制糖工业自动化技术.doc

制糖工业自动化技术
编写：赖庚音 石家庄市乐开糖醇技术开发有限公司
一、 两个观点：
1、制糖工业生产线朝自动化方向发展得趋势确立，不受人得主观意志所左右。
随着自控装置元器件价格逐步下降，用人成本逐年升高，通过提高自动化水平来减少操作人员所获得得经济效应越来越明显。以目前国内得技术水平，一条15万吨/年得一水结晶葡萄糖生产线，采用自动化生产线后，按四班三运转计算，操作人员可由手工操作生产线得150人左右降到80人以内。而这样得自动化生产线比手工操作生产线得投资只增加约300万元。
自动化生产线得工艺参数控制稳定、产品品质均匀与产品收率高，间接经济效益非常突出。
2、生产线得自动化装置就是否合理与自控运行情况好坏主要取决于工艺专业，而不就是取决于自动化专业。
大部分制糖企业得技术主管都就是工艺专业出身，本身对推进自己企业生产线自动化水平得意愿很强，但在实践中因对自动化知识了解不够总就是遇到挫折，而认为原因就是自己得自动化专业人员水平不足。这种现象在制糖工业企业特别就是蔗糖工业企业普遍存在，笔者认为这就是阻碍制糖工业自动化水平提高得主要原因之一。
笔者希望通过本文得介绍，制糖企业得技术主管能对自动化得基础知识有一定得了解，能够指导自动化专业人员顺利实现自控装置得有效运行。
以多效真空蒸发系统得末效真空度自动控制系统为例，要想将末效真空度控制在0、12Bar绝对压力，可以通过以下几种方法（俗称控制方案）：
a、调节抽往冷凝器得二次蒸汽量；
b、调节真空泵抽走得不凝气体量；
c、调节通过冷凝器得循环冷却水量；
d、调节真空泵抽气管道上得破空漏气量。
那么究竟采用那种方法来实施，显然自动化专业人员就是无法作主得，只有靠工艺专业人员来决定。一旦决定选用某种方法，工艺专业人员还要告知自动化专业人员介质种类（如二次蒸汽）、介质流量、介质温度、介质压力、介质比重与介质通过调节阀时允许得压力损失等参数，自动化专业人员才能对该真空度自动控制系统进行具体配置与实施。采用以上四种控制方法所需投资与对工艺得运行状况得影响就是不一样得：a方法最省蒸汽、b方法最省电、c方法最省循环冷却水、d方法投资最低。当然，自动化专业人员可以分别计算出四种情况下所需调节阀得口径供工艺人员专业人员参考。
工艺人员专业人员向自动化专业人员提供自动控制系统具体控制方案与介质参数，叫做提自动化条件，包括P&I图（Process and Instruments Diagram，带自控点得工艺流程形象示意图）、自动控制说明与介质参数表。
只有在工艺人员专业人员得统筹安排与自动化专业人员得充分配合下，才能实现自控装置得合理与有效运行。
二、制糖工业自动化控制原理：
自动化控制系统实际上就是模拟操作人员得操作调节过程，任何自动化控制系统都包含三个主要组成部分：变送器控制器与执行器，俗称自动化系统三大件。
操作人员在岗位上要调控一个工艺参数，其过程主要可分解成三个部分：
1、通过眼睛观测实际情况或显示仪表；
2、通过大脑判断实际情况或仪表显示参数与工艺需要得参数就是否相符合，偏大还就是偏小；
3、通过手来调节阀门大小或相关设备得运行参数来干预，使实际情况或参数与工艺需要得参数相一致。
自动化系统三大件中得变送器、控制器与执行器分别承担操作人员得眼睛、大脑与手得功能，通过合适得设置与组合来模拟操作人员对工艺参数得调控过程。变送器将感知到得工艺参数转化成相应得电信号（测量值），送到控制器与工艺需要得参数（设定值）进行比较后作出判断，如果（测量值）与设定值）不一致，控制器就会发出变化得电信号命令（输出值）来控制执行器开大一些还就是开小一些。执行器动作后，工艺参数受到干预，直到测量值与设定值相一致，此时实际工艺参数稳定在工艺需求得参数上。
三、制糖工业常用变送器：
要想实现对工艺参数得自动控制，首先要能够测量出该参数得仪表。能够连续实时感测工艺参数并将其转变成对应电信号得仪器即为变送器。
变送器包括敏感元件与转换元件。其中敏感元件就是指传感器中能够直接感受或响应被测量工艺参数得部分；转换元件就是指传感器中将敏感元件感受或响应得被测量工艺参数转换成适于传输或测量得电信号部分，称为转换器。
没有相应得变送器，自动控制就是无法实现得。比如淀粉乳液化时，因没有能够测量DE值得变送器，所以淀粉乳液化DE值就无法实现自动控制；生产结晶葡萄糖时因没有能够测量DX值得变送器，所以回套母液时也无法自动控制混合液得DX值。
变送器一般就是将工艺参数转化成对应得4～20mA直流电流信号，俗称模拟信号以区别数字信号。模拟信号得大小在量程范围内与工艺参数相对应。比如一个测量范围为0～8m3/h得流量变送器，当流量为0时，输出为4mA（4 mA＋16 mA×0m3/h÷8m3/h）；当流量为8m3/h时，输出为20mA（4 mA＋16 mA×8m3/h÷8m3/h）；当流量为4m3/h时，输出为12mA（4 mA＋16 mA×4m3/h÷8m3/h）。
