自動化控制技術在玻璃工業(yè)中的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

楊玉梅

摘 要：自動化技術的快速發(fā)展在各個行業(yè)中應用廣泛，其在玻璃工業(yè)領域中的應用也大大促進了該行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。文章將圍繞浮法玻璃的特點、自動化控制技術的應用進行分析。

關鍵詞：自動化控制;浮法玻璃;特點;應用

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

1? ? 我國浮法玻璃的特點

（1）建設快。經(jīng)過嚴格的科學準備、電子稱重、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行切割和包裝，從而完成玻璃制造過程。（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)線的一半，與機械拋光玻璃相比，其成本接近普通的窗玻璃。（3）質量好。由于生產(chǎn)技術的發(fā)展，以高品質（如平整度、平行度、透光率等）生產(chǎn)的浮法玻璃在實際應用中可與機器操作的拋光玻璃媲美。訂單強度和熱穩(wěn)定性優(yōu)于機械拋光玻璃。（4）產(chǎn)量高。在生產(chǎn)過程中，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。在制造過程中，可以通過浮法制造0.5～2.0 mm的高質量平板玻璃，因此，與其他產(chǎn)品相比，它絕對是高質量的玻璃。

2? ? 管理控制一體化

2.1? 定義

在市場經(jīng)濟和信息時代的飛速發(fā)展中，公司之間以及與外界的信息交換需求不斷增長，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)對生產(chǎn)控制的要求不斷提高，需要結合現(xiàn)場信息和管理信息來進行狀態(tài)監(jiān)視和控制。管理和控制集成是為整個工廠建立一個完全集成、開放和集成的信息平臺，緊密連接企業(yè)的水平和垂直通信、現(xiàn)場控制等全面的信息處理構成了更加完善的管理系統(tǒng)。

2.2? 現(xiàn)場總線為管理控制一體化鋪平了道路

企業(yè)信息網(wǎng)絡是集成管理和控制信息的基本條件，否則就不可能進行企業(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)絡可以大致分為3層：公司管理層、過程監(jiān)控層和現(xiàn)場管理層。集成管理和控制解決方案的現(xiàn)場控制層由現(xiàn)場總線設備和控制網(wǎng)絡組成，并將常規(guī)配電系統(tǒng)控制站的功能集成到現(xiàn)場總線設備中。此時的控制站實際上是虛擬控制站。由現(xiàn)場總線技術和產(chǎn)品組成的基礎網(wǎng)絡充分利用了其測控設備的通信功能，從而使控制網(wǎng)絡和通用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間的連接變得非常方便。公司信息網(wǎng)絡是集成管理和控制的基礎，而現(xiàn)場總線為集成管理和控制網(wǎng)絡的形成開辟了道路。流程監(jiān)視層由一個LAN網(wǎng)段和連接到該LAN網(wǎng)段以監(jiān)視任務的工作站或控制器組成?，F(xiàn)場總線網(wǎng)絡通過現(xiàn)場總線接口連接到過程監(jiān)控層。監(jiān)控層直接由現(xiàn)場總線處理。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、維護和人機交互等功能。企業(yè)管理層由不同的服務器和客戶端組成，用于集成企業(yè)的不同信息并實現(xiàn)與Internet的連接，完成管理、決策和業(yè)務應用程序的不同功能。

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)場設備之間的垂直數(shù)據(jù)交換，現(xiàn)場總線應用變得越來越普遍，制造商的產(chǎn)品也變得更加開放。隨著多總線的共存已經(jīng)完全結束，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注。同時，使用分布式網(wǎng)絡系統(tǒng)和C/S或B/S結構可以在實現(xiàn)網(wǎng)絡連接結構簡化的同時實現(xiàn)企業(yè)各個層面的功能模型，因此主要用于實時數(shù)據(jù)庫和關系數(shù)據(jù)庫。可以形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成。該環(huán)境為共享數(shù)據(jù)資源的目標奠定了基礎。

如上所述，在多總線共存的情況下，系統(tǒng)集成成為實現(xiàn)集成信息系統(tǒng)的管理和控制的中心任務。系統(tǒng)集成是根據(jù)特定的方法和策略將來自相同或不同制造商的現(xiàn)場總線產(chǎn)品連接起來，以完成上層應用程序和下層現(xiàn)場設備之間的雙向數(shù)據(jù)通信，從而整體滿足用戶需求。因此，系統(tǒng)集成包括硬件產(chǎn)品集成和軟件產(chǎn)品集成。對于硬件集成，總線接口必須使用網(wǎng)橋和網(wǎng)關進行通信。同一條總線上的網(wǎng)絡段通常使用擴展網(wǎng)絡段的中繼器和在不同速度的網(wǎng)絡段之間提供連接的橋接器。網(wǎng)關將不同類型的總線網(wǎng)段和諸如現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)之類的異構網(wǎng)絡互連。例如，如果公司遠離生產(chǎn)工廠或其他部門，則使用公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡或電話網(wǎng)絡來實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。因此，可以期望這種通信接口產(chǎn)品在將來變得越來越流行。在軟件集成方面，OPC，ODBC和其他技術可實現(xiàn)各種系統(tǒng)之間準確、快速和大量的數(shù)據(jù)交換。實時控制、視覺操縱、信息分析和系統(tǒng)診斷可以集成在一個緊湊的軟件中。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)濟的解決方案。

3? ? 現(xiàn)場總線在玻璃工業(yè)的發(fā)展

現(xiàn)場總線技術的發(fā)展改變了自動化系統(tǒng)的結構和自動化控制的概念，進一步促進了集成式管理和控制企業(yè)信息系統(tǒng)的建立。將計算機技術、信息技術和自動化技術整合在一起，是工業(yè)自動化發(fā)展的趨勢。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，玻璃行業(yè)的公司正面臨日益嚴峻的挑戰(zhàn)，這是前所未有的發(fā)展機會并對生產(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)將是提高公司競爭力的重要途徑。浮法玻璃公司盡管具有獨特的專長，但在確保操作安全的前提下，以最佳的經(jīng)濟意義實現(xiàn)了生產(chǎn)和運營流程的最大優(yōu)化。尤其是信息技術的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡的普及，使得從基于PLC的分布式控制系統(tǒng)到基于現(xiàn)場總線的集成分布式網(wǎng)絡，集成管理和控制的重要性越來越明顯。信息系統(tǒng)的遷移是不可避免的。要建立一個集成的管理和控制網(wǎng)絡，必須使用由現(xiàn)場總線形成的基礎網(wǎng)絡。盡管現(xiàn)場總線技術在中國的應用相對較慢，多總線共存的局面不會短暫。由于系統(tǒng)集成困難，現(xiàn)場總線仍不成熟。特別是對于該國開發(fā)的FF總線，開發(fā)和應用OEM產(chǎn)品需要時間，并且還有總線產(chǎn)品、操作識別和可靠性問題。因此，在目前的情況下，一方面要密切關注現(xiàn)場總線標準的新發(fā)展，同時要結合浮法玻璃企業(yè)的具體條件，以提高系統(tǒng)的可靠性和原有的DCS。

4? ?結語

綜上所述，隨著科技水平的不斷發(fā)展，自動化技術也將不斷發(fā)展，并在各個行業(yè)中快速應用，其在玻璃工業(yè)的應用也促進了玻璃工業(yè)的快速發(fā)展。

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