静压式液位计等自动化仪表在麦芽糖醇生产工艺自动控制系统的设计

　 　麦芽糖醇因为其营养价值高，甜味适口，甜度只有蔗糖的90％，风味柔和，不被大多数微生物利用，在口腔内不产生酸，能有效防止龋齿。随着人们的对于健康饮食要求标准的提高，其特殊的生理功能和特殊的用途越来越受到人们的青睐。麦芽糖醇是由麦芽糖经氢化还原而得的一种双糖醇，是淀粉糖的一种，属于多元糖醇，和赤藓糖醇、山梨醇、甘露糖醇等均属于功能性甜味剂产品。本文所述的麦芽糖醇以将DCS控制系统应用到麦芽糖醇的生产中，实现了生产过程的自动化，提高了生产技术水平，为企业带来了可观的效益。

 　　麦芽糖醇生产过程中的糖化、液化、脱色、离交、蒸发、加氢、结晶等工序，采用压力、温度、液位、真空度、流量等物理量为控制参数，需要用到各种自动化测量仪表，诸如静压式液位计，液位变送器，各类流量计，压力变送器等，通过自动化现场仪表和DCS控制系统组成的控制麦芽糖醇生产过程中各个控制点的一个大型控制系统。此系统的设计是根据特定的生产车间设计的一套自动控制生产线，以各种自动化测量设备和自动控制单元相互作用，达到各生产工序均可实现自动化生产，由各工序操作人员通过设定相应的符合生产需要的参数实现对各控制回路的调节。此控制系统经过实际生产运行，提高了生产参数的精度，大大的缩短了生产时间，提高了生产效率，减少了生产成本，对经济效益的增长发挥着极其重要的作用。 麦芽糖醇生产过程的自动化是时代发展所趋，高度的自动化生产线为公司的效益提升了一个新的台阶，使得公司在经济竞争十分激烈的当今具有十分强的实力。
 
　　1、过程变量的检测与变送
　　1.1温度检测与变送
　　温度是工业生产过程中常见的、基本的参数之一。从测量体与被测介质接触与否来分，有接触式测温和非接触式测温。接触式测温利用了热平衡的原理。非接触式测温通过接受被测介质发出的辐射热来测量温度。
　　常用的有热电偶和热电阻。
　　1.2压力、流量、液位检测及变送
　　1.2.1压力的测量。由于在现代工业生产过程中测量压力的范围很宽，测量的条件和精度要求各异，按其工作原理不同，压力检测仪表可以分为以下四类:弹性式，液柱式，电气式，活塞式。
　　1.2.2流量的测量。流量测量的方法很多，按其工作原理可分为：容积式流量计，速度式流量计，质量流量计。
　　1.2.3液位的测量。液位是指密封容器或开口容器中液面的高低。工业生产中常用的是静压式液位计、电容式液位计。变送器主要用于测量液体、气体或蒸汽的压力、差压、流量、液位等过程参量，并将其转化成标准统一信号DC4-20mA电流输出，以便实现自动检测或自动控制。

　　2 麦芽糖醇各生产工序自动控制系统的设计
　　2.1麦芽糖醇生产工艺流程
　　麦芽糖醇生产工艺可分为两部分，*先部分是将淀粉水解之城高麦芽糖浆，二部分是将制得的高麦芽糖浆加氢还原制成麦芽糖醇。整个工艺流程如下：淀粉调浆→PH调节→糖化→一次板框脱色→一次离子交换→液化→蒸发→加氢→二次脱色→二次离子交换→蒸发→色谱分离→
　　→提取液蒸发→结晶→离子交换→烘干→包装→成品
　　→
　　→提馀液→过滤（离交）→蒸发→母液罐（贮存）→外售醇液
　　2.2自动调节系统主要仪表及设备：
　　温度、压力、流量、液位的自动调节主要通过数字调节仪和DCS控制系统来自动调节，DCS控制系统采用上海新华的DCS控制系统。
　　所需主要仪表设备如下：
　　单插法兰智能液位变送器，铂热电阻wzp-231，酸碱计量泵，酶计量泵，PH计，电导率仪，PH记录仪和电导率记录仪，电动调节阀，一体化电磁流流量计，压力变送器，彩色无纸记录仪（配声光报警器带**模拟量输入、报警输出及以太网接口），电磁流量计，电接点压力表，行程开关，继电器，三通电动调节阀，气动薄膜调节阀，变频器，电动单座调节阀，防爆型压力变送器，铂热电阻wzp-240，智能自整定PID调节仪，双光柱数字显示仪，8路声光报警模块，电动执行器等。
　　2.3麦芽糖醇生产各工序的自动控制系统的设计
　　各工序均有相应的自动控制系统的设计，自动控制系统的设计及所需主要的仪表设备说明如下。
　　各个物料罐的液位、温度信号的测量，通过无纸记录仪显示简易示意图如图。