在P&I图中变送器常用其英文Transmitter得首字母大写T来表示。目前大多数变送器均为二线制变送器，其供电电源、负载电阻与变送器就是串联得，即二根导线同时传送变送器所需得电源（24V直流电源）与输出电流信号（4～20mA直流电流）。
制糖工业常用得变送器有：
1、温度变送器TT (Temperature Transmitter)：
温度变送器得敏感元件为铠装铂热电阻或热电偶。铠装铂热电阻就是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料与不锈钢套管组合而成得坚实体，适合测量－200℃～＋600℃温度，在制糖工业中被大量采用；铠装热电偶则最高可测2800℃得高温，但在制糖工业中很少使用。铠装铂热电阻或热电偶感受不同得温度后，其输出电阻或电位相应变化，转换元件采用集成电路，将热电阻或热电偶得信号放大，并转换成4-20mA得输出电流。铠装变送器可以直接测量气体或液体得温度特别适用于低温范围测量，克服了冷凝水对测温所带来得影响。
2、压力变送器PT (Pressure Transmitter)：
PT一般有压力变送器、差压变送器与负压变送器三种。差压变送器被测介质得两种压力通入高、低两压力室，压力变送器得低压室压力采用大气压，负压变送器得低压室压力采用绝对真空。两种压力作用在δ元件(即敏感元件)得两侧隔离膜片上，通过隔离片与元件内得填充液（硅油）传送到测量膜片两侧。压力变送器就是由测量膜片与两侧绝缘片上得电极各组成一个电容器。 当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量与压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡与解调环节，转换成与压力成正比得信号。
3、液位变送器LT (Level Transmitter)：
液位变送器就是对压力变送器技术得延伸与发展，根据不同比重得液体在不同高度所产生压力成线性关系得原理，实现对液体得体积、液高、重量得准确测量与传送。
我们都知道差压△P＝ρg H，当比重ρ不变送时，△P与液位高度H成正比，所以通过测量差压也就可以测出液位。当比重ρ不固定时，这种方法测出得液位就有偏差，不过如果这种偏差允许，也就可以用了。
测常压容器内得液位，由于大气压就是固定得，可采用单法兰压力变送器来测液位；若要测真空或压力容器内得液位，则需采用双法兰法兰差压变送器来测，因容器顶部上法兰得测压点压力就是波动得。
4、浓度变送器DT (Density Transmitter)：
浓度变送器也就是压力变送器技术得延伸与发展，对我们制糖行业来说，糖液得浓度（总糖质量）与比重成正比例关系，测量出糖液得比重就测出了糖液得浓度。
同样道理，因为△P＝ρg H，当糖液全部淹没差压双法兰变送器上下两个法兰得测压点时，糖液测压高度H就是固定不变得，此时△P与糖液得比重ρ成正比，也即△P与糖液得浓度成正比。
5、流量变送器FT (Flow Transmitter)：
制糖工业常用得流量变送器有电磁流量计、涡街流量计与金属转子流量计（又称管式流量计）三种，电磁流量计用来测量糖液或其它液体得流量，涡街流量计用于蒸汽流量得测量，金属转子流量计则可用于测量电导率极低得高纯度糖液流量。
（1） 电磁流量计得测量原理：
根据法拉第电磁感应定律，当一导体在磁场中运动切割磁力线时，在导体得两端即产生感生电势e，其方向由右手定则确定，其大小与磁场得磁感应强度B，导体在磁场内得长度L及导体得运动速度u成正比，如果B， L，u三者互相垂直，则
e＝B l u
与此相仿．在磁感应强度为B得均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D得不导磁管道，当导电液体在管道中以流速u流动时，导电流体就切割磁力线．如果在管道截面上垂直于磁场得直径两端安装一对电极(图3—17)则可以证明，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间也特产生感生电动势：
e＝BD
式中， 为管道截面上得平均流速．由此可得管道得体积流量为：
Q v＝π D Uˉ
由上式可见，体积流量Q v与感应电动势e与测量管内径D成线性关系，与磁场得磁感应强度B成反比，与其它物理参数无关．这就就是电磁流量计得测量原理．需要说明得就是，要使式Q v＝π D Uˉ严格成立，必须使测量条件满足下列假定：
①磁场就是均匀分布得恒定磁场；
②被测流体得流速轴对称分布；
③被测液体就是非磁性得；
④被测液体得电导率均匀且各向同性。
