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1 背景

糖類是人體主要營養(yǎng)來源之一，人體的消耗要以糖類氧化后產(chǎn)生的熱能來維持，人體活動所需的能量大約有70%是靠糖類供給的，食糖不僅是人類生活的必需品，同時也是飲料、糖果、制藥等相關(guān)行業(yè)中不可或缺的原料。我國作為重要的食糖生產(chǎn)國與消費(fèi)國，糖料種植在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，僅次于糧食、油料、棉花，居第四位。

在食糖生產(chǎn)方面我國制糖業(yè)目前人力資源消耗極高，但日榨制糖量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于制糖強(qiáng)國，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式消耗大量的人力資源，某糖廠日榨1.4萬噸，職工880人，還沒包括大量的榨季臨時工。泰國日榨1.5萬噸，僅配備210人左右；澳大利亞日榨1.3萬噸，職工人數(shù)不到100人。由此可見，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式人力成本高、人力資源嚴(yán)重浪費(fèi)、自動化程度低、不符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。隨著制糖行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)日益提高，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，人工操作已經(jīng)難以達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)與產(chǎn)品指標(biāo)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。再加上信息難以整合，極大拖慢生產(chǎn)節(jié)奏，對生產(chǎn)管理帶來嚴(yán)重遲滯。因此，建設(shè)智能工廠對于制糖行業(yè)來說勢在必行。

當(dāng)前，中國制造企業(yè)正在加快智能工廠的建設(shè)步伐，南寧糖業(yè)股份有限公司作為目前國內(nèi)制糖行業(yè)最大的國有控股上市公司，中國輕工業(yè)制糖行業(yè)十強(qiáng)企業(yè)，開啟了“自動化、智能化、數(shù)字化”的現(xiàn)代化智慧工廠建設(shè)道路。

甘蔗制糖工序包括壓榨→沉清（也作澄清、清凈）→蒸發(fā)→上浮→煮糖→分蜜→干燥→篩分→包裝，另外生產(chǎn)中產(chǎn)生的蔗渣不僅可作為鍋爐燃料，發(fā)電供汽，為整個工廠提供動力，部分蔗渣還可施肥、造紙等。

圖1 蔗糖生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈

圖2 幾種甘蔗制糖工藝步驟簡介

2 項目目標(biāo)

此項目是針對南寧糖業(yè)明陽糖廠的全自動化全信息化改建，改建項目不同于新建項目，實施難度比較大，現(xiàn)場有大量的獨立控制單元，除了1萬多點的物理點外，還要將二十幾臺不同類型的單元控制器進(jìn)行通訊整合，實現(xiàn)中央控制室的總體調(diào)度。整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)共包含三層：分別是控制網(wǎng)絡(luò)（控制器與I/O站之間的現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡(luò)）、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（人機(jī)界面計算機(jī)HMI與控制站之間的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓I(yè)以太網(wǎng)）、主控室監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)（主控室服務(wù)器與現(xiàn)場操作站的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓饫w環(huán)網(wǎng)），通過光纖環(huán)網(wǎng)連接各分控室的操作站，實現(xiàn)全廠數(shù)據(jù)的完全整合管理。并配置大屏幕顯示（拼接）屏，可顯示全廠生產(chǎn)關(guān)鍵工序的監(jiān)控畫面，掌握全廠的生產(chǎn)動態(tài)，調(diào)度指揮生產(chǎn)。為提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕芯W(wǎng)絡(luò)均采用冗余結(jié)構(gòu)。

