甘蔗壓榨自動控制系統的製作方法
2023-05-19 19:16:01
甘蔗壓榨自動控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種甘蔗壓榨自動控制系統，包括輸蔗帶自動控制系統、高位槽料位自動控制系統和滲透水與甘蔗絲重量的配比自控系統，採用雙重測重的方法測量入榨甘蔗絲重量，高位槽都安裝料位傳感器測量其料位，DCS控制系統根據高位槽料位控制壓榨機和快速輸送帶的速度，達到控制高位槽穩定的目的，在滲透水管道上安裝電磁流量計和控制閥，並對滲透水進行控制。本發明的甘蔗壓榨自動控制系統既能精確地均勻控制入榨甘蔗絲的量，又能精確地控制滲透水的添加量，達到既能發揮壓榨機的最大效能、避免壓榨機因頻繁調速而損壞導致停產的嚴重後果的目的，同時，還能進一步提高糖份抽出率、降低後續蒸發的熱能，達到壓榨自動控制最理想的效果。
【專利說明】甘蔗壓榨自動控制系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及DCS工業過程控制【技術領域】，具體指一種甘蔗壓榨自動控制系統。
【背景技術】
[0002]壓榨是製糖生產的第一道工序，它的正常與否直接影響著後續工段的生產狀況，其生產不正常，對全廠的正常生產、產品質量、動力、蒸汽穩定性、能耗的高低和生產安全均有嚴重影響。但由於壓榨車間的控制關係極為複雜，各種生產參數環環相扣、息息相關，是一項十分複雜的工程。
[0003]甘蔗壓榨關鍵工藝的要求是:既要保證整個壓榨過安全、高效、平穩地進行，又要儘量減少壓榨機的調速頻率，以有效降低壓榨機的故障率；根據入榨甘蔗絲的重量控制加入對蔗比為20%的滲透水，以起到在最大限度提高糖份抽出率的同時，最大限度地降低用水量和後續蒸發所需熱量的作用。
[0004]目前幾種主要甘蔗壓榨自控方案及其缺陷
1、利用核子秤測量的控制方案及其缺陷:根據利用核子秤測量入榨甘蔗絲的重量，控制輸送機的速度和滲透水的添加量，這是目前國內大部分糖廠採用的控制方案，其主要缺陷是:
(O核子秤對人體有核福射危害。
[0005]核子秤使用的核放射源對人體或多或少有危害，在使用過程中不但直接對操作工、維修工身體健康有危害，對食用利用受到核輻射的甘蔗絲製造的糖產品的消費者也有危害，包括東南亞的泰國在內很多國家是禁止在糖廠使用核子秤的。
[0006](2)折算複雜、誤差大。
[0007]核子秤是根據以下公式推算出甘蔗絲的重量的:
Y射線穿透物料後，強度變化規律是:
N=N。e-ypF/S
其中:μ P——物料的質量吸收係數，
F-輸送機負荷，
S-輸送機寬度，
N。——空載時探測器處Y射線強度，
N——有負載時探測器處Y射線強度。
[0008]Y射線探測器輸出信號Ul與Y射線強度成正比，因此有:
Ul=U。θ-μ pF/S
其中，U。-空載時輸出信號，
Ul-有負載時的輸出信號。
[0009]令Kl=-S/μ P，稱作物料標定常數，則 F=Klln(U1/U。)
通過測量U1、U。，並通過標定確定Kl值，即可得到輸送機物料負荷F，輸送機的速度V可由測速裝置的電壓經計算得到：
V=K3U2+K2
其中V-輸送機速度，
U2——速度信號電壓，
K2、K3——標定常數。
[0010]輸送機輸送的物料流量P=FV,
由此算出物料累計量：
W= / Pdt= / FVdt
我們知道，每個測量參數都會有誤差，物料的質量吸收係數也因甘蔗產地、品種、批次的差異而不同，以上計算涉及近10個測量值、I個質量吸收係數，這麼多誤差的因素疊加起來誤差就更大，因此，通過核子秤測量，間接算出入榨甘蔗絲重量的方法既複雜又不準確，必然影響平穩壓榨以及滲透水添加量的控制精度，導致平穩壓榨效果不理想、糖份抽出率降低和後續蒸發熱量增加。
[0011](3)核子秤的安裝、維護、維修麻煩。
[0012]國家對核子秤等有放射源設備的使用有嚴格、繁瑣的規定，所以核子秤的安裝、維護、維修很麻煩，一般糖廠的儀表工無法勝任。