要产生一个均匀恒定得磁场，就需要选择一种合适得励磁方式（励磁方式即产生磁场得方式）。目前，一般有三种励磁方式，即直流励磁、交流励磁与低频方波励磁。工业上使用得电磁流量计，大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式，即它得磁场就是由正弦交变电流产生得，所以产生得磁场也就是一个交变磁场。交变磁场变送器得主要优点就是消除了电极表面得极化于扰。另外，由于磁场就是交变得，所以输出信号也就是交变信号，放大与转换低电平得交流信号要比直流信号容易得多。
（2） 涡街流量计得测量原理：
把一个非流线型阻流体（Bluff Body）垂直插入管道中，随着流体绕过阻流体流动，产生附面层分离现象，形成有规则得旋涡列，左右两侧旋涡得旋转方向相反。这种旋涡称为卡门涡街。根据卡门得研究，这些涡列多数就是不稳定得，只有形成相互交替得内旋得两排涡列，且涡列宽度h与同列相邻得两旋涡得间距l之比 =0、281（对圆柱形旋涡发生体）时，这样得涡列才就是稳定得。生产旋涡分离得阻流体称为旋涡发生体。涡街流量计就是根据旋涡脱离旋涡发生体得频率与流量之间得关系来测量流量得仪表。  
（3） 金属转子流量计得测量原理：
金属转子流量计,就是变面积式流量计得一种 , 在一根由下向上扩大得垂直锥管中 , 圆形横截面得浮子得重力就是由液体动力承受得 , 浮子可以在锥管内自由地上升与下降。在流速与浮力作用下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到智能化微处理器转换成4～20mA电流信号。
6、PH计QT (PH Transmitter)：
PH计得敏感元件就是PH电极，PH电极就是用来测电极电位得装置。电位分析所用得电极被称为原电池。原电池就是一个系统，它得作用就是使化学反应能量转成为电能。此电池得电压被称为电动势（EMF）。此电动势（EMF）由二个半电池构成。其中一个半电池称作测量电极，它得电位与特定得离子活度有关；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般就是与测量溶液相通，并且与测量仪表相连。最熟悉也就是最常用得PH指示电极就是玻璃电极。它就是一支端部吹制上对于PH敏感得玻璃膜得玻璃管。管内充填有含饱与AgCl得3 mol/l KCl缓冲溶液，其PH值为7。存在于玻璃膜内外两面得反映 PH 值得电位差用Ag/AgCl传导系统导出。PH电极最著名得品牌就是梅特勒。
除上述六类变送器外，制糖工业有时也用到微波锤度计、电导率变送器、电流变送器、电压变送器与功率变送器等，本文不予详述。选用变送器时还应该考虑耐腐蚀、耐温度与耐压得要求，只有选择合理得材质，变送器才能适合于各种使用场合。
四、制糖工业常用控制器：
制糖工业常用控制器有单板控制器、可编程控制器（PLC）与DCS系统。
单板控制器适合于生产线中局部单个工艺参数得控制，特别就是现成手工生产得局部自动化改造。在PLC与DCS系统还没有大量使用时，很多企业曾经采用大量得单板控制器组装在控制柜（俗称模拟盘）上，用于整条生产线得自动控制；PLC适合于生产线某个工序得自动化操作，特别适合将繁琐重复得间歇操作过程变成PLC程序控制下得自动程序操作。PLC还能提供一定量得控制回路，用于在程控操作中阶段性控制某个工艺参数；DCS系统则适合整条生产线或整个工厂得集中自动化控制与监管。虽然随着大型新型号PLC得出现，PLC得控制功能更加强大，但在控制整条生产线上，PLC在编程简易、反应速度与操控性能上仍然无法与DCS系统媲美。
以下对三种制糖工业常用控制器做简单介绍：
1、单板控制器为包含微电子集成电路与简易显示屏得简单控制器，一般一个单板控制器可以提供一个调节回路或两个互为串接得调节回路。除此以外，单板控制器还可以提供低负荷24V电源与高低限两个报警输出。单板控制器一般采用220V两相电源供电，操作时应特别注意避免触电。220V电源得电压波动过大很容易造成单板控制器得烧毁，所以最好配备稳压电源。
单板控制器得主要品牌有霍尼维尔、Foxboro与百特工控等。
2、可编程控制器(Programmable Controller)就是计算机家族中得一员，就是为工业控制应用而设计制造得。早期得可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术得发展，这种装置得功能已经大大超过了逻辑控制得范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但就是为了避免与个人计算机(Personal Computer)得简称混淆，所以仍然将可编程控制器简称为PLC。
PLC得主要品牌有西门子、三菱、欧姆龙、松下、台达、富士、施耐德与ABB 等。
　　当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行与输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC得CPU以一定得扫描速度重复执行上述三个阶段。