按生產(chǎn)工序設(shè)置5個DCS分控室，甘蔗預(yù)處理壓榨分控室（控制站*3）、澄清蒸發(fā)分控室（控制站*3）、成糖分蜜干燥分控室（控制站*4）、熱電站鍋爐汽機(jī)控制室（控制站*5），該控制室通過通訊的方式連接2個PLC控制室，分別是壓榨翻板機(jī)除雜系統(tǒng)分控室、熱電中水/污水系統(tǒng)分控室。分控室主要作用是就近布置系統(tǒng)控制站、I/O柜、現(xiàn)場檢測、執(zhí)行單元配電等，以減少工程電纜的長度。分控室布置操作站，提供本地監(jiān)控。通過布置光纖網(wǎng)絡(luò)，將分控室操作站集中到中央調(diào)度控制室，實現(xiàn)全廠集中生產(chǎn)操作管理。

圖3 整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3 項目實施與應(yīng)用

項目采用優(yōu)穩(wěn)公司自主研發(fā)的UW600DCS控制系統(tǒng)，對南寧糖業(yè)明陽糖廠進(jìn)行全廠自動化改造，成功設(shè)計并實現(xiàn)了：壓榨車間自動喂蔗系統(tǒng)，國內(nèi)首套DCS自動化煮糖系統(tǒng)，并針對動力車間多種開關(guān)型調(diào)節(jié)閥自主設(shè)計伺服控制算法，成功解決了此種閥門開度不穩(wěn)定、無法進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的問題。另外，對現(xiàn)場16臺分蜜機(jī)采用Profibus、ModBus等工業(yè)總線通訊進(jìn)行集中控制，成功實現(xiàn)了分密系統(tǒng)的集中化生產(chǎn)管理。此自動化生產(chǎn)控制系統(tǒng)能夠很好的滿足制糖業(yè)各工段的生產(chǎn)需求，實現(xiàn)生產(chǎn)管理的自動化、信息化、智能化。

（1）壓榨提汁

壓榨提汁生產(chǎn)線按逆物料啟動、順物料停車來運(yùn)作。即啟動時，為了避免設(shè)備同時啟動而造成負(fù)載的陡增，同時也為了防止蔗料在生產(chǎn)線上的堵塞，采用先啟動后級設(shè)備，延時后再啟動前一級的設(shè)備的逆向延時啟動方式；停機(jī)時，為了使在生產(chǎn)線上殘余的物料能完成其剩余的工藝流程，采用先停止前一級設(shè)備，延時后再停止后一級設(shè)備的順向延時停機(jī)方式。另外當(dāng)設(shè)備有故障發(fā)生時，控制系統(tǒng)能及時報警并能顯示出故障，同時使輸送機(jī)1和輸送機(jī)2能立即互鎖停機(jī)，以免造成嚴(yán)重事故。

壓榨車間是蔗糖生產(chǎn)的第一步，其大型設(shè)備多，要求高響應(yīng)高精度的同時，必須保證操作安全及產(chǎn)品質(zhì)量。壓榨系統(tǒng)主要可分為進(jìn)蔗系統(tǒng)與泵浦系統(tǒng)，進(jìn)蔗系統(tǒng)主要包括：一、二級帶轉(zhuǎn)速控制、提升機(jī)轉(zhuǎn)速控制、榨機(jī)轉(zhuǎn)速控制以及耙齒機(jī)轉(zhuǎn)速聯(lián)鎖控制；泵浦系統(tǒng)主要包括：稀汁桶液位控制、滲透水流量控制以及混合汁流量控制。具體描述如下：

一級帶轉(zhuǎn)速控制：一級帶相當(dāng)于入蔗量的預(yù)處理控制，此時帶速采用串級PID進(jìn)行自動控制，主調(diào)節(jié)為二級帶料位，其料位值可進(jìn)行設(shè)定，副調(diào)為一級帶料位，協(xié)同主調(diào)及時準(zhǔn)確調(diào)整一級帶轉(zhuǎn)速，使二級帶料位槽不空槽不漲槽，這樣才能保證二級帶的均衡進(jìn)蔗。

圖4 壓榨一線泵浦界面

二級帶轉(zhuǎn)速控制：主要根據(jù)核子稱傳至DCS的實時榨量調(diào)整二級帶轉(zhuǎn)速的大小，保證其進(jìn)入榨機(jī)的“纖維量”恒定，從而保證榨機(jī)的負(fù)荷穩(wěn)定。

