CN103589810A - 一种煮糖用汽自动调节分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种煮糖用汽自动调节分配系统，其特征在于：包括罐体与自动煮糖控制器，罐体上设有采样汁汽管、糖汁测量仪、气体流量测定仪、气体密度测定仪、加热进气管、加热水管，所述的自动煮糖控制器分别与糖汁测量仪、气体流量测定仪、气体密度测定仪、控制电磁阀相联接。自动煮糖控制器根据煮糖过程物料衡算和能量衡算，建立汁汽流量或流速的应用控制模型，通过气体流量测定仪、气体密度测定仪的协同测定，调节煮糖过程选用蒸汽品位和蒸汽流量，通过煮糖阶不同段的单位时间内汁汽流量或汁汽流速的检测与控制完成自动煮糖控制过程，为煮糖过程自动控制提供一种新的用汽分配系统。

Description

一种煮糖用汽自动调节分配系统

技术领域

本发明属于制糖工业煮糖过程中分配系统，主要涉及一种基于实时检测数据的糖厂煮糖过程用汽分配调节的系统，是一种可实现在线进行煮糖过程阶段性分析、煮糖用汽品位的优化以及实现煮糖过程自动化控制的分配系统，提高煮糖过程效率和自动化水平。

背景技术

制糖工业过程中煮糖工序目前的煮制过程主要有两种，即传统真空煮糖技术和连续真空煮糖技术，其中连续真空煮糖技术主要是进口国外先进装备和技术，成本高、装备集成度先进，仅在个别精炼糖厂使用；在我国绝大部分糖厂采用传统真空煮糖技术，其中有的糖厂进行了单个真空结晶罐连续煮糖技术改造，一般通过电导率仪、折光仪、温度传感器、压力传感器等检测仪器进行间接测定糖液温度、沸点温度以及过饱和度，但由于煮糖过程阶段性复杂、糖膏粘度大、对流差等问题，造成糖度、糖液温度、真空下糖液沸点升高、糖液过饱和度等的准确检测有一定难度，形成了煮糖过程检测分析滞后性强，且间接分析也造成误差较大，对生产操作仅起到参考作用，特别是在检测和控制煮糖用汽仅凭经验操作，一种可实现在线进行煮糖过程阶段性分析、煮糖用汽品位的优化以及实现煮糖过程自动化控制的分配系统是煮糖行业的迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于，在于提供一种煮糖过程用汽分配调节分配系统，其可以根据生产设备特性、物料性质和经验操作方式实现煮糖过程用汽品位和用量的优化控制实现提高煮糖过程效率和自动化水平，为煮糖过程自动控制提供一种新的系统。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种煮糖用汽自动调节分配系统，其特征在于：包括罐体与自动煮糖控制器，罐体上设有采样汁汽管、糖汁测量仪、气体流量测定仪、气体密度测定仪、加热进气管、加热水管，所述的采样汁汽管设在罐体的上部，所述的气体流量测定仪、气体密度测定仪设在采样汁汽管内，所述的加热水管设有控制电磁阀，所述的自动煮糖控制器分别与糖汁测量仪、气体流量测定仪、气体密度测定仪、控制电磁阀相联接。

所述的自动煮糖控制器是一种具有理论分析控制模型、仿真控制模型及模型优化算计功能的控制器。

所述的自动煮糖控制器包括核心控制存储模块、汁汽流量监测分析模块、煮糖用汽分配调节及控制模块、电源模块、触摸屏显示控制模块、历史查询模块、报警模块、外加用水控制模块、糖汁基础参数采集分析模块、辅助参数协调控制模块，由核心控制存储模块分别连接汁汽流量监测分析模块、煮糖用汽分配调节及控制模块、电源模块、触摸屏显示控制模块、历史查询模块、报警模块、外加用水控制模块、糖汁基础参数采集分析模块、辅助参数协调控制模块。

所述的加热进气管设有I效汁汽管、II效汁汽管、废汽管，所述的I效汁汽管、II效汁汽管、废汽管分别设有控制电磁阀。

所述的采样汁汽管设有三个采样点，每个采样点都设有上述的气体流量测定仪、气体密度测定仪。

所述的气体流量测定仪是一种气体体积流量测试仪或气体质量流量测定仪。

采用上述方案后，自动煮糖控制器根据煮糖过程物料衡算和能量衡算，建立汁汽流量或流速的应用控制模型，通过气体流量测定仪、气体密度测定仪的协同测定，及时调节煮糖过程选用蒸汽品位和蒸汽流量，通过煮糖阶不同段的单位时间内汁汽流量或汁汽流速的检测与控制完成自动煮糖控制过程。通过单位时间煮糖过程蒸发水分(汁汽)流量或流速的实时测定，为煮糖过程自动控制提供一种新的分配系统。

