果葡糖漿是由植物淀粉水解和異構化制成的淀粉糖晶，具有獨特風味，是一種重要的甜味劑。因為它的組成主要是果糖和葡萄糖，故稱為“果葡糖漿”。果葡糖漿主要分為F42、F55和F90等產品，其中“F”表示果糖，其后的數字表示果糖含量占干物質的百分率。淀粉乳經過酶解法，水解得到含葡萄糖95％-97％的糖化液，再經葡萄糖異構酶轉化其中一部分葡萄糖成為果糖，得到F42果葡糖漿產品。用F42果葡糖漿為原料經色譜分離，得到果糖含量90％以上的糖液，與適量F42產品混合則得到F55和F90產品。

　　某廠是果葡糖漿的生產廠商，在行業處于領先地位。該廠一期工程建成后，具有一條完整的F42果葡糖漿生產線，日產達到180t。自動控制系統需要完整的完成果葡糖漿的生產線工藝設備的實時控制、安全連鎖、狀態顯示、工藝參數的超限報警、數據記錄、歷史趨勢顯示和報表打印等功能。美國Rockwell Automation公司的CompactLogix和MicmLogix以其可靠性、適應工業過程現場和強大的網絡通訊能力等優點，正在不斷應用于各種生化工廠的生產工藝過程中。本系統采用CompactImgix和MicroLogix來對生產線實時監控。

1 工藝過程介紹

　　果葡糖漿的生產工藝主要包括液化一糖化-一次脫色-一次離交-預蒸發-異構-二次脫色-二次離交-F42蒸發一成品等部分。主要設備包括各種原料儲罐、攪拌罐、層流罐、板換器、蒸汽罐、液化噴射器、加酶計量計、加酸計量計、流量計、溫度計、液位計、壓力計、泵與風機、調節閥和MCC等。圖1是果葡糖漿的簡易生產流程。

圖1 果葡糖漿簡易生產流程圖

　　工藝要點：①液化：在攪拌罐中加入淀粉乳、自來水和部分糖水，經攪拌和液化噴射等工序，使淀粉水解成糊精和低聚糖；②糖化：利用葡萄糖淀粉酶進一步將液化產物水解成葡萄糖；③一次脫色：將糖液放入脫色罐內，加入定量活性炭進行吸附，然后送至過濾機，濾出清液盛放在貯罐內；④一次離交：將第一次脫色濾清液送至離子交換柱進行脫鹽提純，糖液通過陽一陰一陽一陰四個樹脂濾床后，在貯糖桶內糖液調pH值至4.2—6.0；⑤預蒸發：一次離交后，將糖液利用泵送至蒸發罐，保持真空度在-0.06MPa左右，當糖液濃度在45％左右，即可出料；⑥異構：將異構酶裝填于豎立的保溫反應柱內，反應溫度控制在60℃，精制的糖液由柱頂進料，流過酶柱，進行異構化反應，再從柱底出料；⑦二次脫色：異構化反應后，所得糖液含有色物質，并在貯存期間能產生顏色及灰分等雜質，所以需二次脫色，將糖液送到脫色罐，加入定量新鮮活性炭，操作與第一次脫色相同，進行二次脫色；⑧二次離交：經二次脫色的糖液需再進行一次離交，方法同前；⑨F-42蒸發：精制的糖液經真空蒸發罐濃縮到需要的濃度，即得果葡糖漿；⑩成品：將得到的產品注入成品罐，完成產品罐裝嵋。

2 控制系統的構成與實現

　　自20世紀70年代中期問世以來，以太網已經成為世界公認的標準。Ethernet／IP是工業以太網協議的縮寫，它是一種開放的工業網絡標準，充分利用了現有的商用以太網技術、芯片以及物理介質。

　　本系統正是基于Etlleme/IP實現分布式PLC管理的。基于標準TCWIP以太網的實時控制工業網絡是未來的發展趨勢，它擁有更少的網絡覆蓋和更廣泛的應用；從工廠現場到工廠信息層，它有更廣泛的標準商業技術開發網絡接口，能夠通過網絡連接的現場設備不僅提供被測變量，同時提供包括診斷信息在內的大量數據；它可以使100Mps甚至更高速、更大量的數據被傳遞；它可以簡單地利用具有EtherNet／IP認證的交換機進行通訊。

