摘要:介紹“兩次液化━兩次加酶”法生產淀粉糖控制系統的原理,重點描述“一線液化兩線糖化系統”在DCS上的具體實現。
關鍵詞:液化、糖化;計量泵;DCS;系統組態
1、 引 言
黃龍食品工業有限公司10萬噸/年生產裝置于2001年建成。生產裝置中液化工序一條線,進入糖化工序前分為兩條線。其生產方法為采用“兩次液化-兩次加酶”法工藝,經液化、糖化、過濾、脫色、離交、蒸發等工序,把淀粉乳轉化為客戶需求的不同DE值、不同組份的淀粉糖。其中液化、糖化為制糖工藝中的關鍵工序,因此控制好液化、糖化的工藝指標是穩定工藝、穩定產品組份的關鍵因素。
整個生產裝置采用浙江浙大中控自動化有限公司生產的SUPCON JX-300 DCS系統。其中由兩個控制站、一臺操作員站和一臺工程師組成。該液化控制策略利用系統組態、圖形化組態和SCX語言組態的方法來實現。
2、 工藝控制系統概述
2.1、控制點工藝流程圖(圖1) 圖1 控制點工藝流程簡圖
2.2、工藝流程框圖(圖2) 圖2 工藝流程框圖
2.3、工藝控制要點
2.3.1、一次噴射器噴射溫度(106溫度)
2.3.2、二次噴射器噴射溫度(107溫度)
2.3.3、兩次加酶重新控制(SIS-103,SIS-109),根據DFIC105質量流量計測量的質量流量和密度計算出淀粉乳的淀粉絕干量進行加酶控制。
2.3.4、糖化加酶控制(SIS-1111,SIS-1112),根據DFIC105質量流量計測量的質量流量和密度計算出淀粉乳的淀粉絕干量,再根據電磁流量計(FICA-1101,FICA-1102)的體積流量比進行加酶控制。
3、 控制系統的實現
3.1、硬件選擇
選用SUPCON JX-300系統的HART協議接口卡、SP313(電流信號輸入卡)、SP316(熱電阻信號輸入卡)、SP322(模擬信號輸出卡)、質量流量計、電磁流量計、計量泵、調節閥等組成圖1的控制系統。
3.2、軟件組態
3.2.1、創建DI、DO通道
3.2.2、確定控制方案
3.2.2.1、FICA105與FCV105構成單回路。
3.2.2.2、TICA106與TCV106構成單回路。
3.2.2.3、TICA107與TCV107構成單回路。
3.2.2.4、FICA105、DIA105、SIS103、SIS109構成比值控制回路。
3.2.2.5、FICA105、DIA105、FICA1101、FICA1102、SIS1111、SIS1112構成復雜控制回路。
3.3、控制方案實現
3.3.1單回路使用SUPCON JX-300X V3.10控制站下的常規控制方案即可實現(不再敘述)。
3.3.2、3.2.2.4與3.2.2.5用SCX語言實現。
程序如下:
con4()
{
sfloat c1,c2,c3,d1,d2,d3;
sfloat a,b;
sfloat m,n;
float k1,k2,k3,k4,k5;
m=_TAG("FICA1101");
n=_TAG("FICA1102");
a=sfmul(_TAG("FICA105"),_TAG("K47"));
_TAG("FI1011")=a;
b=sfmul(_TAG("FICA105"),_TAG("K47"));
_TAG("FI109")=b;
c1=sfmul(_TAG("FICA105"),_TAG("K47"));
c2=sfadd(m,n);
c3=sfdiv(m,c2);
_TAG("FI1111")=sfmul(c1,c3);
d1=sfmul(_TAG("FICA105"),_TAG("K47"));
d2=sfadd(m,n);
d3=sfdiv(n,d2);
_TAG("FI1112")=sfmul(d1,d3);
if(_TAG("K1011")!=OFF)
{
k1=sftof(_TAG("FI103"))*0.2057; //111.1/540.0;
g_bsc[32].SwAM=OFF;
g_bsc[32].MV=ftosf(k1);
}
if(_TAG("K1013")!=OFF)
{
k2=sftof(_TAG("FI109"))*0.4115; //222.2/600.0;
g_bsc[33].SwAM=OFF;
g_bsc[33].MV=ftosf(k2);
}
if(_TAG("K2007")!=OFF)
{
k3=sftof(_TAG("FI1111"))*0.5557; //166.7/300.0;
g_bsc[30].SwAM=OFF;
g_bsc[30].MV=ftosf(k3);
}
if(_TAG("K2107")!=OFF)
{
k4=sftof(_TAG("FI1112"))*0.5557; //166.7/300.0;
g_bsc[31].SwAM=OFF;
g_bsc[31].MV=ftosf(k4);
}
}
3.4、系統實驗及分析說明
系統試驗分2個步驟:
3.4.1單回路實驗。將控制的單回路手動運行,當測量值與給定值相當時投入自動,經PID參數調整,3個回路由于受測量滯后、設備本身和工藝的影響都存在較小余差,但在工藝要求控制范圍內,基本滿足工藝要求。
3.4.2、比值控制和復雜控制回路。將4個加酶控制回路置于自動狀態,用電子稱計量酶制劑的變化情況。運行2天后,工藝運行工程師根據計量的絕干淀粉進行加酶量的計量,結果表明基本滿足工藝對加酶量的要求。即保證了加酶的連續性又保證了加酶的準確性。
3.5結束言
該控制系統在整個生產線投入運行后,經調整投入運行,至今已有四年。在些期間,發生過短暫不加酶故障,均為酶制劑大顆粒堵塞計量泵所致,其它設備及控制系統方案沒有出現問題。說明該系統控制方案是可行的,工藝運行穩定可靠,完全滿足工藝的要求。
[參 考 文 獻]
1、 施 仁,劉文江,鄭輯光。自動化儀表與過程控制[M].第3版.電子工業出版社,2003
2、 王樹清,等. 先進控制技術及應用[M].北京:化學工業出版社,2001
3、 蔣慰孫,等. 過程控制工程[M]. 北京:中國石化工業出版社,2000
4、 尤 新,等. 淀粉糖品生產與應用手冊[M]. 北京:中國輕工業出版社,1996