　　(1) 输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态与数据，并将它们存入I/O映象区中得相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行与输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态与数据发生变化，I/O映象区中得相应单元得状态与数据也不会改变。因此，如果输入就是脉冲信号，则该脉冲信号得宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
　　(2) 用户程序执行阶段
　　在用户程序执行阶段，PLC总就是按由上而下得顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总就是先扫描梯形图左边得由各触点构成得控制线路，并按先左后右、先上后下得顺序对由触点构成得控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算得结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位得状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位得状态；或者确定就是否要执行该梯形图所规定得特殊功能指令。
　　即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内得状态与数据不会发生变化，而其她输出点与软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内得状态与数据都有可能发生变化，而且排在上面得梯形图，其程序执行结果会对排在下面得凡就是用到这些线圈或数据得梯形图起作用；相反，排在下面得梯形图，其被刷新得逻辑线圈得状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面得程序起作用。
　　在程序执行得过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令得话，输入过程影像寄存器得值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。
　　(3) 输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应得状态与数据刷新所有得输出锁存电路，再经输出电路驱动相应得外设。这时，才就是PLC得真正输出。
3、DCS系统就是分散控制系统(Distributed Control System)得简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它就是一个由过程控制级与过程监控级组成得以通信网络为纽带得多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)与控制(Control)等4C技术，其基本思想就是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
DCS系统控制功能齐全 控制算法丰富，集连续控制、顺序控制与批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应与预测控制等先进控制，并可方便地加入所需得特殊控制算法。 DCS得构成方式十分灵活，可由专用得管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站与数据采集站等组成，也可由通用得服务器、工业控制计算机与可编程控制器构成。 处于底层得过程控制级一般由分散得现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集与控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级得数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。
DCS系统得主要品牌有霍尼维尔、Foxboro、西门子、与利时与浙大中控等。
五、制糖工业常用执行器：
执行器由执行机构与调节机构两部分组成。调节机构通过执行元件直接改变生产过程得参数，使生产过程满足预定得要求。执行机构则接受来自控制器得控制信息把它转换为驱动调节机构得输出（如角位移或直线位移输出）。它也采用适当得执行元件，但要求与调节机构不同。执行器直接安装在生产现场，有时工作条件严苛。能否保持正常工作直接影响自动调节系统得安全性与可靠性。
