王艳鹏，刘琪
凯盛晶华玻璃有限公司 山东省德州市 253000
摘要：现阶段，我国浮法玻璃生产中电气自动化的应用已经非常深入和广泛。浮法玻璃生产中集散控制系统和顺序逻辑控制系统的引入和发展、冷端自动化等技术的提高，使得我国的浮法玻璃生产有了飞跃性的发展。然而，受制于生产控制的策略和算法，在生产上还是略落后于发达国家，“工业4.0”在浮法玻璃生产中的应用和推广，会极大地促进玻璃行业的发展和进步。
关键词：电气自动化；浮法玻璃；“工业4．0”
一、浮法玻璃生产中电气自动化应用现状
浮法玻璃熔窑、锡槽以及退火窑三大热工生产设备中都有自动控制技术的应用，主要体现在 采用计算机分布式控制系统对生产设备进行集中操作管理和分布控制。部分浮法玻璃企业引进了计算机联网监控系统，通过利用计算机网络技术 对玻璃工厂的信息化监控管理，将工厂的监控视 频系统与生产信息管理系统融合在一起，实现了对工厂生产的远程控制与管理。我国浮法玻璃生产的自动化控制设备及其配置水平，与发达国家相比还有一定差距。
二、工业电气自动化在原料工艺的应用
玻璃工厂的生产过程主要由原料工艺、热端工 艺及冷端工艺组成。在生产过程中，配料系统占据 着举足轻重的位置，配料结果将直接影响玻璃产品 质量。随着自动化产品在配料系统中的应用和更 新，它已经发展到了一个比较成熟的阶段，并在行 业中广泛应用。配料自动控制系统一般由人机界面、称量传感器、控制中心以及基于PC的操作终端 组成，并可以用无线技术实现移动终端远程操作的 功能。随着工业网络的应用，目前已将各传感器及 称重仪表等通过网络实现与控制中心的数据交换， 从而大大提高了系统的响应速度。自动称量系统可 实现配料部分、混合部分及配合料输送部分的全过 程自动控制，系统配置的模拟屏和工业电视设备可 以实现对原料生产过程的监控。早期的电子称量系 统多由国外进口，主要供应商有德国EME公司、ZIP公司以及芬兰的Raute Precision公司，这些公司的系统配置精良，控制手段先进，运行稳定，至今仍在一些高端生产线上应用。随着国内经济的发展，我国自主研发水平不断提高，国内各家公司也开发 了电子称量系统。国内外系统的主要差别应该说在 于控制方案和软件的不同。众所周知，衡量配料系 统的主要参数是静态精度和动态精度。静态精度取 决于称量料斗的称重传感器，较易解决。目前国内 的大部分系精度统均可达到1/2000以上，基本上能够满足生产工艺的要求。而由悬浮量的计算和修正 决定的动态精度较难控制。在原料的料性稳定、湿度稳定、给料量均匀的情况下，悬浮量较易修正，但是多数情况下由原料自身、给料设备及天气因素带来的影响是无时不在的。一个理想的控制系统能 够实现对悬浮量的调整，并使用逼近算法自动跟踪修正悬浮量，从而达到良好的控制效果，如图1。
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国外成套供应商在该项技术上都有独创的专用 软件，在控制精度上能够达到令人满意的效果。国 内的控制系统在这方面还需要完善。相信随着对配 料工艺的理解以及自动化新产品的应用，将逐步缩 小于国外产品的差距。
三、电气自动化在浮法玻璃生产线的具体应用
1、集散控制系统。DCS集散控制系统是对浮法玻璃生产工艺进 行集中管理与分散控制的重要控制系统，主要由集中管理、分散控制和通信网络三大部分构成， 由工程师与操作员来实现对生产过程的集中监控 与管理，站点之间通过网络通信来完成信息交互。浮法玻璃厂的主要DCS控制框架，通常是以窑头仪表及火焰换向控制－成形工段中央集中控 制－退火传动控制的模式配备的。现场总线支持 下的集散控制系统，是一个开放的和集成的测量 过程控制系统，是玻璃生产线上不可或缺的主 力。具体优势如下： ①缩减敷线成本，简化线路的安装与维护； ②同时传送多个过程变量，实行在线故障诊 断和检测；用数字信号取代4－20 iA模拟信号， 提高系统精度和现场仪表的自主性和可靠性； ③利用现场总线的双向性，实现从控制室对现场仪表的标定和调整；④采用统一的国际标准，方便用户依据自身特点选择合适的厂商和产品组成系统，不必顾虑总线接口的匹配问题。
2、冷端自动化。浮法玻璃生产线的冷端自动化生产可以划分为应急、质检、切裁、分离、传输和堆垛等几个 功能分区。 ①应急分区：主要在退火窑和横掰辊之间， 通过落板设备来实现对玻璃冷端生产线的应急处 理；②质检分区：主要是对生产的玻璃进行检测，评估生产的玻璃是否存在缺陷或者质量问 题，井对生产的玻璃按照质量等级进行判等；③切裁工段：按照生产的技术标准和质检分 区提供的玻璃板缺陷信息对玻璃板进行切割。优化的切割系统会充分利用玻璃板的无缺陷部分，根据客户订单合理地对玻璃板进行切割，降低不 必要的生产损耗，有效提高整条生产线的综合成品率；④分离分区：主要是通过控制运输速度的方 式，将玻璃与玻璃之间的距离拉开。通过控制该段辊道的运输速度，使不同尺寸规格的玻璃板运行在其合理的速度范围，为堆垛分区抓取玻璃板 提供足够的时间与距离间隔； ⑤堆垛分区：一般配置机械手或堆垛机，或同时配置两者，依据玻璃产品规格及缺陷检测判 定的等级进行抓取装箱。
3、PLC的应用。PLC（ Process Logicaf Controf），通过工业PC和配套设备，对生产线全过程做到全面的逻辑 化控制，可靠性高，配置灵活，具有良好的抗干扰性。随着网络技术的进步，PLC的网络化也得到 了迅猛发展。PLC和PLC之间，PLC和上位计算机之间的联网通讯向多样化和深人化的方向发展。因此，以统一通用的通信标准为依托，以实现网络集团化控制、远程集散式控制等优化控制模式为目标，在各厂商之间构筑的全面大型网络控制系统，在玻璃生产控制中的应用越来越广泛。
4、变频调速的应用。在浮法玻璃生产中，交流电机的使用占比较 大。将交流变频调速技术应用到浮法玻璃生产中，可以有效降低浮法玻璃生产的能源消耗。井 且通过使用自动化闭环技术来控制玻璃生产质量，可以及时对生产线的配料或者设备进行调 整。在锡槽和退火窑工段采用智能电加热系统和模糊温度控制以及变频装置，相较于传统电气控制可节约用电回5％。
在这个多元化的时代中，伴随着人们对平板玻璃需求量的增加，平板玻璃工厂逐渐得到了人们的高度重视。在平板玻璃工厂中一系列电气节能措施的实施，不但有助于提高工厂的生产效率，而且能够达到很好的节能效果。基于此，相关人员需要加大对该方面内容的研究，促使平板玻璃工厂在今后得到更好的发展，实现企业经济效益的最大化。
参考文献
［1］吴梦杰.玻璃工厂变压器容量的选择与提高效率分析[J]. 国外建材科技, 2008（02）：75-77.
［2］杨浩.加强绿色照明设计推进低碳经济[J]. 商场现代化, 2010（35）: 14.