Система управления отделением клеровки сахара-сырца

Назначение

Система управления отделением клеровки сахара-сырца на сахарных заводах предназначена для автоматического управления производительностью отделения по величине откачки сиропа на производство, учета поступающего в производство сахара-сырца, стабилизации содержания сухих веществ в сиропе и температуры в мешалке.

Функции

• Обеспечение заданной производительности отделения.
• Обеспечение заданной плотности сиропа.
• Контроль текущей производительности отделения по сырцу, промывочной или чистой воде, сиропу (как сумма компонент).
• Контроль работы транспортера, мешалки, насосов.
• Контроль текущих температур воды и сиропа.
• Подача предупредительной сигнализации в следующих случаях:
  • при понижении температуры воды на клеровку;
  • при остановке или недостаточной подаче сырца;
  • при прекращении поступления промывочной воды и переключении на чистую воду.
• Осуществление аварийной сигнализации при остановке транспортера, мешалки или насоса.

Реализация

Система управления отделением клеровки (рис. 2) состоит из трех функциональных подсистем:

1. Подсистема дозирования сахара-сырца
2. Подсистема контроля и ручного управления мешалкой
3. Станция управления

Подсистема дозирования сахара-сырца

Функции подсистемы дозирования сахара-сырца

• Перевешивание потока сырца, поступающего самотеком из приемного бункера, в который сырец выгружается из автомобиля (погрузчика) без предварительного взвешивания. Перевешивание производится циклически фиксированными дозами (50–100 кг), величина которых задается при настройке. Погрешность измерения фактического веса дозы при учете не превышает 100 г. Перед очередным дозированием запоминается вес «тары», что позволяет учитывать налипание сырца после сброса дозы. При этом ведется оперативный учет сырца за смену и с начала сезона. Учетные данные могут быть переданы на центральный компьютер в систему диспетчеризации.
• Автоматическое регулирование производительности перевешиваемого потока сырца. Оператором (или регулятором расхода сырца станции управления при автоматическом режиме) в весовом терминале задается производительность потока в тоннах/час. После каждого отвеса рассчитывается момент следующего сброса навески, набирается следующая доза и ожидается истечение расчетного времени для ее сброса. В случае существенной задержки поступления сырца в дозатор производится звуковая сигнализация об опустошении приемного бункера или «зависании» сырца в нем.
• Визуальный контроль производительности и переработки сырца на двух индикаторах весового терминала.

Подсистема дозирования сахара-сырца может работать как автономно, так и под контролем станции управления. В последнем случае станция управления запускает или останавливает дозирование, задает производительность, реагируя необходимым образом на нарушения функционирования подсистемы.

Состав подсистемы дозирования сахара-сырца

• Весы-дозатор сырца (рис. 3) с максимальной производительностью не менее 30 тонн/час, в состав которых входят:
  • секторная заслонка с проходным шлюзом 200×300 мм, управляемая пневмоцилидром;
  • весовая камера из нержавеющей стали с рамой емкостью 130 литров, имеющая 3 тензодатчика и двухстворчатое откидное днище специальной конструкции, которое управляется пневмоцилидром. Угол скольжения продукта при выгрузке составляет 75° к горизонтали, что обеспечивает надежную выгрузку при низкой сыпучести сырца.
• Станция дозирования (рис. 4), в состав которой входят:
  • средства управления пневмоцилиндрами секторной заслонки и весовой камеры, а также контроля их положения;
  • весовой терминал, контролирующий состояние элеватора и мешалки при дозировании. При их остановке терминал приостанавливает процесс дозирования и звуковой сигнализацией оповещает об аварийной ситуации. При этом на индикаторе весового терминала высвечивается причина останова.
• Подвесовой бункер.

Метод поверки станции дозирования

Так как погрешность фактической навески величины дозы не имеет значения для точности перевешивания и стабилизации расхода сырца на производство, то поверку и калибровку подсистемы проводят как для весов. Фиксируется показания весоизмерительной системы при пустой очищенной весовой камере и номинальной нагрузке (например, 60 кг). По двум точкам весовой терминал автоматически рассчитывает калибровочную характеристику.

Подсистема контроля и ручного управления мешалкой

Функции подсистемы контроля и ручного управления

• Визуальный контроль технологических параметров (расход воды или промоя, температура сиропа, уровень в буферной емкости).
• Управление в ручном режиме клапанами расхода воды/промоя и пара.

Состав подсистемы контроля и ручного управления

• Датчики:
  • дискретные (сухой контакт) – контроль работы элеватора, мешалки, насосов сиропа;
  • аналоговые (токовый сигнал) – расход воды (промоя), уровень сиропа в буферной емкости, температура сиропа в мешалке.
• Исполнительные механизмы – запорно-регулирующие клапаны подачи воды (промоя) и пара на подогрев сиропа.

Станция управления

Функции станции управления

• Учет часовых расходов сырца за последние 48 часов.
• Звуковая и визуальная сигнализация ситуаций:
  • отсутствие подачи сахара-сырца из приемного бункера;
  • отсутствие или недостаток воды;
  • останов элеватора, мешалки, насосов сиропа.
• Автоматическое управление стабилизацией концентрации сухих веществ в сиропе и температуры сиропа на заданных уровнях.
• Поддержание заданного уровня сиропа в буферной емкости независимо от величины его откачки на производство.
• Блокировка. Останов мешалки вызывает останов подачи сахара-сырца и воды, останов подачи воды вызывает останов подачи сырца, останов подачи сырца вызывает останов подачи воды. Указанные ситуации сопровождаются звуковой сигнализацией с указанием причины на индикаторе.

Концентрацию сиропа в виде соотношения «промой/сырец» или непосредственно в процентах содержания сухих веществ в сиропе задает оператор клеровочного отделения через терминал станции управления. Производительность отделения регулируется автоматически, поддерживая необходимый уровень сиропа в буферной емкости при произвольной откачке сиропа на производство.

В контроллере станции управления реализованы следующие программные регуляторы: регулятор расхода сырца, стабилизатор расхода промоя/воды, регулятор соотношения «сырец/вода», регулятор уровня сиропа в буферной емкости, регулятор температуры.

Регуляторы расхода сырца и стабилизатор расхода промоя/воды могут работать как в автономном, так и в каскадном режиме. В каскадном режиме управляющий сигнал регулятора уровня поступает в качестве задания регулятору сырца. Значение текущего расхода сырца поступает на вход регулятора соотношения, выход которого определяет задание на расход промоя.

Состав станции управления

• Цифровые приборы, показывающие расход воды (промоя), уровень сиропа в буферной емкости, температуру сиропа в мешалке.
• Блоки управления запорно-регулирующими клапанами в ручном режиме и переключением РУЧНОЙ/АВТОМАТ.
• Светодиодные индикаторы состояния оборудования (ВКЛ/ВЫКЛ) элеватора, мешалки, насосов сиропа.
• Контроллер.
• Средства ввода информации от датчиков.
• Канал обмена информацией с подсистемой дозирования.
• Силовые ключи управления клапанами.
• Терминал оператора отделения клеровки.
• Звуковой сигнализатор нарушений.
• Блок питания.

Как показал опыт, в автоматическом режиме колебания сухих веществ в сиропе составляют не более 0,5% даже при нестабильной откачке сиропа. Откачку сиропа задает оператор без какого-либо согласования с клеровочным отделением. Управление отделением не требует высокой квалификации. В штатном режиме необходимо только следить за наличием сырца в приемном бункере и при необходимости корректировать задание на соотношение промой/сырец.