压榨自动化控制系统在糖厂中的应用研究

覃嵩伟

摘要：在糖厂制糖过程中，压榨机组的作用十分关键。为了能够有效提高压榨质量，减少设备能耗，可以将自动化控制系统应用其中，这样就可以明显提高控制生产操作的速率。与传统人工操作控制食糖生产的模式相比，自动化操控系统不再需要工作人员手动操作，降低了工作负担，节省了大部分用于聘请员工方面的资金，同时也会使食糖制造总量明显提高。因此，了解并全面推广自动操作系统对糖厂发展而言具有十分重要的现实意义。对此本文针对糖厂制糖压榨特点进行分析，并提出自动化控制系统的相关应用实践。

关键词：糖厂;自动化控制系统;DCS系统;压榨量;压榨机

信息化管理在我国制糖企业发展期间起步较晚，与发达国家相比仍存在一定的发展差距。通常情况下，糖厂的自动化发展水平与技术设备密切相关，设备精良的糖厂，其自动化生产程度也必然很高。也就是说，自动化控制系统能够让糖厂重新焕发出崭新活力。但是技术与装备的更新换代是一项十分漫长的过程，在此期间也需要投入大量的资金。如果能够将自动化控制系统全面应用在糖厂制糖压榨环节中，那么就会使装备潜能充分发挥出来，进而降低生产成本与过程损失，在提高劳动生产效率方面具有十分重要的作用，并且自动化技术的投资较少，见效非常快。

一、糖厂压榨过程特点分析

在糖厂制糖生产过程中，压榨是十分关键的环节之一，因为压榨具有一定的特殊性，因此通常会用到体型较大的机械设备，这样的设备在糖厂整体设备能耗中的占比较大，并且具备非常大的节能潜力。压榨过程看似简单，实际上操作流程十分复杂，压榨均衡性的好坏，直接影响着后续煮糖以及澄清等生产工序。通常情况下，糖厂压榨的基本工艺原则就是“三高一低”，具体就是抽出率、压榨量以及安全性较高，而能耗较低[1]。但是，目前我国大部分糖厂压榨设备的运行强度较大，在前后衔接波动的影响下，导致操作参数经常发生变动。与此同时，压榨设备的自动化程度不高，对压榨质量的提升造成了严重约束。

现如今，压榨过程的特点具体包含以下几点：一方面，压榨操作负荷波动较大，稳定性较差。受蔗料波动的影响，榨机转速调整始终无法跟上变化，这也导致榨机的过榨流程十分不稳定，波动问题特别明显，对压榨过程的稳定性造成了十分严重的影响，同时也不利于压榨质量的提高。另一方面，当压榨量较多时，甘蔗原材料无法顺利通过压榨机，再加上副产物蔗渣中包含着很多水分，所以造成了蔗糖大量流失，严重影响着蔗糖糖分的回收效率。

二、糖厂压榨自动化控制系统的实践应用

为了能够满足糖厂“三高一低”的工艺需求，则需要结合压榨流程特

点，合理应用自动化控制系统，引进先进的集散控制系统（DCS系统），对压榨流程实现自动化控制，在提高糖厂压榨质量的基础上，来减少生产能耗，为糖厂生产带来良好的经济效益[2]。

（一）DCS系统控制思路

糖厂在实际压榨生产过程中，通过利用DCS系统，不仅可以使压榨量轻松满足预期目标需求，还可以明显降低能耗，在提高抽出率的前提下，还可以使压榨机始终保持稳定、安全运行状态，DCS控制系统的具体应用思路如下：

1.顶辊控制

影响压榨机运行安全和抽出率的主要因素就是油压，而利用DCS系统可以科学合理地控制油压，对压榨设备中的顶辊起升高度进行自动化操控，这样一来，油压就可以得到充分发挥，压榨机的受力状态也会随之得到改良。

2.运行速度

通过DCS系统对糖厂压榨设备的自动化控制，可以为设备设定合理的运行速度。例如：350t/h的压榨量，压榨机速度要控制在550r/min。如果压榨量有所下降，那么DCS系统控制压榨机的转速也会随之降低，这样就可以实现降低能耗的目的。