采集生产运行中产生的实时数据和历史数据，并通过构建的煮糖过程控制模型进行分析，在满足生产即煮糖罐时平衡的前提下，合理划分煮糖过程和分配煮糖用汽，并根据控制模型完成用汽品位的自动调节，给生产操作和管理提供便利。

与现有技术方案相比，本发明具有以下特点和进步：

1、煮糖用汽品位和蒸汽用量可以实现自动调节，避免经验操作的滞后性和不科学性；

2、建立大通道、低流速环境下汁汽流量的测定方法，为煮糖自动控制提供一种新的辅助方法；

3、集成的数学模型控制系统，通过采集实时数据和历史数据构建仿真控制，客观反映设备的运行特性，为煮糖过程管理和操作提供指导。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明的工作原理方框图；

图中标示为：

1罐体、2自动煮糖控制器、3采样汁汽管、4糖汁测量仪、5气体流量测定仪、6气体密度测定仪、7加热进气管、8加热水管、21核心控制存储模块、22汁汽流量监测分析模块、23煮糖用汽分配调节及控制模块、24电源模块、25触摸屏显示控制模块、26历史查询模块、27报警模块、28外加用水控制模块、29糖汁基础参数采集分析模块、30辅助参数协调控制模块、31采样点、32采样点、33采样点、71I效汁汽管、72II效汁汽管、73废汽管、711控制电磁阀、712控制电磁阀、713控制电磁阀、81控制电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施例作进一步详述，但不构成对本发明的任何限制。

如图1、2所示：

一种煮糖用汽自动调节分配系统，包括罐体1与自动煮糖控制器2，罐体1上设有采样汁汽管3、糖汁测量仪4、气体流量测定仪5、气体密度测定仪6、加热进气管7、加热水管8，所述的采样汁汽管3设在罐体1的上部，所述的气体流量测定仪5、气体密度测定仪6设在采样汁汽管3内，所述的加热水管8设有控制电磁阀81，所述的自动煮糖控制器2分别与糖汁测量仪4、气体流量测定仪5、气体密度测定仪6、控制电磁阀81相联接。

所述的自动煮糖控制器2是一种具有理论分析控制模型、仿真控制模型及模型优化算计功能的控制器。

所述的自动煮糖控制器2包括核心控制存储模块21、汁汽流量监测分析模块22、煮糖用汽分配调节及控制模块23、电源模块24、触摸屏显示控制模块25、历史查询模块26、报警模块27、外加用水控制模块28、糖汁基础参数采集分析模块29、辅助参数协调控制模块30，由核心控制存储模块21分别连接汁汽流量监测分析模块22、煮糖用汽分配调节及控制模块23、电源模块24、触摸屏显示控制模块25、历史查询模块26、报警模块27、外加用水控制模块28、糖汁基础参数采集分析模块29、辅助参数协调控制模块30。

所述的加热进气管7设有I效汁汽管71、II效汁汽管72、废汽管73，所述的I效汁汽管71、II效汁汽管72、废汽管73分别设有三个控制电磁阀711、712、713。

所述的采样汁汽管3设有三个采样点31、32、33。

所述的气体流量测定仪5是一种气体体积流量测试仪或气体质量流量测定仪。

其中，核心控制存储模块21记录存储实时采集和历史的数据，汁汽流量监测分析模块22实时采集汁汽的流量和密度参数，煮糖用汽分配调节及控制模块23通过决策模型调节加热用汽自动阀门开度大小，调节煮糖用汽品位和用汽量，触摸屏显示控制模块25显示主要操作参数、历史信息查询和系统设置等信息，报警模块27对煮糖过程偏差、系统故障等问题进行预警，外加用水控制模块28根据煮糖模型和煮制阶段性糖膏过饱和度情况或人为添加水，以避免煮糖过程伪晶等不良问题出现。

系统将外部采集的糖汁浓度、过饱和度、糖汁温度、罐内压力、罐内真空度、加热蒸汽压力等参数接入，通过糖汁基础参数采集分析模块进行分析，更进一步优化煮糖用汽的控制调节。

下面以在糖厂的甲糖膏煮制过程中用汽的调整操作进一步说明：

根据糖厂的生产榨量，进行物料衡算和能量衡算以及罐时平衡构建煮糖过程分析控制模型，并确定甲糖膏煮制过程各阶段的煮制标准，即甲糖膏煮制过程蒸发水量或汁汽量的瞬时模型，然后开始甲糖膏的物料参数输入自动煮糖控制器2中，其操作步骤为：

