现场总线控制与浮法玻璃生产系统的融合研究

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浮法玻璃生产成套装备通用技术要求

浮法玻璃生产成套装备通用技术要求

ICS91.110Q 93中华人民共和国国家标准GB/T XXXXX—XXXX浮法玻璃生产成套装备通用技术要求General technical requirement for complete set of float glass production equipment添加与国际标准一致性程度的标识(征求意见稿)在提交反馈意见时,请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施前言本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。

请注意本标准的某些内容有可能涉及专利,本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由中国建筑材料联合会提出。

本标准由全国建材装备标准化技术委员会(SAC/TC465)归口。

本标准负责起草单位:中国建材国际工程集团有限公司、本标准主要起草人:浮法玻璃生产成套装备通用技术要求1 范围本标准规定了浮法玻璃生产成套装备的构成、技术要求、安全环保要求、安装和试车、性能测试及交货文件。

本标准适用于浮法玻璃生产成套装备的技术要求。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 1234-2012 高电阻电热合金GB 2894 安全标志及其使用导则GB 5083 生产设备安全卫生设计总则GB/T 7932 气动对系统及其元件的一般规则和安全要求GB/T 8196 机械设备防护罩安全标准GB/T 10595 带式输送机GB 11614-2009 平板玻璃GB/T 14048.1 低压开关设备和控制设备第1部分:总则的要求GB 16754 机械安全急停设计原则GB/T 17888.2-2008 机械安全进入机器和工业设备的固定设施第2部分:工作平台和通道GB 18613-2012 中小型三相异步电动机能效限定值及能效等GB/T 18831 机械安全与护装置相关的联锁装置设计和选择原则GB/T 19670 机械安全防止意外启动GB/T 20641 低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求GB/T 25295 电气设备安全设计导则GB/T 26336 工业通信网络工业环境中的通信网络安装GB/T 35076 机械安全生产设备安全通则GB/T 36054 浮法玻璃拉边机GB/T 50087 工业企业噪声控制设计规范GB 50435-2016 平板玻璃工厂设计规范GB 50559 平板玻璃工厂环境保护设施设计标准GB/T 50561-2010 建材工业设备安装工程施工及验收规范JB/T 3926 垂直斗式提升机JB/T 7679 螺旋输送机JC/T 532 建材机械钢焊接件通用技术条件JC/T 604 浮法玻璃退火窑3 浮法玻璃生产成套装备构成浮法玻璃生产成套装备由原料系统设备、熔化系统设备、成形系统设备、退火系统设备、冷端系统设备等构成。

PROFIBUS现场总线在浮法玻璃上送砂系统中的应用

PROFIBUS现场总线在浮法玻璃上送砂系统中的应用
动化系统结构 :
2 P OFHale Waihona Puke B S现 场 总线简 介 R IU

) 念 概
P O IUS是 P oesFed u 的 缩 写 , 现 场 总 线 中 的 R FB rcs i b s l 是

种 , 一种国际性开放式 的现场 总线标 准 , 全球范 围 内唯 是 是
较 高 的 自动 化 控 制 性 能 , 果 上 砂 、 砂 系 统 出现 长 时 间故 障 , 如 送
应 用 行 规 , 成 为 最 重 要 的 和 应 用 最 广 泛 的现 场 总 线标 准 。 已 二 ) R ) IUS的通 信 协 议 P (FB P O IUS现 场 总线 通 讯 协 议 包 括 三 个 主 要 部 分 : R FB () R I USD 主 站 和 从 站 之 间 采 用 轮 循 的 通 讯 方 1 P OFB P:
将对 整个 浮法玻璃生产线产生严重 的影响 , 因此其重要性不言
而喻 。
式, 主要应用 于 自动化系统 中单元级和现场级通信 。
() R I usP 电源 和通信数 据通 过总线 并行传 输 , 2 P OFB A:
主要用于面 向过程 自动化 系统 中有本质 安全要求 的防爆场合 的单元级和现场级通讯 。
K e wo d P y r s: ROF BUS TURCK Se n I ime sPI C S n r n frs se a dta se y tm
1 工程 概述
某集团浮法玻璃均化库上送砂 系统 , 是三条浮法玻璃生产 线共 用的原料输送系统 , 此系 统要求具 有较 高的安 全可靠性 、
控 制 系统 采 用 先 进 的 图 尔 克 ( UR K) RO IUS现 场 总 线 T C P FB 加 P C 的 自动控 制 方 式 。 L

在玻璃行业中实现自动化控制几个经验

在玻璃行业中实现自动化控制几个经验

在玻璃行业中实现自动化控制的几个经验探讨摘要:随着科学技术的不断发展,工业生产工业不断创新,使得越来越多的企业对于自动化技术的要求也越来越高。

因此本文针对瓶罐玻璃行业中实现自动化控制的几个经验进行探讨。

关键词:玻璃行业;自动化控制;经验一、玻璃的生产玻璃作为一种装饰材料和包装材料在工业、建筑以及交通等各个领域都具有十分广泛的应用。

随着日常生活以及工业生产对玻璃的需求量不断扩增,这就使得玻璃行业生产出更多优质、高档的产品,而在具体的生产过程中需要配合上一些智能化的设备,给玻璃生产的高效、优质提供技术上的支持。

目前瓶罐玻璃的应用范围最为广泛,在罐装饮品、食品、化妆品以及药品当中都能够找到它的身影,由此可知瓶罐玻璃跟人们的日常生活有着非常紧密地联系,瓶罐玻璃的纯度、洁净程度以及杂质含量都直接影响着人们的身体健康,这也就对瓶罐玻璃在生产工艺有了更高的要求。

瓶罐玻璃在生产过程中使用石英砂为原料,但除了原料的配合比以外玻璃烧窑也是一项重要环节,随着科学技术的不断发展通过利用先进的生产工艺使其质地更加坚硬、纯度更高以及表面更光滑,因此瓶罐玻璃的生产自动化技术的应用应该得到更为广泛的推广。

二、玻璃生产的自动化控控目前随着计算机以及网络的发展,将工业生产中的整个控制系统进行数字化以及网络化的转变是未来工业发展的主流趋势。

而现场总线控制系统是一种将现场控制器以及现场智能仪表设备相互连接自动化控制网络。

它主要依靠于具有控制、检测以及通信能力的芯片以及分散在现场的数字化设备进行控制操作,并且将分散在各个现场的控制点以总线的形式连接起来,形成一个总的控制系统,从而实现网络开放式集成全分布的控制系统。

