一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，其特征在于：包括罐體與自動(dòng)煮糖控制器，罐體上設(shè)有采樣汁汽管、糖汁測(cè)量?jī)x、氣體流量測(cè)定儀、氣體密度測(cè)定儀、加熱進(jìn)氣管、加熱水管，所述的自動(dòng)煮糖控制器分別與糖汁測(cè)量?jī)x、氣體流量測(cè)定儀、氣體密度測(cè)定儀、控制電磁閥相聯(lián)接。自動(dòng)煮糖控制器根據(jù)煮糖過(guò)程物料衡算和能量衡算，建立汁汽流量或流速的應(yīng)用控制模型，通過(guò)氣體流量測(cè)定儀、氣體密度測(cè)定儀的協(xié)同測(cè)定，調(diào)節(jié)煮糖過(guò)程選用蒸汽品位和蒸汽流量，通過(guò)煮糖階不同段的單位時(shí)間內(nèi)汁汽流量或汁汽流速的檢測(cè)與控制完成自動(dòng)煮糖控制過(guò)程，為煮糖過(guò)程自動(dòng)控制提供一種新的用汽分配系統(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于制糖工業(yè)煮糖過(guò)程中分配系統(tǒng)，主要涉及一種基于實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)的糖廠煮糖過(guò)程用汽分配調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，是一種可實(shí)現(xiàn)在線進(jìn)行煮糖過(guò)程階段性分析、煮糖用汽品位的優(yōu)化以及實(shí)現(xiàn)煮糖過(guò)程自動(dòng)化控制的分配系統(tǒng)，提高煮糖過(guò)程效率和自動(dòng)化水平。
【背景技術(shù)】
[0002]制糖工業(yè)過(guò)程中煮糖工序目前的煮制過(guò)程主要有兩種，即傳統(tǒng)真空煮糖技術(shù)和連續(xù)真空煮糖技術(shù)，其中連續(xù)真空煮糖技術(shù)主要是進(jìn)口國(guó)外先進(jìn)裝備和技術(shù)，成本高、裝備集成度先進(jìn)，僅在個(gè)別精煉糖廠使用；在我國(guó)絕大部分糖廠采用傳統(tǒng)真空煮糖技術(shù)，其中有的糖廠進(jìn)行了單個(gè)真空結(jié)晶罐連續(xù)煮糖技術(shù)改造，一般通過(guò)電導(dǎo)率儀、折光儀、溫度傳感器、壓力傳感器等檢測(cè)儀器進(jìn)行間接測(cè)定糖液溫度、沸點(diǎn)溫度以及過(guò)飽和度，但由于煮糖過(guò)程階段性復(fù)雜、糖膏粘度大、對(duì)流差等問(wèn)題，造成糖度、糖液溫度、真空下糖液沸點(diǎn)升高、糖液過(guò)飽和度等的準(zhǔn)確檢測(cè)有一定難度，形成了煮糖過(guò)程檢測(cè)分析滯后性強(qiáng)，且間接分析也造成誤差較大，對(duì)生產(chǎn)操作僅起到參考作用，特別是在檢測(cè)和控制煮糖用汽僅憑經(jīng)驗(yàn)操作，一種可實(shí)現(xiàn)在線進(jìn)行煮糖過(guò)程階段性分析、煮糖用汽品位的優(yōu)化以及實(shí)現(xiàn)煮糖過(guò)程自動(dòng)化控制的分配系統(tǒng)是煮糖行業(yè)的迫切需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，在于提供一種煮糖過(guò)程用汽分配調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，其可以根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備特性、物料性質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)操作方式實(shí)現(xiàn)煮糖過(guò)程用汽品位和用量的優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)提高煮糖過(guò)