專利名稱：煮糖自動控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及制糖技術，特別是一種煮糖過程的自動控制裝置。
背景技術：
長期以來，制糖企業只注重前期投資的經濟性，對生產過程自動化的投入非常有限，對于自動化生產的認識仍停留在上世紀六七十年代傳統的控制方式，很多糖廠的煮糖罐甚至只配備了現場溫度計和壓力表，糖漿的錘度控制則更多地依賴于操作工的經驗，造成了可控性差，可靠性低的狀況，生產過程中往往會出現在相同的操作條件下由于人為的因素而得到不同品質的產品，耗水、耗汽量大，時間長，而且容易因為不同的原因造成誤操作，事故率高。
發明內容本實用新型的目的是針對目前煮糖生產過程控制及管理存在的缺陷，利用現代化的DCS技術和高精度的自動化檢測儀表，為煮糖操作提供一套自動化控制系統，有效提高煮糖控制的可控性和可靠性，提高經濟效益，減少誤操作，降低事故率。本實用新型是通過下述技術方案實現的:本實用新型是對煮糖罐的幾個主要的參數進行自動控制模塊，其中包括真空度控制模塊、糖膏錘度控制模塊、加熱蒸汽壓力控制模塊和煮糖罐液位控制模塊，其中真空度控制是通過變送器測量煮糖罐的真空度，用DCS控制冷凝器進口循環水調節閥；糖膏錘度控制是通過錘度計測量糖漿的錘度，由DCS控制糖漿錘度，由DCS控制煮糖時間，加熱蒸汽壓力控制是通過壓力變送器測量煮糖罐蒸汽壓力，用DCS控制進入煮糖罐的加熱蒸汽量；煮糖罐液位控制是通過液位變送器測量煮糖罐的糖漿液位，由DCS控制煮糖罐進料、進水閥門。以上所述的真空度控制模塊:是設置一套煮糖罐真空度控制子系統，包括真空度控制器、真空調節閥和壓力變送器。根據煮糖罐真空度信號調節冷凝器進口循環水調節閥以獲得穩定的煮糖罐真空度和煮糖溫度，真空調節閥安裝在冷凝器進口循環水管上。以上所述的糖膏錘度控制模塊:是設置一個糖膏錘度控制子系統，包括錘度控制器和進入煮糖罐的進料閥、熱水流量調節閥和一個微波錘度計。根據微波錘度計檢測結果調節進料量和熱水進量以獲得穩定的錘度。同時，由順序控制子系統將整個煮糖流程分解成若干個區間，每個區間都根據經驗預先設定了標準程序，根據微波錘度計檢測結果自動調節糖液調節閥、進水閥和加熱蒸汽調節閥，自動完成養晶過程。以上所述的加熱蒸汽壓力控制模塊:是設置一個汽壓控制子系統，包括蒸汽壓力控制器、加熱蒸汽調節閥和一個壓力變送器。根據各段煮糖過程所需的蒸汽壓力設定值精確調節煮糖罐需要加熱蒸汽量以獲得穩定的加熱蒸汽壓力。以上所述的煮糖罐液位控制模塊:是設置一個液位控制器、進料調節閥、進水調節閥和液位變送變送器。根據各段煮糖過程所需的糖漿液位調節糖液流量以獲得精確的煮糖罐液位。同時，煮糖罐的液位作為汽壓控制子系統的前饋信號，在煮糖罐液位發生波動的時候可以及時調整加熱蒸汽壓力，以獲得更高質量的晶體。所述的煮糖罐自動控制模塊，是在煮糖罐相應的部位安裝變送器，將壓力、真空度、溫度、錘度、液位信號轉換成電信號，傳入DCS，對各個控制系統進行綜合調節，由各個執行機構，通過調節閥或開關閥給出煮糖罐需要的真空度、溫度、壓力、液位、錘度和攪拌速度。 以上所述的調節閥或開關閥采用電動閥或氣動閥。本實用新型有以下優點:1、本實用新型以DCS控制系統為核心，以真空度控制模塊、糖膏錘度控制模塊、力口熱蒸汽壓力控制模塊和煮糖罐液位控制模塊組成的控制子系統的有機組合，實現了全自動煮糖，有效提高了煮糖控制的可靠性和經濟效益，大幅降低了水和蒸汽的消耗，減少誤操作，降低了事故率，提高了糖產量。2、控制功能強大，使設備處于最佳運行工況，提高設備運行的技術經濟效益，而且DCS實現了全自動，提高了可靠性。