[发明专利]通过高清视频在线检测实现煮糖自动控制的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及制糖领域，特别是一种通过高清视频在线检测实现煮糖过程中对糖 浆、晶种、结晶数量、大小尺寸和质量的自动控制的系统及方法。

背景技术

在制糖工艺过程中，煮糖是最关键和重要的环节。糖浆经过继续浓缩至过饱和度 后投入晶种把糖晶核逐渐养大，最后生成糖糕经分蜜生产出白砂糖。整个煮制过程中需要 对糖浆、种子和养晶过程不断监控和工艺调整，使煮糖过程的过饱和度维持在一个稳定的 区间，晶种慢慢吸收糖分变大，从而避免起废砂或不正常的结晶生成而导致产品质量下降， 影响颗粒的均匀度和品质。

目前，国内用于结晶的设备主要有间歇煮糖罐和连续煮糖罐，通过几年的自动化 摸索以及吸收国外的自动化技术，煮糖的自动化已经能够代替部分人工操作过程。现有的 自动煮糖技术通过在线检测糖糕的锤度、温度以及电导率来推测工艺过程的控制，这种依 靠经验的测算的控制方式虽然一定程度上减轻了操作人员的劳动强度，并使操作过程变得 简单。但是，煮糖过程是一个复杂的工艺过程，除了与煮糖的工况参数如加热温度、晶液比、 真空度和锤度等有关外，更重要的是煮制过程对晶粒大小、晶粒数量以及晶粒的均匀度的 控制，而关于煮糖过程对养晶的控制是目前自动煮糖技术无法解决的难题，主要还是依靠 人工通过煮糖罐的采样棒采样来做出判断后，再对煮糖工艺做出调整，这样既消耗人工又 不利于煮糖过程晶种的正常生长，当过多的人工干预煮糖过程，往往容易导致该编号白糖 产品的质量下降，甚至导致色值、混浊度的增高而要做回溶处理。

煮糖过程就是要控制好在煮糖过程中的糖膏保持最适合的过饱和度，使糖膏始终 保持在养晶饱和区内进行煮炼；目前这一过程的控制是充分利用现有的煮糖仪器，提供煮 炼过程的参数，再依靠煮糖人员通过实践、积累丰富的经验来进行操作，及时发现和处理问 题。使煮糖过程从起晶到卸糖都能控制在1.1～1.3的过饱和度范围内进行。煮糖过程主要 包括取种、整理、养晶和浓缩4各步骤完成，在这个过程中，煮糖的工况受到晶种的质量、加 热蒸汽压力、真空度、糖浆的浓度和温度的影响，在不同的原料工况以及现有的检测仪表条 件下，对自动化煮糖技术的实用性提出了很大的难题，也是业内急需解决的技术瓶颈。国内 自行研制开发的计算机煮糖系统目前正在摸索阶段，据相关报道，目前国内自动煮糖主要 有以下三种：

1、仪表采集煮糖过程糖液锤度、电导率、真空度、蒸汽压力等数据到计算机上集中显 示，由煮糖工监视数据并结合拉取样棒抽取物料，在玻璃片上观察判断晶种大小、母液中 含蜜量，判断能进一步吸收的程度、糖液锤度的高低，并据此判断决定下一步的操作；这种 方式由于糖液成分复杂，影响结晶的因素又多，在生产中仍然需要有经验的煮糖工进行全 面的观察、分析和判断，并据此给定各种适宜的工艺参数；这种方法控制水平较低。

2、以“五一”煮糖法为自控操作基本依据的以糖液温度来作为控制煮糖过程的操 作方法；这种方法需根据当时的糖液纯度实测起晶点和溶晶点来作为实际操作的依据；由 于糖厂甘蔗变化极大，每隔几天就需执行测罐操作，测罐费时、操作繁锁，应用极不方便。

3、运用人工神经元建模，编写自动控制煮糖程序实现的计算机煮糖方式；这种方 式由于其采用Bp网络模型，且煮糖过程中相互影响因素极多，另外，糖厂原料和工艺调整极 大，造成煮糖效果时好时坏的现象。

上述国内自动煮糖系统都存在以下共同的缺点：

1、没有煮糖过程实时结晶尺寸、结晶数量的检测和计算；

2、没有在煮糖过程中出现废砂、伪晶、粘晶以及颗粒不均匀等不符合煮糖需要项的警 报；

3、没有煮糖过程检测数据保存以查询对比工具，缺乏可追溯性。

煮糖实际生产的在线晶粒大小检测是目前煮糖自动化最大的难题，通过现代高清 视频应用技术，检测出煮糖过程控制糖浆、晶种、结晶数量、大小尺寸和质量的工艺过程是 非常有必要的。

发明内容

本发明提供了一种通过高清视频在线检测实现煮糖自动控制的系统及方法，可通 过现代视频应用技术，检测出煮糖过程糖浆、晶种、结晶数量、大小尺寸和质量并加以控制 的工艺过程，并与当前计算机网络技术和现有的自动煮糖技术结合，实现了煮糖过程的自 动化控制，减少人工操作带来的不稳定因素。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：