第２４卷第８期 ２０ｌ ７年８月 仪器仪表用户 ＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴ１０Ｎ ＥＩＣ Ｖｏ１．２４ ２０１７ Ｎｏ．８ 油脂精炼自动化控制方案 聂祖民 （合肥欧力杰工程技术有限公司，合肥２３００５１） 摘 要：本方案以某油脂公司的精炼车间工艺流程及要求为依据，结合生产过程自动化控制的经验，考虑自动化系 统的先进性、可靠性和实用性，制订适合油脂精炼的计算机ＰＣＳ控制系统的方案，提高油脂的产品产量和质量。 关键词：油脂精炼；脱色；配比调节；控制 Ｄ０Ｉ：１０．３９６９／ｊ ｉ ｓｓｎ １６７１—１０４１．２０１ ７．０８．０１３ 中图分类号：ＴＨ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—１０４１（２０１７）０８—００４２—０４ Ｔｈｅ Ｓｃｈｅｍｅ ａｂｏｕｔ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｏｉｌ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ Ｎ／ｅＺｕｍｉｎ （Ｈｅｆｅｉ ｏｌｏｇｙ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＣＯ．，ＬＴＤ．，Ｈｅｆｅｉ，２３００５ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｆ ａ ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｇｒｅａｓｅ ｃｏｍｐａｎｙ ｃｏｍｂｉｎｇ ｗｉｔｈ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｕｔｏ－ ｍａｒｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｒｉｔｅｒ ａｌｓｏ ｆｏｒｍｕｌａｔｅｓ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ＰＣＳ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｏｒ ｆｏｉｌ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｉｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｉｌ ｒｅｆｉｎｉｎｇ；ｄｅｅｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ；ｍａｔｃｈｉｎｇ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌ ０引言 油脂是人们日常生活必需品之一，是食物中的主要 营养成份，也是食品工业、轻工业等行业的主要原料，不 油脂精炼是油脂生产的主要工序，目的是根据最终油 脂产品的不同用途及不同要求，除去油脂中的有害成份， 并尽量减少中性油和有益成份损失，以有利于油脂的处 理、贮存、提高油品及其使用价值。精制食用油精炼工艺 流程的主要如下…： 同用途的油脂质量要求也不一样。因此，在生产的各阶段 要求采用有效的控制手段以保证最终产品达到各种质量要 求。 毛油一预热一中和一混合反应一分离一脱皂一 水洗一吸附脱色一过滤一蒸馏脱臭一成品油 １ 工艺概况 油脂的生产过程基本上有以下几个工序： １）油脂预处理工序：油料的清理、烘干、破碎、软 化、蒸炒、压榨等。 ２）毛油浸出及溶剂回收工序：油料浸出机、混合油蒸 碱炼工序：毛油经换热、蒸汽加热、加磷酸、加碱 进行油酸反应、中和反应后充分混合，南自清式离心机分 离，除去皂脚等污物，最后经真空脱溶罐脱溶后去脱色工 段。