在生產過程中采用了 DCS控制系統之后，整個工藝過程是可控的，不僅能夠實現常規控制系統的各種控制功能，而且還能完成各種復雜的優化控制算法和各種邏輯推理和邏輯判斷；由于系統采用模塊化結構，個別回路或單元故障不會影響全局，而且模塊中元器件的高度集成化和嚴格的篩選有效保證了控制系統的可靠性；3、DCS廣泛采用的各種冗余技術以及DCS采用軟件模塊組態方法，取消常規系統中的連接導線，可實現高效、便捷的系統在線維護，這些進一步提高了控制系統的可靠性和安全性；4、DCS有完善的操作指導和事故分析手段，當運行工況出現異常時，一方面進行超馳功能的實現，一方面提供相關參數、趨勢、圖表通知運行人員及時處理；可進行操作記錄打印、報警打印、事故追憶打印、SOE打印和周期性報表等，有助于設備的日常管理和事故分析。


:圖1是本實用新型煮糖自動控制裝置示意圖。圖2是本實用新型煮糖罐帶控制點的自動控制實施結構圖。圖中序號和部件名稱:I 一煮糖_,2 —煮糖攬拌器，3 —種子箱，4 一真空調節閥，5 —進料調節閥，6 -熱水流量調節閥，7 -加熱蒸汽調節閥，8 -種子閥(開關閥)，9 -卸糖閥(調節閥)，10 —汽洗閥(開關閥)，11 —水洗閥(開關閥)，12 —真空卸放閥(開關閥)，13-不凝汽排放閥(開關閥)，14 -種子箱底閥(開關閥)，15 -真空度控制器，16 -蒸汽壓力控制器，17 -錘度控制器，18 -液位控制器。
具體實施方式
從圖1看到，本實用新型包括對煮糖罐的幾個主要的參數進行自動控制的模塊，其中有真空度控制模塊、糖膏錘度控制模塊、加熱蒸汽壓力控制模塊和煮糖罐液位控制模塊，所述的真空度控制是通過變送器測量煮糖罐的真空度，用DCS控制冷凝器進口循環水調節閥；糖膏錘度控制是通過錘度計測量糖漿的錘度，由DCS控制糖漿的錘度和煮糖時間，加熱蒸汽壓力控制是通過壓力變送器測量煮糖罐蒸汽壓，用DCS控制進入煮糖罐的加熱蒸汽量；煮糖罐液位控制是通過液位變送器測量煮糖罐的糖漿的液位，由DCS控制進料量和進水量以控制液位。從圖2看到，圍繞煮糖罐，設計若干個控制器、變送器和調節閥，通過順序控制:負責整個煮糖過程的控制子系統，根據煮糖順序預先設定好標準程序，按程序調用各模擬量控制子系統，并按設定的時間順序控制各相應閥門的啟閉。真空度控制:設置一套煮糖罐真空度控制子系統，包括一個真空度控制器、一個真空調節閥和一個壓力變送器。根據煮糖罐真空度信號調節冷凝器進口循環水調節閥以獲得穩定的煮糖罐真空度和煮糖溫度。糖膏錘度控制:設置一個糖膏錘度控制子系統，包括一個錘度控制器、一個進料調節閥、一個熱水流量調節閥和一個微波錘度計。根據微波錘度計檢測結果調節進料調節閥和熱水進量以獲得穩定的錘度。同時，由順序控制子系統將整個煮糖流程分解成若干個區間，每個區間都根據經驗預先設定了標準程序，根據微波錘度計檢測結果自動調節糖液調節閥和加熱蒸汽調節閥，自動完成養晶過程。加熱蒸汽壓力控制:設置一個汽壓控制子系統，包括一個蒸汽壓力控制器、一個加熱蒸汽調節閥和一個壓力變送器。根據各段煮糖過程所需的蒸汽壓力設定值精確調節加熱蒸汽量以獲得穩定的加熱蒸汽壓力。煮糖罐液位控制:設置一個液位控制器、一個進料調節閥和一個液位變送器。根據各段煮糖過程所需的糖漿液位調節糖液流量以獲得精確的煮糖罐液位。同時，煮糖罐的液位作為汽壓控制子系統的前饋信號，在煮糖罐液位發生波動的時候可以及時調整加熱蒸汽壓力，以獲得更高質量的晶體。攪拌控制:設置一個調速攪拌器，根據糖膏的錘度調節攪拌速度，以改善對流和熱交換，獲得更好的煮糖效果實施例1如圖2所示，本實用新型以時間順序控制子系統負責整個煮糖過程的自動化操作。根據工藝將煮糖順序分為若干區間，各區間預先設定好標準程序，按程序調用各模擬量控制子系統，或按設定的時間順序控制各相應的開關閥啟閉。