Глава 11. Системы автоматизации производства сахара

1. Технологические процессы свеклосахарного

и сахарорафинадного производств как объекты управления

Сахарная промышленность объединяет свеклосахарные заво­ды, сырьем для которых служит свекла, и сахарорафинадные заводы, подвергающие дополнительной обработке сахарный пе­сок, полученный на свеклосахарных заводах.

Свеклосахарное производство представляет собой последова­тельность взаимосвязанных процессов, протекающих в ряде от­делений и аппаратов. Процесс получения сахарного песка нз свеклы включает гидромеханические, механические, тепловые, диффузионные и другие процессы. Свеклосахарное производство является непрерывно-поточным, характеризуется высокими зна­чениями потоков материала и энергии, сложностью процессов массотеплообмена, большой протяженностью производствен­ных линии, наличием внутренних обратных связей по парамет­рам. Свеклосахарное производство как объект управления харак­теризуется большой размерностью вектора контролируемых па­раметров (свыше 400), наличием транспортного запаздывания и инерционными свойствами отдельных аппаратов, распределен­ными значениями параметров по времени и протяженности аппаратов.

В настоящее время разработана и рекомендована к внедре­нию типовая схема автоматизации свеклосахаршэго производст­ва СА-85. В схеме (ряс. 11.1) показаны последовательность расположения цехов (отделений), объединенных в процессе свек­лосахарного производства, и организация управления по двух­уровневой структуре — с локальных пунктов управления (Г1У) и центрального диспетчерского пункта (НЛП) управления заво­дом. Локальные ПУ наряду со связью с соответствующими отде­лениями и ЦД11 оснащены еще телефонной связью и промышлен­ным телевидением для связи со службой КИПиА, электротех­нической службой, химической лабораторией н управленческим персоналом завода.

iso

Рнс. II I. Структурная схема управления ТП гпеклосахорного завода

Типовая схема автоматизации СА-85 составлена на основании комплекса научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, опыта внедрения систем автоматизации на действующих заводах и предусматривает контроль свыше 400 параметров процесса, стабилизацию и программное регулирование основных режимных параметров, осуществляемое 110 контурами регулиро­вания, Схема СА-85 охватывает все технологические участки производства, для которых спроектированы независимые системы управлении, предусматривающие наряду со стабилизацией ре­жимных параметров оптимизацию отдельных процессов за счет использования серийных средств автоматизации.

Техническое обеспечение СА-85 базируется в основном на элементах пневматической и электрической ветвей ГСП. В си­стемах локальной автоматизации применятся средства автома­тизации спецразработок — датчики реологических характеристик утфеля и плотности рафинадных сиропов, датчики контроля дви­жения транспортерных лент и индикаторы наличия на них са­хара. устройства для выпуска утфеля из вакуум-аппаратов и пр.

Сахарорафинадное производство является высокомеханизиро­ванным, характеризуется высокой интенсивностью процессов, на­личием параллельных линий материальных потоков и значитель­ным числом единиц технологического оборудования. Производст­во по характеру протекающих процессов разбито на ряд отделе­ний. имеющих тесные технологические связи по материальным и энергетическим потокам. Между отделениями предусмотрены промежуточные накопительные емкости. Структурная схема про­изводства сахара-рафинада представлена на рис. 11.2

Склад бестарного хранения оснащен поточно-транспортнымн механизмами, подающими сырье из железнодорожных вагонов

Рис. 11.2. Структурная схема процессов сахарорафинадного завода

в производственные бункера и помещения склада. В роспуск ном отделении размещены клеровочные- аппараты и сборники промо ев. Полученный в отделении сироп должен иметь определенные температуру и концентрацию сухих веществ. Отделение очистки енрпма оснащено траниевымн и патронными фильтрами, сборни­ками сиропа до и после фильтров Отделение ионнтных реакторов включает сборник перед ионнтнымн реакторами, понятные реак­торы н сборники промоев после новитных реакторов. О качестве работы отделения сулят по количеству отфильтрованного сока и его цветности.

Вакуум-выпарное отделение оснащено вакуум-аппаратами и сборниками перед ними, утфелемешалкаын н утфелераспредели- телямн Концентрация сухих веществ в уваренном сиропе (утфе- ле) является одним из наиболее важных количественных пока­зателей работы отделения. Отделение центрифугирования, вклю­чающее центрифуги непрерывного действия, через тракт подачн рафинадной кашки связано с участком прессования н фасовки. В состав последнего входят пресс-сушильные агрегаты, произво­дительность которых определяется расходом рафинадной кашки н частотой вращения ротора установки. Любое сахарорафинад­ное производство имеет склад готовой продукции, оснащенный поточно-транспортными механизмами для транспортировки паке­тов и коробов.

Производство сахара-рафинада является непрерывно-дискрет­ным, так как п составе оборудования производственных отделе­ний задействованы аппараты с периодической организацией об­работки — вакуум-аппараты, утфелемешалкм и центрифуги про­дуктовых утфелей. Производственной продукцией сахарорафи­надных заводов являются быстрорастворимый прессованный са­хар-рафинад. прессованный колотый сахар, сахар рафинад в мелкой упаковке, жидкий сахар и патока.

Для сахарорафинадных заводов типовая схема автоматиза­ции (подобная Г.А-85) формально не составлена Однако для двух основных видов сахарорафинадного производства, исполь­зующих в качестве сырья тростниковый сахар-сырец и промыш­ленный сахар-песок, разработаны достаточно полные проекты комплексных систем локальной автоматизации процессов и аппа­ратов. головные образцы которых внедрены и эксплуатируются на сахарорафинадных заводах. Специфичность сред, нх агрес­сивность, наличие механических включений создают сложности в измерении ряда параметров, определяют объективные труд­ности при автоматизации этих заводов.