3.出入口管理

在制糖压榨环节中，在压榨机间隙与摩擦等诸多方面的影响下，很可能会使出入口被挤开[3]。这时，开口的比值就会失调，对顶辊的会造成一定阻碍，甘蔗原料从压榨机通过的难度也会大大提升，进而强迫生产加速，电流快速上升，能耗也会随之增大。而应用DCS系统，能够对出入口进行自动化管理，有效解决避免上述问题。

（二）自动化控制系统的具体应用

1.控制压榨量

在构建DCS控制系统期间，压榨量的统计与控制十分关键。首先，在压榨量统计时，可以将角度传感器安装在二级传输带上，以此来收集压榨量的实时数据，随后再将其传送给DCS系统。在此基础上，还要读取当前系统的瞬间压榨量，在二者对比之后完成压榨量统计工作。另外，在控制压榨量过程中，为了能够使甘蔗原料均衡进入到压榨机当中，可以设计标准的统计时间，这样一来获得的压榨量曲线就是直线。在此前提下，调速电机就可以保持稳定运行。

2.监管高位槽

在高位槽监管期间，可以在每个槽位的侧面安装一个透明玻璃窗口，与此同时，窗口之外还要安装传感器，并将其与DCS系统连接在一起，对高位槽内部的副产物堆积高度进行检测[4]。此外，在DCS系统设计过程中，还可以应用高度优先控制的原则，如果高位槽内的副产物高度超过了预期设定的标准值，那么DCS系统就会自动提高压榨机的转速，这样就可以使高位槽内副产物的高度始终保持在一个合理的范围内。

3.监控压榨机

应用DCS系统可以对压榨机通过电流进行实时监控，在其设备安装传感器装置，就可以收集压榨机运行期间的电流值，并传送到DCS系统当中。如果电流值超出了标准范围，那么DCS系统就会适当降低转速，是电流维持在额定值范围内，从而实现节能的效果。

4.监控渗透水箱

在糖厂压榨生产期间，渗透水箱的控制十分重要，从整体上可以将控制环节分为液位控制與温度调节两部分。根据糖厂现场生产的实际要求，渗透水箱需要在液位控制方面高于温度控制。对此，可以利用PID控制装置配合串联的方式，来实现预期的控制效果，具体方法如下：一是要控制液位。由其中一个PID控制器来对渗透水箱内的液位进行自动化控制，根据提前设定好的液位高度，由DCS系统像PID控制器发送控制质量，对热水阀门进行合理控制，以此来确保水箱液位始终保持在提前设定好的高度区间当中。二是要对温度进行控制。剩余的PID控制器要负责对渗透水温度进行掌控，根据提前设定好的水温值来控制冷水阀开度大小，以此来调节水温，保证渗透水的温度始终保持在一个稳定的状态。三是要对水流量进行合理控制，根据糖厂实际生产需要，对渗透水箱相关参数进行设置，通过DCS系统可以对压榨量的统计数据进行实时控制，以此来实现渗透水用量的自动化调节。如果制糖压榨量较小，那么DCS系统就会对渗透水阀进行合理控制，减少流量。相反，如果压榨量较大，那么DCS系统就会适当增加渗透水阀开度，这样一来就可以保证渗透水域压榨量保持在一个稳定状态。

结束语：

总而言之，作为制糖厂生产期间的重要环节，提高压榨质量可以有效降低生产能耗。为了实现这一目标，需要合理应用集散控制系统，利用DCS系统不仅可以对压榨量进行合理控制，同时还能够保证压榨生产更加安全、高效，提高糖厂自动化制糖能力，这样一来糖厂的经济效益也会大幅度增长。

参考文献：

[1]梁贤慧，莫柳珍，骆荣贞.糖厂压榨工段DCS系统应用现状及发展趋势[J].广西糖业，2021（02）：14-17.

[2]汪文忠.浅谈糖厂压榨自动化控制系统的应用实践[J].广西糖业，2020（06）：30-31.

[3]罗长斌.自动化、信息化是制糖生产技术发展的方向[J].广西糖业，2020（05）：35-39.

[4]林福俊，黄义双，傅其军.糖厂压榨全过程DCS自动控制系统技术改造[J].轻工科技，2020，36（07）：13-14.