榨機(jī)轉(zhuǎn)速控制：通過五級料位開關(guān)控制，設(shè)定好基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速后，若一級料位開關(guān)動作則增加設(shè)定轉(zhuǎn)速1，二級料位開關(guān)動作則增加設(shè)定轉(zhuǎn)速2，三級料位開關(guān)動作則增加設(shè)定轉(zhuǎn)速3，四級料位開關(guān)動作則增加設(shè)定轉(zhuǎn)速4，五級料位開關(guān)動作則增加設(shè)定轉(zhuǎn)速5，同時，相近兩個料位開關(guān)進(jìn)行互鎖。即用每座高位槽的料位點信號指示本座壓榨機(jī)調(diào)速,保證高位槽料位的穩(wěn)定高度，從而使通過各壓榨機(jī)的蔗層厚度均勻，人轆壓力均勻、達(dá)到高榨、高抽出、低負(fù)荷的目的。

耙齒機(jī)轉(zhuǎn)速聯(lián)鎖聯(lián)鎖控制：整條生產(chǎn)線只降速度不停機(jī)，以保證能夠及時順利開機(jī)，穩(wěn)定生產(chǎn)。各榨機(jī)停止對應(yīng)的耙齒機(jī)也停止，另外，一線6#榨機(jī)轉(zhuǎn)速降至額定轉(zhuǎn)速10%時，5#耙齒機(jī)轉(zhuǎn)速（歸0）；鍋爐1#皮帶停止時，5#耙齒機(jī)轉(zhuǎn)速歸0；并按5#耙——4#耙——3#耙——2#耙——1#耙——提升機(jī)——二級帶——一級帶的順序，停止滑差電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速（調(diào)速器歸0）。

稀汁桶液位控制：采用智能PID調(diào)節(jié)器，在均衡壓榨的同時，對各個稀汁桶設(shè)定合理的液位值，使各個榨機(jī)對應(yīng)的稀汁桶液位做到不空不溢，這樣才能保證混合汁液位的穩(wěn)定。

滲透水控制：首先，進(jìn)入滲透水箱的冷熱水管各有一個開關(guān)閥傳至DCS，通過控制這兩個閥門來調(diào)節(jié)滲透水箱的溫度及液位；然后，通過調(diào)節(jié)滲透水泵的出口調(diào)節(jié)閥，來調(diào)節(jié)進(jìn)入榨機(jī)的滲透水流量。

混合汁流量控制：混合汁的調(diào)節(jié)首先需要保證其流量的穩(wěn)定性，而混合汁箱則可以看成壓榨車間至制煉車間的一個“緩沖器”，在保證流量的同時，也不允許其抽空或者溢出，本項目中采用智能化數(shù)學(xué)建模與PID結(jié)合進(jìn)行控制，在液位與流量中引入榨量變化，榨量增加則混合汁流量也進(jìn)行緩慢增加，同樣榨量減小其也逐漸減小，這樣自動調(diào)節(jié)去制煉車間的混合汁流量，保證制煉車間原料正常。

（2）沉清上浮

壓榨出來的蔗汁還含有很多雜質(zhì)，沉清工段通過去除非糖分以提高糖汁的純度，并降低其粘度和色值，為煮糖結(jié)晶提供優(yōu)質(zhì)的原料糖漿。

沉清上浮工藝作為貫穿制糖過程的關(guān)鍵操作，直接影響著糖的質(zhì)量和產(chǎn)量，而時間、溫度、pH值則是沉清工段的重要指標(biāo)。而此次沉清的主要控制難點在于對糖汁一次加熱和二次加熱溫度的控制，也就是對中和反應(yīng)的控制。

