DCS在浮法玻璃生产线中的探讨

２００６年第５期　中国玻璃　９　ＤＣＳ在浮法玻璃生产线中的探讨　汪舒生　王建青’　施波　中国建材国际工程有限公司‘安徽蚌埠２３３０１８　北京和利时系统工程股份有限公司　北京１０ｏ０９６　摘要：文章从系统硬软件配置、应用软件和控制策略等方面，探讨目前ＤＣＳ系统在浮法玻璃生　产线自动控制中存在的普遍性问题，提出了今后改进和发展的建议。　关键词：浮法玻璃过程控制分布式控制系统控制软件　１前言　２．１　ＤＣＳ系统配置的不完善性　２．１．１生产过程的控制面不完整　目前，国内和国外的ＤＣＳ种类很多，其中的主　（１）目前在浮法玻璃生产线上使用的ＤＣＳ，主要　流机型，都已在浮法玻璃生产线上成功应用，基本满　使用范围在熔化、成形和退火三个工段，以顺序控制　足了浮法玻璃生产线的过程控制需求及一些特殊控　和时序控制为主的原料和冷端两个重要的生产工　制要求。然而，从充分发挥ＤＣＳ的功能和完善浮法　段，通常采用ＰＬＣ处理。但随着ＤＣＳ与ＰＬＣ在不断　玻璃生产线的生产过程控制功能上来看，目前的使　地靠近，尤其在ＤＣＳ向开放性发展以后，继续将冷　用情况尚存在着一定的不足；从生产人员和工程人　端和原料游离于ＤＣＳ控制之外，是不合理的。　员对ＤＣＳ的作用和使用效果的认识，以及ＤＣＳ选型　（２）在全厂各工段、各车间的自动控制系统选　和硬软件配置上来看，也存在一定的误区。　择，应该以ＤＣＳ系统为中心来进行设备选型，同时　２问题的探讨　必须兼顾系统之间的通用性和兼容性。　２．１．２缺乏对重要控制设备的管理　总结研究分析而形成的理论认识，则能指导实践，这　成形实现规范化生产奠定基础。　是认识论的基本原理。上述根据浮法成形的实践经　当然形成的理论认识还需通过生产实践检验，　验，通过理论研究分析，发现了浮法成形拉制薄和厚　实践是检验真理的唯一标准。通过生产实践，若理　玻璃的工艺技术参数都成有规律的变化，从而推导　论计算确定的工艺技术参数符合生产要求，或对个　出拉薄和拉厚玻璃的工艺技术参数的理论计算的方　别系数作必要的修正，以使更符合实践要求，则不仅　法和公式。这样就可以用理论计算的方法比较科学　可以准确合理地确定任何生产规模、宽度及厚度玻　地计算任何确定生产规模（拉引量）和玻璃带宽度的　璃的拉边机对数苇略ｌ对速瘼　以实现规范化生产，而　各种厚度玻璃的拉边机对数和各对速度。避免以往　且还可以与计算机配合实现自动化操作，使我国浮　凭经验因人而异确定工艺技术参数的问题，为浮法　法玻璃成形技术达到国际先进水平。　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｌ０　２００６年第５期　中国玻璃　充分利用ＤＣＳ的设备管理功能，及时、准确、可　如在熔窑的热工过程控制中，由于熔窑两侧燃　靠的反映ＤＣＳ外围控制设备的使用运行状况、设置　烧不平衡的特点及换向期间停火一吹扫一换向一重　过程参数，是提高整个控制系统可靠性的重要手　新燃烧一系列过程的扰动影响，燃料压力、温度和雾　段。而目前，在浮法玻璃生产线上使用的ＤＣＳ极少　化气压力等系统的非线性；窑压、窑温等系统存在严　有和变频器、软起动器、变送器、执行机构以及视频　重的非线性和非对称性；窑温、窑压和液面系统之间　监视和操作系统进行数据通讯的设置。如工业用视　存在着相关干扰等。再如，设置熔窑温度控制系统　频信号也应该纳入ＤＣＳ系统中进行管理和协调操　时，通常有以热点温度为主，其他各小炉碹顶温度为　作，以完善ＤＣＳ系统作为工厂生产过程控制和管理　辅的加权控制和各小炉碹顶温度独立控制两种方　中心的功能。　式，由于浮法玻璃熔窑的大热容特性，婕得温度控制　２．１．