对于工业生产,尤其是玻璃行业这种制造型企业来说,现场总线是最佳的自动化控制系统。

图1为现场总线系统的结构示意图。

图1现场总线系统的结构图在玻璃生产自动化控制系统的当中,现场总线利用的是数字信号,他提升了信号传输的精确性以及稳定性。

PROFIBUS-DP现场总线在浮法线热端控制中的应用

PROFIBUS-DP现场总线在浮法线热端控制中的应用
摘 要
秦 皇 岛市
060 ) 6 0 4
论 述 了 基 于 P O I USDP现 场 总 线 的 浮 法 玻 璃 生 产线 的 P C 双 冗 余 控 制 系统 结 构 、硬 件 组 态 以及 软 R FB - L
件实现情况 。 关键 词 P OF B R IUS 浮 法 玻 璃 现 场 总 线 文章 编 号 :1 0 — 18 (0 6 2 0 0 4 0 3 9 7 2 0 )0 —0 5 —0
外 ,P OF B — P还 提供 了智 能 化设 备所 需 要 的 R I USD
工设备 组 成 的热端 生产 系统 ,是 一个 多变量 ( 如流 量 、温度 、压 力 、速 度 、开 关 量 等 ) 、多 任 务 ( 如 玻璃熔 窑 温度 控制 ,助燃 风 与燃料 燃烧 控制 ,油 压 油温 控制 ,雾 化介 质压力 控 制 ,玻 璃 液位 与窑压控 制 ,废 气 中氧 含量 控制 ,流 道玻璃 液 温度控 制 ,换 向过程 控 制 ,保 护 气体 流量 、压力 、罩 内、槽 内压
其 中 ,P OF B - D R I US P用 于 设 备 级 的 高 速 数 据 传送 ,中央 控制 器 ( P C,P ,通过 高速 串 如 L C) 行 线 同 分 散 的 现 场 设 备 ( IO,驱 动 器 ,阀 门 如 / 等)进 行 通 信 。P ROF B — D I US P具 有 快 速 、 即插 即用 、高效 低 成本 等优 点 。在 用于 现场 层 的高速 数 据传 送 时 ,主 站周 期地 读取 从设 备 的输 入信 息并 周 期 地 向从 站设备 发送 输 出信 息 。除 周期性 数 据传 输
总线 ( I L US F E D B )就 是 顺 应 这 一 形 势 发 展起 来

现场总线控制系统在浮法玻璃生产线自动控制中的应用

现场总线控制系统在浮法玻璃生产线自动控制中的应用

而 浮法玻 璃 生产 过程 控制 中的特 殊 现 象 , 靠常规 控 制 方 法是 无 法 有效 解 决 的 。本 文在 对 现 场 总 线 控 制 系统 特 点
进行 概 述的 基础 上 , 结合 浮 法玻 璃 生产控 制过程 和 F F基金 会 现 场 总线 , 出 了把 现 场 总 线控 制 系统 应 用 于 浮 法 提 玻璃 生 产线 自动控 制 中的 思路 。
能仪 表 设备 互 连 的 实 时控 制 通 讯 网络 , 遵循 I0 的 0 I S S
开 放系 统互 连参 考模 型 的全 部或 部分 通讯 协 议 。现场 总
() 3 使设 备增 加 非 控 制 信 息 , 自诊 断 、 态 信 息 及 如 组 补偿 信息 等 ;
( ) 现现 场管 理和控 制 的统 一 ; 4实
维普资讯
第 1卷 8
第 4期
郑 州 铁 路 职业 技 术 学 院 学 报
V 11 No4 o. 8 .
De . 0 6 c 20
20 0 6年 1 2月
J u nlo h n z o i yVo ain l& Teh ia olg o r a fZ e g h uRal c t a wa o c nclC l e e
品。
长 期 以来 , 法玻 璃 生 产 线 的三 大 热 工 设 备 的生 产 浮 过 程控 制 , 沿袭 的都是 经典 控制 方 法 , 能 完全 适 应 浮 法 不 玻 璃 生产 线 的过 程控 制 特 点 。近 年 来 , 虽然 计算 机 控 制 系统在 浮 法玻璃 生 产线 上 已广泛 应用 , 是 , 但 由于 长期 的
线 一般 定义 为 : 种 用 于 智 能 化 现场 设 备 和 自动 化 系统 一

基于工业网络的自动化控制技术在浮法玻璃行业的应用及发展

基于工业网络的自动化控制技术在浮法玻璃行业的应用及发展
准 。多采 用 星 形拓 扑 结构 ,在互 联 设备 之 间 以 1 0 0 ~ 1 0 0 0 Mb p s 甚 至更 高 的速率 传输 信息 包 。以太 网具 有
、 ,
, , , H S E ¨ 贯 - 鼬c l c ^ t \ /
‘ 赢

低 成本 、 易于组 网 、 数据 传输 速 率高 、 易 与 因特 网连 接 和几 乎 所 有 的编程 语 言 都 支持 以太 网 的应 用 开 发 等
高 了信 号 测 量 、 传 输 和控 制 精 度 , 提 高 了 系统 与设 备
的功 能 、 性能 , 沟 通 了过 程 、 现场 、 控 制 设 备之 间及 其

传 统 的工 业控 制 领域 正经 历着 一 场前 所 未有 的变革 ,
开始 向 网络化 方 向发展 。 1 9 9 0年 以来 ,随着 因特 网
太 网过 渡 , 它 是 工业控 制 系统 的一 个 发展 方 向 。但 目 前 工 业 以 太 网还 主要 应 用 在 过 程监 控 层 , 而 在 现 场 层仍 以现 场 总线 技术 为主 。
合 理 高 效 加 工 以及 保 证 安全 生 产 等 工业 控 制 及 先 进
制 造领 域起 到越 来越 关键 的作用 。 它 已从 最初 的计 算
等 特 点, 已经成 为继 现 场 总线 技 术后 的又一 个 研究 热 点 。 由于 工业 现 场 环境 复 杂 以及 工 业 应 用 的特 殊 要
太 网等 自动 控制 新 兴 技 术使 得 分 布 控 制 系 统 结 构 更
容易 地代 替 了集 中控制 。 分 布 式体 系结 构可 以将任 务
络 实现 了无 缝对 接 。
与更 高控 制管 理层 之 问 的联 系 。 目前种 类 繁多 , 但 并 未 建立 统 一 的标 准 。 具 有 以下特 点 : ① 系统 的开 放性 ;

浮法玻璃生产线冷端智能化控制改造研究

浮法玻璃生产线冷端智能化控制改造研究

浮法玻璃生产线冷端智能化控制改造研究摘要:冷端加工不仅仅是生产浮法玻璃的切装工艺,也是自动化设备能力的体现。

目前,我国浮法玻璃产业的水平逐渐上升以及产业结构的不断升级和调整,在一定程度上提高了冷端设备装备管理水平以及智能化程度。

规模化、多规格、高质量的制造要求和推进能力两化融合提高生产装置智能化与制造流程智能化的国家产业发展战略,对冷端控制系统的自动化和智能程度也提供了更高的需求。

关键词:浮法冷端;智能化;玻璃板识别与跟踪;数字化网络前言:虽然玻璃仍是中国现代工业文明过程中所不可或缺的无法取代的重要物质,但20世纪80年代以来由于浮法玻璃工业技术在中国的充分开发,浮法玻璃工厂上的自动控制技术装备,如配合料生产的电子手动称量装置、热端装置DCS管理系统和控制装置的智能化程度等都已大大提高,但是在近十年来,中国冷端装备以及控制器的开发得到的进展却很大,在线缺陷监测装置、优化切断装置、铺纸系统、手动码垛装置等的广泛使用极大地提高了中国冷端装备能力,为进行中国冷端智能管理现代化打下了基础。

