模糊PID控制在葡萄酒發(fā)酵過程中的應(yīng)用

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在葡萄酒的發(fā)酵過程中，溫度對(duì)葡萄酒的質(zhì)量起著至關(guān)重要的影響，溫度過高或過低都會(huì)對(duì)葡萄酒的質(zhì)量產(chǎn)生不良的影響，所以在葡萄酒的釀造過程中十分重視溫度的變化，只有實(shí)時(shí)的控制好溫度，才能保證發(fā)酵的順利進(jìn)行，從而保證葡萄酒的質(zhì)量。在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，要用溫度計(jì)實(shí)時(shí)的監(jiān)控葡萄酒發(fā)酵過程中的溫度變化，在溫度過高或者溫度過低時(shí)利用冷水和熱水進(jìn)行調(diào)解溫度，使溫度達(dá)到要求。

1 溫度的控制模式

在葡萄酒發(fā)酵過程中，對(duì)溫度的控制主要采用冷熱水來控制，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)有報(bào)警裝置及時(shí)提醒。

1.1 冷水閥門控制

當(dāng)葡萄酒發(fā)酵過程中溫度過高時(shí)，報(bào)警裝置會(huì)及時(shí)提醒，然后會(huì)打開冷水閥門，灌入冷水進(jìn)行降溫。

1.2 熱水閥門控制

當(dāng)葡萄酒發(fā)酵過程中溫度太低時(shí)，報(bào)警裝置會(huì)及時(shí)提醒，然后會(huì)打開熱水閥門，灌入熱水進(jìn)行加溫。

1.3 手動(dòng)和自動(dòng)模式的切換

在葡萄酒的發(fā)酵過程中，工程師可以通過電腦鼠標(biāo)對(duì)手動(dòng)模式和自動(dòng)模式進(jìn)行及時(shí)的切換，切換以后可由人工智能系統(tǒng)對(duì)閥門進(jìn)行控制，從而達(dá)到快速，準(zhǔn)確控制的目的，節(jié)省了人力。

1.4 溫度報(bào)警

在葡萄酒發(fā)酵過程中溫度沒有超出一定范圍是報(bào)警裝置才會(huì)啟動(dòng)工作，在這個(gè)范圍內(nèi)，當(dāng)發(fā)酵過程中的溫度過低或者過高時(shí)，報(bào)警裝置就會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，有效避免了因溫度變化而引起的一系列問題。

2 發(fā)酵過程中溫度的傳遞

葡萄酒的發(fā)酵過程會(huì)產(chǎn)生大量的熱，這些熱我們稱之為發(fā)酵熱，葡萄酒發(fā)酵過程中產(chǎn)生熱量的變化就是因?yàn)榘l(fā)酵熱的多少變化引起的，當(dāng)發(fā)酵熱匯集到一定程度時(shí)，發(fā)酵罐內(nèi)的溫度就會(huì)急劇上升，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)我們就需要通過冷水來控制發(fā)酵溫度，是發(fā)酵溫度達(dá)到正常范圍。但是發(fā)酵溫度控制有滯后性，因此我們采用最后的溫度。

3 比較常規(guī)PID算法和模糊PID算法

3.1 常規(guī)PID算法

常規(guī)PID算法中萄酒發(fā)酵過程主要受比例環(huán)節(jié)的控制，這個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的速度和誤差情況都產(chǎn)生影響，因此，常規(guī)PID算法沒辦法及時(shí)對(duì)發(fā)酵過程中的各種變化做出準(zhǔn)確的反應(yīng)，且它的反應(yīng)過程據(jù)有滯后性，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)發(fā)酵環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