　　本系統采用的CompaetLogix和MieroLogix控制器集順序、過程、運動和傳動控制為一體，采用模塊化結構，用戶可以自行設計和更改系統，極大地節省了費用和成本。本次采用的分布式PLC控制系統包括6個PLC控制器、1個CompactLogix與5個MicroLogix，其中主站是CompactLogix控制器(1。PLC)，另外5個MicroLogix控制器為從站。根據現場的工藝位置，6個PLC控制器分管不同工藝控制：1。PLC負責液化、糖化和異構部分；2。PLC負責脫色部分；3。PLC負責離交部分；4#PLC負責成品部分；5。PLC負責預蒸發部分；6*PLC負責F一42蒸發部分。另外，上位方面，采用2臺工控機、2臺觸摸工控機、5臺HMI觸摸屏，使現場操作人員能夠清晰地了解各個工段的實時情況。圖2為自動化網絡配置圖。

圖2自動化網絡配置圖

　　2.1 網絡通訊

　　本系統采用的EtherNet／IP網絡為高速網絡。在配置EtherNet／IP網絡時，每個PLC控制器都有Ether-Ne#IP接口，利用交換機就可以簡單地連接網絡。然后利用RSLinx軟件進行網絡組態，管理各個節點，從而使網絡的擴展十分靈活。

　　2.2 主控站

　　主控站采用CompactLogix系列的1769-L32E控制器。加配了16個I／O模塊。1769-L32E可用內存為750KB，并且擁有一個EtherNet／IP端口和一個RS-232串行端口，最大支持16個模塊，從而能方便地使用EtherNet／IP進行連接。表1為主控站配置表。

　　2.3 從站

　　從站全部采用MicroLogix系列的1766-L32BWA控制器。1766-L32BWA控制器擁有一個EtherNet／IP端口和兩個RS-232串行端口，最大支持7個模塊，能方便使用EtherNet／IP進行連接。表2為從站配置表。

　　2.4 現場操作站

　　(1)液化和異構操作站液化和異構操作站采用觸摸式工控機，安裝有Windows XP操作系統和RSView 32人機界面組態軟件，主要用于操作人員對液化和異構生產工段狀況進行監視和流程操作。

　　(2)其他操作站

　　其他操作站采朋步科電氣公司的EView觸摸屏，其監控軟件為步科電氣的EV5000。EV5000能充分利用自身攜帶的圖形編輯功能，方便地構成監控畫面．并以動畫方式顯示控制設備的狀態，能夠實時操控。觸摸屏與PLC之間通過串行RS232口進行通信，通過訪問PLC相關的寄存器地址，以獲得PLC所控制設備的狀態或修改相關寄存器的值。

　　2.5 編程軟件

　　CompactLogix控制器采用RSLos4xS000編程環境，MicmLogix控制器采用RSLogix500編程環境。RSLogix5000與RSLogix500軟件開發平臺提供了梯形圖LD、功能塊FBD、順序功能表SFC和結構文本ST等編程方式。梯形圖作為傳統的編程方式具有直觀靈活、節省內存、效率高等優點。整個控制程序主要由數據采集、報警檢測：PID控制、連鎖控制、數據傳輸等子程序模塊組成，主程序采用任務方式對各個子模塊進行順序調試。圖3為SSLogixS000編程環境。

　　2.6 中控室操作站

　　中控室操作站采用研華公司的工業計算機，安裝有Windows XP操作系統和RSView32人機界面組態軟件，用來接收PLC采集的現場數據，并將數據存入動態數據庫，完成報警、數據記錄、分析系統運行狀態、打印輸出等功能，根據要求控制各系統的運行狀態。

　　監控系統由液化系統、糖化系統、脫色系統、離交系統、預蒸發系統、F-42蒸發系統、趨勢圖和報警等畫面組成，實時監控生產線的溫度、液位、PH值、濃度、壓力、流量、閥門開度、變頻器輸出百分比、泵和閥的狀態等。畫面能全面直觀地反映果葡糖漿生產的全部過程。

3 結束語

　　該項目已成功投產，運行穩定，實現了果葡糖漿生產線工藝設備的監視與控制。分布式PLC系統的應用，提高整個系統的運行效率，大大降低了操作人員的操作難度，減少了運行故障率和檢修次數，為提高工廠自動化水平提供了可靠的保障。