另外,自动控制器的研发与应用,使得加热端逐渐进入全方位的智能化,加热终端已成为浮法玻璃生产线智能化装置技术水平的主要表征。

一、浮法玻璃生产线冷端设备发展现状国产浮法玻璃生产线及其冷端装置,对产品的制造质量、生产效益等起着十分重要的影响,并直接影响着新产品的出品。

当前,因为中国国内浮法玻璃生产线冷端装置上存在的缺陷,使得生产中存在着一定程度上的问题和不足,主要表现在:1.生产的商品也具有一定局限。

当前国内复发玻璃工厂冷端技术设备的制造产品销售尺寸局限很大,一般可以制造3-15mm的一般板材,而对于进口装备中能够满足2mm以内的超薄板材和15mm以上超厚板的制造产品销售尺寸与国外技术,国内市场还存有着相当的差异[1]。

2.生产的企业存在着相应的问题。

当前,由中国浮法玻璃生产线冷端设备制造的浮法玻璃生产所具有的弊端,主要是能耗较高、优化切割能力之差、以及自动化控制程度较低,而在能源方面,正是因为自动化控制程度较低,中国浮法玻璃生产线冷端设备的能源量大大超过了外国浮法玻璃生产线冷端设备的能源总量。

PLC在浮法玻璃生产线中的运用研究

PLC在浮法玻璃生产线中的运用研究

PLC在浮法玻璃生产线中的运用研究核孀判畔⒉导际醯男似?PLC技术在各工业、制造业等组织领域中普遍推广开来。

而本文主要结合了浮法玻璃生产线中的PLC技术运用控制线程方面进行了阐述与探讨,以期望PLC在浮法玻璃生产进程中的自动化制备水平不断提高,使保玻璃产品质量得以保障。

关键词:浮法玻璃控制PLC最初,PLC刚刚问世兴起时,主要为取代传统继电器而设立、制造的一个控制系统,但随着工业生产需求的不断提高、以及信息产业技术等的迅猛发展,PLC的实用性及前景也愈发被多数组织领域所看重,进而促进了当前的PLC技术发展态势愈发迅速。

而当前,PLC简单来说就是一种具备实用性能较高、处理能力较强的计算机控制系统,且这种控制系统多数用在工业、制造业、以及第三方服务产业等组织领域中。

而与传统计算机系统相比,PLC除了具备计算特性的运算、处理能力之外,在必要的硬件版块组装、使用、以及更换上也非常方便,进而能够适应现代工业厂区的高度恶劣作业环境。

总的来说,PLC发展历程是逐渐由简单到复杂,即由传统继电器控制系统发展为数字化控制、高级控制、以及DCS/FCS总线控制系统等发展进程。

而我国在浮法玻璃生产工艺中所取得的不少成果就与PLC有着重要、紧密关系。

基于此,本文以浮法玻璃生产线上的原料、热端、冷端、以及输送等方面作为切入视角,即对其应用的PLC技术进行了分析。

1、原料控制应用原料在进厂后一般需要进行配料制备环节、输送控制等过程。

尤其是配料环节中的PLC应用与控制十分普遍。

所以,在该环节中具体的应用则是称量系统,即PLC与称量系统的结合运用。

称量系统的直接构件则是称量仪表,而原料的称量配置多数以单台仪表为主,而PLC在其中的作用主要是对系统配料称量系统发挥一种联锁、启停时序、以及输送等控制功能的体现,进而才能使原料称量系统下的各仪表能够与PLC进行通讯,为原料称量系统的实时监管提供了有利保障。

此外,由于PLC本身具备较高的可靠性能,所以可在该环节配套设计出一套适合PLC传感器信号传送、称量系统容易控制的程序编制,目的是避免PLC故障发生并提高配料控制的可靠性。

浮法玻璃企业生产过程计算机的管理

浮法玻璃企业生产过程计算机的管理
发生 ,更 好地保 证 浮法 玻璃 的生 产 ,制定 相应 的生
中心控制 室 内要严禁 吃食 物 ,在工 程师 工作 站和操
作员 工作 站前 不准 摆放 水杯 和 喝水 。这 是 防 鼠患 和
产过程计 算机管 理制度是 非常有 必要 的。
人为失误 造成次 生事故 的基本 防护 措施 。
池。
工作中,要确保其室温在2— 8 之间。 0 2
( 2) 中心 控 制室 是 浮法 玻璃 生 产线 的控 制 中
另 外 ,生产 过程计 算机 的操 作人员 要充 分应用 计算 机所 提供 的各 种功 能 ,监 视控 制整 个浮 法玻 璃 的生 产 。生产 过程 计算 机维 护人员 每天 要对 系统进
更换 。
当对 有关 的应 用软 件或某 些 组态数 据进 行修 改
时 ,应 首先 提 出修改 方 案 ,经 相关 主管 单位 审批 后
次 ,严禁 堆放 闲杂 物 品 ,不 留卫 生死角 。同时 ,在
浮法 玻璃 生产 线生 产过 程计 算机 包括 生产 用 的 集 散控制 系统 ( C D S)、 应 急 系 统 、数 据 采 集 系
统 、可 编程 控 制器 系 统 ( L P C)、工 程 师工 作 站 、
操 作员 工作 站 、小 型机 等 。为 了预 防计 算 机事 故 的
清 晰 的标记 ,做 到 随时 可用 。在 每年年 终 和浮法 玻
璃 生产 线冷 修 时要对 软件 进行 全 面检查 或抽 查 ,保 证 软件 安全 可靠 ,保 证程 序功 能 正常 ,保证 组态 参
数 正确 。
( 4)检 查 主机 柜 内冷 却 风扇 转 动是 否正 常 , 如发 现风 扇转动 异 常或损 坏 ,应采 取措 施及 时进 行

“浮法玻璃生产线全线工业过程自动控制系统的研究开发”项目通过

“浮法玻璃生产线全线工业过程自动控制系统的研究开发”项目通过
建 材 工业 信 息
9 9 年

期9

浮 法 玻 璃 生 产 线 全 线 工 业 过 程 自动 控 制
系 统 的 研 究 开 发

项 目 通 过 中 期 评 估
7 得 ~ 用 被 评为 较 好 有 些初 步成 果获 了应
, ,
国 家 建材 局 科技 发 展 司 于
月 2 5
2

日 6
A

,
在 秦皇 岛耀 华玻璃 总 厂 组 织 了 对 浮 法 玻 璃 生 产 线 全 线工 业 过 程 自动 控 制 系 统研 究 开 发 的 八 五 国 家 科技攻 关项 目进 行 了 中期评 估 会议 邀请 了 局 系 统 的
,
比 值 判 定钢 中 冶炼 终 点 碳 达 到 监 控
。 , ,
,
由于 该 产 品 的 问 世 解 决 了 抚 顺 钢 厂 V O D
冶 炼特 殊钢 的 目的
, 、
粘 炼 炉 生 产 需 从 国 外 引 进 部件 的 问 题 保证 了
正 常 生 产 解 决 了 生 产 厂 家燃 眉 之急 为 企 业 创 造 了 明 显 的 经 济效 益
,
过 程 自动 控 制 技 术 及 管 理 系 统 的 研 究 开 发 切
装 综 合 自动 控 制 及 管 理 系 统 的 研 究 开 发 包 括 浮 法 玻璃 下 表 面 渗 锡 量检 测 技 术 的 开 发 应 用 )
要 充 分认识 建 立 控 制 模式 和 控制 策略 数据库 工 作 需 要 有 足 够 的 时 问 及 其 艰 巨 性 要 有针 对 性 地进 行工作


