遼寧阜新旭科光伏玻璃有限公司（以下簡稱為旭科公司）是一家生產(chǎn)高白、超白、翠綠料等綜合日用玻璃制品的大型民營玻璃制造企業(yè)。日產(chǎn)浮法玻璃一千噸，總部位于遼寧省阜新市海洲區(qū)高新工業(yè)區(qū)，擁有一大批富于管理和生產(chǎn)經(jīng)驗的員工，總占地面積200多萬平方米。

旭科公司500t/d浮法玻璃生產(chǎn)線改造前采用的是某進口品牌的控制系統(tǒng)，但由于其設(shè)備老化，備件昂貴，服務(wù)不能及時到位等原因，旭科公司通過對玻璃行業(yè)了解和市場調(diào)查，結(jié)合公司現(xiàn)狀決定采用山東魯能控制工程有限公司的LN2000 DCS系統(tǒng)代替原來的某進口控制系統(tǒng)。

LN2000DCS系統(tǒng)應(yīng)用當(dāng)今流行的通信協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)具有兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：上層為高速以太網(wǎng)，是操作員站、工程師站及過程控制站間的信息通路，又稱實時數(shù)據(jù)網(wǎng)；下層為目前在工業(yè)控制領(lǐng)域迅速發(fā)展，且具有廣泛應(yīng)用前途的CAN協(xié)議現(xiàn)場總線，作為過程控制站與I/O模塊間的通訊網(wǎng)路。過程控制站作為兩層網(wǎng)絡(luò)的橋梁，既能接收工程師站下裝的組態(tài)信息又能采集I/O模塊數(shù)據(jù)，執(zhí)行控制策略，通過I/O模塊控制生產(chǎn)過程。

LN2000DCS在浮法玻璃生產(chǎn)線中主要是實現(xiàn)對三大熱工部分進行監(jiān)控及控制：熔窯、錫槽、退火窯。該系統(tǒng)配置1臺工程師站（兼做歷史站）、2臺操作員站、1臺打印機、2對過程控制站、1面電源柜及兩面控制柜。本套系統(tǒng)將熔窯部分定為#1（51）過程控制站，錫槽、退火窯兩個部分定為#2（52）過程控制站，模塊分裝在兩個控制柜中，整套系統(tǒng)共處理現(xiàn)場信號的數(shù)目為：模擬量輸入信號（AI）248個，模擬量輸出信號（AO）136個，數(shù)字量輸入信號（DI）144個，數(shù)字量輸出信號（DO）32個。
1.熔窯總貌如圖1

圖1  熔窯總貌

a、換火示意圖如圖2

圖2  換火示意圖

換火程控邏輯如圖3

圖3  換火程控邏輯圖

b、玻璃液面自動控制：窯頭玻璃液面的高度是窯頭最重要的參數(shù)之一，玻璃液面的穩(wěn)定是通過自動控制投料機來實現(xiàn)的，旭科公司配有兩臺投料機，并列放置，同時運行，要求兩臺投料機投料速度基本一致。但是玻璃窯的容量很大，投料機是安裝在玻璃窯的最前端，液面測量裝置是放置在窯頭的末端，窯內(nèi)玻璃液不是水平的，所以測量值的滯后相當(dāng)嚴(yán)重，由于現(xiàn)場測量裝置的缺陷，投料機的PID控制不能完全投入，經(jīng)與廠內(nèi)技術(shù)專工探討，制定如下控制策略，并取得了良好效果。具體設(shè)計方法如下：

手動控制方式：手動設(shè)定兩臺投料機的頻率。

自動控制方式：兩臺投料機都投入自動，1#投料機設(shè)定玻璃液面的高度，2#投料機給定頻率偏置，2#投料機頻率=1#投料機頻率+偏置。

半自動控制方式：畫面設(shè)置4個按鈕（慢速、中速、快速、復(fù)位），3種速度可由操作工自由設(shè)置。兩臺投料機都投入自動，選擇慢速、中速、快速的任意一種，1#投料機以相應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)動，2#投料機頻率=1#投料機頻率+偏置。選擇復(fù)位，切換為第二種方式（自動控制方式）?？刂七壿媹D如圖4

圖4  玻璃搖液位邏輯圖

c、窯壓自動控制：窯壓也是窯頭最重要的參數(shù)之一，窯壓的穩(wěn)定是通過自動控制窯壓閘板來實現(xiàn)的，窯頭一般配有兩個窯壓閘板（1/3窯壓閘板、2/3窯壓閘板），1/3窯壓閘板通常放在全開位，2/3窯壓閘板投入自動控制調(diào)節(jié)窯壓。窯壓控制總貌如圖5

