浮法玻璃生產(chǎn)線的智能自動(dòng)化技術(shù)

浮法玻璃生產(chǎn)線的智能自動(dòng)化技術(shù)
智能自動(dòng)化包括智能控制和智能管理，是諸多相關(guān)學(xué)科相互結(jié)合與滲透的產(chǎn)物，具有廣闊的應(yīng)用前景。它是本世紀(jì)末下世紀(jì)初重大技術(shù)，是當(dāng)前自動(dòng)化學(xué)科技術(shù)發(fā)展的方向之一。
　　 隨著社會(huì)化大生產(chǎn)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大，各行各業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的要求越來(lái)越高，智能控制應(yīng)運(yùn)而生，它具有高度仿人智能特性(知識(shí)性模型)。在描述和處理復(fù)雜控制與管理問(wèn)題上，比傳統(tǒng)的控制方法(解析性模型)更為先進(jìn)和有效，能更好地適應(yīng)常規(guī)控制、常規(guī)技術(shù)方法無(wú)法解決或效果不好的場(chǎng)合。
　　 就玻璃行業(yè)而言，平板玻璃及玻璃深加工產(chǎn)品是建筑業(yè)、工業(yè)、國(guó)防、交通運(yùn)輸業(yè)廣泛使用的一種基礎(chǔ)材料和裝飾材料。國(guó)內(nèi)玻璃生產(chǎn)的現(xiàn)狀以及國(guó)際玻璃事業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)要求平板玻璃企業(yè)加快現(xiàn)代化步伐，堅(jiān)持高技術(shù)起點(diǎn)，依靠技術(shù)進(jìn)步，大力發(fā)展高水平的優(yōu)質(zhì)平板玻璃，提高在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，在浮法玻璃生產(chǎn)線應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)來(lái)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玻璃，減少生產(chǎn)中的能源消耗，對(duì)于降低玻璃生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約我國(guó)的能源都具有十分重要的作用和極其長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。
　　1 浮法玻璃生產(chǎn)線上的關(guān)鍵技術(shù)
　　1.1 玻璃配料系統(tǒng)技術(shù)
　　·配料料方優(yōu)化
　　·水分和重量補(bǔ)正
　　·神經(jīng)元專家系統(tǒng)質(zhì)量預(yù)測(cè)
　　1.2 玻璃熔窯系統(tǒng)技術(shù)
　　·全保溫技術(shù):使用新型耐火材料，合理優(yōu)化磚材匹配，改造熔窯結(jié)構(gòu)
　　·窯溫模糊自動(dòng)控制
　　·采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)空氣-燃料比例最優(yōu)化
　　·采用相遇煤氣法自動(dòng)換向
　　1.3 錫槽系統(tǒng)技術(shù)
　　·玻璃成型保溫技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究
　　·采用模糊控制進(jìn)行溫度監(jiān)控
　　·采用專家系統(tǒng)進(jìn)行錫槽設(shè)備診斷
　　·開(kāi)發(fā)錫槽智能電加熱系統(tǒng)
　　·開(kāi)發(fā)一套完整的錫槽監(jiān)控系統(tǒng)
　　1.4 退火窯系統(tǒng)技術(shù)
　　·退火窯保溫技術(shù)的開(kāi)發(fā)
　　·采用模糊控制對(duì)退火窯進(jìn)行溫度監(jiān)控
　　·開(kāi)發(fā)退火窯智能電加熱系統(tǒng)
　　·采用人工智能方法進(jìn)行退火窯設(shè)備診斷
　　·開(kāi)發(fā)一套完整的退火窯監(jiān)控系統(tǒng)
　　2 智能自動(dòng)化技術(shù)在玻璃生產(chǎn)線上的應(yīng)用
　　2.1 玻璃生產(chǎn)設(shè)備優(yōu)化操作
　　利用人工智能的方法，對(duì)玻璃生產(chǎn)線上的設(shè)備優(yōu)化操作。
