自动化控制技术在玻璃工业中的现状及发展方向

自动化控制技术在玻璃工业中的现状及发展方向

作者：杨玉梅

来源：《科学大众》2020年第07期

摘要：自动化技术的快速发展在各个行业中应用广泛，其在玻璃工业领域中的应用也大大促进了该行业的持续发展。文章将围绕浮法玻璃的特点、自动化控制技术的应用进行分析。

关键词：自动化控制;浮法玻璃;特点;应用

随着我国玻璃工业的持续发展，自动化技术的应用对我国玻璃行业的快速发展起到了重要的作用。自动化控制技术提高了浮法玻璃技术的水准，也提高了装备的精度和可靠性。

1; ; 我国浮法玻璃的特点

（1）建设快。经过严格的科学准备、电子称重、物料混合、熔炉熔化、锡浴浮法成型、窑炉退火等程序，玻璃原料被输送到冷端进行切割和包装，从而完成玻璃制造过程。（2）投资小。生产成本是相同规模的双面连续抛光玻璃生产线的一半，与机械抛光玻璃相比，其成本接近普通的窗玻璃。（3）质量好。由于生产技术的发展，以高品质（如平整度、平行度、透光率等）生产的浮法玻璃在实际应用中可与机器操作的抛光玻璃媲美。订单强度和热稳定性优于机械抛光玻璃。（4）产量高。在生产过程中，决定玻璃生产量的生产因素基本由熔炉的熔化量和玻璃带成型的拉拔速度确定。海外浮法玻璃生产线的窑炉熔融能力为400～900 t/d，而在日本通常为200～700 t/d。在制造过程中，可以通过浮法制造0.5～2.0 mm的高质量平板玻璃，因此，与其他产品相比，它绝对是高质量的玻璃。

2; ; 管理控制一體化

2.1; 定义

在市场经济和信息时代的飞速发展中，公司之间以及与外界的信息交换需求不断增长，现代工业企业对生产控制的要求不断提高，需要结合现场信息和管理信息来进行状态监视和控制。管理和控制集成是为整个工厂建立一个完全集成、开放和集成的信息平台，紧密连接企业的水平和垂直通信、现场控制等全面的信息处理构成了更加完善的管理系统。

2.2; 现场总线为管理控制一体化铺平了道路

企业信息网络是集成管理和控制信息的基本条件，否则就不可能进行企业水平和垂直信息的通信和通讯收集。玻璃公司和一般公司网络可以大致分为3层：公司管理层、过程监控层和现场管理层。集成管理和控制解决方案的现场控制层由现场总线设备和控制网络组成，并将常规配电系统控制站的功能集成到现场总线设备中。此时的控制站实际上是虚拟控制站。由现场总线技术和产品组成的基础网络充分利用了其测控设备的通信功能，从而使控制网络和通用数据网络之间的连接变得非常方便。公司信息网络是集成管理和控制的基础，而现场总线为集成管理和控制网络的形成开辟了道路。流程监视层由一个LAN网段和连接到该LAN网段以监视任务的工作站或控制器组成。现场总线网络通过现场总线接口连接到过程监控层。监控层直接由现场总线处理。监视站是控制系统配置，它执行诸如控制系统监视、警报、维护和人机交互等功能。企业管理层由不同的服务器和客户端组成，用于集成企业的不同信息并实现与Internet的连接，完成管理、决策和业务应用程序的不同功能。

2.3; 管理控制一体化的支持环境与系统集成

基于系统之间的水平数据交换以及控制系统与管理和现场设备之间的垂直数据交换，现场总线应用变得越来越普遍，制造商的产品也变得更加开放。随着多总线的共存已经完全结束，用于建立集成数据管理，集成通信，集成配置和编程软件的管理控制系统集成解决方案吸引了众多制造商的关注。同时，使用分布式网络系统和C/S或B/S结构可以在实现网络连接结构简化的同时实现企业各个层面的功能模型，因此主要用于实时数据库和关系数据库。可以形成统一的数据集成。该环境为共享数据资源的目标奠定了基础。

如上所述，在多总线共存的情况下，系统集成成为实现集成信息系统的管理和控制的中心任务。系统集成是根据特定的方法和策略将来自相同或不同制造商的现场总线产品连接起来，以完成上层应用程序和下层现场设备之间的双向数据通信，从而整体满足用户需求。因此，系统集成包括硬件产品集成和软件产品集成。对于硬件集成，总线接口必须使用网桥和网关进行通信。同一条总线上的网络段通常使用扩展网络段的中继器和在不同速度的网络段之间提供连接的桥接器。网关将不同类型的总线网段和诸如现场总线和以太网之类的异构网络互连。例如，如果公司远离生产工厂或其他部门，则使用公共数据网络或电话网络来实现本地数据网络。因此，可以期望这种通信接口产品在将来变得越来越流行。在软件集成方面，OPC，ODBC和其他技术可实现各种系统之间准确、快速和大量的数据交换。实时控制、视觉操纵、信息分析和系统诊断可以集成在一个紧凑的软件中。该软件包的灵活硬件使其可以连接到各种管理软件，从而使管理控制系统拥有更经济的解决方案。

3; ; 现场总线在玻璃工业的发展

现场总线技术的发展改变了自动化系统的结构和自动化控制的概念，进一步促进了集成式管理和控制企业信息系统的建立。将计算机技术、信息技术和自动化技术整合在一起，是工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展，玻璃行业的公司正面临日益严峻的挑战，这是前所未有的发展机会并对生产控制提出了更高的要求。建立整合管理控制的企业信息系统将是提高

公司竞争力的重要途径。浮法玻璃公司尽管具有独特的专长，但在确保操作安全的前提下，以最佳的经济意义实现了生产和运营流程的最大优化。尤其是信息技术的不断发展和网络的普及，使得从基于PLC的分布式控制系统到基于现场总线的集成分布式网络，集成管理和控制的重要性越来越明显。信息系统的迁移是不可避免的。要建立一个集成的管理和控制网络，必须使用由现场总线形成的基础网络。尽管现场总线技术在中国的应用相对较慢，多总线共存的局面不会短暂。由于系统集成困难，现场总线仍不成熟。特别是对于该国开发的FF总线，开发和应用OEM产品需要时间，并且还有总线产品、操作识别和可靠性问题。因此，在目前的情况下，一方面要密切关注现场总线标准的新发展，同时要结合浮法玻璃企业的具体条件，以提高系统的可靠性和原有的DCS。

4; ;结语

综上所述，随着科技水平的不断发展，自动化技术也将不断发展，并在各个行业中快速应用，其在玻璃工业的应用也促进了玻璃工业的快速发展。

[参考文献]

[1]赵生生.规则控制策略在浮法玻璃生产过程控制中的应用[J].玻璃，2018（15）：36.

[2]张玉均.浮法线玻璃横切机控制系统设计与研究[D].焦作：河南理工大学，2019.