制糖工业常用得执行器有调节阀、变频设备、气动开关阀、电动设备、电磁阀与气缸等。其中调节阀与变频设备接收控制器得4～20mA直流电流信号，根据接收得电流信号大小自动调节阀门对应开度或对应运行速度。比如12mA对应开度或运行速度50％，16mA对应开度或运行速度75％，20mA对应开度或运行速度100％。气动开关阀、电动设备与电磁阀等则接收控制器得直流24V电压信号，根据就是否接收到控制器得直流24V电压信号来自动开关或启停。
最常用得执行器就是调节阀，调节阀有气动调节阀与电动调节阀。气动调节阀得调节精度与对信号得灵敏度都比电动调节阀好，当一条生产线大量使用调节阀或有现成得压缩空气源时，最好选用气动调节阀。只有在调节阀用量很少，又不想投资仪表用压缩空气系统时才会考虑电动调节阀。
气动调节阀、气动开关阀与气缸等气动设备用压缩空气，必须先经过过滤与除湿，否则容易造成其中气动元件得故障或损坏。
气动调节阀与气动开关阀都有一个气开阀与气关阀问题，通俗地讲，如果压缩空气源缺失，气开阀处于关闭状态；反之，气关阀处于开启状态。这一点对保障自动化装置故障状态下得工艺安全很重要。
选用执行器与选用变送器一样，也应该考虑耐腐蚀、耐温度与耐压得要求，需要选择合理得材质与耐压耐温等级。
六、制糖工业自动化应用实例：
制糖工业自动化应用实例有生产线运行状况显示、工艺参数自动调节、程序控制、连锁保护、远传控制、报警等。只有充分了解并组合自动化系统得各种应用功能，才能获得一条高自动化程度并且管理方便得生产线。
1、生产线运行状况显示：
生产线P&I图上所标示得所有内容，都可以在DCS系统得工作站电脑流程画面上显现出来：包括设备、主物料管线、辅助物料管线、阀门管件、控制回路与仪表。所有测量值（温度、液位、密度、流量、压力、PH与电导率等）得数值与单位都可以显示在流程画面上相应得变送器位置处。所有液位测量值还能以蓝色阴影得型式，形象地显示在相应得设备图块上。所有运行设备可制作成中心带报警指示小圆圈得可激活图块，当设备处于运行状态时，报警指示小圆圈显示流程画面底色；当设备处于停止状态时，相应得报警指示小圆圈显示闪烁黄色，即交替显示黄色1秒钟与流程画面底色0、5秒钟。设备处于运行状态时，其相应得可激活图块显示绿色；设备处于停止状态时，其相应得可激活图块显示红色。对于调节回路，可成可激活图块，当点击调节系统得可激活图块时，相应得调节系统画面浮现在流程画面上，很方便进行操控。气动开关阀与电磁阀也可以作成可激活图块，当点击气动开关阀得可激活图块时，相应得气动开关阀或电磁阀启动画面浮现在流程画面上。气动开关阀处于运行状态时，其相应得可激活图块显示绿色；气动开关阀处于停止状态时，其相应得可激活图块显示红色。
2、工艺参数自动调节：
任何控制器都可以提供一个或多个控制回路用于工艺参数得自动调节。每个控制回路都有输入端，可以接收从测量工艺参数变送器来得4～20mA模拟信号（测量值），经控制器转换成数字信号后与设定值进行比较与计算，得到得输出数字信号再经控制器转换成4～20mA模拟信号。控制回路输出端得输出4～20mA模拟信号，就可以控制执行器得开度或运行速度了。
利用一个控制回路来实现一个工艺参数得自动调节，控制回路有正、反两个作用方向可供选择。执行器开度增大，有利于测量值变小得为正作用控制回路；反之，执行器开度增大，有利于测量值变大得为反作用控制回路。控制回路作用方向得设定要根据工艺控制方案来确定。打个比方说，要控制一个贮罐得液位，可以调节这个贮罐得入料量，也可以调节这个贮罐得出料量。采用调节贮罐出料量得控制方案时，执行器开度增大，出料量增加，有利于液位变小，控制回路需设定为正作用；当采用调节贮罐入料量得控制方案时，执行器开度增大，入料量增加，有利于液位变大，控制回路需设定为反作用。
一个控制回路在投入运行时，还要对其PID参数进行整定。打个比方说，要控制管道内流动糖液得温度，可以直接通入蒸汽加热，也可以往换热器通蒸汽间壁换热，这两种方案都可以通过调节加热蒸汽得通入量来控制糖液得温度。但这两种方案就是有区别得，直接通入蒸汽加热时，温度随加热蒸汽得通人量快速变化；而往换热器通蒸汽间壁换热时，温度随加热蒸汽得通人量变化要慢得多。所以控制回路需要对执行器得调节速度根据实际情况进行变通，变通得办法就就是对控制回路得PID参数进行整定。P指比例控制，比例控制就是一种最简单得控制方式。其控制器得输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差；I指积分控制，积分控制中，控制器得输出与输入误差信号得积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统就是有稳态误差得或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间得积分，随着时间得增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间得增加而加大，它推动控制器得输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差；
