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    平板玻璃及玻璃深加工產(chǎn)品是建筑業(yè)、工業(yè)、國防、交通運(yùn)輸業(yè)廣泛使用的一種基礎(chǔ)材料和裝飾材料。國內(nèi)玻璃生產(chǎn)的現(xiàn)狀以及國際玻璃行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)要求平板玻璃企業(yè)加快現(xiàn)代化步伐，堅(jiān)持高技術(shù)起點(diǎn)，依靠技術(shù)進(jìn)步，生產(chǎn)出高水平的優(yōu)質(zhì)平板玻璃，提高在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，在浮法玻璃生產(chǎn)線應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)來控制玻璃生產(chǎn)線，保障生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)玻璃，減少生產(chǎn)中的能源消耗，降低玻璃生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約我國的能源等，具有十分重要的意義。

    玻璃行業(yè)應(yīng)用的控制系統(tǒng)大部分是DCS,其基本控制環(huán)節(jié)的控制算法仍舊是PID算法。玻璃制造工藝過程是一個(gè)的十分復(fù)雜的過程,由于PID控制算法的缺欠，致使玻璃生產(chǎn)線的自動(dòng)控制一直存在著問題。玻璃熔窯的窯壓和退火窯的溫度是影響玻璃質(zhì)量的重要參數(shù)，現(xiàn)有DCS中的控制算法對(duì)這些參數(shù)回路的控制不是很理想，許多回路還處于手動(dòng)狀態(tài)，不但增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，也影響了玻璃質(zhì)量，降低了工廠的效益，所以尋找一種好的控制方法勢(shì).在必行。

    沈陽耀華玻璃廠玻璃生產(chǎn)采用的工藝是“浮法玻璃”，浮法生產(chǎn)的成型過程是在通入保護(hù)氣體（N2及H2）的錫槽中完成的。玻璃原料經(jīng)投料機(jī)粉碎后投放到通道中，通過通道上的傳送帶將玻璃原料投入熔窯,在熔窯中經(jīng)過充分加溫熔化后變成玻璃液, 玻璃液離開熔窯進(jìn)入流液道，熔融玻璃從池窯中連續(xù)流入并漂浮在相對(duì)密度大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用下，玻璃液在錫液面上鋪開、攤平、形成上下表面平整玻璃板，經(jīng)硬化、冷卻后被引上過度輥臺(tái)。輥臺(tái)的輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，把玻璃帶拉出錫槽進(jìn)入退火窯，經(jīng)退火、切裁，就得到平板玻璃產(chǎn)品。玻璃原料是否能充分熔化是關(guān)系到玻璃質(zhì)量的決定因素，玻璃原料能否充分熔化取決于熔窯的溫度、壓力控制的是否合適。

    熔窯的加熱方法如下圖：

       

    熔窯南北各5個(gè)小爐，每個(gè)小爐有3個(gè)噴槍，燃料是重油，霧化后由噴槍噴出配以一定比例的助燃風(fēng)，使其充分燃燒，來使熔窯溫度達(dá)到工藝要求的溫度。南北兩側(cè)交替燃燒，每側(cè)每次燃燒20分鐘，熄滅后先排廢氣，然后另一側(cè)再燃燒，循環(huán)往復(fù)。熔窯溫度分布如下圖所示，1#和2#小爐控制TE-1011點(diǎn)的溫度，3#和4#小爐控制TE-1012點(diǎn)的溫度，5#小爐控制TE-1013點(diǎn)的溫度，每次換火溫度都會(huì)下降，只有及時(shí)調(diào)整每個(gè)小爐的噴油量才能把溫度補(bǔ)償上來。

　　沈陽耀華玻璃廠浮法二線300噸玻璃熔窯工藝如下圖：

        

