點(diǎn)。進(jìn)行輸入采樣時(shí)，中央控制單元可掃描各輸入端，從而獲取開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及模擬信號(hào)等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)寄存器；進(jìn)行程序執(zhí)行時(shí)，CPU可根據(jù)用戶(hù)順序逐條掃描指令，之后由輸入狀態(tài)寄存器或編程元件中讀取執(zhí)行條件，再根據(jù)程序編排針對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)展算數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，最后輸入結(jié)果即可；進(jìn)行輸出刷新時(shí)，確認(rèn)程序中全部指令執(zhí)行結(jié)束，CPU可向輸出鎖存器輸送狀態(tài)寄存器最新結(jié)果以控制開(kāi)關(guān)動(dòng)作[4]。

3.2 白酒勾兌環(huán)節(jié)

白酒勾兌也就是將基酒、原酒以及調(diào)味酒等按照相應(yīng)的比例組合并攪拌均勻，使其中各項(xiàng)材料保持酒體平衡、香味協(xié)調(diào)的狀態(tài)，同時(shí)呈現(xiàn)出獨(dú)特的風(fēng)格。進(jìn)行白酒勾兌過(guò)程中應(yīng)用的系統(tǒng)包含5個(gè)勾兌組合操作站，系統(tǒng)可根據(jù)配方完善準(zhǔn)備工作，并向操作人員輸出全部罐液位數(shù)據(jù)及泵、閥工作狀態(tài)，出現(xiàn)異常情況也可及時(shí)報(bào)警，直至操作人員排除故障，系統(tǒng)方可繼續(xù)運(yùn)行。在通常情況下，組合罐中可應(yīng)用的自動(dòng)進(jìn)料途徑分為3個(gè)類(lèi)型：①通過(guò)基酒管道輸入基酒；②采用槽車(chē)向組合罐直接進(jìn)料；③通過(guò)軟水泵輸入軟水。系統(tǒng)控制下，每次僅能開(kāi)啟一個(gè)罐閥門(mén)，且一條勾兌管道所對(duì)應(yīng)的組合罐，一次即可開(kāi)啟一個(gè)進(jìn)酒閥門(mén)。

同時(shí)，考慮到主體多樣性的特點(diǎn)，可采用多配方、多任務(wù)同步執(zhí)行的模式，開(kāi)展數(shù)個(gè)品種酒品的同步勾兌工作，每一臺(tái)勾兌罐運(yùn)行時(shí)，既可采用多種基酒同時(shí)進(jìn)料的模式，也可按順序分步驟進(jìn)料，總體上來(lái)看，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃合理調(diào)整工作模式即可。如果選擇應(yīng)用同步進(jìn)料的方式，一個(gè)系統(tǒng)中最少可實(shí)現(xiàn)3個(gè)配方的同步執(zhí)行，最多則7個(gè)配方同步執(zhí)行，能夠有效提升白酒勾兌工作的效率。以此為基礎(chǔ)，組合罐進(jìn)口位置的電動(dòng)球閥聯(lián)合主管道的功能轉(zhuǎn)換閥，兩條基酒管道能向同一組合內(nèi)注入基酒，也可向不同組合罐進(jìn)料，且當(dāng)一類(lèi)基酒所需用量輸出完畢之后，系統(tǒng)可自動(dòng)關(guān)閉相應(yīng)的灌閥門(mén)，并自動(dòng)開(kāi)啟下一基酒的管道閥門(mén)，直至配方結(jié)束。如果配方輸入時(shí)存在超過(guò)組合罐可用容量的情況，系統(tǒng)將開(kāi)始拒絕操作[5]。但為了保障酒品質(zhì)量，一般情況下，應(yīng)該避免使用多配方、多任務(wù)同步執(zhí)行的模式，以避免出現(xiàn)誤操作導(dǎo)致閥門(mén)誤開(kāi)串酒現(xiàn)象。

3.3 過(guò)濾輸送環(huán)節(jié)

過(guò)濾輸送操作需要由可編程控制器針對(duì)相應(yīng)的流量計(jì)、電動(dòng)球閥、過(guò)濾泵以及壓力變送器進(jìn)行全面控制，且其中包含定量輸送和非定量輸送量?jī)深?lèi)模式，若采用定量過(guò)濾輸送模式，則需首先明確原酒罐、目標(biāo)罐以及輸送量，確認(rèn)條件符合要求，方可開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行，直至定量過(guò)濾輸送完畢。若采用非定量過(guò)濾輸送模式，則不需明確輸送量，而應(yīng)該以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作情況為依據(jù)，選擇適宜的時(shí)機(jī)。應(yīng)用定量或非定量輸送模式時(shí)，系統(tǒng)均能夠自動(dòng)記錄各項(xiàng)操作信息。