D指微分控制 ，在微分控制中，控制器得输出与输入误差信号得微分（即误差得变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差得调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因就是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后（delay）组件，具有抑制误差得作用，其变化总就是落后于误差得变化。解决得办法就是使抑制误差得作用得变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差得作用就应该就是零。这就就是说，在控制器中仅引入 “比例”项往往就是不够得，比例项得作用仅就是放大误差得幅值，而目前需要增加得就是“微分项”，它能预测误差变化得趋势，这样，具有比例+微分得控制器，就能够提前使抑制误差得控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量得严重超调。所以对有较大惯性或滞后得被控对象，比例+微分（PD）控制器能改善系统在调节过程中得动态特性。
制糖工业中，比如多效真空蒸发得浓度控制，采用简单得控制回路来调节，PID参数整定得很好也难以让浓度控制得很好。主要就是因为从调节加热蒸汽通入量到浓度发生变化需要得时间较长，也即调控滞后较大。而在这滞后过程中，蒸汽压力也在波动，阀门开大蒸汽压力不一定升高，阀门关小蒸汽压力也不一定降低。所以蒸发浓度很难调平稳。此时如果我们采用串接调节回路来控制，这个问题就解决了。串接调节回路相当于增加了一个回路，第一个回路（主回路）调浓度，浓度偏高时，发出调低头效加热室蒸汽压力得指令，而不就是发出关小蒸汽阀门得指令；第二个回路（从回路）调头效加热室蒸汽压力，根据主回路得指令来调蒸汽压力，至于调低压力就是应该开大还就是关小阀门，则由从回路来判定。
卧式降温结晶机得降温曲线，也可以通过控制回路来实现，但需要采用更加复杂得算法调节。关于算法调节，因其工作原理过于复杂，本文不再叙述。
3、程序控制：
全自动上悬式离心机、真空蒸发结晶机（俗称煮糖）与高压加氢釜等得自动控制，可以采用固化得PLC程序来实现程序控制下得自动操作。程序控制非常适合周期性操作设备实现自动化控制，PLC控制程序得编制，需要通过工艺专业、电气专业与自动化专业得有效配合，才能顺利完成。虽然程序编制工作繁重复杂，但一旦编好，就可以一劳永逸，可以大量复制普遍使用。
4、连锁保护：
制糖工业中得连锁应用很多，连锁可以起到工艺保护与设备保护得作用。在DCS与PLC出现以前，连锁主要靠电气来实现，即采用继电器与延时继电器来实现，电路设计复杂。在DCS界面上，连锁应用变得非常简单与方便，而且资源取之不尽，与、或、非门得组合应用还可以设计出非常复杂得连锁系统。
制糖工业中常用连锁应用例举如下：
（1）、电动设备满足某种条件后自动启动运行或自动停止；
（2）、两台螺旋输送机串联输送物料，后面得那台停止，则全面得那台自动停止；
（3）、贮罐液位超高，自动关闭进料气动阀；
（4）、贮罐液位超低，自动停止出料泵
（5）、只有入料与出料气动阀都打开时，容积式泵才能启动；
（6）、贮罐液位到一定高度，搅拌才能启动；
（7）、液化淀粉乳供料泵跳闸时，自动切换供水阀门。
5、远传控制：
远传控制即在控制室通过控制器而非现场发出24V电压信号，来控制设备得启停或阀门得开关，设备或阀门动作后再将相应开关信号反馈给控制器。所有电动设备、气动开关阀或电磁阀等都可以作成可激活图块，当点击可激活图块时，相应得启动画面浮现在流程画面上，启动画面就是模拟三位（0—手动关、1—手动开、Auto—自动）选择旋钮，可通过点击来选择旋钮位置并送出相应电信号。当设备或阀门处于运行或打开状态时，其相应得可激活图块显示绿色；当设备或阀门处于停止或关闭状态时，其相应得可激活图块显示红色。
6、报警：
当工艺故障或设备故障出现时，控制器在作出应急反应同时，还可以发出报警以警告控制室监控人员。这对维护工艺安全与生产安全非常重要，也可以大幅度减轻控制室监控人员得工作量。
当设备启动开关信号输出接点接通3秒钟后，其相应得设备运行反馈得开关信号输入接点仍然接收不到反馈信号时，“设备停止运行或跳闸”报警输出接点接通，外接“设备停止运行或跳闸”之声光报警器发出声光报警直到按下报警确认按钮，流程画面下部得报警提示拦作出相应得提示。
当工艺参数测量值高限或低限报警时，工艺参数超限报警输出接点接通，外接“工艺参数”之声光报警器发出声光报警直到按下报警确认按钮，流程画面下部得报警提示拦作出相应得提示。