在此过程中的每一阶段都要对油脂进行加热保温，维 持适当的温度。根据毛油量按比例加入磷酸、碱、热水。 脱色工序：由碱炼工序来的碱炼油经加热后，取其 中１／４左右的碱炼油进入白土预混罐与定量加入的白土混 发汽提、浸粕脱溶烘干、溶剂蒸发冷凝分离、自由气体溶 剂回收等。 ３）毛油精炼工序：包括碱炼（水化、酸炼）、脱色、 脱臭等。 合后再与其余３／４的碱炼油一起进入脱色罐脱色。脱色后 的碱炼油经叶片过滤器和白土精滤罐，将废白土滤去得清 油。叶片过滤器的过滤过程分进料、循环预涂、过滤、汽 ４）调制改性工序：用多种油脂及辅料搭配进行流量配 比控制，加工成具有某种特性的油脂产品。 压倒料、白土吹干、卸废白土等几道工序，整个系统在真 宅下工作ｌ ２＿。 收稿日期：２０１７－０６—０１ 作者简介：聂祖民（１９６９一），男，合肥入，本科，电气仪表工程师，主要从事食品、医药、环保、化工等行业工业电气自动化仪表及控 制系统设计、调试工作。 第８期 聂祖民・油脂精炼自动化控制方案 控制，设置了多套料位检测、控制、联锁系统。 ４３ 除臭工序：脱色后的清油经换热器、导热油加热器将 清油加热至２３０℃～２５０％后进入脱臭塔，并在脱臭塔内保 温，易挥发的有味物质和脂肪酸等杂质挥发成气体上升， 而油在塔内逐级下降，脱臭后的油在塔底用脱臭油抽出泵 抽出经换热器回收热量后加入少量柠檬酸进行稳定，柠檬 酸定量加入，经混合器混合后送至闪发器进一步将易挥发 组成除去。 ①毛油贮罐、暂存罐高、低料位检测并与毛油泵 联锁。 ②磷酸罐高、低料液位检测并与磷酸泵联锁。 ③室外碱液贮罐高、低液位检测、配碱罐液位检测， 与供碱泵联锁。 ④回炼油罐低料位报警，停回炼油泵，避免将抽空。 ⑤叶片过滤器高低料位联锁控制。 脱臭后的色拉油用泵输送至碱炼工段，与毛油进行换 热，再用油冷却器将成品色拉油温降至常温后，最后经抛 光过滤器过滤后送至成品油罐储存出售。 ２控制方案 质量是产品的生命所在，除了生产原料、工艺及设 备等是保证质量的必要因素之外，只有通过生产自动化才 能有效控制产品质量，克服人为不稳定因素的影响，提高 生产效率、降低成本、改善环境。因此，为了提高产品产 量，保正产品质量的均一性。 本方案为油脂精炼生产过程设置了一套全自动控制 系统。设置了温度调节系统、加酸、加碱流量比值调节系 统、白土量比值控制系统、过滤顺序控制系统、脱臭程序 控制系统等，并对毛油、成品油等进行计量，并计算出炼 耗值。主要检测、控制回路如图ｌ所示。 毛油测量 缋定 图１毛油流量配 调节系统 Ｆｉｇ．１ Ｃｒｕｄｅ ０ｊＪ ｆｌｏｗ Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ １）温度 由于油脂生产各阶段都要保持一定的油温才能保证处 理效果。因此，设置以下温度控制回路： ①毛油加热器、中和反应后油加热器、碱炼油加热器 出口油温度调节。 ②真空脱溶罐、换热器、热水器温度调节。 ③脱色器、脱色油加热器出口温度调节控制。 ④导热油加热器出口油温度调节。 ⑤脱臭塔内四段温度检测。配合进口油温度及过热蒸 汽压力、温度，分析塔内温度分布，给出一个油温度及过 热蒸汽压力温度，合理的导热油加热量建议值。 ⑥成品油、脂肪酸受器及冷却器、柠檬酸罐温度检测。 ⑦热水和过热蒸汽温度调节控制。 ２）料位 整个生产过程罐类容器较多，为实现生产过程全自动 ⑥脱臭塔液位调节。 ⑦成品油罐高、低液位检测。 ３）压力 ①两套蒸汽过热器压力调节。 ②脱溶、脱色、脱臭等都是在真空状态下进行的，对 每一真空系统真空度进行检测，保证真空度。 ③测量叶片过滤器压力以计算其过滤层阻力，及时倒 换设备。 ④测量毛油泵、离心机、磷酸泵、碱液泵等的出口 压力。 ４）流量 整个生产是一个连续稳定的过程，毛油流量定值控 制，以此流量为基值，形成多重流量配比控制回路，定量 加入磷酸、碱液、热水，钡０出不合格油的回油量及去脱色 工段的合格油量，计算出碱炼损耗。