順序控制子系統根據不同的作業時間對種子閥8、卸糖閥9、汽洗閥10、水洗閥11、真空卸放閥12、不凝汽排放閥13和種子箱底閥14實行啟閉控制，實現煮糖罐的清洗、抽真空、進料及放料等的自動控制。順序控制子系統的應用不僅降低了操作工的勞動強度，更大大地提高了系統的可控性和可靠性。真空度控制子系統在煮糖罐完成清洗和抽真空操作后，由順序控制子系統控制自動調入，高精度的壓力變送器將檢測獲得的真空度信號送至真空度控制器15，然后根據煮糖罐真空度設定值精確調節真空調節閥4的開度，從而獲得穩定的煮糖罐真空度和煮糖溫度，避免了操作工操作的不穩定性。錘度控制子系統在煮糖罐完成進料操作后，由順序控制子系統控制自動調入。微波錘度計將檢測的結果送至錘度控制器17，根據煮糖各階段錘度設定值精確進料調節閥5和調節熱水調節閥6的開度，以獲得穩定的錘度。同時，順序控制子系統根據煮糖流程選擇各區間標準程序，根據系統內預先設定的曲線，自動調整進料調節閥5和加熱蒸汽調節閥7的開度，自動完成養晶和濃縮過程。微波錘度計的應用使得糖漿錘度的測量徹底擺脫了過去只能依賴熟練工人經驗進行判斷結晶效果的歷史，使煮糖質量控制中最為重要也是最難以確定的參數指標之一有了可量化的方法。錘度控制子系統的使用避免了由于不同操作工的差異而造成產品質量的大幅波動。加熱蒸汽壓力控制子系統中，高精度的壓力變送器將檢測獲得的加熱蒸汽壓力送至蒸汽壓力控制器16，然后根據各段煮糖過程所需的蒸汽壓力設定值精確調節加熱蒸汽調節閥7的開度，從而獲得穩定的加熱蒸汽壓力，保證了產品的質量，同時也避免了能源的浪費，達到節能降耗的目的。煮糖罐液位控制子系統中，高精度的液位變送器將檢測獲得的糖漿送至液位控制器18，然后根據各段煮糖過程所需的糖漿液位設定值精確調節進料調節閥5的開度，從而獲得精確的煮糖罐液位。同時，煮糖罐的液位作為汽壓控制子系統的前饋信號，在煮糖罐液位發生波動的時候可以及時調整加熱蒸汽壓力，以獲得更高質量的晶體。攪拌控制系統中，根據糖膏的錘度調節攪拌速度，以改善對流和熱交換，獲得更好的煮糖效果本實用新型已在對煮糖生產線進行試驗，并獲得了成功的應用。實際應用中，可在并列運行的多個煮糖罐同時采用本方法，可實現對不同生產規模煮糖生產線的生產過程控制，滿足提高生產效率及產品質量的要求。應用實施例:廣西某糖業公司的煮糖罐，2011年之前采用人工調節蒸汽、熱水和真空度，煮糖過程不容易控制，需要操作工人8小時不停地開關各個閥門，思想不能開小差，勞動強度很大，還得要非常熟悉操作的工人，2012年利用本實用新型上述的裝置，2012年對煮糖罐進行全自動控制，根據工藝將煮糖順序分為若干區間，各區間預先設定好標準程序，按程序調用各模擬量控制子系統，或按設定的時間順序控制各相應的開關閥啟閉。順序控制子系統根據不同的作業時間對種子閥8、卸糖閥9、汽洗閥10、水洗閥11、真空卸放閥12、不凝汽排放閥13和種子箱底閥14實行啟閉控制，實現煮糖罐的清洗、抽真空、進料及放料等的自動控制。全自動DCS煮糖系統經過兩個榨季的運行，與人工煮糖相比，彰顯了明顯的優越性:1、效率提高了 38%人工煮甲糖，3個罐平均每罐的煮糖時間為2小時55分鐘，而本全自動DCS煮糖系統煮糖平均為I小時48分鐘，比人工煮糖快了 I個小時7分鐘。2、節能超過40%自動煮糖系統根據蒸汽閥門的開度和時間，進行精確的積分運算，結果平均節汽達到 42.44%。由于效率的提高，時間的縮短，攪拌電機、自動煮糖系統的用電、照明、空調等，也相應節能近40%。3、節水率超過50%。人工煮甲糖平均每罐耗水4.77立方，而本系統為2.31立方，節水2.46立方，節水率超過50%。4、每個榨季提高收益超過900萬元由于提高了生產效率、提高了產糖率、節能降耗,本系統比人工煮糖每個榨季提高收益超過900萬元。5、產品質量穩定本系統生產的產品色值穩定、顆粒均勻，比人工操作質量好而穩定。6、操作簡單、可靠本系統與人工煮糖相比，不僅大大降低了操作工的勞動強度，更大大地提高了可控性和可靠性。
