蜂窝式蒸发器是制糖工业中重要的浓缩蒸发设备,在实际生产中因原料中含有的盐类及杂质在高温蒸发过程中形成积垢,附着在加热管壁上,对生产效率及产品品质产生影响。蒸发器在使用一定时间后需要对加热管壁进行清洗。本文针对蒸发器清洗过程中操作人员劳动强度大且存在操作安全隐患的问题,通过分析蒸发器使用过程中积垢形成的原因及危害,对比分析了常用的清洗技术,制定了蜂窝式蒸发器基于高压水射流技术的清洗方案,设计了清洗装置的机械执行机构,主要由旋转机架、旋转支承机构、纵、横向运动机构及高压软管输送机构,并完成了其它硬件系统的设计。开发了基于华中HNC-210B的数控软件系统,采用数控方式控制清洗装置。利用数控系统对清洗位置进行精确控制,将数控系统与清洗装置进行机电融合,完成清洗作业任务。开发设计了清洗装置的电气控制系统,对伺服、电气、液气、操控台系统进行了介绍说明。根据机械硬件及总体设计方案,对本清洗装置的伺服控制软件系统进行了详细的设计和仿真。按实际精度控制要求,伺服系统按半闭环设计。核心问题转化为对三型伺服电机实现控制,针对控制对象采用了传统的PID控制算法进行整定计算。结合选用的伺服电机建立了系统的数学模型,计算确定了系统中的电流环及速度环,而位置环增益则是通过了MATALAB软件仿真进行优选确定。在PID参数确定后对驱动器及主控机中相应的参数进行修改设置,完成伺服驱动系统的设计。为完成清洗作业,除伺服系统外根据设计方案开发了相应的PMC程序,对系统参数进行了设置及修正,适应了本文设计的清洗装置;对自动清洗G代码程序进行了总体思路设计。最后,组织搭建了清洗实验系统,对清洗装置进行实际运动控制实验,对清洗效果及各系统程序进行了测试和验证;经系统实验后,最终结果证明本文所设计研发的自动清洗装置能够代替目前的人工清洗作业,并达到设计指标要求。