取合格油量的１／４用流 量配比调节系统控制白土加入量，最终再计量成品油量。 图２白土流量配比调节系统 Ｆｉｇ．２ Ｃｌａｙ ｆｌｏｗ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ５）循环水系统 循环水系统设置有净水循环水池液位控制，污水循环 水池液位控制，水池温度测量，水泵出口压力检测报警。 ６）燃油加热炉系统 燃油加热炉系统由设备自带控制系统。本系统只控制 其导热油出口总管压力。 ７）生产过程全自动控制 油脂精炼是连续的生产过程，正常生产时除要联锁控 制的设备外其余设备均处于连续运行状态。 生产之初或停产后恢复生产，考虑各机、泵、阀门 的开启顺序及时间，由计算机控制软件自动完成。根据毛 油流速计算毛油到达各处的时间，顺序启动蒸汽加热调节 阀，酸碱定量泵、搅拌电机、离心机、油泵等，同时将调 仪 仪犬川 、，ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ２，１ ｒｆｆＩ路投入 动运ｆ ｊ ，¨范色过滤过 环 强的一个ｌ：艺环 『１动化水、 陔 制，足色 蚴¨生广＝・ｔ 的・个天键 制 辑 ： 为ｒ提舟 也址操作最｛ 繁－ 动姒瞍 人的 分． 表１ Ｉ／０点统计表 Ｔａｂｌｅ １ ｌ／０ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ Ｉ】¨｝‘过滤 的过滤过 分逊料、循环 颅涂、过滤、汽， 到 、卸废ｌ ｆＪ 等儿道ｒ序ｌ 设、ｆ一 ｝亍汁算 Ｉ １动操作， Ｉ掀拟 ：输入：４—２（）ｎ１Ａ ６５ ！拱拟 ４６ｉ…：４一！（）ｍＡ ２５ １ Ｉ ３ １【 ８ｆＪＩ ｊ 控制 埘过滤系统实 ７ ２８ １ ｔ 个过程【ｌ１ 仃循环预涂ｆｌ ｆ．需要 ３ ４ ５ ） 输入： ） 愉山： 总汁 ６５ ＩＩ１ １ １ ７ ３ ９６ ４７ｔ ２ ６４ ２Ｎ＇－ ２２ ２６８ 通过 镜．观察油的清浊度合格 ，通过汁钟：ｆＪ【人ｒ界Ｉｌｆ 按确认按 继续执仃过滤程序， 完成 控制 Ｅ Ｉ 作均 汁ｌ’：机一动 ２ｆ｝ｊ ３２ ＩＪ 通过过滤时 Ｉ的汁 进行Ｉ Ｉ动判断、『ｌ动顺序 ◆功念 ｌｉｌｆ ，Ｊｊ Ｊ ：流 数 总表ｌⅡ【 ｌＪ 数 Ⅲ Ｉ【 ３控制系统结构及配置 控 ｔｉ１系统配 １ ｉ 帅站和１台操千ｌ ０１站，安装 Ｓｒｌ、１．＝ｌ ７和１ｗＩＮＣＣ『ｌ１义版软件（２ ｌ 控ＣＪＬ＋２１”彩｛Ｉｌ！－） 下化 ◆ ◆◆放执 越势心 机采Ｊｔ１Ｓ７—４００Ｉ叮编 控制器制 求 系统果Ｊｔ］ＳＩＭＡ＿ｒＩ（：ｌ１）１＇９６￣－ 个 产过 ｒＪ功控 ◆◆Ｊ＊ 臀、联锁ｆ【ｌ’川改 求ｌ… 埘ｌＭ）Ｌ、机傲 障设 仃驳 １／（）结１｝ｊ＝Ｊ， 放的迎小网络Ｉ Ｉ，能满 敝障 诊断功能… 停机功能 小系统实Ｐｉ￣ｌｌ（） 一 ｉ数统计如表ｌ所爪． ◆◆参数 定及系统僻川『Ｊ』＿Ｊ能 ，ｌ ：｝｝｛ ｆ｛动十ｒＥｌＪ功能（ Ｉ｝Ｉ｛、『１ 、，ｌｑ［４） ４控制系统主要功能 ◆ 个精烁 广：过 全ｎ动控制 ◆ 所仃饥 、气动 ¨ 操作站（：…～ 操作Ｊ｝： ． ” 『 作状念指小 ◆ ｌ 艺参数如：火键 箭ｆ１０ Ｉ 卜料似、 Ｊ 图３ ＰＬＣ系统配置图 Ｆｉｇ．３ ＰＬＣ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｄｉａｇｒａｍ 第８期 聂祖民・油脂精炼自动化控制方案 ●自动诊断功能 ４５ 下限、压力上下限均设置报警及超限联锁，以确保工艺生 产和设备的安全。 以在线方式、自动诊断本监控系统硬件故障的位置及 类型，并判断常见传感器及电磁阀的故障。可在一定程度 ５应用软件及其功能 整个系统以操作方便、灵活、维护简单、运行安全、 可靠为前提进行设计。