圖5  窯壓控制總貌

d、流道溫度自動控制：流道溫度也是窯頭最重要的參數(shù)之一，流道溫度的穩(wěn)定是通過自動控制稀釋風(fēng)機的頻率來實現(xiàn)的，旭科玻璃廠配有兩臺稀釋風(fēng)機，一用一備。由于玻璃液溫度相當(dāng)高（約1100℃），稀釋風(fēng)機作用很微弱，所以大多玻璃廠的稀釋風(fēng)機都未投自動。

e、燃油/助燃風(fēng)量（油風(fēng)比）自動控制：燃油量是保證玻璃窯正常運行和經(jīng)濟性的重要指標(biāo)，助燃風(fēng)量要時刻跟隨燃油流量的變化，既不能過量影響窯內(nèi)溫度，又不能欠量導(dǎo)致重油不能完全燃燒。旭科公司窯頭設(shè)六個小爐，1-5號小爐每個小爐配3支油槍，6號小爐配1支油槍，1-6號小爐每個小爐配一個助燃風(fēng)通道。燃油流量是通過自動控制油槍油閥開度來實現(xiàn)的，旭科公司的油槍控制是一閥一噴嘴控制（每個噴火嘴配一個油閥），相對于其他玻璃廠的一閥一小爐（三噴嘴）控制，其火焰更穩(wěn)定。因為燃油流量在換火的時候波動比較大，所以助燃風(fēng)流量沒有采取跟隨燃油流量的控制方式，只是單獨投入自動，人工給定設(shè)定值。燃油流量控制邏輯如圖6

圖6 燃油流量控制邏輯圖

 (2)  錫槽部分

a、拉邊機的控制

控制其轉(zhuǎn)速和拉邊齒輪與玻璃帶前進方向的角度，使玻璃帶的厚度發(fā)生變化，形成符合工藝要求的玻璃帶。

拉邊機的轉(zhuǎn)速隨生產(chǎn)玻璃的品種和玻璃產(chǎn)量而定，通常2~3個月變換一次。轉(zhuǎn)速數(shù)值依具體的錫槽而不同，需要長時間的經(jīng)驗積累。

b、保護氣體：

在錫槽內(nèi)，玻璃帶是與錫液表面接觸的，當(dāng)錫槽內(nèi)有氧氣存在時，在錫液表面上就會有一層氧化錫，并粘在玻璃帶面上，當(dāng)玻璃在加工后（如烘彎、鋼化再加熱）在顯微鏡下能看到玻璃表面上有一連串的皺紋，這些皺紋回衍射格子，使白光線分解為虹彩，必須進行拋光處理才能消除。為了盡量減少玻璃帶的氧化，應(yīng)該使錫槽內(nèi)部保持還原性氣氛，通常通過通入H2和N2來完成。

c、錫槽在生產(chǎn)中要絕對避免各類事故的發(fā)生，特別是滿槽事故。主要是顯示槽內(nèi)、罩內(nèi)、槽底鋼板等部位的溫度、壓力，氮、氫氣流量等，對錫槽出口溫度進行控制。
錫槽出口溫度有很大的慣性，PID算法中采用了強比例弱積分，加適量微分，控制精度為±1℃。錫槽參數(shù)總表如圖7

圖7 錫槽參數(shù)總表

(3)  退火窯部分
    主要是對退火窯縱向五個區(qū)A、B、C、RET1、RET2的溫度進行控制，其中有一部分是分程控制。這也是浮法生產(chǎn)線中的控制難點。
    退火窯分程控制是退火窯溫度過程值直接進入PID算法，在PID算法的輸出項上加上兩個折線算法使輸出開度0％~50％對應(yīng)風(fēng)閥開度100％~0％；輸出開度50％~100％對應(yīng)電加熱開度0％~100％；當(dāng)輸出開度為50％時，風(fēng)閥和電加熱的開度均為零。考慮到風(fēng)閥和電加熱對被控對象作用會有差別如使用相同的PID參數(shù)就很難達到好的控制效果，于是又在控制算法中加入?yún)?shù)選擇，即：當(dāng)輸出開度0％~50％時自動選擇風(fēng)閥的PID參數(shù)，當(dāng)輸出開度50％~100％時自動選擇電加熱的PID參數(shù)，這樣雖然PID算法的參數(shù)比較難整定，但控制效果較好。退火窯的一般溫度控制（不分程的控制回路）基本與錫槽出口溫度控制類似。在正常生產(chǎn)時退火窯溫度大部分控制在±1.5℃左右。在退火窯部分的畫面中，把所有的風(fēng)閥、電加熱輸出開度都用填充顏色的棒狀圖表示。所有設(shè)備的運行狀態(tài)一目了然。退火窯控制總圖如圖8

圖9 退火窯控制圖

LN2000作為國內(nèi)知名DCS品牌之一，在立足電力的基礎(chǔ)上，不斷擴大自己的市場占有率和行業(yè)應(yīng)用范圍， 經(jīng)過魯控人的不懈努力，先后在化工、水泥、冶金以及生物質(zhì)等方面有了良好的應(yīng)用業(yè)績。LN2000 DCS在旭科公司500t/d浮法玻璃生產(chǎn)線上的成功應(yīng)用再一次證明了我們的產(chǎn)品具有廣泛的應(yīng)用空間。

圖9 用戶證明