　　2.2 玻璃質(zhì)量預(yù)測(cè)
　　利用人工智能的方法，通過(guò)對(duì)玻璃原料和生產(chǎn)過(guò)程的分析，能夠預(yù)測(cè)玻璃質(zhì)量。
　　2.3 浮法玻璃生產(chǎn)線設(shè)備診斷
　　利用人工智能中的專家系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)各種因素的綜合分析，對(duì)出故障的玻璃設(shè)備進(jìn)行診斷，分析出故障的原因，并給出相應(yīng)的解決辦法。
　　2.4 玻璃配料自動(dòng)計(jì)算及優(yōu)化
　　根據(jù)玻璃原料各組分的化學(xué)成分、價(jià)格及玻璃配方，能自動(dòng)地計(jì)算出各組分的定量給定值，并且在保證質(zhì)量不受影響的前提下使整個(gè)所用原料總量?jī)r(jià)格最低，從而降低玻璃成本。
　　2.5 各工段控制系統(tǒng)并能聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控
　　采用北京四季陽(yáng)光智能自動(dòng)化公司的飛天智能控制系統(tǒng)，針對(duì)玻璃浮法線各工段進(jìn)行控制。各控制系統(tǒng)分別是:
　　2.5.1 配料智能自動(dòng)化系統(tǒng)
　　(1) 自動(dòng)精確稱量各種原料
　　(2) 部分原料水分在線測(cè)量和自動(dòng)調(diào)節(jié)濕基量
　　(3) 使用配料專家系統(tǒng)進(jìn)行原料各分量重量設(shè)定
　　(4) 配料時(shí)序自動(dòng)控制，設(shè)備起停、連鎖和順序控制
　　(5) 混合料加水自動(dòng)控制
　　(6) 窯頭料倉(cāng)料位自動(dòng)控制
　　(7) 全線安全聯(lián)鎖和事故報(bào)警
　　(8) 控制流程畫面顯示
　　(9) 打印報(bào)表和數(shù)據(jù)記錄
　　(10) 防止配錯(cuò)料及配錯(cuò)后處理
　　(11) 數(shù)據(jù)通訊，包括和廠管理計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)內(nèi)部等通訊
　　2.5.2 玻璃熔窯智能自動(dòng)化系統(tǒng)
　　人工智能技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)窯爐在國(guó)外已取得成功，在國(guó)內(nèi)冶金工業(yè)窯爐已開(kāi)始使用，節(jié)能效果顯著，并且對(duì)改善玻璃液的質(zhì)量進(jìn)行至關(guān)重要的作用。玻璃窯爐智能自動(dòng)化系統(tǒng)具體功能包括:
　　·熔窯火焰自動(dòng)換向
　　·智能爐壓調(diào)節(jié)
　　·液面控制
　　·智能爐溫調(diào)節(jié)，采用模糊控制的方法
　　·空燃比尋優(yōu)，采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及專家系統(tǒng)
　　·畫面調(diào)節(jié)
　　·事故報(bào)警
　　·打印報(bào)表
　　2.5.3 錫槽智能自動(dòng)化系統(tǒng)
　　·數(shù)據(jù)采集
　　·自動(dòng)控制，溫度采用模糊控制方法
　　·數(shù)據(jù)顯示
　　·數(shù)據(jù)記錄，包括打印報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)以屏幕硬拷貝
　　·技術(shù)計(jì)算
　　·技術(shù)通訊，能全廠聯(lián)網(wǎng)
　　2.5.4 退火窯智能自動(dòng)化系統(tǒng)
　　·采用先進(jìn)可靠低成本PLC作為控制設(shè)備
　　·管控一體化
　　·使用大容量工業(yè)PC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的過(guò)程計(jì)算機(jī)
　　·使用人工智能技術(shù)進(jìn)行控制
　　3 采用玻璃智能自動(dòng)化可取得顯著經(jīng)濟(jì)效益
　　(1) 投入使用后，由于提高玻璃質(zhì)量，降低成本，每年可新增利潤(rùn)上千萬(wàn)元。
　　(2) 提高玻璃質(zhì)量，通過(guò)配料中水分和重量補(bǔ)正，質(zhì)量預(yù)測(cè)及三大熱工設(shè)備的溫度模糊控制等手段，使玻璃成品率提高、優(yōu)質(zhì)率提高。
