自動(dòng)化控制技術(shù)在玻璃工業(yè)中的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

楊玉梅

摘 要：自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展在各個(gè)行業(yè)中應(yīng)用廣泛，其在玻璃工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用也大大促進(jìn)了該行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。文章將圍繞浮法玻璃的特點(diǎn)、自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制;浮法玻璃;特點(diǎn);應(yīng)用

隨著我國(guó)玻璃工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)我國(guó)玻璃行業(yè)的快速發(fā)展起到了重要的作用。自動(dòng)化控制技術(shù)提高了浮法玻璃技術(shù)的水準(zhǔn)，也提高了裝備的精度和可靠性。

1? ? 我國(guó)浮法玻璃的特點(diǎn)

（1）建設(shè)快。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的科學(xué)準(zhǔn)備、電子稱(chēng)重、物料混合、熔爐熔化、錫浴浮法成型、窯爐退火等程序，玻璃原料被輸送到冷端進(jìn)行切割和包裝，從而完成玻璃制造過(guò)程。（2）投資小。生產(chǎn)成本是相同規(guī)模的雙面連續(xù)拋光玻璃生產(chǎn)線(xiàn)的一半，與機(jī)械拋光玻璃相比，其成本接近普通的窗玻璃。（3）質(zhì)量好。由于生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，以高品質(zhì)（如平整度、平行度、透光率等）生產(chǎn)的浮法玻璃在實(shí)際應(yīng)用中可與機(jī)器操作的拋光玻璃媲美。訂單強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)于機(jī)械拋光玻璃。（4）產(chǎn)量高。在生產(chǎn)過(guò)程中，決定玻璃生產(chǎn)量的生產(chǎn)因素基本由熔爐的熔化量和玻璃帶成型的拉拔速度確定。海外浮法玻璃生產(chǎn)線(xiàn)的窯爐熔融能力為400～900 t/d，而在日本通常為200～700 t/d。在制造過(guò)程中，可以通過(guò)浮法制造0.5～2.0 mm的高質(zhì)量平板玻璃，因此，與其他產(chǎn)品相比，它絕對(duì)是高質(zhì)量的玻璃。

2? ? 管理控制一體化

2.1? 定義

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和信息時(shí)代的飛速發(fā)展中，公司之間以及與外界的信息交換需求不斷增長(zhǎng)，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)對(duì)生產(chǎn)控制的要求不斷提高，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)信息和管理信息來(lái)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視和控制。管理和控制集成是為整個(gè)工廠(chǎng)建立一個(gè)完全集成、開(kāi)放和集成的信息平臺(tái)，緊密連接企業(yè)的水平和垂直通信、現(xiàn)場(chǎng)控制等全面的信息處理構(gòu)成了更加完善的管理系統(tǒng)。

2.2? 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)為管理控制一體化鋪平了道路

企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)是集成管理和控制信息的基本條件，否則就不可能進(jìn)行企業(yè)水平和垂直信息的通信和通訊收集。玻璃公司和一般公司網(wǎng)絡(luò)可以大致分為3層：公司管理層、過(guò)程監(jiān)控層和現(xiàn)場(chǎng)管理層。集成管理和控制解決方案的現(xiàn)場(chǎng)控制層由現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備和控制網(wǎng)絡(luò)組成，并將常規(guī)配電系統(tǒng)控制站的功能集成到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備中。此時(shí)的控制站實(shí)際上是虛擬控制站。由現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)品組成的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)充分利用了其測(cè)控設(shè)備的通信功能，從而使控制網(wǎng)絡(luò)和通用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的連接變得非常方便。公司信息網(wǎng)絡(luò)是集成管理和控制的基礎(chǔ)，而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)為集成管理和控制網(wǎng)絡(luò)的形成開(kāi)辟了道路。流程監(jiān)視層由一個(gè)LAN網(wǎng)段和連接到該LAN網(wǎng)段以監(jiān)視任務(wù)的工作站或控制器組成。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口連接到過(guò)程監(jiān)控層。監(jiān)控層直接由現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)處理。監(jiān)視站是控制系統(tǒng)配置，它執(zhí)行諸如控制系統(tǒng)監(jiān)視、警報(bào)、維護(hù)和人機(jī)交互等功能。企業(yè)管理層由不同的服務(wù)器和客戶(hù)端組成，用于集成企業(yè)的不同信息并實(shí)現(xiàn)與Internet的連接，完成管理、決策和業(yè)務(wù)應(yīng)用程序的不同功能。

