關鍵詞：清凈 DDS-5 控制系統 比值器 感測器 調節器 工控機
我國的製糖行業屬於傳統工業，1995年以前自動控制應用水平非常低，只在個別工段應用一些測溫，測壓等裝置。1995以後，我國製糖行業開始大規模應用自動控制，改造傳統設備，使製糖行業的自動化水平得到極大提高。根據提汁流量按比例這套控制系統全部由丹麥尼魯公司設計提供，實現製糖車間全部實現自動控制。其中清凈工段由DDS-5控制櫃組實現整個生產過程的自動控制。
1. 控制系統的設計過程及原理
尼魯公司設計的清凈工段控制採用國外成熟的控制系統結合中國的實際情況確定的。主控制系統是DDS-5控制櫃組，由D5工控機和福克斯寶羅氣動儀錶兩部分組成。氣動儀錶控制比例加灰.一二碳飽充控制，D5工控機控制一二碳的過濾系統。由於現場環境惡劣，所以比例加灰和一二碳飽充控制採用氣動儀錶控制。比例加灰根據提汁流量按比例自動調節石灰乳加入量，不論物料來量如何變化，物料和石灰乳的比值不變，使預灰鹼度使終保持最佳狀態。通過兩台福克斯寶羅氣動調節器.一台比值器.四台E+H電磁流量計.三台氣動調節隔膜伐完成自動控制。如遇到突發情況可以調到手動狀態進行手動調節。一二碳鹼度控制由兩台PH分析儀.氣動調節儀.壓力感測器和氣動調節閥組成一套控制系統。PH分析儀將鹼度的變化通過變送器和氣電轉換器輸出20-100Kpa標準氣信號給氣動調節儀，調節儀根據給定值和測量值計算出偏差值，輸出標準氣信號控制Co2調節閥實現整個飽充的自動調節。一碳和二碳過濾的自動控制則D5工控機來實現。一碳過濾系統六台過濾器由兩台工控機控制，每台工控機控制三台過濾器，兩台工控機通過軟體實現聯機控制，使六台過濾器可以自由調配使用。二碳由一台工控機控制五台過濾器。
2. 控制系統的組成
2.1工控機
D5工控機的生產商為美國德州儀器公司，由丹麥尼魯公司編寫的控制程序其中兩台通過軟體和並口數據線相連。基本配置為主板，DC5V電源，真空熒光點陣顯示器，數字輸入輸出板卡和模擬量輸入輸出板卡，磁碟驅動器等。
2.2氣動調節器
氣動調節器的輸入輸出信號為20-100Kpa氣信號，控制方式由自動和手動兩種控制方式。自動調節部分包括測量指示機構，給定信號發訊及指示機構，調節單元，平衡器，邏輯單元等。手動部分包括手操器和閥位顯示機構。
2.3感測器
感測器主要有溫度.液位.壓力.流量.PH分析儀等。輸出執行器有氣動調節閥.變頻器.啟動開關蝶閥.氣動隔膜調節閥等。感測器的選型要針對不同的工藝條件選擇最佳的方案。例如泥漿罐的液位測量選用E+H的電容式液位電極測量，其輸出0-4ma信號經過轉換器轉換為標準的4-20ma信號送到D5工控機。
3控制模式
3.1閥門控制方式為主
工藝變數的調控以氣動調節閥開關閥為主，變頻控制少量應用於有特殊要求的工藝設備上。D5工控機輸出的電信號經電氣轉換器轉換成標準氣信號控制氣動調節閥。過濾器的自動運行的起停.保護.連鎖.報警全部由工控機完成。
3.2報警管理方式
人機界面設有報警信息提示窗，對於系統出現的各種報警進行管理，報警信息的查詢非常方便。適用於現代化生產管理的要求。
3.3人機界面（HMI）
人機界面（HMI）人機界面為真空熒光點陣顯示器。測量點的信息實時顯示，在人機界面上可以進行狀態監控.運行顯示.工藝變數顯示.及其參數的設定與顯示。
3.4PID控制
