力控®軟件在玻璃深加工--鋼化玻璃均質爐上的應用

普通浮法玻璃在經過鋼化處理后，硬度可以比沒有鋼化前提高4—5倍，而且在玻璃破碎時都呈顆粒狀，如果用鋼化過的玻璃做夾層玻璃，就成為安全玻璃，即在玻璃破碎后顆粒全部粘在PVB膠片上，普遍應用在汽車的前擋玻璃、高層建筑、政府工程、防彈玻璃……

　　但是經過鋼化的玻璃有存在自爆的隱患，在無外力作用時仍會發生自爆，這是鋼化玻璃自身的特性所決定。鋼化玻璃自爆源于硫化鎳（Nis）,在鋼化處理的加熱階段，硫化鎳是高溫態的（α-Nis）。

　　在快速冷卻時，高溫態的（α-Nis）來不及向低溫態的（β-Nis）進行轉變。這種晶型轉變從熱處理后的幾分鐘到安裝后的幾十年一直存在，（α-Nis）轉變為（β-Nis）會導致體積膨脹，破壞玻璃內部的應力平衡，最終導致玻璃自爆。

　　目前鋼化玻璃的自爆隱患沒有有效的補救方法，國內和國外都普遍采用均質（也稱引爆、熱浸）的方法將玻璃裝進爐內，然后勻速加溫到290℃后恒溫2—8小時不等，將存在“自爆”隱患的玻璃提前引爆，從而減小鋼化玻璃安裝后再次發生“自爆”的機率。

　　因為均質的產能低，耗電量大（5T爐）總功率已經超出400KW，加上玻璃自爆后的直接經濟損失，所以均質測試成本居高不下，目前國內會經均質測試的主要是部分政府工程和大型公共設施如，機場……等。

　　均質爐的基本工作原理及要求：

　　爐的升溫時間可以在范圍內設置（30—150min）

　　恒溫時間可以在范圍內設置（10—480min）

　　恒溫溫度可以在范圍內設置（80--300℃）

　　降溫可以曲線降溫、自由降溫選擇。

正常運行時恒溫度在290℃±10℃

　　在運行中實時保存數據，當過程結束后以便打印報告，作為此批玻璃已經做過均質測試的依據，打印的報告中必須包含玻璃、客戶信息...當時的溫度曲線等。

　　在查詢歷史時，為避免產單過多查找費時，必須有信息過濾功能。

　　為保證均質質量，分6區獨立控制溫度，還有2路活動點溫度探頭，可以自由的插入到玻璃的任何縫隙中。也就是總共有8路溫度。

　　可以選擇一條曲線打印，也可以選擇多條曲線同時打印。

　　均質爐的溫度是由普通加熱管加熱空氣后，通過6個循環風機吹入爐內，再從爐體頂部抽回進加熱倉，如此循環，它和普通的加熱箱有著本質的區別。

　　均質爐的工作原理看似簡單，但目前國內做的比較好的公司相當少。一臺合格的均質爐不但控制程序要求高，而且爐體結構相當重要，在爐子運行時必須保證爐體內的溫度均勻，這就關系著這臺爐子的整體結構，如：加熱功率，風機功率，空氣對流狀況。如果爐內溫度不均勻會導致均質后的玻璃仍然自爆率很高。

　　有些均質爐設備為求運行時的曲線美觀，普遍采用的方法有：1、拉長溫度采集時間，這樣可以減少曲線的波浪。2、將熱電偶放在風道內，這樣看起來溫度曲線很理想，但爐內的溫度和風道內的溫度相差特別大。這也是玻璃均質測試后仍然會自爆的原因之一。有資料顯示：國外最好的均質爐，爐內的溫差也有將近30℃。

　　均質爐的結構示意圖：

　　在本方案中有六臺加熱循環風機，一臺降溫用的冷風機，六個區的加熱。

　　電氣控制采用如下配置：

　　1、力控監控組態軟件1套 (控制策略版)

　　2、研華工業電腦1臺 (IPC-610)

　　3、研華采集卡 PCI-1723 1套 （此板卡有8D/A 16DIO）

　　4、研華溫度模塊4520 & 4018 各1

　　5、惠普打印機1臺

　　6、臺灣登敏電力調節器6臺 （用于調節6個加熱區的輸出功率）

　　說明：

　　因為要使用到關系數據庫來保存機器運行中的溫度數據和產品信息，本人也比較熟悉力控組態軟件，因此使用了子圖里面的內部控件之“ODBC歷史曲線”，用于作為歷史查詢的用途，在運行時用內部控件“溫控曲線”作實時監測，同時力控的控制策略版具有PID的功能。全面的I/O支持，力控支持研華的全系列板卡。研華的溫度模塊4018。

