CN106480233B - 一种糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及白砂糖制备的技术领域，具体是一种糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统，其包括自动控制系统、熟化仓和温度控制系统；所述的熟化仓底部设置有多个卸料斗，卸料斗上安装有卸料阀；温度控制系统分为上部温度控制系统和下部温度控制系统，上部温度控制系统与熟化仓上部连通，熟化仓上部安装有上部空气相对湿度传感器和上部空气温度传感器；下部温度控制系统与熟化仓下部连通，熟化仓下部安装有白砂糖温度传感器和白砂糖水分传感器；自动控制系统通过控制电缆分别与温度控制系统、上部空气相对湿度传感器、上部空气温度传感器、白砂糖温度传感器、白砂糖水分传感器和卸料阀连接。本发明的智能控制系统能有效地解决白砂糖结块问题。

Description

一种糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统

技术领域

本发明涉及白砂糖制备的技术领域，具体是一种糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统。

背景技术

制糖工业是食品行业的基础工业，又是造纸、化工、发酵、医药、建材、家具等多种产品的原料工业，在国民经济中占有重要地位。

制糖行业一直以来都面临这样的棘手问题—没有经过特殊处理的白砂糖极易结块，在我国的主要产糖区—南方由于温度和湿度变化较大，白砂糖结块的现象更为普遍和严重，由于白砂糖结块严重者重锤都难以敲碎，将会严重影响下游用户生产的溶化和精确地定量添加，随着时代的发展，用户对白砂糖特别是精制糖的质量要求越来越高，因此，白砂糖结块问题的严重性越来越凸显，近年由于白砂糖结块而遭到用户投诉甚至销售不出去或大批退货的事件时有发生，给制糖企业和用户都造成了重大经济损失，其中包含生产过程所用的大量人力、水资源、能量和辅料。

白砂糖根据品质的不同分为精制糖、优级糖、一级糖和二级糖。国内常见的日产1200吨中小型精糖厂日产值约为800万元、年产值约为25亿元；日产4000吨的大型精糖厂日产值约为2700万元、年产值约为80亿元，也就是说如果因结块而销售不出去或遭退货，日产1200吨中小型精糖厂最高每天就损失800万元、每年损失25亿元；日产4000吨的大型精糖厂最高每天损失2700万元、每年损失80亿元！由此可见白砂糖的结块问题对制糖企业甚至整个制糖行业生存与发展的影响非常严重，可以说是致命性的。

我国的制糖企业特别是精糖厂已经越来越意识到糖熟化处理的重要性，普遍迫切希望尽早应用白砂糖的熟化技术，密封包装以及在适宜的环境存放容易解决，难在熟化过程的控制。国际上公认解决糖结块问题最有效的办法就是对刚生产出来的成品进行熟化处理后进行密封包装并在适宜的环境存放，然而由于生产包装的限制，刚生产出来的大量成品，无法在短时间内完成包装，因此需要一种能防止白砂糖在包装前结块的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统，实现对白砂糖熟化过程的均匀布料、温度、相对湿度、水分、料位、熟化时间、出料的顺序和速率进行智能控制，使熟化后白砂糖的温度、水分、熟化时间、进出料的速率达到熟化工艺标准，从根本上有效地解决白砂糖结块问题。

本发明采用的技术方案为：

一种糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统，其包括自动控制系统、熟化仓和温度控制系统；所述的熟化仓底部设置有多个卸料斗，卸料斗上安装有卸料阀；温度控制系统分为上部温度控制系统和下部温度控制系统，上部温度控制系统通过安装有上部风量控制阀的上进风管与熟化仓上部连通，熟化仓上部安装有上部空气相对湿度传感器和上部空气温度传感器；下部温度控制系统通过安装有下部风量控制阀的下进风管与熟化仓下部连通，熟化仓下部安装有白砂糖温度传感器和白砂糖水分传感器；自动控制系统通过控制电缆分别与温度控制系统、上部空气相对湿度传感器、上部空气温度传感器、白砂糖温度传感器、白砂糖水分传感器和卸料阀连接。

所述的自动控制系统根据熟化仓的上部空气相对湿度传感器和熟化仓的上部空气温度传感器的信号，控制上部温度控制系统的上部风量控制阀使熟化仓内部空气温度和空气相对湿度控制达到熟化工艺的要求。

