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摘 要：本文从从三个方面入手对制糖工艺生产过程的自动化进行探讨，包括：压榨车间的自动化；澄清、蒸发的自动化；结晶阶段的自动化。
关键词：制糖工艺 生产过程 自动化
当前，现实制糖工艺各个环节的自动化，包括压榨自动控制，澄清蒸发自动控制以及结晶自动控制都能在生产过程中取代劣势的人工控制，在很大程度上降低了生产耗能，提高了生产效率，为企业带来最大的收益。
一、压榨车间的自动化
压榨车间所用的自控系统主要由两大部分组成：一个是基于doc状态的均衡进榨系统；另外就是以honeywellHC900和西门子PLC为核心控制器的DCS控制系统。均衡进榨系统主要分为进蔗系统和磷酸控制系统。进蔗系统以实时榨量为核心点来控制，以2个蔗带和3个斯解机的反馈电流、反馈速度作辅助对比量，从而形成一个稳定的多回路PID控制；而磷酸的加入量对整个制糖过程是至关重要的，以前磷酸的加入量几乎都是靠人为地检定加入，时而加入量多时而加入量少。设置磷酸系统后就不那么麻烦了，现在的磷酸量可以根据实时榨量和混合汁含磷酸量自动加入，如此就不会造成磷酸量时多时少的问题！设计这套均衡进榨系统后，在不需要人工干预的情况下可以让甘蔗或磷酸按照我们预定的量进行实时稳定地进榨或添加，与人工手动控制时的对比，可减少因人为控制不均匀而造成电机电流不稳定现象，还可以稳定地控制磷酸与蔗比。以honeywellHC900和西门子PLC为核心控制器的DCS控制系统，此系统是将压榨各子系统整合而形成的集中管理分散控制系统，他主要包括渗透水自动控制系统、自动加油系统以及六座榨机的转速控制系统，由三大稳定系统集合而成。
现在压榨自动控制系统在一定程度上对整个压榨过程实现了均衡入榨，有效控制榨机的转速，降低了蔗渣水分和转光度，降低了设备的故障率，保证了生产的连续性，确保了生产的持续安全进行，提高了生产管理效率，总体上达到均衡进蔗、均衡用电、均衡输出蔗渣等控制目的。虽然如此，但隐患也不少，在此对压榨自动控制系统的使用情况提出一些不足与建议，以便今后及个糖业的改进：第一，为降低系统的自动停机率，提高生产安全率，建议安装下位机控制器时使用冗余双网线控制器；第二，为降低设备的故障率以及维护的复杂性，建议把均衡进榨系统设计成冗余系统或者把它融合到DCS控制系统中；第三，DCS系统所使用的设备都是一些精密元件组成，经不起污染、敲打撞击、强电流冲击以及高温，这就要求建立一个防静电、防震动、防高温的稳压空调控制室。
二、澄清、蒸发的自动化
澄清、蒸发是整个制糖流程中最为复杂的一个流程，其大体流程是：首先是混合汁从压榨车间泵送到制炼车间澄清、蒸发工段的混合汁箱做缓存，再从混合汁箱泵送糖汁到一次加热器做一次加热，经一次加热后糖汁泵送到硫熏中和器进行中和，硫熏中和结束后进入中和汁箱做缓存，进而泵送到二次加热器进行二次加热，二次加热完成后进行抽泵泵送到沉降器进行沉降过滤，沉降池出来的产物是泥汁和淸汁，泥汁经吸滤机后得到滤汁和滤泥（直接出厂处理），滤汁经加热后再泵送到滤汁快沉进行沉降过滤，而淸汁则被泵送到淸汁箱做缓存以用于三次加热，清汁经过三次加热后进行五效真空蒸发，五效真空蒸发完成后糖浆进入粗糖浆平衡箱和粗糖浆箱后才完成整个蒸发过程。从整个蒸发流程看就很容易看出蒸发由两大系统来完成其工艺要求，一个是糖浆系统，另一个是用汽系统。而从自动控制的要求，要控制好糖浆系统就要求混合汁箱、中和汁箱、沉降器、清汁箱、五效蒸发罐、粗糖浆平衡箱、粗糖浆箱都要安装液位检测点，以作整个糖浆系统的工艺控制参考点；从整个工艺要求看，一次加热、二次加热、三次加热和五效真空蒸发的温度都要控制在一定范围内才能有效实现整个蒸发的目的，这就要求加热器的进出以及五效蒸发罐的汽室和汁室都要各安装一个温度检测点作为工艺控制参考点，以实现用汽系统的有效控制。现在，就澄清蒸发DCS系统而言，它安装了各控制点的液位检测系统，也安装了各箱罐的温度检测点，实现了糖浆系统的控制，也实现了用汽系统的控制，在一定程度上了降低能耗、提高糖分的收回率。