由于蔗汁蒸發(fā)受高溫影響，將會導(dǎo)致其消耗時間過長，進(jìn)而使蔗汁的pH值受到時間影響降低，糖汁偏酸，加快轉(zhuǎn)化速度，令溫度升高，最后導(dǎo)致時間進(jìn)一步延長，降低收回率。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，我們通過優(yōu)穩(wěn)特有的智能PID對一次加熱、二次加熱汁汽閥進(jìn)行控制，精確控制加熱溫度在100℃左右，使現(xiàn)場實現(xiàn)了自動化控溫生產(chǎn)，既減少了人為干擾，又實現(xiàn)了溫度的精確控制，保證了生產(chǎn)質(zhì)量。

圖5 沉清控制界面

本次上浮工段通過最小二乘法進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，精確控制絮凝劑以及磷酸加入量、打泡流量和糖漿流量，與設(shè)定值誤差達(dá)到2.5%以內(nèi)。從而更好的控制工藝參數(shù)，使氣泡與絮凝劑充分混合，進(jìn)入上浮器后更好的捕捉色素物質(zhì)與膠體顆粒，迅速浮升與清汁分離。為獲得低色值、低粘度、低濁度和低含硫的良好糖漿打下了基礎(chǔ)。

（3）五效蒸發(fā)

蒸發(fā)系統(tǒng)是制糖生產(chǎn)過程中的心臟，需將清凈后的低錘度稀糖汁通過蒸發(fā)，除去大量水份，濃縮成較高錘度65°BX左右的糖漿，供結(jié)晶煮糖。

本項目用六個蒸發(fā)罐來實現(xiàn)五效蒸發(fā)，總會有一個蒸發(fā)罐處于備用狀態(tài)。四效汁汽會從四號蒸發(fā)罐或五號蒸發(fā)罐出來，然后經(jīng)過熱水平衡箱至上浮器，經(jīng)過浮清處理后再進(jìn)入五號或六號蒸發(fā)罐，也就是最終的五效汁汽從五號或六號蒸發(fā)罐出來，然后經(jīng)過濃縮罐至沉清糖漿箱，得到清糖漿以用于煮糖。

圖6 蒸發(fā)DCS界面

由于蒸發(fā)系統(tǒng)的六個蒸發(fā)罐是連在一起的，上級蒸發(fā)罐的汁汽直接進(jìn)入下級蒸發(fā)罐，所以各個蒸發(fā)罐的液位也是相互影響的。我們主要控制各個蒸發(fā)罐聯(lián)通管道上的調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)各個蒸發(fā)罐的進(jìn)汁汽量來調(diào)節(jié)其液位的高低。在此之前，首先需做到穩(wěn)定初始加熱蒸汽壓力，這樣才能在大環(huán)境穩(wěn)定的前提下對各個蒸發(fā)罐的液位進(jìn)行自動調(diào)整。同時還需注意各個蒸發(fā)罐的壓力，由于蒸發(fā)系統(tǒng)采用的是真空差壓式蒸發(fā)，靠微差壓來進(jìn)行汁汽的有效流轉(zhuǎn)，一效蒸發(fā)壓力約在0.25MPa左右，逐級遞減，所以對各個蒸發(fā)罐的真空度控制尤為重要。

我們通過智能化串級PID控制原理，主調(diào)節(jié)參數(shù)為各蒸發(fā)罐壓力，副調(diào)節(jié)為反應(yīng)較為靈敏的蒸發(fā)罐液位，實時監(jiān)測，實時響應(yīng)。在保證各蒸發(fā)罐真空度的前提下，將各蒸發(fā)罐的液位維持在量程的三分之一左右，確保為下級煮糖提供優(yōu)質(zhì)的糖漿。另外，控制用汽量與五效真空罐的溫度，通過不同的壓力對應(yīng)的不同飽和蒸汽溫度，對溫度設(shè)定值進(jìn)行實時跟蹤與調(diào)整。這樣在保證蒸汽用量處于最佳狀態(tài)的同時，使用汽效率最大化，將糖分回收率增加，并降低能耗。

