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玻璃生產(chǎn)過程智能控制


玻璃生產(chǎn)過程智能控制
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,采用飛天系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)。整個(gè)浮法玻璃自動(dòng)化系統(tǒng)可以采用分散控制,集中監(jiān)視的方法,玻璃生產(chǎn)過程智能自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖11。

圖11 玻璃生產(chǎn)過程智能自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的特點(diǎn)如下:

(1) 操作方式采用分散與集中相結(jié)合方式,即在原料、配料、錫窯、退火窯、包裝、鋼化均可就地控制方式,但亦可集中在中控室內(nèi)進(jìn)行控制(由帶鎖的選擇開關(guān)選擇),而便于操作、監(jiān)視與控制以及減少崗位人員。其檢測和控制均使用BCS并連網(wǎng),進(jìn)入過程級(jí)及其顯示裝置,數(shù)據(jù)可共享,各顯示器顯示畫面可互相調(diào)用。

(2) 統(tǒng)一考慮,但可分步實(shí)施,例如可先上關(guān)鍵的配料和熔窯系統(tǒng),以收到較大效果。

(3) 三級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),即包括檢測儀表執(zhí)行器、各種電氣設(shè)備、馬達(dá)控制中心、調(diào)速裝置、工業(yè)電視等的檢測驅(qū)動(dòng)級(jí)L1以及BCS組成的設(shè)備控制級(jí)L2的基礎(chǔ)自動(dòng)化以及作為監(jiān)控級(jí)L3的過程自動(dòng)化。

(4) 管控一體化。系統(tǒng)可包括某些管理功能,如質(zhì)量分析、統(tǒng)計(jì)以及計(jì)劃編制,以及在廠長室和調(diào)度室監(jiān)視等。

(6) 工業(yè)電視進(jìn)網(wǎng)絡(luò)與EICC四電(傳動(dòng)、儀表、計(jì)算機(jī)、通信)一體化,而組成典型的具有多媒體技術(shù)的最新系統(tǒng)。CCD工業(yè)電視將通過BCS進(jìn)入EICC系統(tǒng)。

(7) 使用大容量(硬盤1.7G,內(nèi)存16M以上)工業(yè)PC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的過程計(jì)算機(jī),不僅節(jié)省投資且增加靈活性。

(8) 使用IE一體化設(shè)備。即全PLC系統(tǒng),不僅成本比DCS低,且儀電設(shè)備一體化而減少備件。

(9) 使用人工智能技術(shù)(模糊控制或?qū)<蚁到y(tǒng))來控制關(guān)鍵設(shè)備熔窯的操作,以達(dá)到節(jié)能降耗和延長窯的壽命,使沒有經(jīng)驗(yàn)的操作人員也可達(dá)到熟練操作人員水平。使用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)預(yù)測玻璃質(zhì)量,以便及時(shí)修正配料和采取其他措施,還可改變工藝參數(shù)后,預(yù)測生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo),以便決策和強(qiáng)化生產(chǎn)。此外,傳統(tǒng)的控制都是PID方式,但在實(shí)踐中難以適應(yīng)眾多干擾和負(fù)荷變化,特別是隨著生產(chǎn)的推移,往往出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥門不靈活,閥徑過大,而使控制質(zhì)量不能滿足,振蕩等出現(xiàn),而導(dǎo)致不能使用,最后變成手動(dòng)控制,而國內(nèi)外均用模糊控制來解決,它是按人工操作規(guī)則模糊化和優(yōu)化,它不僅使在不更換任何設(shè)備下自動(dòng)化重新成為可能(因?yàn)橐话阋鼡Q調(diào)節(jié)閥很困難,這是由于不僅價(jià)格貴,且須停產(chǎn)安裝,甚至切割管道制作縮管以適應(yīng)閥徑要求,而難以實(shí)現(xiàn))。而且調(diào)節(jié)質(zhì)量比之PID更好,例如調(diào)節(jié)時(shí)間、衰減度、波動(dòng)次數(shù)、控制質(zhì)量對(duì)干擾的適應(yīng)均優(yōu)越很多,它特別適合于調(diào)節(jié)熱煤氣閘板控制窯溫的情況,因?yàn)闊崦簹忾l板積有焦油而不靈活,此外,還可利用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)來使燃燒最優(yōu),即空氣-燃料配比最優(yōu)而火焰溫度最高,解決因無法測量熱煤氣流量而難以實(shí)現(xiàn)空-燃比控制的難題。

(10) 使用新的方案與新的先進(jìn)控制方法。(有些方法屬于本公司獨(dú)有技術(shù),這里就不介紹了)使用以成本最低為目標(biāo)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行配料計(jì)算以降低成本,增加市場競爭能力。

A:過程自動(dòng)化

主要作為監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)過程,其主要功能為:

(1)數(shù)據(jù)采集。包括整個(gè)工藝過程如粉碎、配料、熔化、成型、切栽和裝箱各工序的工藝參數(shù)的時(shí)系列數(shù)據(jù),手動(dòng)輸入的參數(shù),實(shí)行實(shí)況收集。

(2)生產(chǎn)工藝參數(shù)的設(shè)定。例如鋼化玻璃生產(chǎn)需要對(duì)下位機(jī)進(jìn)行設(shè)定鋼化參數(shù)(壓力、玻璃和風(fēng)嘴間距離、功率等)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)(振蕩時(shí)間、速度、加速度等)、調(diào)節(jié)參數(shù)(每一區(qū)段的加熱溫度和時(shí)間等),它是根據(jù)玻璃厚度、規(guī)格等來選擇的,我國某廠從瑞士SATTIN引進(jìn)的鋼化玻璃生產(chǎn)線有31種規(guī)范,即31套數(shù),這些都是存儲(chǔ)在上位機(jī)中,使用時(shí)調(diào)出。

(3)模型運(yùn)算。例如配料計(jì)算模型,配料優(yōu)化(最低成本)模型等。

(4)高級(jí)控制和人工智能應(yīng)用。包括爐溫模糊控制、爐壓模糊控制、配料模糊控制等,它解決常規(guī)PID控制難以解決的在滯后、閥門直徑過大、不靈活、非線性的對(duì)象和系統(tǒng)的振蕩、以及調(diào)節(jié)品質(zhì)不良等。人工智能另一個(gè)用途是燃料-空氣比例自尋優(yōu)而解決使火焰溫度最高的******比值問題,它采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的方法。

(5)質(zhì)量預(yù)測。它采用統(tǒng)計(jì)方法建模或神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)方法,采用配料時(shí)及所采用的工藝參數(shù)就可預(yù)測平板玻璃的質(zhì)量,解決過去的要等成品出來以后才能知道配料是否正確而不能及時(shí),此外,要改變操作工藝參數(shù),強(qiáng)化生產(chǎn),也可利用此模型來預(yù)測,以便決策。

(6)數(shù)據(jù)顯示。包括工藝參數(shù)的時(shí)系列數(shù)據(jù)、瞬時(shí)數(shù)據(jù)、工藝流程圖及關(guān)鍵的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、報(bào)警狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)查詢、各種報(bào)表、專門顯示、模型顯示、設(shè)定數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)的工藝參數(shù)、曲線、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)規(guī)程查詢等等。

(7)數(shù)據(jù)記錄。包括班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)、報(bào)警報(bào)告等打印,數(shù)據(jù)及圖形

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