给予 表 彰 和 鼓励 其 余 子 项 执 行正 常 被 评 为

浮法玻璃生产过程热端控制的机理及优化策略研究

浮法玻璃生产过程热端控制的机理及优化策略研究

浮法玻璃生产过程热端控制的机理及优化策略研究邮编:065600摘要:本研究旨在探索浮法玻璃生产过程中热端控制的机理及优化策略。

首先,通过分析浮法玻璃生产过程中的热端控制问题,揭示了温度、压力、速度和成分等因素对玻璃质量的影响。

其次,通过实验和数值模拟相结合的方法,研究了热端控制参数对浮法玻璃质量的影响,并建立了相应的优化模型。

最后,提出了一系列优化策略,包括优化燃烧系统、调整玻璃熔化温度和控制玻璃流动速度等,以提高浮法玻璃生产过程的效率和质量稳定性。

本研究为浮法玻璃生产过程的热端控制提供了重要的理论依据和实践指导。

关键词:浮法玻璃,热端控制,优化策略,玻璃质量,生产效率引言:浮法玻璃作为广泛应用于建筑和工业领域的重要材料,其生产过程中的热端控制对质量和效率具有关键作用。

然而,如何理解热端控制的机理并制定优化策略仍存在挑战。

本文旨在探索浮法玻璃生产过程热端控制的机理及优化策略,并通过实验和数值模拟的方法进行研究。

我们分析了温度、压力、速度和成分等因素对玻璃质量的影响,并提出了一系列优化策略。

本研究的结果对于提高浮法玻璃生产效率和质量稳定性具有重要意义,为该领域的进一步发展提供了理论依据和实践指导。

一浮法玻璃生产过程热端控制的机理分析浮法玻璃生产过程中的热端控制是确保玻璃质量和生产效率的关键环节。

本节将详细分析浮法玻璃生产过程中热端控制的机理,并探讨温度、压力、速度和成分等因素对玻璃质量的影响。

1 温度是浮法玻璃生产中最重要的控制参数之一。

熔融玻璃的温度对于玻璃的粘度、流动性以及晶化行为都有重要影响。

高温会增加玻璃的流动性,但过高的温度可能导致玻璃质量下降和热应力增加。

因此,准确控制玻璃熔化温度是保证玻璃质量稳定性的关键。

2 压力对玻璃带的厚度和宽度具有显著影响。

在浮法工艺中,玻璃带在熔融锡浴上浮时,由于玻璃与锡浴的界面张力,会产生拉伸应力,这会影响玻璃的厚度和表面平整度。

因此,精确控制锡浴的压力可以维持玻璃带的稳定性和一致的厚度。

玻璃工厂浮法联合车间自控设备的电缆设计

玻璃工厂浮法联合车间自控设备的电缆设计

d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2024.02.028玻璃工厂浮法联合车间自控设备的电缆设计安兆瑞,李燕红,辛永城,逯小磊(中国建材国际工程集团有限公司,上海200063)摘 要: 该文以浮法联合车间自控设备投料机柜㊁换向/火控制柜㊁流道闸板控制柜等设备为讨论对象,结合国家‘电力工程电缆设计标准“G B50217 2018等有关标准和工程项目案例,阐述并分析了如何为相关设备正确设计电力电缆和控制电缆㊂关键词: 浮法玻璃工厂; 浮法联合车间; 电力电缆; 控制电缆D e s i g no fE l e c t r i cP o w e rE n g i n e e r i n g C a b l e s f o rA u t o m a t i cC o n t r o l E q u i p m e n t i nF l o a tG l a s s F a c t o r yA NZ h a o -r u i ,L IY a n -h o n g ,X I NY o n g -c h e n g ,L UX i a o -l e i (C h i n aT r i u m p h I n t e r n a t i o n a l E n g i n e e r i n g C o ,L t d ,S h a n g h a i 200063,C h i n a )A b s t r a c t : T h e a u t o m a t i c c o n t r o l e q u i p m e n t o f f l o a t c o m b i n e dw o r k s h o p w a s d i s c u s s e d ,i n c l u d i n g b a t c h c h a r g e r c a b i -n e t ,r e v e r s a l c o n t r o l c a b i n e t ,b y -p a s s c a n a l c o n t r o l p l a t e c a b i n e t .C o m b i n e dw i t h t h e n a t i o n a l s t a n d a r d ‘S t a n d a r d f o r d e -s i g no f c a b l e s o f e l e c t r i c p o w e r e n g i n e e r i n g “G B50217 2018a n de n g i n e e r i n gp r o j e c t ,t h i s p a p e r a n a l y z e dh o wt oc o r -r e c t l y d e s i g n p o w e r c a b l e s a n d c o n t r o l c a b l e s f o r r e l a t e de q u i p m e n t .K e y wo r d s : f l o a t g l a s s f a c t o r y ; f l o a t c o m b i n e dw o r k s h o p ; p o w e r c a b l e ; c o n t r o l c a b l e 收稿日期:2023-11-28.作者简介:安兆瑞(1987-),工程师.E -m a i l :a n z h a o r u i @c t i e c .n e t正确的设计电缆,既是设备正常供电的基本保证,也是设备正常通讯和控制的基本保证㊂好的电缆设计应该从 技术先进性㊁经济合理性㊁安全适用性㊁便于施工和维护 等多方面综合考虑㊂1电缆的分类该文主要以浮法联合车间三大控制柜 投料机柜㊁换向/火控制柜㊁流道闸板控制柜 为讨论对象㊂该文讨论范围为电缆的 型式与截面 选择㊂限于篇幅,电缆的 敷设方式,该文暂不讨论㊂依据‘电力工程电缆设计标准“G B502172018[1],可将电缆如图1所示分类㊂下文将按照图1所示分类,逐一讨论电缆的选型与设计㊂2 电缆的导体材质的选择2.1 电力电缆的导体材质浮法联合车间有 三大控制柜 :即投料机柜㊁换向/火控制柜㊁流道闸板控制柜㊂三大控制柜的供电正常与否,直接影响玻璃厂的生产,所以属 需要保持连接具有高可靠性回路 的设备㊂G B50217 2018,3.1.1-1)条款规定: 需要保持连接具有高可靠性的回路,应采用铜导体 [1]㊂依据此条文,这些位于中央控制室的三大控制柜的电力电缆的材质,都应选择铜导体㊂如图2所示,A C F 1柜为 投料机柜 ,进线电缆可选Y J V -1型电力电缆㊂911建材世界 2024年 第45卷 第2期类似的,G B50217 2018,3.1.1-4)条款规定: 紧靠高温设备布置的电力电缆,应采用铜导体 [1]㊂一些现场设备,例如电磁振动给料机,因为布置在投料口上方的附近,所以属于现场高温环境下的设备,所以也应选择铜导体电缆(可选Y G C型电力电缆),如图2所示㊂2.2控制电缆的导体材质G B50217 2018,3.7.1条款规定: 控制电缆应采用铜导体 [1]㊂所以,浮法联合车间中所有的控制电缆,都应选用铜芯导体的电缆(可选K Y J V R㊁K F F R㊁K F F R P㊁D J Y V P2R㊁K H F4R㊁K H F4R P型等控制电缆)㊂3电缆的绝缘类型3.1电力电缆的绝缘类型浮法联合车间的振动给料机㊁电动总烟道截断闸板㊁投料机就地控制箱㊁熔化就地仪表箱㊁液面计箱,这些设备都是窑头熔化工段的现场设备(现场的温度实测可达60~100ħ)㊂依据G B50217 2018,3.3.5条文规定: 60ħ以上高温场所,应经受高温及其持续时间和绝缘类型要求,需用耐热聚氯乙烯㊁交联聚乙烯或乙丙橡胶绝缘等耐热型电缆;100ħ以上高温环境宜选矿物绝缘电缆㊂高温场所不宜选用普通聚氯乙烯绝缘电缆 [1]㊂所以,在给上述设备供电时,应采用耐高温型的电缆,例如可选用Y G C硅橡胶电力电缆,而不宜选用Y J V-1型电力电缆㊂如图2所示,电磁振动给料机的配电,应选择Y G C型电力电缆,而不能使用Y J V-1型电力电缆㊂笔者在实际工程实践中,就发现靠近窑头某些局部,选用了Y J V-1型电力电缆,在高温的作用下,使用期限未到一个窑龄(一般一个窑龄为8~10年),电缆护层就有提前开裂或局部脱落的现象㊂笔者现场实测过玻璃熔窑周边的温度,一般在60~80ħ,巡视窑头和锡槽顶部时,如果不做特殊的防护,人坚持不了几分钟,环境温度非常恶劣;而这些现场的电缆,是需要长期处于 恶劣 的环境下持续工作的㊂所以靠近熔窑的现场设备一定要选用 耐高温型 的电缆,否则电缆护层开裂或局部脱落,导致绝缘层失效,甚至导体外露而导致短路的话,就会引起安全事故和经济损失㊂中央控制室的三大控制柜室内的 柜间 的电力电缆,保护气体室配电的电力电缆以及与退火工段相关的电力电缆,这些场合的工况温度接近室温,依据G B50217 2018,3.3.2-1规定: 低压电缆宜选用交联聚乙烯或聚氯乙烯挤塑绝缘类型电缆 [1];所以可考虑选用Y J V-1交联聚乙烯电力电缆,此型号电缆同时也满足G B50217 2018,3.3.5条款的要求㊂如果在上述工况选用Y G C型电力电缆,也是能满足使用要求的,但不经济,无故提高了工程的成本,所以不建议混用㊂0213.2控制电缆的绝缘类型首先,浮法联合车间自控设备的控制电缆,可选用K