（4）煮糖與結(jié)晶

在煮糖過程中，真空度、蒸汽壓力、入料濃度和溫度這四個技術(shù)條件，自始至終都是相互影響，相互聯(lián)系的。在整個煮煉過程中，需要穩(wěn)定控制好真空度、蒸汽壓力、入料濃度與溫度，使水分蒸發(fā)與蔗糖沉積的速率平衡。

在本項目中，間歇煮糖主要針對甲糖糕的煮制，實現(xiàn)了國內(nèi)第一套DCS控制的自動化煮糖系統(tǒng)。其控制流程主要分為入種階段與煮糖階段。入種階段為煮糖做準(zhǔn)備，針對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行自動化順序控制，為煮糖階段做準(zhǔn)備。煮糖階段為自動控制的核心階段，優(yōu)穩(wěn)系統(tǒng)針對糖廠煮糖工藝過程進(jìn)行合理建模，將其主要分為：一階煮水階段、甲洗階段、二階煮水階段、濃縮放糖、結(jié)束洗罐等步驟。

圖7 甲糖煮糖DCS操作界面

其中一階煮水與甲洗階段可根據(jù)工況選擇是否投入。煮糖的整個過程主要根據(jù)所設(shè)定的15段煮糖曲線法來進(jìn)行自動煮糖，自動調(diào)節(jié)閥根據(jù)煮糖曲線對煮糖罐的液位與錘度進(jìn)行自動追蹤與調(diào)節(jié)，對入料調(diào)節(jié)閥及熱水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行自動控制，使錘度與現(xiàn)場液位按預(yù)先設(shè)置好的經(jīng)驗曲線運(yùn)行，系統(tǒng)在安裝調(diào)試好以后無須人工操作和干預(yù)，人為因素對系統(tǒng)影響幾乎為零，此外操作人員還可以通過人工設(shè)置參數(shù)來優(yōu)化調(diào)整曲線，例如第一階段煮水與第二階段煮水，均可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)相應(yīng)參數(shù)，使系統(tǒng)達(dá)到最好的自動化煮糖效果。

自動放糖時，控制系統(tǒng)對攪拌電流與垂度進(jìn)行雙判斷，有任意條件達(dá)到即可放糖，從而達(dá)到精確、順利放糖的目的。

（5）助晶分蜜

煮糖的過程中，助晶過程是糖糕中晶體繼續(xù)長大的過程。在煮糖的后期，各種糖糕均有濃度高、粘度大、對流緩慢的特點。這種糖糕不宜在結(jié)晶罐中繼續(xù)煮制。但母液中仍含有大量糖分，若不使其盡量結(jié)晶出來，會增加糖分損失。

助晶階段主要控制助晶時間，一般甲糖為2~4小時，乙糖為4~6小時，丙糖24小時左右。另外控制母液濃度，通過適量加水來控制糖膏濃度，控制結(jié)晶體長大所需要的過飽和度，有利于分蜜的順利進(jìn)行。

助晶后的各種糖膏仍然是晶體和糖蜜的混合物，必須經(jīng)過分蜜才能將其中的晶體分離出來。由于糖膏的性質(zhì)不同，其對分蜜操作與設(shè)備的要求也各不相同。甲、乙、丙糖膏的的晶液比、純度、流動性等依次減小，而含蜜量、粘度等則依次增大，因而分蜜也逐漸困難。

本項目中將現(xiàn)場所有分蜜采用DP、ModBus通訊方式傳至DCS，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控、操作分蜜機(jī)的目的，更加有利于分蜜工段的調(diào)整與改進(jìn)。

（6）鍋爐汽機(jī)鍋爐部分主要功能有：汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，過熱汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，給水閥前母管壓力給水泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

汽機(jī)部分主要功能有：減溫減壓器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，除氧水箱水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

