1 系統(tǒng)簡介

1.1 原加堿工藝說明

發(fā)酵是生產(chǎn)黃原膠的其中一個重要的工藝過程，發(fā)酵過程的好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，在發(fā)酵的過程中，發(fā)酵物產(chǎn)生大量酸，影響細菌的生長和正常發(fā)酵，需要在發(fā)酵過程中加入堿液對產(chǎn)生的酸中和。目前，發(fā)酵過程加入堿液的方法，一般是操作工人一個半小時去取樣口取樣，對取樣物測定PH值，測定值比目標值小，然后手動打開堿液閥，同時用秒表計時打開閥門的時間，最后關(guān)閉堿液閥。這樣的加堿方法帶來了一些問題，一是抽樣時間過長，導(dǎo)致發(fā)酵罐內(nèi)PH值不穩(wěn)定；二是加入堿液量憑操作人員經(jīng)驗估計，不同的操作人員面對相同的檢測值，也會估計出不同的加堿時間，三是一次性加入的堿液太多，罐內(nèi)PH值變化太大，對發(fā)酵有一定影響。四是取樣出來的物料受溫度變化因素，動靜態(tài)測量因素等影響，測量值與罐內(nèi)物料的實際PH值有所偏差，影響測量準確性。由于人為因素影響，常常影響到發(fā)酵后物料的粘度，也影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 自控加堿解決方案

為了克服現(xiàn)有諸多問題，系統(tǒng)在發(fā)酵罐上安裝PH值電極，實時采集發(fā)酵罐中物料的PH值。在工控機軟件上設(shè)定加堿循環(huán)時間，系統(tǒng)在設(shè)定的循環(huán)時間到來時，PLC把實時PH值與設(shè)定的目標值PH值比較，如果實時值低于目標值，PLC自動會根據(jù)實時PH值與目標PH值的差值計算出需要加堿的時間值，根據(jù)計算的時間值來打開電磁閥，完成一個加堿周期。循環(huán)加堿時間可以由操作工人根據(jù)不同發(fā)酵時段物料的粘度而設(shè)定，發(fā)酵前期粘度小可以設(shè)循環(huán)加堿的時間短一些，后期粘度大可以設(shè)長些，循環(huán)加堿時間一般設(shè)3～10分鐘。

系統(tǒng)除了可以自動循環(huán)加堿外，每個發(fā)酵罐在上位機上都保留了手動方式加堿，操作工人只需用鼠標把自動切換成手動狀態(tài)，通過點擊手動加堿按鈕，即可打開任意發(fā)酵罐加堿的電磁閥進行加堿，并顯示加堿的時間。不管是手動和自動加堿，只要加堿時物料的PH值超過了目標PH值，系統(tǒng)會將電磁閥關(guān)閉，以防止加入堿液過量。

為了方便企業(yè)管理和查詢，系統(tǒng)在每一批次發(fā)酵結(jié)束后，可以點擊一個按鈕，即可導(dǎo)出整個發(fā)酵批次的PH值數(shù)據(jù)，并形成獨立的批次文件。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 硬件部分

2.1.1 系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)框圖如圖1所示。

現(xiàn)場采集控制端由PLC，AD模塊，電極，儀表和電磁閥組成，發(fā)酵罐的PH值通過AD模塊送入PLC，PLC根據(jù)采集的PH值與目標PH值比較，計算出加堿的時間，以此時間長度打開電磁閥把堿液加入發(fā)酵罐中。

遠程管理端由工控機組成，工控機界面顯示整個車間所有發(fā)酵罐的運行狀態(tài)，操作工人設(shè)定的參數(shù)和做出的命令通過工控機下載到PLC，由PLC根據(jù)程序做出相應(yīng)動作。工控機軟件可導(dǎo)出和保存每個批次的PH值數(shù)據(jù)，方便企業(yè)查詢和管理。企業(yè)的電腦可以通過局域網(wǎng)連接到工控機上，可以在遠程進行監(jiān)控車間生產(chǎn)狀況。

圖1

2.1.2主要硬件組成

圖2

2.2 軟件部分

2.2.1工控機主界面

工控機程序主界面如圖3所示。

圖3