程效率和自動(dòng)化水平，為煮糖過(guò)程自動(dòng)控制提供一種新的系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，其特征在于:包括罐體與自動(dòng)煮糖控制器，罐體上設(shè)有采樣汁汽管、糖汁測(cè)量?jī)x、氣體流量測(cè)定儀、氣體密度測(cè)定儀、加熱進(jìn)氣管、加熱水管，所述的采樣汁汽管設(shè)在罐體的上部，所述的氣體流量測(cè)定儀、氣體密度測(cè)定儀設(shè)在采樣汁汽管內(nèi)，所述的加熱水管設(shè)有控制電磁閥，所述的自動(dòng)煮糖控制器分別與糖汁測(cè)量?jī)x、氣體流量測(cè)定儀、氣體密度測(cè)定儀、控制電磁閥相聯(lián)接。
[0006]所述的自動(dòng)煮糖控制器是一種具有理論分析控制模型、仿真控制模型及模型優(yōu)化算計(jì)功能的控制器。
[0007]所述的自動(dòng)煮糖控制器包括核心控制存儲(chǔ)模塊、汁汽流量監(jiān)測(cè)分析模塊、煮糖用汽分配調(diào)節(jié)及控制模塊、電源模塊、觸摸屏顯示控制模塊、歷史查詢模塊、報(bào)警模塊、外加用水控制模塊、糖汁基礎(chǔ)參數(shù)采集分析模塊、輔助參數(shù)協(xié)調(diào)控制模塊，由核心控制存儲(chǔ)模塊分別連接汁汽流量監(jiān)測(cè)分析模塊、煮糖用汽分配調(diào)節(jié)及控制模塊、電源模塊、觸摸屏顯示控制模塊、歷史查詢模塊、報(bào)警模塊、外加用水控制模塊、糖汁基礎(chǔ)參數(shù)采集分析模塊、輔助參數(shù)協(xié)調(diào)控制模塊。
[0008]所述的加熱進(jìn)氣管設(shè)有I效汁汽管、II效汁汽管、廢汽管，所述的I效汁汽管、II效汁汽管、廢汽管分別設(shè)有控制電磁閥。
[0009]所述的采樣汁汽管設(shè)有三個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)都設(shè)有上述的氣體流量測(cè)定儀、氣體密度測(cè)定儀。
[0010]所述的氣體流量測(cè)定儀是一種氣體體積流量測(cè)試儀或氣體質(zhì)量流量測(cè)定儀。
[0011]采用上述方案后，自動(dòng)煮糖控制器根據(jù)煮糖過(guò)程物料衡算和能量衡算，建立汁汽流量或流速的應(yīng)用控制模型，通過(guò)氣體流量測(cè)定儀、氣體密度測(cè)定儀的協(xié)同測(cè)定，及時(shí)調(diào)節(jié)煮糖過(guò)程選用蒸汽品位和蒸汽流量，通過(guò)煮糖階不同段的單位時(shí)間內(nèi)汁汽流量或汁汽流速的檢測(cè)與控制完成自動(dòng)煮糖控制過(guò)程。通過(guò)單位時(shí)間煮糖過(guò)程蒸發(fā)水分(汁汽)流量或流速的實(shí)時(shí)測(cè)定，為煮糖過(guò)程自動(dòng)控制提供一種新的分配系統(tǒng)。
[0012]采集生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，并通過(guò)構(gòu)建的煮糖過(guò)程控制模型進(jìn)行分析，在滿足生產(chǎn)即煮糖罐時(shí)平衡的前提下，合理劃分煮糖過(guò)程和分配煮糖用汽，并根據(jù)控制模型完成用汽品位的自動(dòng)調(diào)節(jié)，給生產(chǎn)操作和管理提供便利。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和進(jìn)步:
[0014]1、煮糖用汽品位和蒸汽用量可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，避免經(jīng)驗(yàn)操作的滯后性和不科學(xué)性；
[0015]2、建立大通道、低流速環(huán)境下汁汽流量的測(cè)定方法，為煮糖自動(dòng)控制提供一種新的輔助方法；