　　(3) 降低產(chǎn)品成本。
　　① 通過(guò)玻璃配料優(yōu)化，可節(jié)約購(gòu)買原料費(fèi)用。
　　② 通過(guò)節(jié)能降耗降低成本。
　　a 減少燃料消耗，具體途徑有:
　　·水分補(bǔ)正使熔窯配料易熔化，減少燃料消耗
　　·空氣-燃料比例尋優(yōu)，減少燃料消耗5-10%
　　·相遇煤氣換向法，減少燃料消耗5%
　　b 減少錫耗。
　　c 節(jié)約用電:在錫槽和通火窯采用智能電加熱系統(tǒng)和模糊溫度控制可節(jié)約用電15-30%，降低電費(fèi)。
　　d 提高窯體壽命:由原來(lái)的4年提高到5-6年。途徑:
　　·新型耐火材料且磚材匹配合理
　　·先進(jìn)的控制手段
　　(4) 減少黑煙的生成，保護(hù)環(huán)境。基本上看不到黑煙冒出。
　　(5) 此技術(shù)推廣、轉(zhuǎn)讓，可獲技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)。
　　(6) 浮法玻璃生產(chǎn)線智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)其它行業(yè)的經(jīng)濟(jì)意義也很大。
　　① 玻璃配料自動(dòng)計(jì)算及優(yōu)化和玻璃配料自動(dòng)化系統(tǒng)可以推廣到冶金高爐配料、水泥配料、陶瓷配料、食品配料和飼料配料。
　　② 玻璃熔窯智能自動(dòng)化系統(tǒng)可以推廣到冶金加熱爐、水泥回轉(zhuǎn)窯、陶瓷窯的控制上。
　　③ 玻璃退火窯智能自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)冶金退火窯的控制也有很大的借鑒作用。
　　(7) 進(jìn)口整套浮法玻璃生產(chǎn)線從配料到退火窯的控制系統(tǒng)需要2000萬(wàn)元，自己研制一套約300萬(wàn)元，每套可節(jié)約1700萬(wàn)元。全國(guó)有60多條玻璃浮法線，每年都有4-5家企業(yè)進(jìn)行冷修技改。研制成功以后至少能推廣10套以上，可節(jié)約1.7億元。若每年有3條浮法線使用此技術(shù)進(jìn)行技改，每條浮法線為老企業(yè)新增利潤(rùn)1000萬(wàn)元，累計(jì)共新增利潤(rùn)3000萬(wàn)元。
　　4 在浮法玻璃生產(chǎn)線上應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)的意義
　　浮法玻璃生產(chǎn)線上應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)是浮法生產(chǎn)線冷修的需要，是老廠技術(shù)改造的需要，是整個(gè)玻璃行業(yè)的技術(shù)水平提高的需要，是滿足市場(chǎng)的需要，同時(shí)也是積極響應(yīng)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策的具體表現(xiàn)。形成一套我國(guó)特有的浮法玻璃生產(chǎn)線的智能自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備，并充分地應(yīng)用于浮法玻璃生產(chǎn)線上，即提高了玻璃的質(zhì)量，有效地節(jié)能降耗，延長(zhǎng)熔窯使用壽命，又降低產(chǎn)品成本。不但能夠使浮法生產(chǎn)線現(xiàn)有的設(shè)備、技術(shù)上一個(gè)臺(tái)階，減少國(guó)家進(jìn)口玻璃的數(shù)量和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線的設(shè)備和技術(shù)的引進(jìn)，從而節(jié)約大量的外匯。而且能夠使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，自動(dòng)化關(guān)鍵部分達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，某些技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。同時(shí)縮小同先進(jìn)國(guó)家的差距，爭(zhēng)取以優(yōu)勢(shì)價(jià)格和先進(jìn)技術(shù)向第三世界國(guó)家輸出設(shè)備和技術(shù)。