本項目DCS系統(tǒng)主要運(yùn)用智能PID控制算法，并對過程量PV值進(jìn)行二選一處理，以保證控制的精確性。另外，汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用單沖量與三沖量相結(jié)合的方式，當(dāng)鍋爐負(fù)荷大于30%時，自動切換至三沖量調(diào)節(jié)控制。除氧器方面可進(jìn)行控溫或控壓的選擇，以更好的適應(yīng)各種現(xiàn)場情況。另外各主要聯(lián)鎖保護(hù)，如對空排汽、緊急放水，鍋爐主燃料跳閘系統(tǒng)（MFT），汽機(jī)ETS系統(tǒng)，實現(xiàn)鍋爐的安全生產(chǎn)。

在燃燒控制方面，由于蔗渣含水過高、顆粒度偏大、熱值偏低，造成鍋爐煙氣量增加，Nox排放增加，排煙溫度偏高，增加鍋爐的排煙損失，影響鍋爐熱效率。因此配有烘干噴燃系統(tǒng)，具體控制方式如下：

系統(tǒng)設(shè)備有刮板機(jī)——喂料器-烘干機(jī)——破碎機(jī)——送料風(fēng)機(jī)，使用過程中下級設(shè)備如突然跳停，上級所有設(shè)備緊急停機(jī)。另設(shè)有堵料聯(lián)鎖判斷，判斷堵料后退出刮板機(jī)。調(diào)節(jié)控制：（1）喂料系統(tǒng)可根據(jù)鍋爐蒸汽負(fù)荷及壓力來，通過調(diào)整喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整鍋爐喂料量；（2）喂料系統(tǒng)烘干機(jī)溫度，根據(jù)設(shè)定的溫度值調(diào)節(jié)熱風(fēng)風(fēng)門，以滿足烘干要求。

本項目不僅實現(xiàn)了汽包水位、減溫水、除氧水、喂料器、鍋爐點火等自動控制，且優(yōu)化完善了緊急放空放水、緊急設(shè)備停機(jī)、皮帶之間聯(lián)鎖停機(jī)、打包分組及自動排污等控制方式。另外，鍋爐、打包進(jìn)行集中控制，減少車間兩個工序因獨立操作信息不通暢，有利于鍋爐燃燒均衡和安全生產(chǎn)。同時，為了提高車間設(shè)備信息化和自動化控制水平，通過升級/改造設(shè)備，使基礎(chǔ)設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性有所提高，為自動控制提供良好的基礎(chǔ)平臺。

4 實施效果

（1）設(shè)置17個控制室，相互獨立又緊密聯(lián)系，在任一控制室均能實現(xiàn)全場監(jiān)控，信息共享，又能通過權(quán)限分配機(jī)制，明確操作權(quán)限。控制站繁多，站間通訊量大，由于以前大多是人為手動操作，因此各個崗位交雜繁多。為使現(xiàn)場人員能夠盡快的適應(yīng)DCS操作，并能夠及時的處理現(xiàn)場問題，本項目共設(shè)計了17個控制室，共計38臺電腦，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)錯綜復(fù)雜，各個站點間的控制測點依靠系統(tǒng)的強(qiáng)大通訊帶載能力，不依靠硬接線相連，互相引用，遍布全廠各個角落。且操作權(quán)限分至各個工段，每臺電腦均可查看全廠各個車間的生產(chǎn)情況，但僅能對本崗位所負(fù)責(zé)的設(shè)備進(jìn)行操作，在加強(qiáng)管理的同時，也促進(jìn)了生產(chǎn)。

（2）強(qiáng)大的通訊能力，整合了廠內(nèi)原有的所有獨立單元控制設(shè)備，建立全局?jǐn)?shù)據(jù)庫，實現(xiàn)全自動控制的同時，為上層的信息化建設(shè)打下基礎(chǔ)。第三方通訊設(shè)備多，通訊量大，通訊方式多樣，UW600系列控制系統(tǒng)具有內(nèi)外部通訊強(qiáng)大的功能。為了給現(xiàn)場操作人員帶來更多方便，也為了節(jié)省項目資金，加快項目進(jìn)度，本項目與第三方通訊多達(dá)20余個，且大多為第三方PLC控制系統(tǒng)，包括：歐姆龍、西門子200、西門子300、西門子1200等，總通訊點數(shù)達(dá)到2000多個，而經(jīng)過這一個榨季的考驗，充分體現(xiàn)出了UW600系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠。

