CN104571161A - 蔗汁蒸发罐液位自动控制系统 - Google Patents

Abstract

蔗汁蒸发罐液位自动控制系统，是在蒸发罐内设置液位传感器、温度传感器和蒸汽压力传感器，在蒸发罐附属装置安装蔗汁锤度传感器，在蒸发罐液位计、蔗汁输入泵、输出泵和蒸汽进口阀旁安装摄像头，在中心操作控制室内安装计算机、PLC控制器和视频监测设备，各种传感器将蒸发罐内蔗汁液位、锤度、温度和蒸汽压力的数据输送到中心操作控制室的计算机，由计算机将数据转成输出信号传送到PLC控制器的存储器，经中央处理器根据存储器中预设的程序对输入信号进行判断和处理，用PLC控制器控制蔗汁进料阀门、进入蒸发罐的加热蒸汽量；PLC控制器将糖浆的实时锤度值、压力值、液位传输到人机界面显示，运行人员对PLC控制器编程，控制整个装置。

Description

蔗汁蒸发罐液位自动控制系统

技术领域

本发明涉及一种液位自动控制系统，尤其涉及糖厂蒸发罐的液位自动控制系统。

背景技术

蔗汁蒸发过程是糖厂生产过程耗汽量最大的工段，占全厂总耗汽量的70％以上，虽然耗汽量大，但产生的汁汽量也大， 由于是多效蒸发，蒸汽利用率高，同时根据各效汁汽压力、温度相应地为煮糖、加热设备提供热能。蒸发工段是糖厂热力系统的中心，它既是高温蒸汽的消耗者，也是低温蒸汽(汁汽)的供应站，同时，还是锅炉入炉水及其它生产工艺用水的主要来源，所以蒸发过程又有糖厂第二锅炉之称。因此，实施蒸发站各参数(压力、温度、液位及浓度)自动控制及蒸发过程热能优化决策管理，是糖厂节能降耗的重要举措

液位测量在制糖蒸发生产过程中有较重要的作用。糖汁在蒸发罐内的液面过高时,不但会使糖汁的循环速度减慢,还由于静压增加,使加热蒸汽和糖汁之间的有效温差降低,从而降低了蒸发强度。糖汁液面越高,这种影响就越大,因此,采用低液面蒸发,可以减少静压温差损失。但蒸发罐的液面过低,则又容易出现加热面露空,引起糖汁焦化和糖分分解,造成糖分损失,故蒸发罐液面应保持在合适的位置。测量及控制蒸发罐液面对保持正常生产及最佳蒸发效率有重要作用。

目前有些糖厂的蒸发工段采用以下方式来控制：操作人员根据以往的经验目测液面，并手动调节阀门来控制液位的高度。这无疑给工人带来很大的不便利，增加了他们的劳动强度。手动控制除了增加员工的劳动强度外，还使液位控制产生很大的滞后现象，降低了整个蒸发系统的传热效率。

发明内容

本发明的目的是针对目前糖厂蒸发过程控制及管理存在的缺陷，利用现代化的PLC技术和高精度的自动化仪器，为蒸发过程提供一套自动化控制系统，有效提高蒸发过程控制的可控性和可靠性，提高经济效益，减少误操作，降低事故率。

本发明根据现场采集到的各种参数和工艺要求，对糖浆浓度实现精确控制，有效降低能耗和稳定糖浆浓度；实时监测和控制各用汽设备蒸汽、蒸发罐的热效能等参数，对蒸发过程热力方案进行优化的决策管理，提高蒸发过程热效能，达到了节能降耗的目的。

本发明提供的技术方案是：

蔗汁蒸发罐液位自动控制系统，其特征在于，是对糖厂蔗汁蒸发罐的蔗汁浓缩蒸发进行自动控制的装置，其特征在于，在蒸发罐内设置液位传感器、温度传感器和蒸汽压力传感器，在蒸发罐附属装置安装蔗汁锤度传感器，在蒸发罐液位计、蔗汁输入泵、输出泵和蒸汽进口阀旁安装摄像头，在中心操作控制室内安装计算机、PLC控制器和视频监测设备，液位传感器、温度传感器、蒸汽压力传感器和锤度传感器将蒸发罐内蔗汁液位、锤度、温度和蒸汽压力的相关数据输送到中心操作控制室的计算机，由计算机将数据转成输出信号传送到PLC控制器的存储器，经中央处理器根据存储器中预设的程序对输入信号进行判断和处理，控制进料阀；通过锤度计测量蔗汁的温度、液位、实时锤度和蒸汽压力，并将测量值传入PLC控制器，用PLC控制器控制蔗汁进料阀门、进入蒸发罐的加热蒸汽量；同时PLC通过通信方式将糖浆的实时锤度值、压力值、液位传输到人机界面显示，运行人员也可通过与人机界面连接的触摸屏对PLC控制器编程，控制整个系统。