　　此項目的所有控制都在力控的動作腳本里完成。

　　系統圖：

　　程序運行基本工作原理：

　　輸入正確的升溫時間，恒溫時間，恒溫溫度，結束溫度。

　　輸入正確的玻璃規格、數量、產地、客戶信息……

　　啟動均質爐后，程序運行啟動循環風機，根據設置的恒溫溫度，系統開始控制加熱輸出功率，按照設置的升溫斜率在規定的時間內使爐內達到恒溫溫度，這其間可能會有個別區域的溫度存在時間上的先后才達到恒溫溫度，程序必須等到6個區域的溫度都達到設定值后，開始進入恒溫度程序，同時開始計時，計時結束后，就是恒溫時間到達后，停止恒溫，進入降溫階段，根據選擇有“曲線降溫”、“自由降溫”，曲線降溫由PID完成根據降溫時間和結束溫度計算降溫斜率，“自由降溫”由程序完成，在降溫度時開啟天窗讓熱空氣自由排出。

　　自動保存，自動運行其間，溫度模塊的采集周期是100ms，每間隔180s程序就自動寫一次溫度數據進數據庫。

　　打印報告，關系數據庫Access，由ODBC歷史曲線控件調出數據，繪制成曲線。

　　力控開發環境

　　主窗口開發：

　　此畫面用于監視溫度曲線，主要的控件有“溫控曲線”，“溫控曲線”控件的使用比較簡單，這里不再介紹其的組態方法了。

　　工作參數開發

　　此畫面用于輸入工作時的有關信息，在自動運行啟動后，本畫面的輸入必須被禁止。

　　歷史查詢的開發：

　　本畫面相當重要，它將輸出在本機器上所做的均質測試的數據，因為最終客戶要的是打印的報告。

　　本畫面中主要有Windows控件中的表格，ODBC歷史曲線。

　　其它的輔助選項功能：

　　PID參數修改畫面

　　程序的運行之主窗口：

　　程序運行之歷史查詢：

　　當一個訂單結束后，在此畫面中調出數據并打印報告交于客戶。

程序主要分三個階段進行：

　　第一個階段是：升溫度階段：

　　第二個階段是：恒溫度階段：

　　第三個階段是：降溫度階段：

　　前面我們已經做了一個“工作參數”頁面，在畫面下有一個“啟動/停止”按鈕用來啟動自動工作程序，同時還必須判斷填寫的信息是否正確：

　　在“左鍵動作/釋放鼠標”內填寫如下動作腳本：

if work_mode==1 then

if (StrLen(advancebooking_unmber)<=0 ) then

msgbox(" 請填寫<訂單號>！ ");

else

if (StrLen(yield_number)<=0 ) then

msgbox(" 請填寫<生產單號>！ ");

else

if (StrLen(client _name)<=0 ) then

msgbox(" 請填寫<客戶名稱>! ");

else

if (StrLen(yieldly)<=0 ) then

msgbox( " 請填寫<產地>! ");

else

if (StrLen(glass_type_1)<=0) then

msgbox(" 請填寫<玻璃規格（1）> ");

else

if (StrLen(glass_size_1)<=0) then

msgbox(" 請填寫<玻璃尺寸（1）> ");

else

if glass_qty_1<=0 then

msgbox(" 請正確填寫<玻璃數量（1）> ");

else

if up_temp_time< 60 || up_temp_time>300 then

msgbox(" <升溫時間>設置錯誤！ ");

else

if keep_temp_time<10 || keep_temp_time>1440 then

msgbox(" <恒溫時間>設置錯誤！ ");

else

if down_temp_time<180 || down_temp_time>480 then

msgbox(" <降溫時間>設置錯誤！ ");

else

if keep_temp<80 || keep_temp >330 then

msgbox(" <恒溫溫度>設置錯誤！ ");

else

if end_temp<100 || end_temp>300 then

msgbox(" <結束（降）溫度>設置錯誤！ ");

else

if msgbox("真的要啟動自動工作？ " ) then

auto_start=1;//自動工作啟動

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

　　在“一般性動作”中填寫動作腳本如下：

if auto_start==1 then

auto_work=1;

1_zone_up_end=0:

…………………..