Y J V R㊁K F F R㊁K F F R P㊁K H F4R㊁K H F4R P㊁D J Y V P2R型等电缆㊂如果工况接近室温,控制室内的控制柜之间的控制电缆可选K Y J V R型电缆㊂如果工况温度较高,如窑头和锡槽顶部温度可达60~80ħ,此时可考虑选用K F F R或K H F4R型耐高温控制软电缆㊂其次,如果电气设备还有屏蔽的要求,还应选K F F R P或K H F4R P型耐高温屏蔽控制软电缆㊂笔者在哈萨克斯坦的某浮法玻璃厂现场,就遇到过当地施工单位取施工材料时,误取了K H F4R2ˑ1.5mm2控制电缆(应该取K H F4 R P2ˑ1.5mm2屏蔽控制电缆)接流量计,事后导致 流量计 测不准,最后 返工 重新接线的情况㊂最后需要注意的是,依现场的施工反馈,现场许多设备虽然是固定设备,但为方便电缆的弯曲和敷设,这些回路中的电缆,仍可考虑选用有较高柔软性的电缆,例如K F F R㊁K F F R P中带 R 的 软电缆 ㊂K F F㊁K F F P型电缆相较K F F㊁K F F P型电缆虽然便宜些,但K F F㊁K F F P型电缆的外皮硬于K F F R㊁K F F R P型电缆,不利于电缆的弯曲和敷设㊂4电缆的护层4.1电力电缆的护层由实际工程经验可知,浮法联合车间内部的电缆敷设,主要以 桥架敷设 为主㊂结合G B50217 2018, 3.4.4-3条款可知: 敷设在桥架等支撑较密集的电缆可不需要铠装 [1],所以选用此处电缆时,可不需要铠装,是合理的设计㊂因为如果在桥架里 画蛇添足 的选用铠装电缆,既增加了采购的成本,还增加了电缆的单位质量,既浪费了钱,还增加了施工的难度㊂4.2控制电缆的护层可结合G B50217 2018,3.7.3条款选择控制电缆的护层㊂5电缆的芯数5.1电力电缆的芯数由实际工程经验可知,浮法联合车间内部的供电系统为T N-S系统,所以在设计电缆 芯数 时,主要参考G B50217 2018,3.5.1-1-2㊁3.5.1-1-3㊁3.5.2-2等条款[1],同时应结合工程项目实际情况,选用3芯㊁4芯㊁5芯电缆(例如Y J V-13ˑ4mm2㊁Y G C4ˑ2.5mm2㊁Y J V-15ˑ16mm2等)㊂5.2控制电缆的芯数图3为T B X1就地配电箱给现场5支流量开关供电㊂5支流量开关的断水报警信号,可直接由T B X1121建材世界2024年第45卷第2期就地配电箱端子(例如:型号可选U K5N)直接引至中央控制室内的D C S的D I板卡,这段信号电缆可选用K Y J V R12ˑ1.5mm2或D J Y V P2R12ˑ2ˑ1.5mm2;如果现场温度60ħ以上,建议使用K F F R P12ˑ1.5mm2型耐高温屏蔽控制多芯电缆㊂这样设计的电缆,可满足G B50217 2018,3.7.4-1条款 控制㊁信号电缆应选用多芯电缆㊂当芯线截面1.5mm2和2.5mm2时,电缆芯数不宜超过24芯 [1]的规定㊂同时需要注意的是:一个流量开关需输出一组开关量信号给D C S,所以5支流量可用一根10芯线统一传输至D C S,选用K F F R P10ˑ1.5mm2控制电缆,即可满足使用要求㊂但实际设计中,T B X1就地配电箱端子或者D C S板卡的端口,都会预留5%~10%的容量,相应的控制线的芯数也会留有备用芯线㊂所以合理的设计,宜选用K F F R P12ˑ1.5mm2,多留一组芯线,以作备用㊂这样设计的电缆,可满足G B50217 2018,3.7.4-2条款: 控制电缆宜留有备用芯线 [1]的规定㊂6电缆的截面6.1电力电缆的截面电力电缆导体截面的选择,可按照G B50217 2018,3.6节的相关公式进行计算和修正,即可满足 载流量 的要求,属于一般性的工程设计,不具有玻璃厂浮法联合车间的特殊性质,所以此处不赘述㊂对于电力电缆 电压降 要求,需要额外注意㊂玻璃厂浮法联合车间内部的供电,一般是遵循 就近 供电的原则,一般单个设备单根供电电缆的长度在20~100m之间,所以一般在计算导体截面的时候,如果满足载流量的要求,并加以温度的修正, 电压降 的要求一般情况下都会自动满足㊂但偶尔现场也会出现少数的现场就地箱或电机的配电长度超过100m以上,像这种情况,设计者就应留意,除了满足 载流量的要求外 ,还应满足G B50217 2018,3.6.1-3条款 最大工作电流作用下,连接回路的电压降不得超过该回路允许值 [1]的规定,额外验算 电压降 是否符合要求;具体的校验方法可参考‘发电厂和变电站照明设计技术规定“D L/T5390 2014,8.6.2-2和表8.6.2-1相关的公式[2]㊂笔者在现场就遇到过长距离配电,现场电机 带不动 (启动困难或颤抖)的情况,开始怀疑是电机质量的问题,后经排查发现是现场的电缆截面选小了,只满足了 载流量的要求 ,经过上百米的传输,电压降超过了电机的允许值(5%以上的电压降),导致电机启动困难㊂更换截面大一档的电缆后,电机就正常运转了[3,4]㊂6.2控制电缆的截面控制电缆导体截面的选择,可按照G B50217 2018,3.7节的相关公式,进行选型即可,属于一般性的工程设计,不具有玻璃厂浮法联合车间的特殊性质,所以此处不赘述㊂在此强调一点,G B50217 2018,3.7.5条款规定: 强电控制回路截面不应小于1.5mm2,弱电控制回路截面不应小于0.5mm2 [1]㊂实际设计中,0.5mm2截面的控制电缆很少使用㊂一则考虑到电缆的机械强度,例如:现场有出现过,工人暴力施工,将电缆 甩 断的情况㊂二则结合G B50217 2018,3.7.5-1~3条款可知,控制电缆截面还应符合电压降的要求,如果电压降过大,可能会导致保护装置不动作㊂所以,在实际设计中,在控制室内柜间传输的弱电控制回路截面可选用1.0mm2,例如可考虑选用D J Y V P2R2ˑ2ˑ1.0mm2型计算机信号电缆㊂如果控制电缆由现场引入控制室内或敷设距离较远的话,传输的弱电控制回路截面可选用1.5mm2,例如D J Y V P2R2ˑ2ˑ1.5mm2㊂按此原则选出的控制电缆,一般都自动满足G B50217 2018,3.7.5-1~3电压降的要求㊂选取控制电缆截面时,可适当的放大一档,既减轻了验算电压降的工作量,也增加了电缆的机械强度,同时对采购成本的增加也非常有限,这样设计是切实可行的㊂其次,控制电缆的 屏蔽选择和接地 也应引起重视㊂热电阻㊁压力变送器㊁差压变送器㊁流量表㊁调节阀等,这些参与测量㊁显示㊁记录㊁报警㊁控制的热工仪器仪表的信号电缆或控制电缆,都应做好屏蔽和接地,以满足G B50217 2018,3.7.6和3.7.6条款[1]的规定㊂笔者在河南商丘某浮法玻璃项目中就遇到过,因为中央控制室的换火柜的接地没有做好,导致柜面的指示灯在断电的情况下,仍有30V左右的感应电,导致信号灯在该 灭灯 的情况下,仍然 忽明忽暗 的亮着,给监控的值班人员带来了困扰㊂G B50217 2018,5.1.8条款规定: 与电力电缆并行敷设时,控制电缆和电力电缆的相互间距在可能的范围内宜远离 [1]㊂笔者在哈萨克斯坦的某浮法玻璃厂现场,就亲眼见到过 冷端机械臂 在试运转时,夹持玻璃的时候,出现每过几分钟机械臂随机 颤抖 的现象;开始以为是机械臂的质量问题,经排查发现是施工(下转第136页) 221建材世界2024年第45卷第2期壁[4]㊂在边坡中间部分坡面与构造节理面平行,形成了平整的坡面和完整的半孔挂壁㊂从试验数据和结果可以看出,在合理的装药量和装药结构条件下,孔距对预裂爆破效果的影响最大,以后在此类地质条件下的预裂爆破中,宜采用直径更小的孔和更小的孔间距[4],运用合理的爆破参数,最大程度消除节理面对爆破冲击波的负面作用,可以做出更好的预裂爆破效果㊂中阳石灰石矿山最终边坡在预裂爆破后,边坡上浮石与挂帮完全消除,所形成近800m的最终边坡上几乎没有爆破震动所造成的裂隙,最大程度保证了边坡稳定与施工安全㊂此外,这种预裂爆破方法不受火工品供应条件限制,任何地区都可以使用,而且工艺简单,作业效率高,在装药作业前几天可以提前装入P V C管,爆破作业当天每个孔仅需两人配合,熟练的爆破员8m i n能完成一个孔的装药作业㊂所以这种方式的预裂爆破在中阳石灰石矿山的应用是成功的,在安全管理和环境治理要求严格的形势下,更应该成为矿山开采努力的方向㊂参考文献[1]于亚伦.工程爆破理论与技术[M].北京:冶金工业出版社,2004.[2]中国工程爆破协会.爆破设计与施工[M].北京:冶金工业出版社,2011.[3]郑明钗.预裂爆破在矿山开挖边界上的应用[J].工程爆破,2008,14(4):57-59.[4]申震宇.奥运会飞碟靶场石方开挖控制爆破效果及分析[J].工程爆破,2009,11(11):13-16.(上接第122页)队 偷懒 ,未按图纸施工,将电力电缆和控制电缆共敷设在一个强电桥架导致的;后来将控制电缆重新敷设进仪表桥架后,冷端机械臂 颤抖 现象就自然消除了㊂最后补充一点:以上的阐述和分析都是技术层面的论述㊂在实际工作设计中,自控设备的电缆设计,不能只考虑到 本专业 的需求;在正式设计前,还应和电气专业的设计人员提前沟通好,两个专业功能相近和类似的电缆,最好统一好品牌和型号㊂选取电缆的型号和品牌,在满足设备运行的条件下,应该尽可能简化电缆的型号和品牌的数量,这样有利于设计之后的采购和现场的施工;同时也有利于标准化的设计,有利于工作效率的提高㊂7结语正确的设计电缆,既是设备正常供电的基本保证,也是设备正常通讯和控制的基本保证㊂好的电缆设计,应该从 技术先进性㊁经济合理性㊁安全适用性㊁便于施工和维护 等多方面综合考虑㊂参考文献[1] G B50217 2018,电力工程电缆设计标准[S].[2] D L/T5390 2014,发电厂和变电站照明设计技术规定[S].[3] D L/T5222 2021,导体和电器选择设计规程[S].[4]J B/T10181.1 2000,电缆载流量的计算[S].631。

