自動化控制技術在玻璃工業中的現狀及發展方向

楊玉梅

摘 要：自動化技術的快速發展在各個行業中應用廣泛，其在玻璃工業領域中的應用也大大促進了該行業的持續發展。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

隨著我國玻璃工業的持續發展，自動化技術的應用對我國玻璃行業的快速發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。生產成本是相同規模的雙面連續拋光玻璃生產線的一半，與機械拋光玻璃相比，其成本接近普通的窗玻璃。（3）質量好。由于生產技術的發展，以高品質（如平整度、平行度、透光率等）生產的浮法玻璃在實際應用中可與機器操作的拋光玻璃媲美。訂單強度和熱穩定性優于機械拋光玻璃。（4）產量高。在生產過程中，決定玻璃生產量的生產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

在市場經濟和信息時代的飛速發展中，公司之間以及與外界的信息交換需求不斷增長，現代工業企業對生產控制的要求不斷提高，需要結合現場信息和管理信息來進行狀態監視和控制。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，緊密連接企業的水平和垂直通信、現場控制等全面的信息處理構成了更加完善的管理系統。

2.2? 現場總線為管理控制一體化鋪平了道路

企業信息網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絡可以大致分為3層：公司管理層、過程監控層和現場管理層。集成管理和控制解決方案的現場控制層由現場總線設備和控制網絡組成，并將常規配電系統控制站的功能集成到現場總線設備中。此時的控制站實際上是虛擬控制站。由現場總線技術和產品組成的基礎網絡充分利用了其測控設備的通信功能，從而使控制網絡和通用數據網絡之間的連接變得非常方便。公司信息網絡是集成管理和控制的基礎，而現場總線為集成管理和控制網絡的形成開辟了道路。流程監視層由一個LAN網段和連接到該LAN網段以監視任務的工作站或控制器組成?，F場總線網絡通過現場總線接口連接到過程監控層。監控層直接由現場總線處理。監視站是控制系統配置，它執行諸如控制系統監視、警報、維護和人機交互等功能。企業管理層由不同的服務器和客戶端組成，用于集成企業的不同信息并實現與Internet的連接，完成管理、決策和業務應用程序的不同功能。

2.3? 管理控制一體化的支持環境與系統集成

基于系統之間的水平數據交換以及控制系統與管理和現場設備之間的垂直數據交換，現場總線應用變得越來越普遍，制造商的產品也變得更加開放。隨著多總線的共存已經完全結束，用于建立集成數據管理，集成通信，集成配置和編程軟件的管理控制系統集成解決方案吸引了眾多制造商的關注。同時，使用分布式網絡系統和C/S或B/S結構可以在實現網絡連接結構簡化的同時實現企業各個層面的功能模型，因此主要用于實時數據庫和關系數據庫?？梢孕纬山y一的數據集成。該環境為共享數據資源的目標奠定了基礎。

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

3? ? 現場總線在玻璃工業的發展

現場總線技術的發展改變了自動化系統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信息系統的建立。將計算機技術、信息技術和自動化技術整合在一起，是工業自動化發展的趨勢。隨著市場經濟的發展，玻璃行業的公司正面臨日益嚴峻的挑戰，這是前所未有的發展機會并對生產控制提出了更高的要求。建立整合管理控制的企業信息系統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，以最佳的經濟意義實現了生產和運營流程的最大優化。尤其是信息技術的不斷發展和網絡的普及，使得從基于PLC的分布式控制系統到基于現場總線的集成分布式網絡，集成管理和控制的重要性越來越明顯。信息系統的遷移是不可避免的。要建立一個集成的管理和控制網絡，必須使用由現場總線形成的基礎網絡。盡管現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。由于系統集成困難，現場總線仍不成熟。特別是對于該國開發的FF總線，開發和應用OEM產品需要時間，并且還有總線產品、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場總線標準的新發展，同時要結合浮法玻璃企業的具體條件，以提高系統的可靠性和原有的DCS。

4? ?結語

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

[參考文獻]

[1]趙生生.規則控制策略在浮法玻璃生產過程控制中的應用[J].玻璃，2018（15）：36.

[2]張玉均.浮法線玻璃橫切機控制系統設計與研究[D].焦作：河南理工大學，2019.