權利要求1.一種煮糖自動控制裝置，其特征在于:包括真空度控制模塊、糖膏錘度控制模塊、力口熱蒸汽壓力控制模塊和煮糖罐液位控制模塊，其中真空度控制是通過變送器測量煮糖罐的真空度，用DCS控制真空機的開和關；糖膏錘度控制是通過錘度計測量糖膏的錘度，由DCS控制煮糖時間，加熱蒸汽壓力控制是通過壓力變送器測量煮糖罐蒸汽壓力，用DCS控制進入煮糖罐的加熱蒸汽量；煮糖罐液位控制是通過液位變送器測量煮糖罐的液位，由DCS控制煮糖te進料、進水閥丨 。
2.根據權利要求1所述的煮糖自動控制裝置，其特征在于:所述的真空度控制模塊，是設置一套煮糖罐真空度控制子系統，包括真空度控制器、真空調節閥和壓力變送器，根據煮糖罐真空度信號調節冷凝器進口循環水調節閥以獲得穩定的煮糖罐真空度和煮糖溫度，冷凝器進口循環水調節閥安裝在冷凝器進口循環水管上。
3.根據權利要求1所述的煮糖自動控制裝置，其特征在于:所述的糖膏錘度控制模塊，是設置一個糖膏錘度控制子系統，包括錘度控制器、一個進料閥、一個進水閥和一個錘度計，根據錘度 計檢測結果調節進料量和進水量以獲得穩定的錘度，同時，由順序控制子系統將整個煮糖流程分解成若干個區間，每個區間都根據經驗預先設定了標準程序，根據微波錘度計檢測結果自動調節糖液調節閥和加熱蒸汽調節閥，自動完成養晶過程。
4.根據權利要求1所述的煮糖自動控制裝置，其特征在于:所述的加熱蒸汽壓力控制模塊，是設置一個汽壓控制子系統，包括蒸汽壓力控制器、一個加熱蒸汽調節閥和一個壓力變送器，根據各段煮糖過程所需的蒸汽壓力設定值，精確調節煮糖罐需要加熱蒸汽量以獲得穩定的加熱蒸汽壓力。
5.根據權利要求1所述的煮糖自動控制裝置，其特征在于:所述的煮糖罐液位控制模塊，是設置液位控制器、一個進料調節閥和一個液位變送器，根據各段煮糖過程所需的液位調節進料量以獲得精確的煮糖罐液位，同時，煮糖罐的液位作為汽壓控制子系統的前饋信號，在煮糖罐液位發生波動的時候可以及時調整加熱蒸汽壓力，以獲得更高質量的晶體。
6.根據權利要求1所述的煮糖自動控制裝置，其特征在于:所述的煮糖罐攪拌控制模塊，是設置一個調速攪拌器，根據糖膏的錘度調節攪拌速度，以改善對流和熱交換，獲得更好的煮糖效果。
7.根據權利要求1所述的煮糖自動控制裝置，其特征在于:所述的煮糖罐自動控制模塊，是在煮糖罐相應的部位安裝變送器，將壓力、溫度、錘度、液位信號轉換成電信號，傳入DCS進行綜合調節，由各個執行機構，通過調節閥或開關閥給出煮糖罐需要的真空度、溫度、蒸汽壓力、糖漿錘度和液位。
專利摘要一種煮糖自動控制裝置，是對煮糖罐的幾個主要的參數進行自動控制的設備，其中包括真空度控制模塊、糖膏錘度控制模塊、加熱蒸汽壓力控制模塊和煮糖罐液位控制模塊，其中真空度控制是通過變送器測量煮糖罐的真空度，用DCS調節冷凝器進口循環水調節閥從而控制真空度；糖膏錘度控制是通過錘度計測量糖漿的錘度，由DCS控制進料閥、進水閥和煮糖時間，加熱蒸汽壓力控制是通過壓力變送器測量煮糖罐蒸汽壓，用DCS控制進入煮糖罐的加熱蒸汽量；煮糖罐液位控制是通過液位變送器測量煮糖罐的糖漿的液位，由DCS控制煮糖罐進料、進水閥門。本實用新型實現了全自動煮糖，有效提高了煮糖控制的可靠性和經濟效益，大幅降低了水和蒸汽的消耗，減少誤操作，降低了事故率，提高了糖產量。
文檔編號C13B25/06GK203065492SQ20122057326
公開日2013年7月17日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者李松, 龐萍 申請人:中國輕工業南寧設計工程有限公司