[0016]3、集成 的數(shù)學(xué)模型控制系統(tǒng)，通過(guò)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建仿真控制，客觀反映設(shè)備的運(yùn)行特性，為煮糖過(guò)程管理和操作提供指導(dǎo)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的工作原理方框圖；
[0019]圖中標(biāo)示為:
[0020]I罐體、2自動(dòng)煮糖控制器、3采樣汁汽管、4糖汁測(cè)量?jī)x、5氣體流量測(cè)定儀、6氣體密度測(cè)定儀、7加熱進(jìn)氣管、8加熱水管、21核心控制存儲(chǔ)模塊、22汁汽流量監(jiān)測(cè)分析模塊、23煮糖用汽分配調(diào)節(jié)及控制模塊、24電源模塊、25觸摸屏顯示控制模塊、26歷史查詢模塊、27報(bào)警模塊、28外加用水控制模塊、29糖汁基礎(chǔ)參數(shù)采集分析模塊、30輔助參數(shù)協(xié)調(diào)控制模塊、31采樣點(diǎn)、32采樣點(diǎn)、33采樣點(diǎn)、711效汁汽管、7211效汁汽管、73廢汽管、711控制電磁閥、712控制電磁閥、713控制電磁閥、81控制電磁閥。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳述，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0022]如圖1、2所示 :
[0023]一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，包括罐體I與自動(dòng)煮糖控制器2，罐體I上設(shè)有采樣汁汽管3、糖汁測(cè)量?jī)x 4、氣體流量測(cè)定儀5、氣體密度測(cè)定儀6、加熱進(jìn)氣管7、加熱水管8，所述的采樣汁汽管3設(shè)在罐體I的上部，所述的氣體流量測(cè)定儀5、氣體密度測(cè)定儀6設(shè)在采樣汁汽管3內(nèi)，所述的加熱水管8設(shè)有控制電磁閥81，所述的自動(dòng)煮糖控制器2分別與糖汁測(cè)量?jī)x4、氣體流量測(cè)定儀5、氣體密度測(cè)定儀6、控制電磁閥81相聯(lián)接。
[0024]所述的自動(dòng)煮糖控制器2是一種具有理論分析控制模型、仿真控制模型及模型優(yōu)化算計(jì)功能的控制器。
[0025]所述的自動(dòng)煮糖控制器2包括核心控制存儲(chǔ)模塊21、汁汽流量監(jiān)測(cè)分析模塊22、煮糖用汽分配調(diào)節(jié)及控制模塊23、電源模塊24、觸摸屏顯示控制模塊25、歷史查詢模塊26、報(bào)警模塊27、外加用水控制模塊28、糖汁基礎(chǔ)參數(shù)采集分析模塊29、輔助參數(shù)協(xié)調(diào)控制模塊30，由核心控制存儲(chǔ)模塊21分別連接汁汽流量監(jiān)測(cè)分析模塊22、煮糖用汽分配調(diào)節(jié)及控制模塊23、電源模塊24、觸摸屏顯示控制模塊25、歷史查詢模塊26、報(bào)警模塊27、外加用水控制模塊28、糖汁基礎(chǔ)參數(shù)采集分析模塊29、輔助參數(shù)協(xié)調(diào)控制模塊30。
[0026]所述的加熱進(jìn)氣管7設(shè)有I效汁汽管71、II效汁汽管72、廢汽管73，所述的I效汁汽管71、II效汁汽管72、廢汽管73分別設(shè)有三個(gè)控制電磁閥711、712、713。
[0027]所述的采樣汁汽管3設(shè)有三個(gè)采樣點(diǎn)31、32、33。
[0028]所述的氣體流量測(cè)定儀5是一種氣體體積流量測(cè)試儀或氣體質(zhì)量流量測(cè)定儀。