3.2 模糊PID算法

模糊PID算法可以實(shí)時(shí)的控制葡萄酒發(fā)酵過程中的溫度變化，當(dāng)發(fā)酵過程中的溫度過高或者過低的時(shí)候，模糊PID算法會(huì)及時(shí)做出反應(yīng)并將信號(hào)傳遞給指揮中心，反應(yīng)十分迅速，現(xiàn)場(chǎng)的工作人員可以在第一時(shí)間得到數(shù)據(jù)并及時(shí)做出調(diào)整，保證整個(gè)生產(chǎn)發(fā)酵過程的順利進(jìn)行。

3.3 常規(guī)PID控制和模糊PID控制的仿真

從實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果來看，模糊PID控制的表現(xiàn)要比常規(guī)PID控制的表現(xiàn)好，模糊PID控制彌補(bǔ)了常規(guī)PID控制出現(xiàn)的一些問題和不足，使常規(guī)PID控制系統(tǒng)的一個(gè)完善和補(bǔ)充，能及時(shí)地反映溫度變化并做出反應(yīng)，對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的性能都作了改善，處理效果要好，處理速度要快，跟隨性更強(qiáng)。

4 工程上的實(shí)施

葡萄酒的發(fā)酵是一項(xiàng)極其繁雜的過程，在這一過程中，需要完備的操作系統(tǒng)作為支撐。一套好的葡萄酒發(fā)酵系統(tǒng)，要包含微機(jī)操作站，控制站，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，微機(jī)操作站需要技術(shù)人員和工程師全程操作和指揮，這個(gè)環(huán)節(jié)是整個(gè)發(fā)酵過程的指導(dǎo)和技術(shù)環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)發(fā)酵過程起著至關(guān)重要的作用，控制站要及時(shí)掌握發(fā)酵過程中的各項(xiàng)信息并做出準(zhǔn)確判斷和指示，把每一個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程都控制好，這樣才能保證葡萄酒發(fā)酵過程不出現(xiàn)任何意外狀況，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀要保證能順利工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過程中的任何問題并做出反應(yīng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)要隨時(shí)做好應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的準(zhǔn)備，在任何情況下都要保持高度的工作自覺性。只有在這四個(gè)部分中分發(fā)揮作用的基礎(chǔ)之上，在能保證整個(gè)發(fā)酵過程的順利完成。

葡萄酒生產(chǎn)過程會(huì)遇到各種各樣的問題和狀況，這些狀況都要及時(shí)處理好才能保證葡萄酒的質(zhì)量，現(xiàn)在很多葡萄酒生產(chǎn)地區(qū)的發(fā)酵罐區(qū)的自然條件都很差，在這樣的環(huán)境對(duì)葡萄酒發(fā)酵操作系統(tǒng)的要求提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，對(duì)儀表和控制器的要求都高出一般水平，只有這樣才能保證儀器儀表能夠正常工作，提高工作的安全性和穩(wěn)定性。模糊PID控制系統(tǒng)經(jīng)過重重監(jiān)測(cè)和調(diào)試，確定在葡萄酒生產(chǎn)過程中能夠穩(wěn)定運(yùn)行，且它的安全性和抗干擾能力都能夠達(dá)到要求。此外，與傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)相比，當(dāng)發(fā)酵過程中出現(xiàn)異常情況時(shí)，它能迅速作出相應(yīng)的反應(yīng)并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，且該系統(tǒng)的開發(fā)和操作都十分容易。

5 結(jié)語

通過對(duì)傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)和模糊PID控制系統(tǒng)，在葡萄酒發(fā)酵過程中，模糊PID控制系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)更能適應(yīng)發(fā)酵過程中的突發(fā)情況并及時(shí)處理這種情況，在溫度控制方面，模糊PID控制系統(tǒng)能更加智能的控制發(fā)酵過程中的溫度變化，節(jié)省了更多的人力物力資源，使得發(fā)酵過程的效率變得更高且控制精度也相應(yīng)得到提高，不僅使葡萄酒發(fā)酵的生產(chǎn)成本降低了，而且使葡萄酒的質(zhì)量也打得到了一定的保證，提高了葡萄酒廠的經(jīng)濟(jì)效益。