浮法玻璃生产线冷端碎玻璃自控系统总线应用研究

浮法玻璃生产线冷端碎玻璃自控系统总线应用研究

浮法玻璃生产线冷端碎玻璃自控系统总线应用研究摘要:随着机械自动化技术的发展,浮法玻璃生产线也开始向着自动控制的方向发展。

而过去使用的冷端碎玻璃控制系统无法与所有冷端设备和上位机的通讯,以至于给浮法玻璃生产线的全线控制的实现带来了阻碍。

基于这种认识,本文利用MODBUS PLUS现场总线进行了冷端碎玻璃自控系统的设计,从而为浮法玻璃生产线的全线控制操作的实现提供思路。

关键词:浮法玻璃生产线;冷端碎玻璃自控系统;总线引言:在生产浮法玻璃的过程中,利用上位机进行生产线上所有设备运行状态的监控,将能使生产线的生产得到全面的控制。

但就目前来看,生产线的上位机在实际运行的过程中难以与冷端碎玻璃控制系统通讯,所以无法实现所有设备状态的监视和控制。

而在冷端碎玻璃系统中应用总线,则能够为上位机实现系统的自动控制提供支持。

1冷端碎玻璃自控系统总线的应用思路在浮法玻璃生产线上,冷端碎玻璃系统由提升机、落板系统、碎玻璃输送皮带、地坑搅碎机、工业电视系统和料仓等结构组成。

在系统运行的过程中,通常需要采用继电器进行系统操作控制。

而该类系统只是采取简单方式与主线设备或上位机通讯,所以系统管理人员无法通过上位画面了解系统运行状态,因此也无法较好的进行碎玻璃的控制。

而无法实现碎玻璃的有效控制,将给浮法玻璃生产线的冷端控制带来不便[1]。

因此,为实现冷端碎玻璃的集中、全面控制,还要进行自控系统总线应用,以便利用现场总线形式使碎玻璃控制系统与上位机或冷端设备进行通讯。

而采取该种系统设计方式,可以使碎玻璃控制系统成为浮法玻璃生产线冷端网络控制系统的一部分,所以能够为生产线的冷端控制提供便利。

2冷端碎玻璃自控系统总线的应用设计2.1系统结构分析从结构上来看,应用总线的冷端碎玻璃自控系统为双层网络系统,上层为Ethernet网络,可以进行TCP/IP协议的执行。