３系统软件配置不全面　系统具有较大的惯性和较大的滞后，加之熔窑的温　浮法玻璃生产过程的控制，有其不同于常规控　度通常采取碹顶温度检测方式，不能真实而及时地　制的特点，也需要用特殊控制方法来解决，因此在选　反映出玻璃液的温度，以及换向过程中的扰动影响　择ＤＣＳ时，必须比较其系统软件提供的功能以便开　等因素，在实际应用中均不能获得理想的控制效　发出各种专业控制软件，实现复杂的控制策略。　果。　２．２应用软件的落后　目前国际上比较先进的控制思想中，对于如大　型浮法玻璃生产过程这类不确定性控制系统，基本　２．２．１控制思想的落后　的控制理论之一是综合协调，将浮法玻璃生产过程　在浮法玻璃生产线的生产过程自动控制中，目　的控制对象，视为一个大系统，对其中的各子系统的　前尚有很多依靠常规控制无法解决的问题。　控制进行充分协调，以保证大系统的稳定。　制设各　图１　ＤＣＳ硬件选型配置　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年第５期　中国玻璃　２．２．２专用控制软件的缺乏　目前流行的各ＤＣＳ，考虑的均是通用性，但各行　业、各控制过程均有其特殊的控制要求，浮法玻璃生　产过程控制也不例外，因此就迫切需要专用控制软　件。　例如针对浮法玻璃生产过程控制的特点，通过　摸索和总结，将其中的相关因素、干扰因素、非线性　和非对称性等因素提炼出来，充分结合人工操作和　处理经验，形成一整套具体的专家控制规则，利用控　制计算机的数据处理能力，进行综合协调控制；同　时，针对其中的难点，开发设计一系列属于“高级控　制　范畴的控制方法、控制策略和控制算法，并形成　相应的软件包。这些专家控制规则，还能在应用中　针对不同生产线进行动态修正。　３今后的发展策略　３．１完善配置的系统模式　对于浮法玻璃生产过程自动化而言，要充分满　足生产工艺的要求，其ＤＣＳ的硬件选型配置可以通　如下模式来实现，见图１所示。　在此配置中，最大的特点是充分利用ＤＣＳ，将浮　法玻璃生产线上的全线从原料、热端至冷端以及辅　助生产车间的自动控制系统合为一体，让生产人员　更完整地、准确地掌握整个生产情况，使之成为一个　有机的整体。　新型的ＤＣＳ均具有开放性的网络结构，在此系　统配置中设置了全厂计算机管理网络（ＭＩＳ）的通讯　接口，以便与全厂联网，使之成为全厂生产与管理网　络的一部分。　３．２专用控制软件的开发和推广　近年来，我们开发出了一些富有特色的新型控　制软件，有些已经应用在现场。　（１）模糊规则控制软件。依据模糊控制理论，对　被控过程的被控参数、相关耦合参数进行模糊分类　和分级，利用规则条例，对确定性因素进行直接模糊　量化，对不确定性因素进行尝试性模糊量化．进而补　充修正规则条例，进行控制调节　（２）规则协调控制软件。充分利用人工操作经　验，总结出规则条例，协调各被控过程的控制操作。　（３）规则一ＰＩＤ协调控制软件。利用条件规则，协　调各相关被控过程和各相关参数的调整时序、动作　周期等，并对多个ＰＩＤ控制进行协调。　以上几类新型控制策略软件，基本能解决目前　浮法玻璃生产过程控制中出现的典型问题。另外，　其它成熟的专业控制和管理软件还有熔窑小扰动自　动换火软件包、锡槽退火窑自动升温软件包、生产过　程控制操作和管理软件、退火窑主传动控制软件等，　已经初具规模，并在多个浮法生产线上成功地得到　了采用。随着生产的发展，有些软件还有待予进一　步提高和完善。　在行业中采用和推广专业控制管理软件是大势　所趋，相信ＤＣＳ厂家及业内人士会推动其发展。　参考文献　［１】汪舒生。“一种利用模糊推理的大滞后系统　超调抑制控制方法”。《玻璃》，１９９３年第２期。　［２】汪舒生。“规则控制策略在浮法玻璃生产过　程控制中的应用７９０《玻璃》，２０００年第４期。　［３】汪舒生，郭保革。“用模糊推理解决玻璃生　产过程控制中的相关耦合”。《中国建材装备》，２０００　年第３期。