三、结晶阶段的自动化
结晶的方法大体上有两种，就是间歇式结晶法和连续结晶法。研究制糖工艺的自动化务必要求我们了解间歇式结晶和连续结晶的优缺点。连续结晶的液面低，静压损失较小，有利于使用低参数的蒸汽，提高热能使用率，而间歇式结晶则相反；间歇式结晶的加热面积和糖膏体积之比随着结晶的进行而变小，对流不好，不利于结晶，煮糖时间过长，而连续结晶的加热面积与糖膏体积之比保持不变，有利于对流结晶，缩短煮糖时间；在连续结晶过程中生产用汽均衡，有利于稳定生产；连续结晶生产便于管理，有利于实现生产过程自动控制。然而，连续结晶虽然好，但在长期研究中，它壁面挂糖和混晶的缺点仍然不能避免，这两个缺点严重影响产糖的质量。这就是为什么世界各国制糖工业的生产，从甘蔗的预处理、压榨提汁、澄清到蒸发等阶段，都能实现连续自动化生产，唯独结晶阶段不能使用连续化自动化生产。也正因为间歇式结晶不利于自动化生产，才导致自动控制结晶系统在整个糖业中发展缓慢。虽然间歇式结晶耗能耗材耗时较多，但它提高了成品糖质量，这就要求我们在没解决连续结晶存在的缺点前发展间歇式结晶，利用间歇式结晶的特点来发展结晶的自动控制系统，利用自动控制代替人工控制的优点进行节能降耗。
从整个结晶过程看，自动化的控制对象不单只液位，晶粒数和纯度的控制。为进一步提高产品产质量和生产效率、缩短结晶过程、降低能耗，它还需要配合一些辅助工具作为结晶自控的改进要点，做一个含有搅拌器的结晶自控系统，进而形成一个以真空度、母液过饱和度、粘稠度、温度、蒸汽压力、液位等为监测点的完整结晶系统。最后，为了整个结晶过程的稳定性和安全性，建议结晶自控系统使用双路稳压电源和双控制器做稳定及安全的保证。
参考文献：
[1]张劲顺，谢汝生，严文斌.糖厂蔗层厚度自动控制系统的开发和应用[J].电子技术应用，2001.（1）.
[2]黄文汉.糖厂压榨生产线P L C集中控制系统设计[J].大众科技，2005，（5）.
关键词：制糖工艺 生产过程 自动化
当前，现实制糖工艺各个环节的自动化，包括压榨自动控制，澄清蒸发自动控制以及结晶自动控制都能在生产过程中取代劣势的人工控制，在很大程度上降低了生产耗能，提高了生产效率，为企业带来最大的收益。
一、压榨车间的自动化
压榨车间所用的自控系统主要由两大部分组成：一个是基于doc状态的均衡进榨系统；另外就是以honeywellHC900和西门子PLC为核心控制器的DCS控制系统。均衡进榨系统主要分为进蔗系统和磷酸控制系统。进蔗系统以实时榨量为核心点来控制，以2个蔗带和3个斯解机的反馈电流、反馈速度作辅助对比量，从而形成一个稳定的多回路PID控制；而磷酸的加入量对整个制糖过程是至关重要的，以前磷酸的加入量几乎都是靠人为地检定加入，时而加入量多时而加入量少。设置磷酸系统后就不那么麻烦了，现在的磷酸量可以根据实时榨量和混合汁含磷酸量自动加入，如此就不会造成磷酸量时多时少的问题！设计这套均衡进榨系统后，在不需要人工干预的情况下可以让甘蔗或磷酸按照我们预定的量进行实时稳定地进榨或添加，与人工手动控制时的对比，可减少因人为控制不均匀而造成电机电流不稳定现象，还可以稳定地控制磷酸与蔗比。以honeywellHC900和西门子PLC为核心控制器的DCS控制系统，此系统是将压榨各子系统整合而形成的集中管理分散控制系统，他主要包括渗透水自动控制系统、自动加油系统以及六座榨机的转速控制系统，由三大稳定系统集合而成。