在定量過(guò)濾輸送過(guò)程中，如果輸送量大于目標(biāo)罐可用容量，系統(tǒng)將開(kāi)始拒絕操作，同時(shí)發(fā)出警告；在進(jìn)行非定量過(guò)濾輸送過(guò)程中，如果輸送量已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)罐液位上限，輸送操作則能自動(dòng)停止，此時(shí)為了避免出現(xiàn)誤操作導(dǎo)致閥門(mén)誤開(kāi)串酒現(xiàn)象，系統(tǒng)控制下，相關(guān)閥門(mén)全部關(guān)閉。此外，如果輸送過(guò)程中出現(xiàn)以下情況，設(shè)備也能自動(dòng)停止操作：①輸送量超過(guò)目標(biāo)罐安全值上限；②一定時(shí)間段內(nèi)，流量計(jì)未反饋數(shù)值；③原酒罐中無(wú)酒液；④原酒罐酒品代碼與目標(biāo)罐代碼不統(tǒng)一[6]。

一般情況下，針對(duì)每一個(gè)勾兌罐，均應(yīng)單獨(dú)設(shè)置管道連接管板，通過(guò)管板分配進(jìn)入不同的過(guò)濾機(jī)組，每一個(gè)生產(chǎn)車(chē)間中含有12臺(tái)左右的計(jì)量罐，每一臺(tái)計(jì)量罐需要同時(shí)對(duì)應(yīng)3套過(guò)濾機(jī)組，方能保障滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，同時(shí)也可保障全部勾兌罐中的白酒得到符合要求的過(guò)濾操作。過(guò)濾操作全程由工作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，需要選擇勾兌罐和目標(biāo)罐，系統(tǒng)自動(dòng)啟閉閥門(mén)，根據(jù)緩沖筒內(nèi)的液位高度調(diào)整輸送泵開(kāi)啟時(shí)間。

3.4 包裝輸送環(huán)節(jié)

在進(jìn)行白酒包裝輸送的過(guò)程中，系統(tǒng)需要針對(duì)酒罐液位高度實(shí)施嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確計(jì)量針對(duì)白酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)的發(fā)酒數(shù)量，同時(shí)嚴(yán)格控制發(fā)酒速度，以保障白酒灌裝線(xiàn)的作業(yè)連續(xù)且靈活。在此過(guò)程中，需要PLC對(duì)輸送泵、電動(dòng)球閥以及壓力變送器進(jìn)行連接和控制，并通過(guò)接收控制信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行啟停，直至輸送任務(wù)完成。開(kāi)展輸送工作時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)根據(jù)酒品代碼輸送酒罐，酒品代碼一致方可正常輸送，酒品代碼不一致，則及時(shí)發(fā)出報(bào)警，由操作人員處理異常情況。設(shè)置酒品代碼的主要目的在于避免在酒品輸送過(guò)程中出現(xiàn)混酒情況，因此在進(jìn)入酒品輸送環(huán)節(jié)之前，系統(tǒng)首先開(kāi)展酒品代碼的對(duì)比工作，只有保障酒品代碼完全一致，方可開(kāi)展輸送操作，進(jìn)而提高輸送工作的質(zhì)量和效率。此外，在全部操作過(guò)程中，每一條生產(chǎn)線(xiàn)均由流量計(jì)全程計(jì)量，并按照種類(lèi)和批次自動(dòng)生成報(bào)表[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

白酒行業(yè)屬于傳統(tǒng)行業(yè)，白酒生產(chǎn)工作已經(jīng)具有數(shù)年的發(fā)展歷史，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)十分豐富，但從整體上來(lái)看，在時(shí)代發(fā)展的背景下，當(dāng)前白酒生產(chǎn)模式不夠先進(jìn)，過(guò)程較為復(fù)雜，在一定程度上限制了白酒酒品生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提升，因此有必要在白酒生產(chǎn)管理中應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)白酒生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新。對(duì)于白酒生產(chǎn)自動(dòng)控制管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其中主要包含軟件和硬件兩個(gè)部分。硬件屬于軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)，是系統(tǒng)中的主要組成部分。只有保障硬件的配置完善且合理，系統(tǒng)才可順利發(fā)揮控制和管理功能，因此應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇最為適宜的硬件設(shè)備，保障系統(tǒng)整體處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。將PLC作為系統(tǒng)中的主控設(shè)備，在白酒的勾兌、過(guò)濾以及包裝等環(huán)節(jié)，均可起到良好的管理和控制作用，有利于實(shí)現(xiàn)全面提升白酒的自動(dòng)控制管理工作水平，進(jìn)而提升白酒生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。