2.3? 管理控制一體化的支持環(huán)境與系統(tǒng)集成

基于系統(tǒng)之間的水平數(shù)據(jù)交換以及控制系統(tǒng)與管理和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的垂直數(shù)據(jù)交換，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)應(yīng)用變得越來(lái)越普遍，制造商的產(chǎn)品也變得更加開(kāi)放。隨著多總線(xiàn)的共存已經(jīng)完全結(jié)束，用于建立集成數(shù)據(jù)管理，集成通信，集成配置和編程軟件的管理控制系統(tǒng)集成解決方案吸引了眾多制造商的關(guān)注。同時(shí)，使用分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和C/S或B/S結(jié)構(gòu)可以在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)企業(yè)各個(gè)層面的功能模型，因此主要用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)?？梢孕纬山y(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成。該環(huán)境為共享數(shù)據(jù)資源的目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。

如上所述，在多總線(xiàn)共存的情況下，系統(tǒng)集成成為實(shí)現(xiàn)集成信息系統(tǒng)的管理和控制的中心任務(wù)。系統(tǒng)集成是根據(jù)特定的方法和策略將來(lái)自相同或不同制造商的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品連接起來(lái)，以完成上層應(yīng)用程序和下層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的雙向數(shù)據(jù)通信，從而整體滿(mǎn)足用戶(hù)需求。因此，系統(tǒng)集成包括硬件產(chǎn)品集成和軟件產(chǎn)品集成。對(duì)于硬件集成，總線(xiàn)接口必須使用網(wǎng)橋和網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。同一條總線(xiàn)上的網(wǎng)絡(luò)段通常使用擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)段的中繼器和在不同速度的網(wǎng)絡(luò)段之間提供連接的橋接器。網(wǎng)關(guān)將不同類(lèi)型的總線(xiàn)網(wǎng)段和諸如現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和以太網(wǎng)之類(lèi)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連。例如，如果公司遠(yuǎn)離生產(chǎn)工廠(chǎng)或其他部門(mén)，則使用公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或電話(huà)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。因此，可以期望這種通信接口產(chǎn)品在將來(lái)變得越來(lái)越流行。在軟件集成方面，OPC，ODBC和其他技術(shù)可實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)之間準(zhǔn)確、快速和大量的數(shù)據(jù)交換。實(shí)時(shí)控制、視覺(jué)操縱、信息分析和系統(tǒng)診斷可以集成在一個(gè)緊湊的軟件中。該軟件包的靈活硬件使其可以連接到各種管理軟件，從而使管理控制系統(tǒng)擁有更經(jīng)濟(jì)的解決方案。

3? ? 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在玻璃工業(yè)的發(fā)展

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展改變了自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化控制的概念，進(jìn)一步促進(jìn)了集成式管理和控制企業(yè)信息系統(tǒng)的建立。將計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)整合在一起，是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，玻璃行業(yè)的公司正面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這是前所未有的發(fā)展機(jī)會(huì)并對(duì)生產(chǎn)控制提出了更高的要求。建立整合管理控制的企業(yè)信息系統(tǒng)將是提高公司競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。浮法玻璃公司盡管具有獨(dú)特的專(zhuān)長(zhǎng)，但在確保操作安全的前提下，以最佳的經(jīng)濟(jì)意義實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)流程的最大優(yōu)化。尤其是信息技術(shù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的普及，使得從基于PLC的分布式控制系統(tǒng)到基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的集成分布式網(wǎng)絡(luò)，集成管理和控制的重要性越來(lái)越明顯。信息系統(tǒng)的遷移是不可避免的。要建立一個(gè)集成的管理和控制網(wǎng)絡(luò)，必須使用由現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)形成的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。盡管現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用相對(duì)較慢，多總線(xiàn)共存的局面不會(huì)短暫。由于系統(tǒng)集成困難，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)仍不成熟。特別是對(duì)于該國(guó)開(kāi)發(fā)的FF總線(xiàn)，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用OEM產(chǎn)品需要時(shí)間，并且還有總線(xiàn)產(chǎn)品、操作識(shí)別和可靠性問(wèn)題。因此，在目前的情況下，一方面要密切關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的新發(fā)展，同時(shí)要結(jié)合浮法玻璃企業(yè)的具體條件，以提高系統(tǒng)的可靠性和原有的DCS。

4? ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科技水平的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)也將不斷發(fā)展，并在各個(gè)行業(yè)中快速應(yīng)用，其在玻璃工業(yè)的應(yīng)用也促進(jìn)了玻璃工業(yè)的快速發(fā)展。

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