现在压榨自动控制系统在一定程度上对整个压榨过程实现了均衡入榨，有效控制榨机的转速，降低了蔗渣水分和转光度，降低了设备的故障率，保证了生产的连续性，确保了生产的持续安全进行，提高了生产管理效率，总体上达到均衡进蔗、均衡用电、均衡输出蔗渣等控制目的。虽然如此，但隐患也不少，在此对压榨自动控制系统的使用情况提出一些不足与建议，以便今后及个糖业的改进：第一，为降低系统的自动停机率，提高生产安全率，建议安装下位机控制器时使用冗余双网线控制器；第二，为降低设备的故障率以及维护的复杂性，建议把均衡进榨系统设计成冗余系统或者把它融合到DCS控制系统中；第三，DCS系统所使用的设备都是一些精密元件组成，经不起污染、敲打撞击、强电流冲击以及高温，这就要求建立一个防静电、防震动、防高温的稳压空调控制室。
二、澄清、蒸发的自动化
澄清、蒸发是整个制糖流程中最为复杂的一个流程，其大体流程是：首先是混合汁从压榨车间泵送到制炼车间澄清、蒸发工段的混合汁箱做缓存，再从混合汁箱泵送糖汁到一次加热器做一次加热，经一次加热后糖汁泵送到硫熏中和器进行中和，硫熏中和结束后进入中和汁箱做缓存，进而泵送到二次加热器进行二次加热，二次加热完成后进行抽泵泵送到沉降器进行沉降过滤，沉降池出来的产物是泥汁和淸汁，泥汁经吸滤机后得到滤汁和滤泥（直接出厂处理），滤汁经加热后再泵送到滤汁快沉进行沉降过滤，而淸汁则被泵送到淸汁箱做缓存以用于三次加热，清汁经过三次加热后进行五效真空蒸发，五效真空蒸发完成后糖浆进入粗糖浆平衡箱和粗糖浆箱后才完成整个蒸发过程。从整个蒸发流程看就很容易看出蒸发由两大系统来完成其工艺要求，一个是糖浆系统，另一个是用汽系统。而从自动控制的要求，要控制好糖浆系统就要求混合汁箱、中和汁箱、沉降器、清汁箱、五效蒸发罐、粗糖浆平衡箱、粗糖浆箱都要安装液位检测点，以作整个糖浆系统的工艺控制参考点；从整个工艺要求看，一次加热、二次加热、三次加热和五效真空蒸发的温度都要控制在一定范围内才能有效实现整个蒸发的目的，这就要求加热器的进出以及五效蒸发罐的汽室和汁室都要各安装一个温度检测点作为工艺控制参考点，以实现用汽系统的有效控制。现在，就澄清蒸发DCS系统而言，它安装了各控制点的液位检测系统，也安装了各箱罐的温度检测点，实现了糖浆系统的控制，也实现了用汽系统的控制，在一定程度上了降低能耗、提高糖分的收回率。
三、结晶阶段的自动化
结晶的方法大体上有两种，就是间歇式结晶法和连续结晶法。研究制糖工艺的自动化务必要求我们了解间歇式结晶和连续结晶的优缺点。连续结晶的液面低，静压损失较小，有利于使用低参数的蒸汽，提高热能使用率，而间歇式结晶则相反；间歇式结晶的加热面积和糖膏体积之比随着结晶的进行而变小，对流不好，不利于结晶，煮糖时间过长，而连续结晶的加热面积与糖膏体积之比保持不变，有利于对流结晶，缩短煮糖时间；在连续结晶过程中生产用汽均衡，有利于稳定生产；连续结晶生产便于管理，有利于实现生产过程自动控制。然而，连续结晶虽然好，但在长期研究中，它壁面挂糖和混晶的缺点仍然不能避免，这两个缺点严重影响产糖的质量。这就是为什么世界各国制糖工业的生产，从甘蔗的预处理、压榨提汁、澄清到蒸发等阶段，都能实现连续自动化生产，唯独结晶阶段不能使用连续化自动化生产。也正因为间歇式结晶不利于自动化生产，才导致自动控制结晶系统在整个糖业中发展缓慢。虽然间歇式结晶耗能耗材耗时较多，但它提高了成品糖质量，这就要求我们在没解决连续结晶存在的缺点前发展间歇式结晶，利用间歇式结晶的特点来发展结晶的自动控制系统，利用自动控制代替人工控制的优点进行节能降耗。
从整个结晶过程看，自动化的控制对象不单只液位，晶粒数和纯度的控制。为进一步提高产品产质量和生产效率、缩短结晶过程、降低能耗，它还需要配合一些辅助工具作为结晶自控的改进要点，做一个含有搅拌器的结晶自控系统，进而形成一个以真空度、母液过饱和度、粘稠度、温度、蒸汽压力、液位等为监测点的完整结晶系统。最后，为了整个结晶过程的稳定性和安全性，建议结晶自控系统使用双路稳压电源和双控制器做稳定及安全的保证。
参考文献：
[1]张劲顺，谢汝生，严文斌.糖厂蔗层厚度自动控制系统的开发和应用[J].电子技术应用，2001.（1）.
[2]黄文汉.糖厂压榨生产线P L C集中控制系统设计[J].大众科技，2005，（5）.