视频监测设备包括显示器、报警装置、数字视频存储系统录像主机、光端机。

蔗汁锤度传感器是安装一个浮球，然后通过检测浮球在糖浆中的浮力，并将此浮力值与该浮球在纯净水中所受到的浮力进行比较即可得出糖浆的密度，当系统检测出浮球在糖浆中所受到的浮力后，通过传感器将检测值传送给PLC，PLC接收到电子秤的检测值后计算出糖浆的密度值，然后根据密度值算出其对应的锤度值，并通过变送器将信号传输至PLC控制器。

变送器能将压力、锤度、液位信号转换成电信号，传入PLC控制器进行综合调节，通过调节阀或开关阀给出蒸发罐需要的蒸汽压力、控制糖浆锤度和液位。

本发明的有益效果为：

1、本发明能使糖浆不易堵塞，方便维修。仪表运行稳定可靠。

2、本发明采用了PLC控制和视频监控设备，在液位控制及工艺参数监视方面，不但提高了自动化程度，精准度也得到了很大的提升。

3、本发明根据现场采集到的各种参数、全厂热力半衡方案和工艺要求，对糖浆浓度实现精确控制，有效降低能耗和稳定糖浆浓度；实时监测和算出各用汽设备蒸汽以及各效蒸发罐的热效能等参数，对蒸发过程热力方案进行优化的决策管理，提高蒸发过程热效能，达到了节能降耗的目的。

4、本发明可以降低运行人员的劳动强度，提高效率和自动化程度。

附图说明

图1为本发明控制装置的设计原理图。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例通过在蒸发罐内设置液位传感器、温度传感器和蒸汽压力传感器，在蒸发罐附属装置安装蔗汁锤度传感器，在蒸发罐液位计、蔗汁输入泵、输出泵和蒸汽进口阀旁安装摄像头，在蒸发罐上方安装监测探头，在中心操作控制室设有触摸屏、PLC控制器和视频监测设备，液位传感器、温度传感器、蒸汽压力传感器和锤度传感器通过变送器与PLC控制器通信， PLC控制器通过电机连接蔗汁进料管道和蒸汽管道，同时PLC控制器与触摸屏连接；监测探头与光端机、数字视频存储系统录像主机和显示器连接，光端机与报警装置连接。

变送器包括液位变送器、温度变送器和压力变送器。

视频监测设备包括显示器、报警装置、数字视频存储系统录像主机、光端机。

本发明的工作原理如下：

在蒸发罐内设置液位传感器、温度传感器和蒸汽压力传感器，在蒸发罐附属装置安装蔗汁锤度传感器，在蒸发罐液位计、蔗汁输入泵、输出泵和蒸汽进口阀旁安装摄像头，在中心操作控制室内安装计算机、PLC控制器和视频监测设备，液位传感器、温度传感器、蒸汽压力传感器和锤度传感器将蒸发罐内蔗汁液位、锤度、温度和蒸汽压力的相关数据输送到中心操作控制室的计算机，由计算机将数据转成输出信号传送到PLC控制器的存储器，经中央处理器根据存储器中预设的程序对输入信号进行判断和处理，控制进料阀；通过锤度计测量蔗汁的温度、液位、实时锤度和蒸汽压力，并将测量值传入PLC控制器，用PLC控制器控制蔗汁进料阀门、进入蒸发罐的加热蒸汽量；同时PLC通过通信方式将糖浆的实时锤度值、压力值、液位传输到人机界面显示，运行人员也可通过与人机界面连接的触摸屏对PLC控制器编程，控制整个系统。