6_zone_up_end=0:

up_temp_up=0;

//start_temp_1=averagely.PV;

auto_start_time=StrLeft($Date,10)+" "+StrLeft($Time,8);

//status_operator=$UserName;

start_temp=(temp_1_1.PV+temp_1_2.PV+temp_1_3.PV+temp_1_4.PV+temp_1_5.PV+temp_1_6.PV)/6:;

number _3_1=cc+1;

date_3_1=StrLeft($Date,4)+"-"+StrMid($Date,5,2)+"-"+StrMid($Date,8,2)+" "+StrLeft($Time,8);

yield_number _3_1= yield _number;

client_name_3_1= client_name;

yieldly_3_1= yieldly;

note_3_1=note_1;

………………

note_3_15=note_15;

glass_type_3_1=glass_type_1;

…………..

glass_type_3_15=glass_type_15;

…………………..

glass_size_3_15=glass_size_15;

glass_qty_3_1=glass_qty_1;

……………………

glass_qty_3_15=glass_qty_15;

up_temp_time_3_1=up_temp_time;

keep_temp_time_3_1=keep_temp_time;

down_temp_time_3_1=down_temp_time;

keep_temp_3_1=keep_temp;

end_temp_3_1=end_temp:

operator_3_1=$UserName;

dade_time="Start_qinlihua";

temp1=666666;

………………

temp9=666666;

SQLInsert(ConnectID,"data", "temp");

Delay(1000);

dade_time=StrLeft($Date,4)+"-"+StrMid($Date,5,2)+"-"+StrMid($Date,8,2)+" "+StrLeft($Time,8);

temp1=temp_1_1.PV;

………………….

temp7=temp_1_7.PV;

temp8=averagely.PV;

temp9=sel_temp.PV;

SQLInsert(ConnectID,"data", "temp");

display("主窗口"):

display_1=1;

auto_start=0;

endif

　　當按下按鈕后，如果輸入的信息不符合要求，則會彈出一對話框給予提示，否則啟動機器自動運行，并將數據先寫入綁定的數據表中，同時自動把畫面切換到主窗口。

　　在“歷史查詢”的畫面中建立一Windows表格控件,命名“table”,用于顯示歷史的產單信息。

　　調出數據庫中的數據進綁定的表格：

　　建一按鈕屬性“調出數據”，雙擊，在“左鍵動作/釋放鼠標”輸入動作腳本；

SQLSelect(ConnectID,"message"," ");

SQLDisplayToGrid("table");

SQLLastError(err_msg);

　　將表格中選中的行讀到另一個數據表綁定的表格中

　　這一步的操作主要是將選中的行讀出到另一個數據表綁定的表格，用于在畫面中顯示出來。

建一按鈕屬性“讀取記錄”，雙擊“左鍵動作/釋放鼠標”輸入動作腳本：

SQLMoveTo(row_number);

SQLGet("data_table"):

SQLLastError(err_msg);

　　訂單號查詢

　　建立一文本編輯框控件，命名“search_1”,另在其右邊建立一按鈕，屬性“查詢”，雙擊，在“左鍵動作/釋放鼠標”輸入動作腳本；

SQLSelect(ConnectID,"message","訂單號='"+#search_1.text+"'"):

SQLDisplayToGrid("table ");

SQLLastError(err_msg);

　　內部控件“溫控曲線”組態時提供了一個“設定變量”，原則上可以用它來做升溫引導（斜率），但實際應用中這個控件的X軸（時間坐標），是按照時間來走的，問題在于如果我們的爐內溫度無法在規定時間內升到設定值，問題就出現了，它會導致最后我們的恒溫時間縮短或還沒有進入恒溫，就已經開始降溫了，比如說：設置升溫時間60min恒溫時間60min恒溫度290℃，降溫度：100℃，降溫時間：60min，爐內的玻璃裝載過多，當溫度升到260℃是已經用了120min，而此時“溫控曲線”控件已經開始走降溫曲線了，于是加熱會馬上停止。所以升溫斜率可以使用“溫控曲線”的“設定溫度”但恒溫溫度和降溫度就必須自己在條件動作腳本里做了。限于動作腳本代碼太長，不便全部列出。