2025年制糖工业自动化技术.doc

制糖工业自動化技术

编写：赖庚音石家庄市乐開糖醇技术開发有限企业

两個观點：

1、制糖工业生产线朝自動化方向发展的趋势确立，不受人的主观意志所左右。

伴随自控装置元器件价格逐渐下降，用人成本逐年升高，通過提高自動化水平来減少操作人员所获得的經济效应越来越明显。以目前国内的技术水平，一条15萬吨/年的一水結晶葡萄糖生产线，采用自動化生产线後，按四班三运转计算，操作人员可由手工操作生产线的150人左右降到80人以内。而這样的自動化生产线比手工操作生产线的投资只增長约300萬元。

自動化生产线的工艺参数控制稳定、产品品质均匀和产品收率高，间接經济效益非常突出。

2、生产线的自動化妆置与否合理和自控运行状况好壞重要取决于工艺专业，而不是取决于自動化专业。

大部分制糖企业的技术主管都是工艺专业出身，自身對推進自已企业生产线自動化水平的意愿很强，但在实践中因對自動化知识理解不够总是碰到挫折，而认為原因是自已的自動化专业人员水平局限性。這种現象在制糖工业企业尤其是蔗糖工业企业普遍存在，笔者认為這是阻碍制糖工业自動化水平提高的重要原因之一。

笔者但愿通過本文的简介，制糖企业的技术主管能對自動化的基础知识有一定的理解，可以指导自動化专业人员顺利实現自控装置的有效运行。

以多效真空蒸发系统的末效真空度自動控制系统為例，要想将末效真空度控制在0.12Bar绝對压力，可以通過如下几种措施（俗称控制方案）：

a、调整抽往冷凝器的二次蒸汽量；

b、调整真空泵抽走的不凝气体量；

c、调整通過冷凝器的循环冷却水量；

d、调整真空泵抽气管道上的破空漏气量。

那么究竟采用那种措施来实行，显然自動化专业人员是無法作主的，只有靠工艺专业人员来决定。一旦决定选用某种措施，工艺专业人员還要告知自動化专业人员介质种类（如二次蒸汽）、介质流量、介质温度、介质压力、介质比重和介质通過调整阀時容許的压力损失等参数，自動化专业人员才能對该真空度自動控制系统進行详细配置和实行。采用以上四种控制措施所需投资和對工艺的运行状况的影响是不一样样的：a措施最省蒸汽、b措施最省電、c措施最省循环冷却水、d措施投资最低。當然，自動化专业人员可以分别计算出四种状况下所需调整阀的口径供工艺人员专业人员参照。

工艺人员专业人员向自動化专业人员提供自動控制系统详细控制方案和介质参数，叫做提自動化条件，包括PI图（ProcessandInstrumentsDiagram，带自控點的工艺流程形象示意图）、自動控制阐明和介质参数表。

只有在工艺人员专业人员的统筹安排和自動化专业人员的充足配合下，才能实現自控装置的合理和有效运行。

二、制糖工业自動化控制原理：

自動化控制系统实际上是模拟操作人员的操作调整過程，任何自動化控制系统都包括三個重要构成部分：变送器、控制器和执行器，俗称自動化系统三大件。

操作人员在岗位上要调控一种工艺参数，其過程重要可分解成三個部分：

1、通過眼睛观测实际状况或显示仪表；

2、通過大脑判断实际状况或仪表显示参数与工艺需要的参数与否相符合，偏大還是偏小；

3、通過手来调整阀门大小或有关设备的运行参数来干预，使实际状况或参数与工艺需要的参数相一致。

自動化系统三大件中的变送器、控制器和执行器分别承担操作人员的眼睛、大脑和手的功能，通過合适的设置和组合来模拟操作人员對工艺参数的调控過程。变送器将感知到的工艺参数转化成對应的電信号（测量值），送到控制器与工艺需要的参数（设定值）進行比较後作出判断，假如（测量值）与（设定值）不一致，控制器就會发出变化的電信号命令（输出值）来控制执行器開大某些還是開小某些。执行器動作後，工艺参数受到干预，直到测量值与设定值相一致，此時实际工艺参数稳定在工艺需求的参数上。

三、制糖工业常用变送器：

要想实現對工艺参数的自動控制，首先要可以测量出该参数的仪表。可以持续实時感测工艺参数并将其转变成對应電信号的仪器即為变送器。

变送器包括敏感元件和转换元件。其中敏感元件是指传感器中可以直接感受或响应被测量工艺参数的部分；转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量工艺参数转换成适于传播或测量的電信号部分，称為转换器。

没有對应的变送器，自動控制是無法实現的。例如淀粉乳液化時，因没有可以测量DE值的变送器，因此淀粉乳液化DE值就無法实現自動控制；生产結晶葡萄糖時因没有可以测量DX值的变送器，因此回套母液時也無法自動控制混合液的DX值。

变送器一般是将工艺参数转化成對应的4～20mA直流電流信号，俗称模拟信号以区别数字信号。模拟信号的大小在量程范围内与工艺参数相對应。例如一种测量范围為0～8m3/h的流量变送器，當流量為0時，输出為4mA（4mA＋16mA×0m3/h÷8m3/h）；當流量為8m3/h時，输出為20mA（4mA＋16mA