阅读说明：本技术 葡萄糖结晶工艺中立式结晶机组多层级自动控温方法 (Multi-level automatic temperature control method for vertical crystallizer set in glucose crystallization process ) 是由 杨航 吴军辉 谢潭 成栋 沈战胜 刘丽 于 2020-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及葡萄糖结晶工艺中立式结晶机组多层级自动控温方法,立式结晶机组在初次进料达到稳定目标物位后,启动计时,在完成养晶过程后开始严格按照降温曲线进行降温。本发明的方法符合葡萄糖降温结晶控温曲线的多层级自动控温,在完成养晶过程后开始自动降温,实现每层降温的稳定和连续,更高效的完成初始化,产出也更稳定。(The invention relates to a multi-level automatic temperature control method for a vertical crystallizer set in a glucose crystallization process. The method of the invention conforms to the multi-level automatic temperature control of the temperature control curve of the glucose temperature reduction crystallization, starts automatic temperature reduction after the completion of the crystal growing process, realizes the stability and continuity of temperature reduction of each layer, completes initialization more efficiently, and has more stable output.)

葡萄糖结晶工艺中立式结晶机组多层级自动控温方法

技术领域

本发明涉及葡萄糖结晶生产技术领域，具体涉及一种葡萄糖结晶工艺中立式结晶机组多层级自动控温方法。

背景技术

立式结晶机组是集机械、控制、液压、冷却降温结晶技术为一体的葡萄糖连续结晶设备，作为独立单元。目前结晶机组进出物料管与上下游工段物料衔接没有实现智能关联，仍旧以人工判断方式手动操作进出料。且在葡萄糖冷却结晶过程中，控温自动化程度不高，循环水温设定需要以生产经验手动设定。在结晶机组投入使用阶段要产出高质量成品往往需要较长调试时间，在正常使用过程中还会出现因进出料不连续等原因造成的结晶效果不理想，产出成品质量差等情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种葡萄糖结晶工艺中立式结晶机组多层级自动控温方法，令立式结晶机组更高效的完成初始化，令机组有更稳定的产出。

本发明所采用的技术方案为：

葡萄糖结晶工艺中立式结晶机组多层级自动控温方法，其特征在于：

立式结晶机组在初次进料达到稳定目标物位后，启动计时，在完成养晶过程后开始严格按照降温曲线进行降温。

以冷却盘管水温和物料温度之差小于5℃为原则，对各层冷却水的温度进行设定，形成上高下低的梯度。

当养晶过程完成并开始降温时，根据运行时间对实际温度进行判断，若料温偏离目标温度，则通过调节冷却水流量大小对各层料温进行PID调节，实现对结晶过程料温的精准控制。

计时开始后，以30min为间隔，分110次输入各层控温温度值，当给定温度的时间点处于两温度节点之间的折线中时，计算此折线斜率，并配合当前时间点计算当前目标温度，以实现曲线型控温，使温度控制更具精准性。

生产过程中稳定结晶的葡萄糖晶体以恒定流量产出，此时进料流量与进料阀以反作用方式关联，输入进料流量，通过PID调节实现当进料流量变小时，阀门适度开大，当进料流量变大时，阀门适度关小，达到以恒定流量进料稳定结晶状态的目的。

本发明具有以下优点：

本发明的方法符合葡萄糖降温结晶控温曲线的多层级自动控温。即结晶机组在初次进料达到稳定目标物位后，系统启动计时，在完成养晶过程后开始自动降温，实现每层降温的稳定和连续。

2、本发明以结晶过程为核心的自动进出料及自动晶种循环控制。即结晶机组在开启进料阀时判断自身状态，以不同的连锁控制方式来应对机组所处的不同状态。

附图说明

图1为葡萄糖冷却结晶过程的降温折线图。

图2为450min时的降温状态示意图。

图3为运行状态下的进出料控制示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及葡萄糖结晶工艺中立式结晶机组多层级自动控温方法，基于现有的立式结晶机组进行自动温度控制。立式结晶机组的组成部分具体为：冷却水逆向流过冷却盘管组，即从底部到顶部。为了确保冷却水温度的精确控制，冷却水分五组（11层）通入。11层冷却盘管组如同11个按顺序连接的单个结晶机，把立式结晶机分成12个冷却条件不同的结晶区。物料自上而下经过五个温度梯度递减的各个结晶区间，逐渐结晶，并依靠自身的重力运动到底部，使进料、结晶、冷却、出料得以连续进行。

本发明涉及的方法具体为：通过设计全新的结晶机自动控制系统程序，实现立式结晶机组在初次进料达到稳定目标物位，完成养晶后，启动计时开始严格按照降温曲线进行降温。程序通过对阀门开度和冷却水温的正比例关系进行PID计算，再而读取程序折线表内各时间点对应的温度值，实现对各时间点各层冷却水的目标温度的直接设定，以冷却盘管水温和物料温度之差小于5℃为原则，自动设定温度，形成上高下低的梯度。

当养晶过程完成并开始进料降温时，控制系统利用测温仪表采集结晶罐内各层级物料温度，以程序折线表数据为目标温度，自动对比二者以判断物料状态，若料温偏离目标温度，控制系统会通过PID自动调节冷却水流量大小对各层冷却水温进行调节，实现对结晶过程料温的精准控制。

计时开始后，以30min为间隔，分110次设定各层控温温度值。程序折线表功能是用折线近似的方法将曲线分段线性化以达到对非线性信号的线性化处理，即当某时间节点需给定温度值位于折线表中斜线阶段时，折线表功能块将前后节点温度值与时间差做线性计算，由此时间节点在斜线段的位置，在程序内部进行运算并得出此时间节点目标温度值，实现曲线型控温，使温度控制更具精准性。

系统以出料变频器是否开启为判断条件，出料变频器未启动，默认为空罐进料，执行空罐进料程序；出料变频器启动时，默认为生产过程进料，执行生产过程进料程序。

空罐状态下物位与进料阀以反作用方式关联，输入目标物位，通过PID调节可实现当实际物位偏差目标物位过大时，阀门开度增大，大流量快速进料，当实际物位接近目标物位时，阀门开度逐渐减小，稳定进料速率，当物位达到目标液位时，关闭阀门保持液位。

生产状态下稳定结晶的葡萄糖晶体以恒定流量产出，此时进料流量与进料阀以反作用方式关联，输入进料流量，通过PID调节实现当进料流量变小时，阀门适度开大，当进料流量变大时，阀门适度关小，达到以恒定流量进料稳定结晶状态的目的。

在正常稳定的结晶生产过程中，晶种会以15%-30%的进料流量进行回流，使物料整体结晶均匀，在保证产量的同时控制产品的质量。

本发明涉及的方法具有以下特点：

1、符合葡萄糖降温结晶控温曲线的多层级自动控温。即结晶机组在初次进料达到稳定目标物位后，系统启动计时，在完成养晶过程后开始自动降温，实现每层降温的稳定和连续。

2、以结晶过程为核心的自动进出料及自动晶种循环控制。即结晶机组在开启进料阀时通过读取出料变频器是否运行来判断当前结晶机组处于空罐或生产状态中，空罐状态时进料量与物位连锁自动控制，生产状态时进料量与出料量连锁自动控制，实现进出料过程的稳定可靠，提高产品产出效率。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。