　　玻璃原料在熔窯中充分融化以后，通過流液道進(jìn)入錫槽，玻璃液在錫槽中平鋪，通過拉邊機(jī)的作用進(jìn)入退火窯。玻璃原料進(jìn)入退火窯后，依次經(jīng)歷：A區(qū)、B區(qū)，C區(qū)，玻璃在退火窯中，通過排管中循環(huán)風(fēng)及冷風(fēng)的調(diào)節(jié)降溫。退火窯對(duì)玻璃溫度的調(diào)節(jié)是一個(gè)間接過程，它的過程為：通過調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)與冷風(fēng)的配比來改變循環(huán)風(fēng)的溫度，再通過調(diào)節(jié)混合后循環(huán)風(fēng)的量，來改變排管的溫度。排管的溫度改變其周圍的空氣溫度，空氣的溫度再改變玻璃表面的溫度，這樣完成一個(gè)玻璃表面降溫過程，時(shí)滯大約10分鐘左右。該廠過去的生產(chǎn)過程控制雖然應(yīng)用了DCS，但對(duì)熔窯、退火窯（A區(qū)、B區(qū)）的控制手段一直為手動(dòng)，退火窯C區(qū)雖然投入自動(dòng)，但控制精度一直達(dá)不到精度要求。 

       

    玻璃生產(chǎn)過程的控制難點(diǎn)分析與采用新控制方法必要和可能性

　　在該生產(chǎn)流程中，熔窯的溫度及壓力都是比較難控的環(huán)節(jié)，因?yàn)樵诓Ａa(chǎn)中，每隔20分鐘就要換火，在換火過程中，窯內(nèi)溫度會(huì)發(fā)生很大變化，這需要在換火后及時(shí)的補(bǔ)償。

　　窯壓是熔窯部分的重要參數(shù)，工藝要求熔窯壓力應(yīng)始終保持微正壓4.3Pa左右。影響窯壓的因素較多如助燃風(fēng)流量、煤氣流量、煙囪抽力等，使得窯壓信號(hào)波動(dòng)較大。使用濾波算法去除瞬時(shí)壓力波動(dòng)，并將電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的死區(qū)范圍設(shè)的稍大一些，盡量減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的頻繁動(dòng)作對(duì)控制對(duì)象的影響。在換火補(bǔ)償時(shí)窯內(nèi)壓力會(huì)突然下降，如果壓力降的過低，就會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，使外部灰塵進(jìn)入窯內(nèi)，使玻璃液含砂量增大，對(duì)玻璃品質(zhì)產(chǎn)生很大影響。在換火補(bǔ)償溫度時(shí)，窯壓又可能升高，窯壓過高對(duì)窯體產(chǎn)生破壞作用，會(huì)直接威脅生產(chǎn)安全。玻璃熔窯是典型的大滯后、非線性的不確定性對(duì)象，無法用數(shù)學(xué)模型來精確描述，因此用常規(guī)控制方法往往控制不好。

　　退火窯C區(qū)的溫度也比較難控，因?yàn)槲鍌€(gè)風(fēng)管控制五個(gè)溫度點(diǎn)，而五個(gè)風(fēng)管中的風(fēng)統(tǒng)一由總管送出，它們中間的耦合程度非常高，使溫度難于控制，從而產(chǎn)生溫度的“壓油”現(xiàn)象。

　　從上述分析可以看出,玻璃生產(chǎn)過程控制的難控點(diǎn)是:

　　1) 熔窯的溫度:由于換火,造成窯內(nèi)溫度波動(dòng);

　　2) 熔窯的壓力: 也是由于換火,造成窯內(nèi)溫度波動(dòng)；

　　3) 玻璃熔窯是大時(shí)滯、非線性對(duì)象；

　　4）退火窯C區(qū)的五個(gè)溫度點(diǎn)的溫度存在著嚴(yán)重的耦合。

　　總之玻璃窯生產(chǎn)過程所形成的系統(tǒng)是一個(gè)具有非線性、大時(shí)滯、強(qiáng)干擾、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)。因而所用的控制方法必須具備控制上述復(fù)雜系統(tǒng)的能力。
控制效果

　　采用無模型控制技術(shù)后，在系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，A、B區(qū)控制偏差為 ，C區(qū)控制偏差 。碹頂TE-1011，TE-1012停火后，在系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，從開始執(zhí)行控制程序起,在保證正常燃燒的情況下(不許冒黑煙)，最遲不超過10分鐘達(dá)到給定值，上偏差不超過 ；碹頂TE-1013在系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，控制偏差 ；熔窯燃油節(jié)省3%。

                                                               此文章摘自：中國工控網(wǎng)