为更好了解各测点的运行状态，以 实现最优控制，该系统配置两台显示器。设置多幅画面， 上指导设备维护。例如，某测量值显示始终为…０’或连 续超出量程范围，则可判断该硬件故障，即可自动警告画 面，以提示工作人员注意。 ●历史数据管理 在生产过程中，可定时将某些重要参数：温度、压 力、流量及电机、阀门的状态等存入计算机，并以日期为 文件名，以便于随时调出查询。当发生报警时，可将报警 类型、时间、报警时刻的值等信息随时存人表格中，在需 要查询时，可随时调出查看、打印。可针对产品质量的不 同，与当时对应的一组参数进行比较，以便分析。此功能 也可用于事故追忆。 通过安全、可靠的数据通讯和数据交换，直观的参数状态 显示，使现场人员及时、全面地了解油脂精炼生产过程运 行状况，以及时作出响应，提高生产效率。画面美观、清 晰、全中文操作提示，使操作员易于学习、掌握。其主要 功能包括： ●生产流程图 系统流程图画面可通过一幅或多幅画面立体、动态、 形象、直观地显示油脂精炼生产过程的生产、运行状况， 使工作人员对现场的运行状况一目了然，以实现最优 控制。 ●参数显示 ●报警联锁 可对所设参数的上、下限进行报警。可通过工况显示 画面上对应参数颜色的变化发出报警。对电机、机械故障 及极限值设置有联锁顺序停机功能。重要工艺参数如关键 设备的料位、温度、流量、压力等上下限均设置报警及超 限联锁，以确保工艺生产和设备的安全。 ●安全保密功能 为保证系统运行安全性，可设置密码口令，只允许有 通过曲线形式，直观地显示温度、压力及流量等参数 的实际曲线及设定曲线，以便于比较。可直接对各参数进 行设定，并可随时修改。 ●成组图显示及参数设定 通过参数表示画面组，设定及显示主参数。如可显示 关技术人员进行操作。 各种参数的名称、单位、设定值、额定值、实际值等。可 列表显示阀门的开／关状态及跳变时间等。成组图的优点在 于可在一幅画面中，同时显示各测点的各组参数值，以利 于工作人员进行比较。 ●趋势图显示 ６结束语 该控制方案最终在某油脂精炼厂生产控制中运用，控 制系统运行可靠，提高产品质量，减轻工人的劳动强度， 节能降耗，节约生产成本，受到生产企业的认可，相信自 动化控制系统在油脂行业的应用越来越广。 根据历史数据库的数据，以过程曲线的方式显示生产 过程控制系统中各参数变化趋势。曲线分为实时曲线图和 历史曲线图。实时趋势曲线图显示当前时刻和当前时刻前 一段时间参数的变化趋势。历史趋势曲线显示过去某一时 参考文献： 【１】齐玉堂．油料加工工艺学［Ｍ］．郑州：郑州大学出版社，２０１１． 【２］何东平．油脂精炼与加工工艺学［Ｍ］．北京：化学工业出版社 ２００５． 刻起一段时间内参数的变化趋势，启始时刻允许用户自己 定义。可根据趋势图内，某一段时间内参数变化的趋势， 对油脂精炼生产的控制过程作出相应分析，促进以后的 生产。 ……………………………［３】廖常初．￥７－３００／４００ ＰＬＣ应用技术 川．北京：机械工业出版社 ２０１】 ………………………一 （上接第ｌ７页） ４ 结束语 本文介绍了通过ＳＰＩ软件的Ｈｏｏｋ—Ｕｐ模块生成仪表安装 图和安装材料清单的方法，并且阐述了建立ＳＰＩ安装图集种 子库的一些思路。该方法目前已成功应用于国内多个海上 参考文献： ［１］张小广．Ｉｎｔｏｏ１ｓ软件在生成仪表安装图中的应用Ｕ１．石油化工自 动化，２０１ １，４７（Ｉ）：５４—５６． 平台项目，极大的提高了设计效率和准确度。但同时也应 看到，该研究不只局限于仪表管阀件，还可以用于如设备 支架图、安装螺栓连接图等的设计，在后期可以进一步完 善，以期更加充分地发挥该模块的优异性能。 ［２】李骞．Ｉｎｔｏｏｌｓ在工程设计项目中的实际应用Ｕ】．石油化工自动 化。２００７（４）：５７—５９． 【３］项飞．Ｉｎｔｏｏｌ ｓ软件综述及其二次开发Ｕ Ｊ．石油化工自动 化．２００７（２）：５３—５４．