[发明专利]糖厂澄清、蒸发过程自动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种糖厂制糖工艺过程的自动控制系统，特别是一种糖厂澄清、蒸发过程自动控制系统，属于制糖自动化控制领域。

背景技术

制糖厂一般分为压榨车间、动力车间、制炼车间三大车间，其中澄清、蒸发工段是制炼车间的核心部分，占整个车间的2/3，既是糖厂的热力系统的中心，又是全厂能源消耗最大的工段，工艺最为复杂，关联因素最多。

目前国内糖厂澄清、蒸发工段多为人工操作，由于各个蒸发工操作技术水平参差不齐，且澄清、蒸发各种参数难以稳定，难以达到蔗汁流量、蒸发罐真空度、压力、冷凝水等压排水、汁汽抽汽“五稳定”的目标，容易导致蒸发系统的糖浆锤度波动比较大，出现时高时低的现象，生产波动过大，还会导致物料经常出现不平衡现象，榨量不稳定，加热、蒸发用汽量无形增加，甚至会出现蒸发的顶笼或者干锅的现象。另外还容易造成蒸发液面不稳定，蒸发系统糖浆停留时间过长，导致糖浆色值增加，糖份转化严重，纯度下降，降低了产品的收回率及产品质量。

蒸发的不稳定主要因素有：混合汁、中和汁、清汁加热温度的不稳定，混合汁、中和汁、清汁输送流量、压力等不稳定，清汁的锤度不稳定，各效蒸发液面不稳定，蒸发真空系统不稳定，蒸发汽凝水排水不稳定，蒸发糖浆锤度不稳定等，如何解决澄清、蒸发工段存在的这一系列问题，成为澄清、蒸发工段的主要矛盾。

为了解决这一系列问题，只有使用自动控制系统，才能避免因人工操作造成的不稳定。但是目前市面上的相关自动控制系统，大多只针对单一参数和部分生产过程进行自动控制，起到的效果非常有限。从相关报道看，主要仍是侧重于收集数据进行计算机分析预测和生产工况的监测，不是真正意义上的生产过程自动控制。另外现有的自动控制系统对于生产过程的控制参数和数据，一般只限于系统内部有线局域网络内传播，不利于生产过程的跨地域实时远程管理，经检索，目前还没有将3G、无线局域网、WIFI等技术应用于澄清、蒸发过程自动控制系统的研究报道。

发明内容

本发明提供了一种糖厂澄清、蒸发过程自动控制系统，该系统是对糖厂澄清蒸发过程的物料、蒸汽、水的储罐及输送管道内的液位、压力、温度、流量等工艺参数进行实时检测、采集，对物料、水、蒸汽输送的泵及管道阀门、执行器等进行自动变频控制或者开度、行程控制。同时，对物料中加入的药品进行自动配比加入，对糖浆加热及蒸发用汽量进行自动测量、控制参数发送到以太网控制服务器，应用3G、无线局域网、WIFI无线网络技术，使生产管理者通过手机、笔记本电脑等无线终端查看实时生产情况并对生产进行管理，实现以澄清、蒸发为基点，辐射整个制糖工艺流程的管理优化。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种糖厂澄清、蒸发过程自动控制系统，包括六个子系统，分别为混合汁加热及均匀泵送自动控制系统，中和汁加热及均匀泵送自动控制系统，清汁加热及均匀泵送自动控制系统，废汽、生汽减温减压自动控制系统，I-V效蒸发罐糖浆液位控制及末效糖浆锤度控制系统和生产调度管理系统。整个自动控制系统架构自下而上分为现场仪表层，控制站，工程师站和操作员站，信息管理层四级，其中现场仪表层通过过程控制网络与控制站相连接，控制站通过冗余工业以太网与工程师和操作员站相连接，工程师和操作员站通过信息管理网络与信息管理层相连接，整个系统通过六个子系统构成四级架构对糖厂澄清、蒸发过程实施自动控制。

所述现场仪表层由测量各种生产过程量（温度、压力、流量、锤度、液位）的传感器、变送器和执行器组成，核心检测仪表采用美国霍尼韦尔公司现场仪表。

所述控制站包括与传感器、变送器和执行器连接的过程量I/Os模块，采用最新面向各种混合过程应用和设备集成控制的开放型控制系统，系统功能覆盖模拟量控制（MCS），顺序控制（SCS），数据采集（DAS）功能。

所述工程师和操作员站配置四套操作员站，一套工程师站，实现网络热冗余。

所述信息管理层配置有计算机网络、3G、WIFI构建的无线网络，无线网络将糖厂所有类型的现场设备数据实时发送，相关人员通过笔记本电脑、智能手机及平板电脑随时随地查看，进行远程办公和生产管理。

本发明的糖厂澄清、蒸发过程自动控制系统的工作流程如下：

1）、现场仪表层的各种传感器、变送器、执行器和检测仪表分别与前五个子系统对应生产过程的工艺参数测控点相连接，然后将采集到的温度、压力、流量、锤度、液位等测量数据通过过程控制网络传送到控制站；