（3）通過編寫DCS算法解決老舊閥門不可用問題。由于現(xiàn)場老舊開關(guān)閥太多，閥門定位器調(diào)節(jié)不可靠，遂通過編寫DCS內(nèi)部算法跳過閥門定位器直接對部分開關(guān)閥進(jìn)行控制。解決了包括鍋爐減溫水、糖漿流量、上浮打泡等閥門的自動控制，不但節(jié)約了成本，更方便了現(xiàn)場人員的使用。

（4）液位可控、精準(zhǔn)放糖：由于現(xiàn)場設(shè)備老舊，錘度計、液位計不準(zhǔn)確，在甲糖自動控制算法中，無法按照傳感器液位進(jìn)行煮糖，也無法按照傳感器錘度放糖。在現(xiàn)場施工人員、明陽煮糖師傅的配合下，通過將液位傳感器與實際液位校對的方法，重新在DCS端進(jìn)行液位校準(zhǔn)，實現(xiàn)了自動煮糖中的液位可控；另外，在放糖時候采用電流放糖法，成功實現(xiàn)了最后的準(zhǔn)確放糖。

（5）取消電鈴聯(lián)系，DCS命令傳達(dá)速度更快、更穩(wěn)定。以往各個崗位之間發(fā)生緊急事故時，需要通過電鈴進(jìn)行聯(lián)系，不僅反應(yīng)慢，而且會由于電路老化等原因造成聯(lián)系失敗。現(xiàn)在全廠改造完畢后，以UW600控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，各個車間可通過DCS系統(tǒng)互相發(fā)送，開榨、停榨、減榨、增榨等指令，不僅加快了反應(yīng)速度，而且通過DCS系統(tǒng)發(fā)出指令也更加穩(wěn)定。

（6）DCS聯(lián)鎖代替現(xiàn)場硬聯(lián)鎖，更加可靠。由于現(xiàn)場以前所用硬聯(lián)鎖電路時間過長，接觸器觸點及電路老化嚴(yán)重，現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)問題時往往聯(lián)鎖未能起作用。現(xiàn)將所有關(guān)鍵聯(lián)鎖都用DCS投入，DCS系統(tǒng)強(qiáng)大的運(yùn)算能力及可靠性，使現(xiàn)場出現(xiàn)生產(chǎn)問題時及時停機(jī)，避免造成更大的生產(chǎn)事故。

綜上所述，DCS系統(tǒng)在此次改造過程中，既解決了許多老舊設(shè)備的控制問題，又方便了現(xiàn)場人員的操作。同時，也使得人工控制不了的設(shè)備在DCS端得到了穩(wěn)定控制，建立實施全局完整實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實現(xiàn)與主要生產(chǎn)裝置、設(shè)施的控制系統(tǒng)（DCS、PLC等）集成，工廠生產(chǎn)信息實現(xiàn)共享，生產(chǎn)信息實現(xiàn)可視化，達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)，節(jié)約能源的目的，最終也贏得了現(xiàn)場的認(rèn)可。

5 效益分析

該項目成功助力南寧糖業(yè)股份有限公司“三化”項目順利投產(chǎn)，投入運(yùn)行后效益顯著提升，其中，壓榨抽出率完成97.27%，較上一榨季提升0.19%；廢蜜產(chǎn)率降低0.09%；廢蜜重力純度減低1.38%；三項指標(biāo)優(yōu)化共增加產(chǎn)糖1362噸，用工總量減少385人，減少人員得到合理安置；共產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益3255.8萬元。

摘自《自動化博覽》2020年4月刊