(1)对甲糖膏的物料进行检测分析锤度、简纯度、温度并将数据上传至自动煮糖控制器2；

(2)根据甲糖膏煮制过程自动煮糖控制器2分析控制模型筛选合适的煮糖用汽类型和用量；

(3)在煮制过程中气体流量测定仪5、气体密度测定仪6实时检测汁汽流量和汁汽密度，以及采集的煮糖过程实时锤度、过饱和度等参数，及时反馈至自动煮糖控制器2进行分析；

(4)通过自动煮糖控制器2进行分析优化用汽类型和用量，并通过控制电磁阀实现煮糖用汽分配调节及控制的自动调节。

甲糖膏煮制过程用汽品味和用量和糖膏的纯度大小、膏煮制过程糖膏浓度大小等关系密切，对于高纯度糖膏(简纯度大于86)，可以采用温度较高的I效汁汽进行快速煮制，当糖膏浓度不断增浓，设有糖膏搅拌装置的煮糖罐由于对流较好，依然可以采用温度较高的I效汁汽进行煮制，但是为了避免焦糖、溶晶等问题，加热用汽类型宜采用温度较低的II效汁汽进行慢慢煮制。对于低纯度糖膏(简纯度80-86)，由于纯度低影响了糖膏结晶速率，不宜选用较高温度的I效汁汽进行煮糖，宜采用温度较低的II效汁汽进行煮制。随着糖膏的不断增浓，其锤度和粘度也逐渐增大，水分蒸发速率也有所改变，为避免发生焦糖、溶晶等问题，加热用汽类型宜采用温度较低的II效汁汽进行慢慢煮制，并辅以机械搅拌，发现伪晶产生等不良问题，及时加水等措施进行调整。

煮制过程中通过采集的汁汽流量和汁汽密度等参数，分析计算实时甲糖膏的过饱和度，及时制定和调整快速蒸发、抽种、整理、养晶和浓缩的用汽类型，减少煮制时间和回水量，提高煮炼效率。直至糖膏达到既定的糖膏锤度94-95°B_X，进行卸糖。

至此完成甲膏煮制过程的用汽类型调节优化操作。

Claims (7)

1.一种煮糖用汽自动调节分配系统，其特征在于：包括罐体(1)与自动煮糖控制器(2)，罐体(1)上设有采样汁汽管(3)、糖汁测量仪(4)、气体流量测定仪(5)、气体密度测定仪(6)、加热进气管(7)、加热水管(8)，所述的采样汁汽管(3)设在罐体(1)的上部，所述的气体流量测定仪(5)、气体密度测定仪(6)设在采样汁汽管(3)内，所述的加热水管(8)设有控制电磁阀(81)，所述的自动煮糖控制器(2)分别与糖汁测量仪(4)、气体流量测定仪(5)、气体密度测定仪(6)、控制电磁阀(81)相联接。

2.根据权利要求2所述的一种煮糖用汽自动调节分配系统，其特征在于：所述的自动煮糖控制器(2)是一种具有理论分析控制模型、仿真控制模型及模型优化算计功能的控制器。

3.根据权利要求2所述的一种煮糖用汽自动调节分配系统，其特征在于：所述的自动煮糖控制器(2)包括核心控制存储模块(21)、汁汽流量监测分析模块(22)、煮糖用汽分配调节及控制模块(23)、电源模块(24)、触摸屏显示控制模块(25)、历史查询模块(26)、报警模块(27)、外加用水控制模块(28)、糖汁基础参数采集分析模块(29)、辅助参数协调控制模块(30)，由核心控制存储模块(21)分别连接汁汽流量监测分析模块(22)、煮糖用汽分配调节及控制模块(23)、电源模块(24)、触摸屏显示控制模块(25)、历史查询模块(26)、报警模块(27)、外加用水控制模块(28)、糖汁基础参数采集分析模块(29)、辅助参数协调控制模块(30)。

4.根据权利要求1所述的一种煮糖用汽自动调节分配系统，其特征在于：所述的加热进气管(7)设有I效汁汽管(71)、II效汁汽管(72)、废汽管(73)，所述的I效汁汽管(71)、II效汁汽管(72)、废汽管(73)分别设有控制电磁阀(711、712、713)。

5.根据权利要求1所述的一种煮糖用汽自动调节分配系统，其特征在于：所述的采样汁汽管(3)设有三个采样点(31、32、33)。

6.根据权利要求5所述的一种煮糖用汽自动调节分配系统，其特征在于：每个采样点都设有气体流量测定仪(5)、气体密度测定仪(6)。

7.根据权利要求1所述的一种煮糖用汽自动调节分配系统，其特征在于：所述的气体流量测定仪(5)是一种气体体积流量测试仪或气体质量流量测定仪。

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