[0029]其中，核心控制存儲(chǔ)模塊21記錄存儲(chǔ)實(shí)時(shí)采集和歷史的數(shù)據(jù)，汁汽流量監(jiān)測(cè)分析模塊22實(shí)時(shí)采集汁汽的流量和密度參數(shù)，煮糖用汽分配調(diào)節(jié)及控制模塊23通過(guò)決策模型調(diào)節(jié)加熱用汽自動(dòng)閥門(mén)開(kāi)度大小，調(diào)節(jié)煮糖用汽品位和用汽量，觸摸屏顯示控制模塊25顯示主要操作參數(shù)、歷史信息查詢和系統(tǒng)設(shè)置等信息，報(bào)警模塊27對(duì)煮糖過(guò)程偏差、系統(tǒng)故障等問(wèn)題進(jìn)行預(yù)警，外加用水控制模塊28根據(jù)煮糖模型和煮制階段性糖膏過(guò)飽和度情況或人為添加水，以避免煮糖過(guò)程偽晶等不良問(wèn)題出現(xiàn)。
[0030]系統(tǒng)將外部采集的糖汁濃度、過(guò)飽和度、糖汁溫度、罐內(nèi)壓力、罐內(nèi)真空度、加熱蒸汽壓力等參數(shù)接入，通過(guò)糖汁基礎(chǔ)參數(shù)采集分析模塊進(jìn)行分析，更進(jìn)一步優(yōu)化煮糖用汽的控制調(diào)節(jié)。
[0031]下面以在糖廠的甲糖膏煮制過(guò)程中用汽的調(diào)整操作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0032]根據(jù)糖廠的生產(chǎn)榨量，進(jìn)行物料衡算和能量衡算以及罐時(shí)平衡構(gòu)建煮糖過(guò)程分析控制模型，并確定甲糖膏煮制過(guò)程各階段的煮制標(biāo)準(zhǔn)，即甲糖膏煮制過(guò)程蒸發(fā)水量或汁汽量的瞬時(shí)模型，然后開(kāi)始甲糖膏的物料參數(shù)輸入自動(dòng)煮糖控制器2中，其操作步驟為:
[0033](I)對(duì)甲糖膏的物料進(jìn)行檢測(cè)分析錘度、簡(jiǎn)純度、溫度并將數(shù)據(jù)上傳至自動(dòng)煮糖控制器2;
[0034](2)根據(jù)甲糖膏煮制過(guò)程自動(dòng)煮糖控制器2分析控制模型篩選合適的煮糖用汽類(lèi)型和用量；
[0035](3)在煮制過(guò)程中氣體流量測(cè)定儀5、氣體密度測(cè)定儀6實(shí)時(shí)檢測(cè)汁汽流量和汁汽密度，以及采集的煮糖過(guò)程實(shí)時(shí)錘度、過(guò)飽和度等參數(shù)，及時(shí)反饋至自動(dòng)煮糖控制器2進(jìn)行分析；
[0036](4)通過(guò)自動(dòng)煮糖控制器2進(jìn)行分析優(yōu)化用汽類(lèi)型和用量，并通過(guò)控制電磁閥實(shí)現(xiàn)煮糖用汽分配調(diào)節(jié)及控制的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0037]甲糖膏煮制過(guò)程用汽品味和用量和糖膏的純度大小、膏煮制過(guò)程糖膏濃度大小等關(guān)系密切，對(duì)于高純度糖膏(簡(jiǎn)純度大于86)，可以采用溫度較高的I效汁汽進(jìn)行快速煮制，當(dāng)糖膏濃度不斷增濃，設(shè)有糖膏攪拌裝置的煮糖罐由于對(duì)流較好，依然可以采用溫度較高的I效汁汽進(jìn)行煮制，但是為了避免焦糖、溶晶等問(wèn)題，加熱用汽類(lèi)型宜采用溫度較低的II效汁汽進(jìn)行慢慢煮制。對(duì)于低純度糖膏(簡(jiǎn)純度80-86)，由于純度低影響了糖膏結(jié)晶速率，不宜選用較高溫度的I效汁汽進(jìn)行煮糖，宜采用溫度較低的II效汁汽進(jìn)行煮制。隨著糖膏的不斷增濃，其錘度和粘度也逐漸增大，水分蒸發(fā)速率也有所改變，為避免發(fā)生焦糖、溶晶等問(wèn)題，加熱用汽類(lèi)型宜采用溫度較低的II效汁汽進(jìn)行慢慢煮制，并輔以機(jī)械攪拌，發(fā)現(xiàn)偽晶廣生等不良問(wèn)題，及時(shí)加水等措施進(jìn)行調(diào)整。
[0038]煮制過(guò)程中通過(guò)采集的汁汽流量和汁汽密度等參數(shù)，分析計(jì)算實(shí)時(shí)甲糖膏的過(guò)飽和度，及時(shí)制定和調(diào)整快速蒸發(fā)、抽種、整理、養(yǎng)晶和濃縮的用汽類(lèi)型，減少煮制時(shí)間和回水量，提高煮煉效率。直至糖膏達(dá)到既定的糖膏錘度94-95° Bx，進(jìn)行卸糖。 [0039]至此完成甲膏煮制過(guò)程的用汽類(lèi)型調(diào)節(jié)優(yōu)化操作。
