玻璃生产过程智能控制

图11 玻璃生产过程智能自动化系统结构

系统的特点如下：

(1) 操作方式采用分散与集中相结合方式，即在原料、配料、锡窑、退火窑、包装、钢化均可就地控制方式，但亦可集中在中控室内进行控制(由带锁的选择开关选择)，而便于操作、监视与控制以及减少岗位人员。其检测和控制均使用BCS并连网，进入过程级及其显示装置，数据可共享，各显示器显示画面可互相调用。

(2) 统一考虑，但可分步实施，例如可先上关键的配料和熔窑系统，以收到较大效果。

(3) 三级自动化系统结构，即包括检测仪表执行器、各种电气设备、马达控制中心、调速装置、工业电视等的检测驱动级L1以及BCS组成的设备控制级L2的基础自动化以及作为监控级L3的过程自动化。

(4) 管控一体化。系统可包括某些管理功能，如质量分析、统计以及计划编制，以及在厂长室和调度室监视等。

(6) 工业电视进网络与EICC四电(传动、仪表、计算机、通信)一体化，而组成典型的具有多媒体技术的最新系统。CCD工业电视将通过BCS进入EICC系统。

(7) 使用大容量(硬盘1.7G，内存16M以上)工业PC代替传统的过程计算机，不仅节省投资且增加灵活性。

(8) 使用IE一体化设备。即全PLC系统，不仅成本比DCS低，且仪电设备一体化而减少备件。

(9) 使用人工智能技术(模糊控制或专家系统)来控制关键设备熔窑的操作，以达到节能降耗和延长窑的寿命，使没有经验的操作人员也可达到熟练操作人员水平。使用神经元网络技术预测玻璃质量，以便及时修正配料和采取其他措施，还可改变工艺参数后，预测生产技术指标，以便决策和强化生产。此外，传统的控制都是PID方式，但在实践中难以适应众多干扰和负荷变化，特别是随着生产的推移，往往出现调节阀门不灵活，阀径过大，而使控制质量不能满足，振荡等出现，而导致不能使用，最后变成手动控制，而国内外均用模糊控制来解决，它是按人工操作规则模糊化和优化，它不仅使在不更换任何设备下自动化重新成为可能（因为一般要更换调节阀很困难，这是由于不仅价格贵，且须停产安装，甚至切割管道制作缩管以适应阀径要求，而难以实现）。而且调节质量比之PID更好，例如调节时间、衰减度、波动次数、控制质量对干扰的适应均优越很多，它特别适合于调节热煤气闸板控制窑温的情况，因为热煤气闸板积有焦油而不灵活，此外，还可利用神经元网络来使燃烧最优，即空气－燃料配比最优而火焰温度最高，解决因无法测量热煤气流量而难以实现空－燃比控制的难题。

(10) 使用新的方案与新的先进控制方法。（有些方法属于本公司独有技术，这里就不介绍了）使用以成本最低为目标的优化数学模型进行配料计算以降低成本，增加市场竞争能力。

A：过程自动化

主要作为监控整个生产过程，其主要功能为：

（1）数据采集。包括整个工艺过程如粉碎、配料、熔化、成型、切栽和装箱各工序的工艺参数的时系列数据，手动输入的参数，实行实况收集。

（2）生产工艺参数的设定。例如钢化玻璃生产需要对下位机进行设定钢化参数（压力、玻璃和风嘴间距离、功率等）、运动参数（振荡时间、速度、加速度等）、调节参数（每一区段的加热温度和时间等），它是根据玻璃厚度、规格等来选择的，我国某厂从瑞士SATTIN引进的钢化玻璃生产线有31种规范，即31套数，这些都是存储在上位机中，使用时调出。

（3）模型运算。例如配料计算模型，配料优化（最低成本）模型等。

（4）高级控制和人工智能应用。包括炉温模糊控制、炉压模糊控制、配料模糊控制等，它解决常规PID控制难以解决的在滞后、阀门直径过大、不灵活、非线性的对象和系统的振荡、以及调节品质不良等。人工智能另一个用途是燃料-空气比例自寻优而解决使火焰温度最高的最佳比值问题，它采用神经元网络的方法。

（5）质量预测。它采用统计方法建模或神经元网络方法，采用配料时及所采用的工艺参数就可预测平板玻璃的质量，解决过去的要等成品出来以后才能知道配料是否正确而不能及时，此外，要改变操作工艺参数，强化生产，也可利用此模型来预测，以便决策。

（6）数据显示。包括工艺参数的时系列数据、瞬时数据、工艺流程图及关键的动态数据、报警状态数据、历史数据查询、各种报表、专门显示、模型显示、设定数据、存储的工艺参数、曲线、质量标准以及技术规程查询等等。

（7）数据记录。包括班报、日报、月报、报警报告等打印，数据及图形