而系统下层为MODBUS PLUS现场总线,由上位机、变频器和碎玻璃控制装置等结构组成。

DCS系统在国际先进浮法玻璃生产线中的应用

DCS系统在国际先进浮法玻璃生产线中的应用
当前状态: 运行或故障。 当发现故障的时候, 操作员可以 及时通知有关人员进行检修。
图 5 碹顶温度控制效果对比图
LIC100 计 算 后 , 通 过 LZ1001、 LZ1002、 LZ1003、 LZ1004 四个输出块乘以给定系数后输出频率, 以标准信号 4- 20MA 的 形 式 输 出 至 相 应 投 机 。 此 种 方 法 极 大 减 低 了 程 序 的复杂程度和工作量, 很好地解决了同步问题。 程序画面 见图 6, 投料机操作画面见图 7。
图 6 程序画面
如图 7 所示, 液面控制是通过调整 4 台投料机速度进 行控制的, 其中 1、 2、 3、 4 分别表示 4 台投料机, 方框 中的数据是各个投料机的实际速度, 即变频器的实际频率 (Hz), 频率旁边的数据是 4 台投料机速度的系数 因 子 , 操 作员可以根据这个数据对投料机的速度进行调整, 如果发 现熔窑中的投料不均匀, 可以调整此 4 个系数来控制, 系 数 的 范 围 是 0~1。 Level\LIC100 是 液 面 PID 控 制 块 , 可 以 对液面进行手动控制, 也可以进行自动控制。 液面的设定 值 范 围 是-5~5mm。 画 面 的 右 下 边 显 示 的21
72
机电工程技术 2009 年第 38 卷第 05 期
应用技术
CDs 等 。 应 用 软 件 指 的 是 在 PCS7 基 础 软 件 之 上 , 根 据 具 体工艺状况和现场设备开发的软件, 包括通常的组态 (如 PID 控制、 模拟量值的监控、 设备状态的监控、 报警监控) 和较为复杂的脚本程序。 对于操作员来说, 我们通常看到 和 操 作 的 是 OS 上 的 工 艺 状 况 画 面 和 各 种 实 时 的 数 据 , 只 有具有工程师权限的人员才能查看和修改组态过程的控制 策略、 工艺状况画面和网络的实时监测等功能。 在该公司 DCS 控 制 系 统 中 , 按 照 工 艺 的 划 分 , 我 们 把 OS 大 致 分 为 三 个 对 应 工 段 : 熔 窑 、 锡 槽 、 退 火 窑 。 每 个 OS 各 监 控 一 个 工 段 , 同 时 与 其 它 两 个 OS 互 为 备 用 , 见 图 2 硬 件 组 态 画面。

超薄玻璃生产中悬挂式全自动拉边机的应用

超薄玻璃生产中悬挂式全自动拉边机的应用

超薄玻璃生产中悬挂式全自动拉边机的应用发布时间:2021-06-10T14:52:32.070Z 来源:《探索科学》2021年4月作者:张大磊郝连凯李洪杰王春勇刘勇杰[导读] 在科技的不断发展下,玻璃的生产技术也得到迅速提升。

超薄浮法玻璃生产与传统浮法玻璃相比具有很大的不同,由于超薄玻璃的厚度相对较薄形成困难,并且具有较高的控制要求。

悬挂式全自动拉边机应用于超薄浮法玻璃的成形时期,其原理为依靠拉边机最前端的拉边轮牵引浮在锡槽液面上的玻璃带前进,并利用调节拉边轮调整速度、水平偏角等,进而满足所需的硬度及厚度要求。

河北南玻玻璃有限公司张大磊郝连凯李洪杰王春勇刘勇杰 065600摘要:在科技的不断发展下,玻璃的生产技术也得到迅速提升。

超薄浮法玻璃生产与传统浮法玻璃相比具有很大的不同,由于超薄玻璃的厚度相对较薄形成困难,并且具有较高的控制要求。

悬挂式全自动拉边机应用于超薄浮法玻璃的成形时期,其原理为依靠拉边机最前端的拉边轮牵引浮在锡槽液面上的玻璃带前进,并利用调节拉边轮调整速度、水平偏角等,进而满足所需的硬度及厚度要求。

悬挂式全自动拉边机的应用有利于提升产品种类、减少改板时间,同时也可以提升玻璃质量,为超薄玻璃生产提供有力的技术支持。

本文中对超薄玻璃生产中悬挂式全自动拉边机的应用进行了探讨。

关键词:超薄玻璃生产悬挂式全自动拉边机应用引言:拉边机是生产浮法玻璃专用的成形设备,通过运用拉边机的机头压在锡槽内玻璃带边缘,以此有效控制玻璃带的厚度及板宽,并配合退火窑牵引拉制出合格的产品。

在我国经济的高速发展下,超薄玻璃在市场中的需求越来越大,尤其是品质好的超薄浮法玻璃,需求程度十分迫切。

因此,传统的落地车式拉边机,其结构工艺已经无法满足现代化生产的需求,所以悬挂式全自动拉边机已经将其取代。

1.悬挂式全自动拉边机运用在超薄玻璃生产中的背景?进行超薄玻璃的生产的主要仪器设备就是悬挂式全自动拉边机,在具体的生产过程中,拉边机能够通过压槽对超薄玻璃的厚度进行良好的控制,便于出产出符合规定厚度的合格玻璃。

玻璃生产过程计算机控制技术

玻璃生产过程计算机控制技术

玻璃生产过程计算机控制技术13-02 玻璃生产过程计算机控制技术13-02-01 浮法玻璃生产过程计算机控制技术一、概述平板玻璃的生产工艺经历了垂直引上法工艺、平拉法工艺和浮法玻璃工艺三个阶段。

