甜苷液濃縮逆流三效蒸發(fā)器控制方法的研究.pdf

1、在食品、制藥及化工等工業(yè)生產(chǎn)中，以生蒸汽為熱源的蒸發(fā)器被廣泛應(yīng)用于原料液的濃縮工藝中。早期這種蒸發(fā)器通常為能耗較高、效率較低的單效蒸發(fā)器。近年能耗低、效率高的多效蒸發(fā)器逐漸替代了單效蒸發(fā)器，最為常見的是三效蒸發(fā)器。早期的三效蒸發(fā)器多為手動(dòng)控制使得其在生產(chǎn)過程中的能耗及效率不甚理想，為了提高三效蒸發(fā)器工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，降低能耗、提高效率，研究三效蒸發(fā)器的自動(dòng)控制方法具有重要意義。
　　本文是受廣西師范大學(xué)環(huán)資學(xué)院植物成分提取實(shí)驗(yàn)室的

2、委托，對(duì)該實(shí)驗(yàn)室原有的設(shè)備一手動(dòng)控制的三效蒸發(fā)器所設(shè)計(jì)的技術(shù)改造方案，該設(shè)備主要用于羅漢果甜苷提取液的濃縮工藝中。針對(duì)該濃縮對(duì)象濃度較高時(shí)粘性大、流動(dòng)性差的特點(diǎn)，確定改造后的蒸發(fā)器工作方式為逆流三效自循環(huán)方式，并根據(jù)其工藝流程設(shè)計(jì)一套自動(dòng)控制系統(tǒng)，以求改造完成后能達(dá)到降低能耗、提高效率、操作便利的目的。
　　控制系統(tǒng)以PLC為控制核心，以安裝有MCGS工控軟件的PC和觸摸屏為上位機(jī)構(gòu)建。PC用作過程監(jiān)控，觸摸屏用于現(xiàn)場(chǎng)控制，具有自

3、動(dòng)控制模式和手動(dòng)控制模式。
　　對(duì)蒸發(fā)器的控制主要有以下幾個(gè)部分，生蒸汽壓力的控制、各效分離室及原料罐液位的控制、蒸發(fā)室真空度的控制、成品液濃度的控制、一效二次蒸汽流量的控制等。其中一效二次蒸汽流量的控制相關(guān)變量較多，簡(jiǎn)單的PID控制已無法滿足控制要求，在本文中采用前饋模糊PID算法實(shí)現(xiàn)一效二次蒸汽流量的控制。
　　關(guān)鍵參數(shù)的控制，在編寫相關(guān)PLC的控制程序前依據(jù)所確定的控制策略進(jìn)行Matlab仿真，確認(rèn)其合理性后，再通過編

4、寫PLC應(yīng)用程序予以實(shí)現(xiàn)。
　　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，在我院工控實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用前的模擬調(diào)試，并對(duì)模擬調(diào)試中暴露的問題進(jìn)行了改進(jìn)。模擬調(diào)試的結(jié)果表明控制系統(tǒng)對(duì)傳感器信號(hào)采集正常，控制動(dòng)作穩(wěn)定可靠，監(jiān)控界面工作正常。
　　文中對(duì)所采用的改造方案及三效逆流蒸發(fā)器的工藝流程作了介紹，給出了技術(shù)改造所需器件的選型，控制系統(tǒng)原理圖，對(duì)所編寫的PLC關(guān)鍵程序、PC機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控界面的功能及組態(tài)方法和觸摸屏界面的控制功能作了介紹，并重點(diǎn)對(duì)一