[0013]2、根據利用測重傳感器測到的輸送機甘蔗絲重量控制輸送機的速度，根據測到的壓榨機軸距控制滲透水添加量的自控方案及其缺陷：
此方案雖然在一定的程度上解決了平穩入榨的問題，但是控制比較粗糙，而且，由於滲透水的添加量是根據壓榨機軸距來調節的，軸距受頂輥壓力、不同甘蔗絲的軟硬程度影響較大，所以測量的效果難以保證，導致控制效果不可能好。
[0014]3、人工設定第一級壓榨機的轉速，調節最後一級輸蔗帶的速度保持第一級高位槽料位穩定，調節其它各級輸蔗帶的速度使其與最後一級輸蔗帶速度同步的自控方案及其缺陷：
(O由於從一開始落蔗是不均勻的，如果每條輸蔗帶的速度都同步，就難以保證最後一級輸蔗帶甘蔗絲的均勻，所以，控制過於粗糙，效果不理想。
[0015]( 2 )由於沒有對入榨甘蔗絲計量，所以，滲透水添加量的控制沒有參考依據，根本無法精確控制。
【發明內容】
[0016]為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種甘蔗壓榨自動控制系統，其根據榨量保持壓榨機轉速，採用雙重測重的方法取代核子秤，不但消除了核輻射的危害，而且，既能精確地均勻控制入榨甘蔗絲的量，又能精確地控制滲透水的添加量，既能發揮壓榨機的最大效能、避免壓榨機因頻繁調速而損壞導致停產的嚴重後果的目的，同時，還能進一步提高糖份抽出率、降低後續蒸發的熱能，達到壓榨自動控制的效果。
[0017]一種甘蔗壓榨自動控制系統，含有安裝在1#輸蔗機和2#輸蔗機的測重傳感器、料位傳感器、電磁流量計、DCS控制系統和控制閥，控制系統包括輸蔗帶自動控制系統、高位槽料位自動控制系統和滲透水與甘蔗絲重量的配比自控系統。
[0018]所述的輸蔗帶自動控制系統，採用雙重測重的方法測量入榨甘蔗絲重量，在2#輸蔗機安裝測重傳感器，測量2#輸蔗機的甘蔗絲重量，DCS控制系統根據此信號控制1#輸蔗機的速度，均勻控制2#輸蔗機上甘蔗絲量；在快速輸送帶安裝測重傳感器，測量快速輸送帶甘蔗絲的重量，DCS控制系統根據此信號控制2#輸送機的速度，均勻控制快速輸送帶上甘蔗絲重量。
[0019]所述的高位槽料位自動控制系統，用料位傳感器測量1#壓榨機高位槽的料位，DCS控制系統根據此料位控制快速輸送帶的速度，達到控制高位槽穩定的目的；每臺壓榨機的高位槽都安裝料位傳感器測量其料位，DCS控制系統根據高位槽料位對壓榨機的轉速進行微調，控制壓榨機進行平穩壓榨。
[0020]所述的滲透水與甘蔗絲重量的配比自控系統，在滲透水管道上安裝電磁流量計和控制閥，快速輸送帶上的測重傳感器測到的甘蔗絲重量信號傳送到DCS控制系統，經過處理後輸出信號控制滲透水控制閥，對滲透水進行控制。
[0021]採用控制電纜從電力系統的配電點把電能直接傳輸到甘蔗壓榨自動控制系統的各種用電設備器具的電源連接線路。
[0022]本發明的突出的實質性特點和顯著的進步是:
1.本發明提供的甘蔗壓榨自動控制系統，根據榨量基本保持壓榨機轉速，採用雙重測重的方法，既能精確地均勻控制入榨甘蔗絲的量，又能精確地控制滲透水的添加量，達到既能發揮壓榨機的最大效能、避免壓榨機因頻繁調速而損壞導致停產的嚴重後果的目的，同時，還能進一步提高糖份抽出率、降低後續蒸發的熱能，達到壓榨自動控制最理想的效果；
2.本發明提供的甘蔗壓榨自動控制系統，取代了傳統的對人體有核輻射危害的核子秤測量入榨甘蔗絲重量的方法，從根本上消除了對操作工以及消費者的核輻射危害；
3.本發明提供的甘蔗壓榨自動控制系統，實現了直接準確測量入榨甘蔗絲重量，從而實現了甘蔗平穩壓榨的精準控制，使得壓榨的效率進一步提高、設備故障率更低；
4.本發明提供的甘蔗壓榨自動控制系統，實現了直接準確測量入榨甘蔗絲重量，從而實現了滲透水對甘蔗絲重量配比的精準控制，精度優於±1%，在甘蔗糖份的抽出率進一步得到提高的同時，節約了滲透水用量以及後續蒸發多餘水分所需的熱能量；