氣動調節器的PID採用微分先行的方式，這種PID構成方式有一個優點，就是當改變給定值Pg時，儀錶的輸出不會產生附加擾動，有利於控制系統的穩定。
4 DDS控制系統的特點
4.1系統的可控制能力高
生產線上的部分電機，全部閥門. 各種工藝參數.控制迴路等均可實現自動控制。人機對話簡單，系統提示全面。
4.2 系統控制靈活，可操作性強
設備的起停.保護.聯鎖.報警，各種控制參數的設定，全部在D5工控機上進行操作，普通操作工人可根據工藝要求或實際生產運行情況進行設置。
4.3 生產控制穩定，系統維護方便
不需要二次儀錶進行數據的採集，環境惡劣的設備採用氣動儀錶控制，故障率大大降低。系統組成簡單，維護量小。
4.4 系統實用性好
對於不同的控制條件其PID值可根據控制的對象不同進行調節設置，適應溫度.壓力.液位.流量等多種物理量的控制。可以實現手動.自動無干擾切換。
5. DDS控制系統在實際生產中的應用
清凈工段自成一套控制系統，相關聯的工段在生產過程中有關聯的工藝變數共享。控制櫃安裝在控制室，工控機和氣動調節儀.記錄儀等安裝在控制柜上，通過櫃間連線將控制迴路與工控機的輸入輸出板相連。氣動表通過信號管和工段現場的變送器.執行機構相連。
5.1 比例加灰系統
電磁流量計檢測出提汁量以4-20ma標準信號送到控制櫃由電氣轉換器轉換成20-100Kp的標準氣信號給氣動調節器F 4101，石灰乳流量由流量計檢測輸出4-20ma信號經電氣轉換器轉換成20-100Kp氣信號給氣動調節器F4103，F4101.F4103的輸出送給F4105,F4105內部有一比值器，F4103與F4101的差值與F4105比值器內的值對比后輸出偏差值，F4105根據偏差值輸出氣信號，控制調節閥調節石灰乳加入量。
5.2一二碳飽充控制系統
滲出汁加入石灰乳在一二碳加入Co2進行飽充處理，E+HPH分析儀對一二碳汁的鹼度進行分析，通過變送器輸出4-20ma，通過電氣轉換器轉換成20-100Kp氣信號送到調節器，與給定值比較后輸出氣信號給執行器進行調節，根據鹼度的變化調節Co2閥門開度，以增加或減少Co2的加入量。壓力變送器把Co2的壓力變化傳送給控制系統的Co2壓力調節儀，根據給定值調整Co2調節閥的開度，使Co2壓力保持在一個恆定值，使終點鹼度始終保持最佳鹼度。
5.3過濾控制系統
3台D5工控機控制十一台過濾器，一台過濾器過濾過程分為進料.反洗.排泥.吹泥.排空.等待六個步驟。分為手動自動控制，自動控制時由工控機的時間程序控制。在不正常情況下用手動控制。一台過濾器有7個氣動開關閥，一個壓力開關兩個電容式液位電極兩個互鎖式緊急停車開關。變送器送來的4-20ma信號通過模擬量輸入板送到主板，開關量反饋信號通過數字量輸入板轉換成數字量送到主板，程序處理后輸出數字信號到數字量輸出板輸出DC24V或DC0V信號給電磁閥箱，電磁閥輸出0.45-0.6Mpa壓縮空氣控制閥門開關。由於過濾器在更換濾布時具有危險性，所以加有兩個連鎖緊急停車開關，以提高運行的安全性。
6.結束語
本系統工控機採用國際先進的主板和軟體系統，故障率低，系統穩定。感測器及輸出執行器選型符合工藝條件的要求，控制點選擇經濟合理，從實用角度出發，系統操作簡單，對生產操作人員沒有過高的技術要求，較適合國內糖廠操作人員的實際情況。
參考文獻
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