所述的自动控制系统根据熟化仓内部的白砂糖温度传感器和熟化仓内部的白砂糖水分传感器的信号，控制下部温度控制系统的下部风量控制阀使白砂糖在熟化仓内经过个小时的熟化后，温度和水分达到熟化工艺的要求。

在白砂糖熟化时间达到72个小时后，白砂糖的温度和水分达到工艺要求，自动控制系统根据白砂糖先入先出原则，控制熟化仓底部卸料斗上的卸料阀开启和关闭，把熟化达标的白砂糖从熟化仓的卸料斗卸出并输送到装包车间。

所述的自动控制系统还监控输送系统上的跑偏、打滑和堵料的信号，有效地监视输送系统的运行情况，保障生产安全、稳定地运行。

所述的自动控制系统为DCS控制系统或PLC控制系统。

还包括输送系统，输送系统分为进料输送系统和出料输送系统，进料输送系统将白砂糖从熟化仓顶部的布料器送入；在熟化仓内熟化后的白砂糖，从熟化仓底部的多个卸料斗排出并由出料输送系统输送去包装。

自动控制系统控制温度控制系统，保证白砂糖在熟化仓内经过72个小时的熟化后，白砂糖出仓物料含水分≤0.02%；白砂糖熟化后出料温度为25-27℃，最佳为26℃；使熟化仓内部温度25℃-30℃，保证仓顶相对湿度为60%-65%。

在熟化仓的预热阶段，即未输入白砂糖时，以10000t仓计，送风温度28℃，风量4500-4600m³/h。

在白砂糖输入熟化仓阶段：以10000t仓计，仓送风温度25℃， 4500-4600m³/h；熟化仓内空气的相对湿度40%-45%，最佳为40%。

白砂糖在熟化仓后熟化阶段：以10000t仓计，混合空气最大风量4600m³/h，温度25℃-30℃，相对湿度60%-65%。

所述的熟化仓的仓墙壁设置有伴热系统，给熟化仓辅助加热。

本发明糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统优点为：

1、智能地控制熟化仓熟化仓内部空气温度和空气相对湿度达到熟化工艺的要求。

2、智能地白砂糖在熟化仓内经过72个小时的熟化后，温度和水分达到熟化工艺的要求。

3、智能地控制入料输送系统，保障熟化仓的入料满足生产要求。

4、智能地控制白砂糖熟化时间、温度和水分达到工艺要求后，根据先入先出原则，把熟化达标的白砂糖从熟化仓下部卸出并输送到装包车间。

5、自动控制系统根据安装在输送系统上的跑偏、打滑、堵料等开关信号，有效地监视输送系统的运行情况，保障生产安全、稳定地运行。

本发明的糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统的智能控制要点：

（1）通过本智能控制系统控制胶带输送机、斗式提升机、布料器，使熟化仓内白砂糖布料均匀，同时，根据重量信号对入料量进行计量，根据速度、跑偏、电流、温度等信号，对胶带输送机、斗式提升机、布料器进行监控，保障设备的正常运行。

（2）根据熟化仓内白砂糖的温度、水分，智能地控制熟化仓底部的进风量，保证白砂糖在72小时内温度、水分控制在一定范围，达到熟化、避免白砂糖结块的目的。

（3）根据熟化仓内的温度和相对湿度信号，智能地控制熟化仓上部的暖风进风量，必要时还要控制熟化仓墙壁的伴热系统，保持熟化仓内的温度和相对湿度在一定范围。

（4）根据熟化时间、温度、水分等信号以及出料速率的要求，智能地控制不同的卸料斗阀门和胶带输送机，使达到熟化标准的白砂糖按先进先出的原则排出，送去包装。

（5）本智能控制系统还预留与暖通系统PLC以及全厂DCS的通讯接口，为实现制糖全流程信息化打下坚实的基础。

本发明的糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统的自动控制系统采用DCS或PLC控制系统和温度、湿度、水分、流量、物位等传感器、控制阀门和跑偏、打滑、防冻、堵料等开关、控制电缆等，运用智能控制技术构建成糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统，实现对白砂糖熟化过程的均匀布料、温度、相对湿度、水分、料位、熟化时间、出料的顺序和速率进行智能控制，使熟化后白砂糖的温度、水分、熟化时间、进出料的速率达到熟化工艺标准，从根本上有效地解决白砂糖结块问题。所谓白砂糖的熟化就是让白砂糖在熟化仓内利用通风或加热手段，在一定的时间内控制其温度、水分和空气的相对湿度，使白砂糖不易结块，本发明在国内率先实现糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统的自主研发，填补我国的一项技术空白，是我国制糖产业共性关键技术的一项突破，将为我国数千万吨价值数千亿元白砂糖的质量提供可靠保障。本发明意义非常重大、非常必要、非常紧迫、市场需求非常强烈，而且市场很广阔。

