靜壓式液位計等自動化儀表在麥芽糖醇生產工藝自動控制系統的設計

　 　麥芽糖醇因為其營養價值高，甜味適口，甜度只有蔗糖的90％，風味柔和，不被大多數微生物利用，在口腔內不產生酸，能有效防止齲齒。隨著人們的對于健康飲食要求標準的提高，其特殊的生理功能和特殊的用途越來越受到人們的青睞。麥芽糖醇是由麥芽糖經氫化還原而得的一種雙糖醇，是淀粉糖的一種，屬于多元糖醇，和赤蘚糖醇、山梨醇、甘露糖醇等均屬于功能性甜味劑產品。本文所述的麥芽糖醇以將DCS控制系統應用到麥芽糖醇的生產中，實現了生產過程的自動化，提高了生產技術水平，為企業帶來了可觀的效益。

 　　麥芽糖醇生產過程中的糖化、液化、脫色、離交、蒸發、加氫、結晶等工序，采用壓力、溫度、液位、真空度、流量等物理量為控制參數，需要用到各種自動化測量儀表，諸如靜壓式液位計，液位變送器，各類流量計，壓力變送器等，通過自動化現場儀表和DCS控制系統組成的控制麥芽糖醇生產過程中各個控制點的一個大型控制系統。此系統的設計是根據特定的生產車間設計的一套自動控制生產線，以各種自動化測量設備和自動控制單元相互作用，達到各生產工序均可實現自動化生產，由各工序操作人員通過設定相應的符合生產需要的參數實現對各控制回路的調節。此控制系統經過實際生產運行，提高了生產參數的精度，大大的縮短了生產時間，提高了生產效率，減少了生產成本，對經濟效益的增長發揮著極其重要的作用。 麥芽糖醇生產過程的自動化是時代發展所趨，高度的自動化生產線為公司的效益提升了一個新的臺階，使得公司在經濟競爭十分激烈的當今具有十分強的實力。
 
　　1、過程變量的檢測與變送
　　1.1溫度檢測與變送
　　溫度是工業生產過程中常見的、基本的參數之一。從測量體與被測介質接觸與否來分，有接觸式測溫和非接觸式測溫。接觸式測溫利用了熱平衡的原理。非接觸式測溫通過接受被測介質發出的輻射熱來測量溫度。
　　常用的有熱電偶和熱電阻。
　　1.2壓力、流量、液位檢測及變送
　　1.2.1壓力的測量。由于在現代工業生產過程中測量壓力的范圍很寬，測量的條件和精度要求各異，按其工作原理不同，壓力檢測儀表可以分為以下四類:彈性式，液柱式，電氣式，活塞式。
　　1.2.2流量的測量。流量測量的方法很多，按其工作原理可分為：容積式流量計，速度式流量計，質量流量計。
　　1.2.3液位的測量。液位是指密封容器或開口容器中液面的高低。工業生產中常用的是靜壓式液位計、電容式液位計。變送器主要用于測量液體、氣體或蒸汽的壓力、差壓、流量、液位等過程參量，并將其轉化成標準統一信號DC4-20mA電流輸出，以便實現自動檢測或自動控制。

　　2 麥芽糖醇各生產工序自動控制系統的設計
　　2.1麥芽糖醇生產工藝流程
　　麥芽糖醇生產工藝可分為兩部分，*先部分是將淀粉水解之城高麥芽糖漿，二部分是將制得的高麥芽糖漿加氫還原制成麥芽糖醇。整個工藝流程如下：淀粉調漿→PH調節→糖化→一次板框脫色→一次離子交換→液化→蒸發→加氫→二次脫色→二次離子交換→蒸發→色譜分離→
　　→提取液蒸發→結晶→離子交換→烘干→包裝→成品
　　→
　　→提馀液→過濾（離交）→蒸發→母液罐（貯存）→外售醇液
　　2.2自動調節系統主要儀表及設備：
　　溫度、壓力、流量、液位的自動調節主要通過數字調節儀和DCS控制系統來自動調節，DCS控制系統采用上海新華的DCS控制系統。
　　所需主要儀表設備如下：
　　單插法蘭智能液位變送器，鉑熱電阻wzp-231，酸堿計量泵，酶計量泵，PH計，電導率儀，PH記錄儀和電導率記錄儀，電動調節閥，一體化電磁流流量計，壓力變送器，彩色無紙記錄儀（配聲光報警器帶萬能模擬量輸入、報警輸出及以太網接口），電磁流量計，電接點壓力表，行程開關，繼電器，三通電動調節閥，氣動薄膜調節閥，變頻器，電動單座調節閥，防爆型壓力變送器，鉑熱電阻wzp-240，智能自整定PID調節儀，雙光柱數字顯示儀，8路聲光報警模塊，電動執行器等。
　　2.3麥芽糖醇生產各工序的自動控制系統的設計
　　各工序均有相應的自動控制系統的設計，自動控制系統的設計及所需主要的儀表設備說明如下。
　　各個物料罐的液位、溫度信號的測量，通過無紙記錄儀顯示簡易示意圖如圖。