蔗汁锤度传感器是安装一个浮球，然后通过检测浮球在糖浆中的浮力，并将此浮力值与该浮球在纯净水中所受到的浮力进行比较即可得出糖浆的密度，当系统检测出浮球在糖浆中所受到的浮力后，通过传感器将检测值传送给PLC，PLC接收到电子秤的检测值后计算出糖浆的密度值，然后根据密度值算出其对应的锤度值，在触摸屏上进行显示。

变送器能将压力、锤度、液位信号转换成电信号，传入PLC控制器进行综合调节，通过调节阀或开关阀给出蒸发罐需要的蒸汽压力、控制糖浆锤度和液位。

某糖厂在2013年之前的蒸发工段采用以下方式来控制：操作人员根据以往的经验目测液位，并手动调节阀门来控制液位的高度。给工人带来了很大的不便利，增加了他们的劳动强度。手动控制除了增加员工的劳动强度外，还使液位控制产生了很大的滞后现象，降低了整个蒸发系统的传热效率。该糖厂在2013年的整个榨季采用了本发明的蔗汁蒸发罐液位自动控制系统。操作人员只需设定在操作过程中根据清汁箱中糖浆的量来设定蒸发罐的液位，系统便会自动连续监视和控制液位，并人机界面显示浆的实时锤度值、压力值、液位，操作人员同时可以根据实际情况，通过与人机界面连接的触摸屏对PLC控制器编程，控制整个系统。本发明的蔗汁蒸发罐液位自动控制系统在整个榨季中，运行稳定、可靠。该系统根据现场采集到的各种参数、全厂热力半衡方案和工艺要求，对糖浆浓度实现精确控制，有效降低能耗和稳定糖浆浓度；实时监测和算出各用汽设备蒸汽以及各效蒸发罐的热效能等参数，对蒸发过程热力方案进行优化的决策管理，提高蒸发过程热效能，达到了节能降耗的目的。同时降低运行人员的劳动强度，提高效率和自动化程度。

Claims (4)

1.蔗汁蒸发罐液位自动控制系统，其特征在于，是对糖厂蔗汁蒸发罐的蔗汁浓缩蒸发进行自动控制的系统，其特征在于，在蒸发罐内设置液位传感器、温度传感器和蒸汽压力传感器，在蒸发罐附属装置安装蔗汁锤度传感器，在蒸发罐液位计、蔗汁输入泵、输出泵和蒸汽进口阀旁安装摄像头，在中心操作控制室内安装计算机、PLC控制器和视频监测设备，液位传感器、温度传感器、蒸汽压力传感器和锤度传感器将蒸发罐内蔗汁液位、锤度、温度和蒸汽压力的相关数据输送到中心操作控制室的计算机，由计算机将数据转成输出信号传送到PLC控制器的存储器，经中央处理器根据存储器中预设的程序对输入信号进行判断和处理，控制进料阀；通过锤度计测量蔗汁的温度、液位、实时锤度和蒸汽压力，并将测量值传入PLC控制器，用PLC控制器控制蔗汁进料阀门、进入蒸发罐的加热蒸汽量；同时PLC通过通信方式将糖浆的实时锤度值、压力值、液位传输到人机界面显示，运行人员也可通过与人机界面连接的触摸屏对PLC控制器编程，控制整个装置。

2.根据权利要求1所述的蔗汁蒸发罐液位自动控制系统，其特征在于，所述的视频监测设备包括监控远端、云台摄像机、数字视频存储系统录像主机、光端机、物理接口、光纤接口。

3.根据权利要求1所述的蔗汁蒸发罐液位自动控制系统，其特征在于，所述的蔗汁锤度传感器是在蒸发罐侧边引出一个容器，内部安装一个浮球，通过检测浮球在糖浆中的浮力，并将此浮力值与该浮球在纯净水中所受到的浮力进行比较即可得出糖浆的密度，当系统检测出浮球在糖浆中所受到的浮力后，通过传感器将检测值传送给PLC，PLC接收到电子秤的检测值后计算出糖浆的密度值，然后根据密度值算出其对应的锤度值，并将该值传送到人机界面上进行显示。

4.根据权利要求1所述的蔗汁蒸发罐液位自动控制系统，其特征在于，所述的主控计算机能将压力、锤度、液位信号转换成电信号，传入PLC控制器进行综合调节，通过调节阀或开关阀给出蒸发罐需要的蒸汽压力、控制糖浆锤度和液位。