摘要: 啤酒生产工艺要求糖化温度要快速跟踪工艺设定曲线且无超调, 而该对象具有大惯性滞后, 并且过程中蒸汽压力波动较大, 常规PID 算法难以满足这些需求。将大林( Dahlin) 算法与串级控制相结合, 提出大林- 串级( Dahlin- Cascade) 控制结构, 并加以应用。运行结果表明, 该控制方法能够很好地满足工艺要求。而且由于跟踪速度的提高, 缩短了温度上升时间, 提高了生产效率。
糖化过程的温度控制影响着麦芽的分解程度, 其工艺指标控制的优劣, 对啤酒质量的稳定性、口感等指标起着决定性的作用[1]。糖化过程是温度分段阶跃升高的过程[2]。随着温度的升高, 依次进行蛋白休止( 50 ℃) 、麦芽休止( 62~65 ℃) 、糖化休止( 73~75 ℃) 和并醪( 78 ℃) 。糖化过程是间歇式过程, 工艺要求糖化温度必须无超调地快速跟踪工艺设定曲线。目前对糖化温度的控制多采用PID 控制算法或与PID 相关的改进的控制算法[3]。而糖化锅容积大( 大都50 m3 以上) , 温度对象具有较大的惯性滞后, 常规PID 控制, 难以取得理想的控制效果。PID 控制作用强, 跟踪速度快, 但有超调; PID 控制作用弱, 响应无超调但跟踪速度慢, 抗干扰能力弱, 影响生产效率和生产质量[4]。尤其是在蛋白休止和并醪阶段, 温度控制精度要求在±0.3 ℃。根据糖化温度控制和大林算法的特点, 我们提出了将大林算法应用到该过程中的方案。由于过程中蒸汽压力波动较大, 对Dahlin 算法进行改进, 采用大林- 串级(Dahlin-Cascade) 控制结构, 应用于糖化温度控制, 效果较好。