　　2.3.1淀粉調漿及液化工序自動控制系統的設計
　　調漿罐、上料罐、PH調節罐的液位分別由各自的液位變送器將測得的信號傳送至DCS控制系統，在工控計算機上顯示液位，并通過控制各罐的電動調節閥自動調節液位，在超高液位和超低液位時設置報警，并在工控機上顯示報警。
　　PH調節罐的PH值和電導率用PH計和電導率儀測得信號并分別傳送至現場的PH記錄儀和電導率記錄儀，同時傳送至DCS控制系統，在工控計算機上顯示PH值和電導率值，并通過控制酸堿計量泵來調節PH罐的PH值，通過控制酶計量泵來調節酶的用量。
　　各罐的溫度通過鉑熱電阻分別將電阻信號傳送至DCS控制系統，并在工控機上顯示溫度值。
　　上料罐攪拌電機由DCS控制。
　　一次和二次噴射進料流量均由電磁流量計將信號傳送至DCS并在工控機上顯示，流量由電動執行器控制；噴射出料溫度由溫度變送器測得信號并傳送至DCS，在工控機上顯示，蒸汽流量由電動執行器通過DCS控制。溫度由進料流量和蒸汽流量實現自控。
　　一次和二次閃蒸出料泵由DCS控制，層流罐的液位由液位變送器將測得信號傳送至DCS，并通過電動執行器控制。
　　盤管被壓由壓力變送器將測得信號傳送至DCS，并在工控機上顯示壓力，通過電動執行器實現自動控制。
　　2.3.2糖化工序自動控制系統的設計
　　各糖化罐的液位由液位變送器測得4-20mA信號，溫度由鉑熱電阻測得電阻信號，均傳送至相應的12通道無紙記錄儀并顯示各罐的液位和溫度，根據各罐液位要求設置液位報警信號，一旦超出要求的溫度和液位，可通過無紙記錄儀自動調節各罐的電動進料閥門控制液位，同時發出聲光報警。
　　2.3.3板框脫色工序自動控制系統的設計
　　各脫色罐的液位及溫度分別通過液位變送器和鉑熱電阻將測量的信號傳送至相應的無紙記錄儀，并顯示各自液位和溫度，通過設置相應的液位高低限報警，通過聲光報警，無紙記錄儀將信號傳送至電動調節閥以調節進料流量，進料流量由電磁流量計測得信號并將信號傳送至無紙記錄儀并顯示總流量和瞬時流量。
　　液壓自動板框壓濾機采用活塞式壓力繼電器與電接點壓力表及行程開關配合，實現制動控制。該機液壓系統如圖所示。該系統可自動完成從板濾加壓倒拉開濾板卸渣的整個工作循環。壓濾機濾板系統壓力通過電接點壓力表測得壓力值并通過調節電接點壓力表的設定值，在壓力到達（或開機時低于）下限時，電接點壓力表的活動觸點（電源公共端）與下限觸頭接通，繼電器動作，接通電機，電機啟動；當壓力達到上限設定值時，電接點壓力表的活動觸點與設定指針上的上限觸頭接通，繼電器動作，切斷電機電源，電機停轉，當壓濾機到達一端行程開關位置時，行程開關接通電機正傳電源，電機正傳，到達另一端行程開關位置時，行程開關接通電機反傳電源，電機反傳，如此往復，實現自控。
　　2.3.4蒸發工序自動控制系統的設計
　　蒸發工序自動控制系統的設計比較復雜。一次蒸發、二次蒸發、三次蒸發、四次蒸發工序自動控制系統的設計方式基本相同。
　　蒸發進料流量由電動執行器通過DCS控制。蒸發進料流量通過電磁流量計將信號傳送給DCS，并通過現場的觸摸屏電腦控制電動執行器，觸摸屏電腦和工控機共享，實現兩地控制。
　　各效體溫分離室溫度由鉑熱電阻將信號傳給DCS，一效分離室溫度由DCS調節三通電動調節閥（控制蒸汽、進料）實現控制。
　　閃蒸出料濃度由質量流量傳感器將信號傳送給DCS，與調節蒸汽流量的電動調節閥實現串級控制。閃蒸出料液位由液位變送器將閃蒸罐液位信號傳送給DCS，通過工控機自動調節電動調節閥，以實現對閃蒸罐液位的控制，并在工控機上顯示液位。
　　各分離器真空壓力由**壓力變送器將信號傳送至DCS，并在工控機上顯示**壓力。
　　各效體料液泵、真空泵、冷凝水泵、出料三通電動調節閥均由DCS控制。
　　2.3.5加氫工序自動控制系統的設計
　　沉降槽、脫色糖液儲罐、糖液計量槽、洗滌槽液位、氫化液罐液位分別用各自的液位變送器將信號傳給DCS，并在工控機上顯示液位，糖液泵電機、滌槽攪拌電機和出料電動閥、氫壓機啟動電機均將信號傳送至DCS，通過工控機控制。
　　反應釜溫度、壓力分別用防爆型鉑熱電阻和防爆型壓力變送器將信號傳送至DCS，并在工控機上顯示溫度和壓力值，反應釜蒸汽流量通過氣動薄膜調節閥控制，氣動薄膜調節閥自動調節反應釜溫度至設定溫度。將反應釜攪拌電機接變頻器，并將信號傳送至DCS，通過工控機控制其啟停。
　　2.3.6結晶工序自動控制系統的設計
　　立式結晶預結晶罐溫度自動控制由鉑熱電阻將測得的信號傳送給DCS，通過調節控制蒸汽流量的電動調節閥來實現溫度的自動控制；預結晶罐液位自動控制由液位變送器將測得的信號傳送給DCS，通過調節控制進料流量的電動調節閥來實現料位的自動控制；預結晶罐攪拌電機由變頻器控制，并將信號傳至DCS，通過工控機實現兩地控制。1-4號立式結晶罐的液位、溫度分別通過各自的液位變送器、鉑熱電阻將信號傳至DCS，通過調節控制進料流量的電動調節閥和控制蒸汽的電動調節閥實現對各罐料位和溫度的自動控制，各罐攪拌與預結晶罐的攪拌自控設計類似。
　　進水流量通過電磁流量計將測得的信號傳送至DCS，并通過工控機實現對進水流量電動調節閥的控制。

上一條：如何提高利用壓力變送器測量密度變化介質容器的液位值
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