5.本發明提供的甘蔗壓榨自動控制系統，設備成本更低，維護、維修更為方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明甘蔗壓榨自動控制系統的PID圖；
圖2為本發明甘蔗壓榨自動控制系統的高位槽料位自動控制系統PID圖；
圖3為本發明甘蔗壓榨自動控制系統的滲透水與甘蔗絲重量的配比自控系統PID圖。
【具體實施方式】
[0024]一種甘蔗壓榨自動控制系統，其主要元件有，測重傳感器、料位傳感器、電磁流量計、DCS控制系統、控制閥，包括輸蔗帶自動控制系統、高位槽料位自動控制系統和滲透水與甘蔗絲重量的配比自控系統。
[0025]所述的輸蔗帶自動控制系統，採用雙重測重的方法測量入榨甘蔗絲重量，在2#輸蔗機安裝測重傳感器，測量2#輸蔗機的甘蔗絲重量，DCS控制系統根據此信號控制1#輸蔗機的速度，均勻控制2#輸蔗機上甘蔗絲量；在快速輸送帶安裝測重傳感器，測量快速輸送帶甘蔗絲的重量，DCS控制系統根據此信號控制2#輸送機的速度，均勻控制快速輸送帶上甘蔗絲重量。
[0026]所述的高位槽料位自動控制系統，用料位傳感器測量1#壓榨機高位槽的料位，DCS控制系統根據此料位控制快速輸送帶的速度，達到控制高位槽穩定的目的；每臺壓榨機的高位槽都安裝料位傳感器測量其料位，DCS控制系統根據高位槽料位對壓榨機的轉速進行微調，控制壓榨機進行平穩壓榨。
[0027]所述的滲透水與甘蔗絲重量的配比自控系統，在滲透水管道上安裝電磁流量計和控制閥，快速輸送帶上的測重傳感器測到的甘蔗絲重量信號傳送到DCS控制系統，經過處理後輸出信號控制滲透水控制閥，對滲透水進行控制。
[0028]採用控制電纜從電力系統的配電點把電能直接傳輸到甘蔗壓榨自動控制系統的各種用電設備器具的電源連接線路。
[0029]最後應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍中。
【權利要求】
1.一種甘鹿壓榨自動控制系統，含有安裝在1#輸鹿機和2#輸鹿機的測重傳感器、料位傳感器、電磁流量計、DCS控制系統和控制閥，其特徵在於:DCS控制系統包括輸蔗帶自動控制系統、高位槽料位自動控制系統和滲透水與甘蔗絲重量的配比自控系統。
2.根據權利要求1所述的甘蔗壓榨自動控制系統，其特徵在於:所述的輸蔗帶自動控制系統，採用雙重測重的方法測量入榨甘蔗絲重量，在2#輸蔗機安裝測重傳感器，測量2#輸蔗機的甘蔗絲重量，DCS控制系統根據此信號控制1#輸蔗機的速度，均勻控制2#輸蔗機上甘蔗絲量；在快速輸送帶安裝測重傳感器，測量快速輸送帶甘蔗絲的重量，DCS控制系統根據此信號控制2#輸送機的速度，均勻控制快速輸送帶上甘蔗絲重量。
3.根據權利要求1所述的甘蔗壓榨自動控制系統，其特徵在於:所述的高位槽料位自動控制系統，是在每臺壓榨機的高位槽都安裝料位傳感器測量其料位，DCS控制系統根據高位槽料位對壓榨機的轉速進行微調，控制壓榨機進行平穩壓榨；用料位傳感器測量1#壓榨機高位槽的料位，DCS控制系統根據此料位控制快速輸送帶的速度，達到控制高位槽穩定的目的。
4.根據權利要求1所述的甘蔗壓榨自動控制系統，其特徵在於:所述的滲透水與甘蔗絲重量的配比自控系統，在滲透水管道上安裝電磁流量計和控制閥，快速輸送帶上的測重傳感器測到的甘蔗絲重量信號傳送到DCS控制系統，經過處理後輸出信號控制滲透水控制閥，對滲透水進行控制。
5.根據權利要求1所述的甘蔗壓榨自動控制系統，其特徵在於:採用控制電纜從電力系統的配電點把電能直接傳輸到甘蔗壓榨自動控制系統的各種用電設備器具的電源連接線路。
【文檔編號】G05B19/418GK104460599SQ201410611408
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】李松, 龐萍, 潘新華, 林軍華 申請人:中國輕工業南寧設計工程有限公司