【權(quán)利要求】
1.一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，其特征在于:包括罐體(1)與自動(dòng)煮糖控制器(2)，罐體(1)上設(shè)有采樣汁汽管(3)、糖汁測(cè)量?jī)x(4)、氣體流量測(cè)定儀(5)、氣體密度測(cè)定儀(6)、加熱進(jìn)氣管(7)、加熱水管(8)，所述的采樣汁汽管(3)設(shè)在罐體(1)的上部，所述的氣體流量測(cè)定儀(5)、氣體密度測(cè)定儀(6)設(shè)在采樣汁汽管(3)內(nèi)，所述的加熱水管(8)設(shè)有控制電磁閥(81)，所述的自動(dòng)煮糖控制器(2)分別與糖汁測(cè)量?jī)x(4)、氣體流量測(cè)定儀(5)、氣體密度測(cè)定儀(6)、控制電磁閥(81)相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，其特征在于:所述的自動(dòng)煮糖控制器(2)是一種具有理論分析控制模型、仿真控制模型及模型優(yōu)化算計(jì)功能的控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，其特征在于:所述的自動(dòng)煮糖控制器(2)包括核心控制存儲(chǔ)模塊(21)、汁汽流量監(jiān)測(cè)分析模塊(22)、煮糖用汽分配調(diào)節(jié)及控制模塊(23)、電源模塊(24)、觸摸屏顯示控制模塊(25)、歷史查詢模塊(26)、報(bào)警模塊(27)、外加用水控制模塊(28)、糖汁基礎(chǔ)參數(shù)采集分析模塊(29)、輔助參數(shù)協(xié)調(diào)控制模塊(30)，由核心控制存儲(chǔ)模塊(21)分別連接汁汽流量監(jiān)測(cè)分析模塊(22)、煮糖用汽分配調(diào)節(jié)及控制模塊(23)、電源模塊(24)、觸摸屏顯示控制模塊(25)、歷史查詢模塊(26)、報(bào)警模塊(27)、外加用水控制模塊(28)、糖汁基礎(chǔ)參數(shù)采集分析模塊(29)、輔助參數(shù)協(xié)調(diào)控制模塊(30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，其特征在于:所述的加熱進(jìn)氣管(7)設(shè)有I效汁汽管(71)、11效汁汽管(72)、廢汽管(73)，所述的I效汁汽管(71)、II效汁汽管(72)、廢汽管(73)分別設(shè)有控制電磁閥(711、712、713)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，其特征在于:所述的采樣汁汽管(3)設(shè)有三個(gè)采樣點(diǎn)(31、32、33)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一`種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，其特征在于:每個(gè)采樣點(diǎn)都設(shè)有氣體流量測(cè)定儀(5)、氣體密度測(cè)定儀(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煮糖用汽自動(dòng)調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)，其特征在于:所述的氣體流量測(cè)定儀(5)是一種氣體體積流量測(cè)試儀或氣體質(zhì)量流量測(cè)定儀。
【文檔編號(hào)】C13B25/06GK103589810SQ201310566276
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】高俊永, 黃向陽(yáng), 許廣球, 符瑞華, 郭劍雄, 陳駿佳, 孫瀟, 陸浩湉, 謝武裝, 梁波, 莫柳珍, 謝晉謀, 黃廷冠 申請(qǐng)人:廣州甘蔗糖業(yè)研究所