谢汝生 云南勐省糖业有限责任公司（653702）代光伟

     严文斌 来源：《电子技术应用》

     摘要：介绍了糖厂蔗层厚度自动控制系统的设计与开发。系统以plc为控制核心，使用核子秤检测蔗层厚度，通过控制输蔗速度实现碎蔗均衡输送。通过上位监程序完成输蔗的计量、系统的动态监控和控制参数的线设置。

     关键词：蔗层厚度自动控制

     核子秤 可编程序控制器plc 变频器控制 上位监控程序

     均衡输蔗对制糖企业的生产管理十分重要。这体现在两个方面：一是在压榨机设备固定、榨机转速和渗透水量一定时，送入压榨设备的蔗丝是否均衡，影响着甘蔗压榨的抽出率，对糖厂的经济效益十分重要；二是很多糖厂将压榨后的碎蔗直接送入锅炉燃烧，生产热能用于发电和蒸发、煮炼、分蜜和酒精生产。均衡输蔗对于全厂均衡稳定生产具有重要的意义。

     要实现蔗层的均衡输送，首先要准确检测蔗层的厚度。由于压榨车间空气中蔗糖分子浓度很高，许多仪器设备上都粘满了糖蜜斑块，用常规的检测手段如平层机、红外检测等，测量精度、可靠性和控制效果都不理想。也有人通过检测切蔗（撕）机的负荷电流间接测量蔗层厚度，但由于不同品种甘蔗的纤维组织差异较大，造成切蔗（撕）机负荷波动很大，控制效果也差[1]。因此，迫切需要研制出新的蔗层厚度控制系统，实现蔗层的均衡输送。

     1 蔗层厚度自动控制系统硬件组成

     甘蔗在压榨前必须经过斩切和撕裂，目的是破坏甘蔗柔细胞，容易压挤出蔗汁。糠厂通常配备两类甘蔗输送和切撕设备，输蔗机是一条长形链板式或胶带式的输送装置。在1#输蔗机输送甘蔗的同时，由1#切蔗机对甘蔗进行斩切，斩切后的甘蔗后由1#输蔗机继续输送、翻转，落到2#输蔗机，经过2#切撕机后，输送到压榨机进行压榨。压榨工段通常由五组压榨机列构成，经反复压挤、渗透、排汁后，蔗渣被送至打包场或锅炉燃烧。

     本系统完成甘蔗喂蔗、破碎和输送到压榨机的整个过程，硬件组成如图1所示。选用siemens s7-216可编程序控制器作为系统控制核心，用两块em231三路模拟量输入模块对模拟量进行转换。

     s7-216 plc内部具有4kw的eeprom程序存储器，2.5kw的数据存储器，内部布尔指令运算速度为0.8us，i/o端口数为24路输入/16路输出，支持16路模拟量输入/输出，具有较强的浮点数运算能力，另外带有两个rs485通讯接口。

     系统中1#、2#输蔗机采用siemens的6se70变频器驱动。6se70本身带有pid控制功能，由于系统被控量设定是一个复杂的计算过程，因此，变频器的速度由plc计算后通过rs485给定。

     1#切蔗机、2#切撕机电流采用电量隔离传感器采集，传感器输出4~20ma电流信号，变换为0~10v电压进入em231。

     日榨量设定采用精密线绕电位器，5v电压供电，输入信号范围为0~5v。

     系统采用核子秤测量蔗层。核子秤是一种新型的非接触型计量设备，它利用被测物料对伽玛射线吸收原理实现输出送物料的在线相对测量。放射源将伽玛射线照射到输送机上的物料上，射线一部分被物料吸收，其余部分透射到充满高压氩气的电离室内，使气体产生电离，产生与射线强度成比例的电流信号，经前置放大器放大后，输出能够反映输送机上物料多少的电流或电压信号。核子秤在使用前，需要通过实物标定确定k值。