其中,浮法玻璃工艺是现代平板玻璃生产的主要工艺,全世界已经有几百条浮法玻璃生产线投入使用。

浮法玻璃生产线上的几个关键技术有:玻璃配料系统技术,玻璃熔窑系统技术,锡槽系统技术,退火窑系统技术。

计算机对这些过程的控制,目的在于节约能源消耗,降低玻璃成本,提高玻璃产品的质量和数量,并最终实现生产过程的自动化以及管理的信息化。

二、主要内容1、玻璃配料的自动控制[1]-[4]:平板玻璃配合料是由多种原料按一定的粒度要求和成分比例,经均匀混合后制成的。

采用微机控制玻璃配料过程,提高配合料的质量是高效优质玻璃生产的先决条件。

玻璃配料的计算机控制主要分为以下几个过程:(1) 自动精确称量各种原料。

采用PLC控制的称量控制器能够实现以下功能:①配料重量设定;②装载配料;③放料配料和多次放料;④高速加料和低速加料;⑤自动溢流修正;⑥偏差控制;⑦配料前等待时间和放料前等待时间;⑧配料时间到和放料时间到控制;⑨自动称量;(2) 部分原料水分在线测量和自动调节湿基量;(3)配料时序自动控制,设备起停、连锁和顺序控制;(4)料加水自动控制;(5)窑头料仓料位自动控制;(6)全线安全联锁和事故报警;(7)控制流程画面显示;(8)打印报表和数据记录;(9)防止配错料及配错后处理;(10)数据通讯,包括和厂管理计算机、系统内部等通讯。

2、玻璃熔窑自动控制[5]:玻璃熔窑中进行的玻璃熔制过程是玻璃生产中最重要的工序之一,它是将混合均匀的配合料,送往玻璃窑炉,在高温条件下,经过一系列物理的、化学的变化和反应,形成均匀的、无气泡的、符合成形要求的玻璃液。

这是一个非常复杂的过程,对硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化和冷却成形各阶段的温度都有一定的工艺要求,并要求玻璃窑炉中的火焰温度和温度分布稳定,窑压、加料量、出料量及液面也都需保持稳定,才能保证治制的质量。

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现场总线控制与浮法玻璃生产系统的融合研究
摘要:现场总线的控制系统是较为开放且互操作性较高以及分散的分布式的控制系统,针对浮法玻璃声场过程中的具体特点,无法用常规的方法进行解决。

针对现场总线的控制特点,以及浮法玻璃生产和控制的整体过程,提出了将现场的总线控制系统与浮法玻璃生产系统的融合研究思路。

关键词:现场总线控制浮法玻璃生产系统融合研究
1、现场的总线控制概述
现场总线控制实际上是将现场控制器与现场的智能仪表设备连接的实时控制的通讯网络,支持ISO的OSI开放系统互连参考模型的全部以及大部分的通讯协议。

现场总线实际上是一种适用于智能化现场设备以及自动化系统的开放式、数字化、双向串行以及多节点的通信总线。

FCS正式使用这种开放且能够互操作的网络实现与现场各种控制器和仪表设备的相互连接,形成了现场总线的控制系统,同时还将控制的功能放置在系统的控制现场。

现场总线控制实际上是工业设备自动化控制的计算机局域网络,以能检测、控制、通信能力的微处理芯片为基础,实现在现场的彻底分散管理和控制,同时根据现场分散进行测量,控制设别的单点作为网络的节点,同时将这些节点通过网总线的方式连接构成现场总线控制体系,其本质是最底层的网络系统,也是网络集成分布的控制系统,将原有的集散型的DCS系统现场控制的功能分散到了各个网络的节点处。

由此,应将原本封闭且专用的网络转换为开放而标准的系统,从而使不同的制造商的产品实现了互连。

2、浮法玻璃生产系统中存在的问题
浮法玻璃生产系统的热工设备的生产过程控制一直以来都采用的是经典的控制方法,难以完全适应浮法玻璃生产系统的过程控制的特点,随着计算机控制系统在浮法玻璃生产系统中的应用和改革,计算机在浮法玻璃生产线上实现了广泛的应用,但生产系统的控制方法依旧没有重大的突破,没有发挥计算机控制在系统中的作用。

根据控制理论以及生产实践上看,浮法玻璃的各个生产的环节都具有一定的控制过程的不确定性。

存在较强的时变性、不对称性以及非线性、相关耦合的特点,例如熔窑热工的控制过程中,由于熔窑两边燃烧不均衡和换向期间停火—吹扫—换向—重新燃烧等整个过程所产生的影响,致使熔窑的压力、温度和液面系统之间存在着一定的干扰,甚至冷却部的压力对液面存在一定的干扰。

其他的例如锡槽内部各个电加热区域之间,退火窑的横向区间之间也存在相互的影响和干扰。

再如在退火窑的温度控制过程中,也存在电加热以及风冷却系统,这些系统也呈现非线性以及非对称性等特点,表现在开电升温以及关风降温和开风降温的不同过程特性。

这些浮法玻璃生产控制的特点,无法使用常规的方式进行控制,常规的控制方法是以经典的控制理论为基础,如PID控制所针对的是一、二阶的控制过程,无法对时变性、非对称性以及非线性和相关耦合现象进行控制和处理。

而现代控制理论的方法,都需要建立控制过程的数学模型,而浮法玻璃的数学模拟难以准确和适当地表述出来。

这是长久以来浮法玻璃生产行业所面临的难题,可使用现场总线的方式,建立与浮法玻璃生产系统相融合的生产体系。

3、现场总线控制与浮法玻璃生产系统的融合
针对浮法玻璃生产系统的控制特点,将生产系统中的有关因素和干扰因素、非线性和非对称因素进行提取,结合人工操作和处理的经验,构成了一系列具体的专家控制规则,通过计算机数据处理的控制,针对不同的生产系统进行实时修正,建立了综合的协调管理和控制。

其中,被控制对象的滞后时间较长以及大惯性系统上可采用模糊的控制算法,对于非对称性和非线性以及相关耦合的现场采用模糊规则控制、动态预估算法,与PID控制相比具有较好的效果。

对于浮法玻璃的生产企业而言,在过程控制和诊断上,现场总线是最为合适的现场总线应用模式。

现场总线能适用于实时性较高的应用场合,并且能提供智能化的设备以及系统之间的双向通信模式和体系。

同时由于采用不同的现场总线技术,要实现现场总线的最大收益,在选型时应谨慎。

应根据实际的状况选择合适的总线,从而最小化生产系统工程的费用,实现最大化的系统利润。

若是选型错误的话将导致系统生产成本的增加,限制企业的实际生产能力。

使用现场总线控制过程中,控制模块能在主机中执行,而仅仅将I/O模块放入现场总线设备中。

也可将控制功能模块放在主机中,而将另一部分的控制模块放入现场的设备中。

例如,串级控制回路当中的PID功能模块可以放置在现场设备中进行执行,而其他的模块则放置在主机中执行。

主机中没有运行时,良好的规划能有效减轻控制策略所承受的负荷。

包括基本的以及先进的监视控制体系,实现了离散逻辑以及顺序控制。

同时当现场设备中控制运行与主机相对独立时,系统的主机与执行是同步的。

当使用现场总线进行控制时,应暂停回路以及工厂运行,从而可以断开主机,实现实时确定性的控制。

现场总线能通过设备的描述以及功能块的组合实现互操作性的功能,若主机支持现场总线的描述,那么所有设备中的全部功能都可供应使用,同时实现了单个主机对设备信息的组态以及访问,通过设备描述实现了信息与系统中其他设备、主系统以及应用场合的共享,通过特殊的消息检测和辨识添加到已经实际运行的总线中的新设备。

现场总线可维持网段其他设备运行的状况下添加、调试和使用其他的设备,能实现现场设备中的功能块标签,也就是任何总线上的设备都具有一个唯一的标签,可通过这个标签实现任一设备的位置查找,同时也可根据标签数据与数据库中的数据进行对照。

参考文献
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