　　2.3.1淀粉调浆及液化工序自动控制系统的设计
　　调浆罐、上料罐、PH调节罐的液位分别由各自的液位变送器将测得的信号传送至DCS控制系统，在工控计算机上显示液位，并通过控制各罐的电动调节阀自动调节液位，在超高液位和超低液位时设置报警，并在工控机上显示报警。
　　PH调节罐的PH值和电导率用PH计和电导率仪测得信号并分别传送至现场的PH记录仪和电导率记录仪，同时传送至DCS控制系统，在工控计算机上显示PH值和电导率值，并通过控制酸碱计量泵来调节PH罐的PH值，通过控制酶计量泵来调节酶的用量。
　　各罐的温度通过铂热电阻分别将电阻信号传送至DCS控制系统，并在工控机上显示温度值。
　　上料罐搅拌电机由DCS控制。
　　一次和二次喷射进料流量均由电磁流量计将信号传送至DCS并在工控机上显示，流量由电动执行器控制；喷射出料温度由温度变送器测得信号并传送至DCS，在工控机上显示，蒸汽流量由电动执行器通过DCS控制。温度由进料流量和蒸汽流量实现自控。
　　一次和二次闪蒸出料泵由DCS控制，层流罐的液位由液位变送器将测得信号传送至DCS，并通过电动执行器控制。
　　盘管被压由压力变送器将测得信号传送至DCS，并在工控机上显示压力，通过电动执行器实现自动控制。
　　2.3.2糖化工序自动控制系统的设计
　　各糖化罐的液位由液位变送器测得4-20mA信号，温度由铂热电阻测得电阻信号，均传送至相应的12通道无纸记录仪并显示各罐的液位和温度，根据各罐液位要求设置液位报警信号，一旦超出要求的温度和液位，可通过无纸记录仪自动调节各罐的电动进料阀门控制液位，同时发出声光报警。
　　2.3.3板框脱色工序自动控制系统的设计
　　各脱色罐的液位及温度分别通过液位变送器和铂热电阻将测量的信号传送至相应的无纸记录仪，并显示各自液位和温度，通过设置相应的液位高低限报警，通过声光报警，无纸记录仪将信号传送至电动调节阀以调节进料流量，进料流量由电磁流量计测得信号并将信号传送至无纸记录仪并显示总流量和瞬时流量。
　　液压自动板框压滤机采用活塞式压力继电器与电接点压力表及行程开关配合，实现制动控制。该机液压系统如图所示。该系统可自动完成从板滤加压倒拉开滤板卸渣的整个工作循环。压滤机滤板系统压力通过电接点压力表测得压力值并通过调节电接点压力表的设定值，在压力到达（或开机时低于）下限时，电接点压力表的活动触点（电源公共端）与下限触头接通，继电器动作，接通电机，电机启动；当压力达到上限设定值时，电接点压力表的活动触点与设定指针上的上限触头接通，继电器动作，切断电机电源，电机停转，当压滤机到达一端行程开关位置时，行程开关接通电机正传电源，电机正传，到达另一端行程开关位置时，行程开关接通电机反传电源，电机反传，如此往复，实现自控。
　　2.3.4蒸发工序自动控制系统的设计
　　蒸发工序自动控制系统的设计比较复杂。一次蒸发、二次蒸发、三次蒸发、四次蒸发工序自动控制系统的设计方式基本相同。
　　蒸发进料流量由电动执行器通过DCS控制。蒸发进料流量通过电磁流量计将信号传送给DCS，并通过现场的触摸屏电脑控制电动执行器，触摸屏电脑和工控机共享，实现两地控制。
　　各效体温分离室温度由铂热电阻将信号传给DCS，一效分离室温度由DCS调节三通电动调节阀（控制蒸汽、进料）实现控制。
　　闪蒸出料浓度由质量流量传感器将信号传送给DCS，与调节蒸汽流量的电动调节阀实现串级控制。闪蒸出料液位由液位变送器将闪蒸罐液位信号传送给DCS，通过工控机自动调节电动调节阀，以实现对闪蒸罐液位的控制，并在工控机上显示液位。
　　各分离器真空压力由**压力变送器将信号传送至DCS，并在工控机上显示**压力。
　　各效体料液泵、真空泵、冷凝水泵、出料三通电动调节阀均由DCS控制。
　　2.3.5加氢工序自动控制系统的设计
　　沉降槽、脱色糖液储罐、糖液计量槽、洗涤槽液位、氢化液罐液位分别用各自的液位变送器将信号传给DCS，并在工控机上显示液位，糖液泵电机、涤槽搅拌电机和出料电动阀、氢压机启动电机均将信号传送至DCS，通过工控机控制。
　　反应釜温度、压力分别用防爆型铂热电阻和防爆型压力变送器将信号传送至DCS，并在工控机上显示温度和压力值，反应釜蒸汽流量通过气动薄膜调节阀控制，气动薄膜调节阀自动调节反应釜温度至设定温度。将反应釜搅拌电机接变频器，并将信号传送至DCS，通过工控机控制其启停。
　　2.3.6结晶工序自动控制系统的设计
　　立式结晶预结晶罐温度自动控制由铂热电阻将测得的信号传送给DCS，通过调节控制蒸汽流量的电动调节阀来实现温度的自动控制；预结晶罐液位自动控制由液位变送器将测得的信号传送给DCS，通过调节控制进料流量的电动调节阀来实现料位的自动控制；预结晶罐搅拌电机由变频器控制，并将信号传至DCS，通过工控机实现两地控制。1-4号立式结晶罐的液位、温度分别通过各自的液位变送器、铂热电阻将信号传至DCS，通过调节控制进料流量的电动调节阀和控制蒸汽的电动调节阀实现对各罐料位和温度的自动控制，各罐搅拌与预结晶罐的搅拌自控设计类似。
　　进水流量通过电磁流量计将测得的信号传送至DCS，并通过工控机实现对进水流量电动调节阀的控制。

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