附图说明

图1是本发明的糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统的实施系统图；

图中的序号的名称为：

1、进料输送系统，2、上部温度控制系统，3、上部风量控制阀，4、上部空气相对湿度传感器，5、上部空气温度传感器，6、自动控制系统，7、熟化仓，8、白砂糖温度传感器，9、白砂糖水分传感器，10、下部温度控制系统，11、下部风量控制阀，12、卸料阀，13、卸料斗，14、出料输送系统。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图所示：

本发明的糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统，其包括自动控制系统6、熟化仓7和温度控制系统；所述的熟化仓7底部设置有多个卸料斗13，卸料斗13上安装有卸料阀12；温度控制系统分为上部温度控制系统2和下部温度控制系统10，上部温度控制系统2通过安装有上部风量控制阀3的上进风管与熟化仓7上部连通，熟化仓7上部安装有上部空气相对湿度传感器4和上部空气温度传感器5；下部温度控制系统10通过安装有下部风量控制阀11的下进风管与熟化仓7下部连通，熟化仓7下部安装有白砂糖温度传感器8和白砂糖水分传感器9；自动控制系统6通过控制电缆分别与温度控制系统、上部空气相对湿度传感器4、上部空气温度传感器5、白砂糖温度传感器8、白砂糖水分传感器9和卸料阀12连接。

所述的自动控制系统6根据熟化仓7的上部空气相对湿度传感器4和熟化仓7的上部空气温度传感器5的信号，控制上部温度控制系统2的上部风量控制阀3使熟化仓内部空气温度和空气相对湿度控制达到熟化工艺的要求。

所述的自动控制系统6根据熟化仓7内部的白砂糖温度传感器8和熟化仓7内部的白砂糖水分传感器9的信号，控制下部温度控制系统10的下部风量控制阀11使白砂糖在熟化仓内经过72个小时的熟化后，温度和水分达到熟化工艺的要求。

在白砂糖熟化时间达到72个小时后，白砂糖的温度和水分达到工艺要求，自动控制系统6根据白砂糖先入先出原则，控制熟化仓7底部卸料斗13上的卸料阀12开启和关闭，把熟化达标的白砂糖从熟化仓的卸料斗13卸出并输送到装包车间。

所述的自动控制系统6还监控输送系统上的跑偏、打滑和堵料的信号，有效地监视输送系统的运行情况，保障生产安全、稳定地运行。

所述的自动控制系统6为DCS控制系统或PLC控制系统。

还包括输送系统，输送系统分为进料输送系统1和出料输送系统14，进料输送系统1将白砂糖从熟化仓7顶部的布料器送入；在熟化仓7内熟化后的白砂糖，从熟化仓7底部的多个卸料斗13排出并由出料输送系统14输送去包装。

应用实施例：

广西某糖厂应用本申请的糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统，采用的熟化仓为10000t仓，熟化仓上部空气温度及相对湿度控制系统2通过安装有上部风量控制阀3的上部空调送风管与熟化仓7上部连通，熟化仓7的上部还安装有上部空气相对湿度传感器4和上部空气温度传感器5；自动控制系统6根据熟化仓7的上部空气相对湿度传感器4、熟化仓7的上部空气温度传感器5的信号，控制熟化仓上部空气温度及相对湿度控制系统2的上部风量控制阀3使熟化仓内部空气温度为25℃-30℃，保证仓顶空气相对湿度为60%-65%。熟化仓下部白砂糖温度及水分控制系统10通过安装有下部风量控制阀11的下部空调送风管与熟化仓7下部连通；熟化仓7的下部还安装有白砂糖温度传感器8和白砂糖水分传感器9；自动控制系统6根据熟化仓7内部的白砂糖温度传感器8、熟化仓7内部的白砂糖水分传感器9的信号，控制熟化仓下部白砂糖温度及水分控制系统10的下部风量控制阀11使白砂糖在熟化仓内经过72个小时的熟化后，白砂糖出仓物料含水分≤0.02%；白砂糖熟化后出料温度为26℃。进料输送系统1包括：由一号输送电机驱动的一号输送机、由一号提升电机驱动的一号提升机和由二号输送电机驱动的二号输送机；一号输送机1将从制糖车间生产出来的白砂糖送到一号提升机，升高到熟化仓7顶部的二号输送机5送入熟化仓7内顶部的布料器，由布料器均匀分布到熟化仓7内；出料输送系统14包括：由二号提升电机驱动的二号提升机、包装输送机、由中转输送电机驱动的中转输送机和由卸料输送电机驱动的卸料输送机；白砂糖在熟化仓经过一定的时间熟化后，自动控制系统6控制卸料斗13上的卸料斗阀12，按照先进先出的原则从熟化仓7底部很多的卸料斗13排出到卸料输送机上，再经中转输送机输送到二号提升机升高后经包装输送机送到包装车间包装。该糖厂利用本申请的糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统在2015年榨季换回了因结块而销售不出去或遭退货造成的损失约2850万元。

