啤酒行业是我国酿酒工业中最年轻、发展最快的行业。而现在国内一些中小规模啤酒企业的生产状况滞后于啤酒的发展趋势,迫切需要通过自动化技术来提高产品的市场竞争能力。在啤酒生产过程中,啤酒酵母的良种选育和扩大培养对保持啤酒质量稳定、口味纯正起着决定性的作用。因此,提高酵母扩培阶段的自动化水平对啤酒生产企业来说,显得尤为重要。本文以啤酒酵母扩培系统的设计为背景展开研究。首先通过对酵母扩培系统的组成和过程控制要求的分析,对温度控制提出了相应的控制方案,即对每一级扩培分阶段进行控制:降温阶段采用单输入单输出(SISO)模糊控制器,以罐内温度与设定温度的偏差作输入,阀门开度作输出,随着偏差的减小,逐渐减小阀门的开度使温度降至设定值;恒温过程采用广泛应用于工业过程控制系统中的PID控制。由于酵母扩培过程存在诸多不确定因素,导致PID参数的整定和其控制性能不能令人满意,因此本文引入免疫遗传算法来优化PID参数。仿真结果表明基于免疫遗传算法整定的PID控制效果要优于传统的单纯形法整定的PID控制。在此基础上,分别应用组态王和STEP7对整个系统的软、硬件结构进行了分析和设计。其中,上位机系统为用户提供完整的实时运行状态信息,并接受用户的操作命令;下位机系统完成了数据采集,酵母扩培工艺过程自动控制等功能。整个系统实现了酵母扩培工艺的数字化管理和自动化控制,降低了操作人员的劳动强度,提高了啤酒酵母的品质和经济效益。目前该系统运行稳定,控制效果良好。