酒曲是酒企业进行白酒生产必不可少的原料,长期以来酒曲的生产以人工操作为主,工人凭借多年的生产经验,通过翻曲、堆曲和开关窗等操作保证整个曲房的温湿度,这即增加了工人的劳动强度,也降低了生产效率;另外不同的发酵时段曲房环境温湿度参数差异较大,精确测量无法保证;最后受季节因素的影响,酒曲也只能在春、秋两季生产。因此本文以某酒企业的制曲工艺为基础,通过仿真分析优化曲房结构,设计曲房控制系统,经测试最终达到了曲房温度在目标温度±0.5℃的要求,实现了曲房从传统生产到智能信息化生产的转变,也提高了成品酒曲的品质和生产的效率。本文的主要研究内容如下:(1)曲房温度场仿真:首先通过曲块生产手册以及文献计算曲块密度、热容以及导热系数等理化参数,从而确定温度场仿真的初始条件;然后对实验曲房中复杂门窗结构进行简化,构建曲房三维模型,并完成曲房结构模型的网格划分;接下来以曲块为热源对曲房进出风口、曲块有无间隙摆放进行稳态仿真,通过分析仿真结果的速度场和温度场,选用底部进风上方出风曲块有间隙方案作为最终的曲房结构;最后通过对比不同初始曲房温度和不同进风风速下曲房的非稳态仿真结果,确定2m/s为曲房进风的最佳速度。(2)控制系统设计:通过对传统曲房生产数据的分析,实现了单间曲房目标曲线的分段拟合,提高了单间曲房目标曲线的准确性;然后提出了温湿度权值计算算法,使得温湿度数据经该算法计算后精度得以提高;设计了曲房权值目标曲线优化算法,有效的利用了历史生产数据,减小了控制曲线与理想曲房培曲曲线之间的偏差;接下来通过将等级值引入到模糊PID控制中,提高了控制系统的灵活性和鲁棒性;最后设计的人机交互功能模块优化了控制过程。(3)控制系统的工程实施与测试:根据曲房温度场仿真结果,对曲房结构进行优化设计,并实现曲房建造;设计传感器网络,通过ModbusRTU模式采集曲房温湿度数据;通过轮询数据采集、数据库交互以及微调型模糊PID控制等程序的编程,实现数据的实时采集和执行设备的精确控制;通过触摸屏功能界面以及报警程序的设计,实现对生产数据的有效展示、操作以及临界条件的报警,从而提高系统的人机交互能力;最后曲房控制系统运行结果表明曲房内温度控制满足±0.5℃要求,成品曲块成色较好,香味浓郁,符合酒厂对酒曲成色和品质的要求。