上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述实例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统，其特征在于：包括自动控制系统（6）、熟化仓（7）和温度控制系统；所述的熟化仓（7）底部设置有多个卸料斗（13），卸料斗（13）上安装有卸料阀（12）；温度控制系统分为上部温度控制系统（2）和下部温度控制系统（10），上部温度控制系统（2）通过安装有上部风量控制阀（3）的上进风管与熟化仓（7）上部连通，熟化仓（7）上部安装有上部空气相对湿度传感器（4）和上部空气温度传感器（5）；下部温度控制系统（10）通过安装有下部风量控制阀（11）的下进风管与熟化仓（7）下部连通，熟化仓（7）下部安装有白砂糖温度传感器（8）和白砂糖水分传感器（9）；自动控制系统（6）通过控制电缆分别与温度控制系统、上部空气相对湿度传感器（4）、上部空气温度传感器（5）、白砂糖温度传感器（8）、白砂糖水分传感器（9）和卸料阀（12）连接；

所述的自动控制系统（6）根据熟化仓（7）的上部空气相对湿度传感器（4）和熟化仓（7）的上部空气温度传感器（5）的信号，控制上部温度控制系统（2）的上部风量控制阀（3）使熟化仓内部空气温度和空气相对湿度控制达到熟化工艺的要求；

所述的自动控制系统（6）根据熟化仓（7）内部的白砂糖温度传感器（8）和熟化仓（7）内部的白砂糖水分传感器（9）的信号，控制下部温度控制系统（10）的下部风量控制阀（11）使白砂糖在熟化仓内经过72个小时的熟化后，温度和水分达到熟化工艺的要求;

在白砂糖熟化时间达到72个小时后，白砂糖的温度和水分达到工艺要求，自动控制系统（6）根据白砂糖先入先出原则，控制熟化仓（7）底部卸料斗（13）上的卸料阀（12）开启和关闭，把熟化达标的白砂糖从熟化仓的卸料斗（13）卸出并输送到装包车间；保证白砂糖在熟化仓内经过72个小时的熟化后，白砂糖出仓物料含水分≤0.02%，白砂糖熟化后出料温度为26℃，使熟化仓内部温度25℃-30℃，保证仓顶相对湿度为60%-65%；在熟化仓的预热阶段，即未输入白砂糖时，以10000t仓计，送风温度28℃，风量4500-4600m³/h；在白砂糖输入熟化仓阶段：以10000t仓计，仓送风温度25℃， 4500-4600m³/h；熟化仓内空气的相对湿度40%，白砂糖在熟化仓后熟化阶段：以10000t仓计，混合空气最大风量4600m³/h，温度25℃-30℃，相对湿度60%-65%。

2.根据权利要求1所述的糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统，其特征在于：所述的自动控制系统（6）还监控输送系统上的跑偏、打滑和堵料的信号，有效地监视输送系统的运行情况，保障生产安全、稳定地运行。

3.根据权利要求1所述的糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统，其特征在于：所述的自动控制系统（6）为DCS控制系统或PLC控制系统。

4.根据权利要求1所述的糖厂白砂糖熟化仓智能控制系统，其特征在于：还包括输送系统，输送系统分为进料输送系统（1）和出料输送系统（14），进料输送系统（1）将白砂糖从熟化仓（7）顶部的布料器送入；在熟化仓（7）内熟化后的白砂糖，从熟化仓（7）底部的多个卸料斗（13）排出并由出料输送系统（14）输送去包装。