浮法玻璃生產線的智能自動化技術

浮法玻璃生產線的智能自動化技術
智能自動化包括智能控制和智能管理，是諸多相關學科相互結合與滲透的產物，具有廣闊的應用前景。它是本世紀末下世紀初重大技術，是當前自動化學科技術發展的方向之一。
　　 隨著社會化大生產的進步，科學技術的發展，生產規模越來越大，各行各業對自動化技術的要求越來越高，智能控制應運而生，它具有高度仿人智能特性(知識性模型)。在描述和處理復雜控制與管理問題上，比傳統的控制方法(解析性模型)更為先進和有效，能更好地適應常規控制、常規技術方法無法解決或效果不好的場合。
　　 就玻璃行業而言，平板玻璃及玻璃深加工產品是建筑業、工業、國防、交通運輸業廣泛使用的一種基礎材料和裝飾材料。國內玻璃生產的現狀以及國際玻璃事業的發展趨勢要求平板玻璃企業加快現代化步伐，堅持高技術起點，依靠技術進步，大力發展高水平的優質平板玻璃，提高在國際市場上的競爭能力。因此，在浮法玻璃生產線應用智能自動化技術來生產優質玻璃，減少生產中的能源消耗，對于降低玻璃生產成本，提高企業的經濟效益，節約我國的能源都具有十分重要的作用和極其長遠的意義。
　　1 浮法玻璃生產線上的關鍵技術
　　1.1 玻璃配料系統技術
　　·配料料方優化
　　·水分和重量補正
　　·神經元專家系統質量預測
　　1.2 玻璃熔窯系統技術
　　·全保溫技術:使用新型耐火材料，合理優化磚材匹配，改造熔窯結構
　　·窯溫模糊自動控制
　　·采用神經元網絡實現空氣-燃料比例最優化
　　·采用相遇煤氣法自動換向
　　1.3 錫槽系統技術
　　·玻璃成型保溫技術的開發研究
　　·采用模糊控制進行溫度監控
　　·采用專家系統進行錫槽設備診斷
　　·開發錫槽智能電加熱系統
　　·開發一套完整的錫槽監控系統
　　1.4 退火窯系統技術
　　·退火窯保溫技術的開發
　　·采用模糊控制對退火窯進行溫度監控
　　·開發退火窯智能電加熱系統
　　·采用人工智能方法進行退火窯設備診斷
　　·開發一套完整的退火窯監控系統
　　2 智能自動化技術在玻璃生產線上的應用
　　2.1 玻璃生產設備優化操作
　　利用人工智能的方法，對玻璃生產線上的設備優化操作。
　　2.2 玻璃質量預測
　　利用人工智能的方法，通過對玻璃原料和生產過程的分析，能夠預測玻璃質量。
　　2.3 浮法玻璃生產線設備診斷
　　利用人工智能中的專家系統能夠對現場各種因素的綜合分析，對出故障的玻璃設備進行診斷，分析出故障的原因，并給出相應的解決辦法。
　　2.4 玻璃配料自動計算及優化
　　根據玻璃原料各組分的化學成分、價格及玻璃配方，能自動地計算出各組分的定量給定值，并且在保證質量不受影響的前提下使整個所用原料總量價格最低，從而降低玻璃成本。
　　2.5 各工段控制系統并能聯網集中監控
　　采用北京四季陽光智能自動化公司的飛天智能控制系統，針對玻璃浮法線各工段進行控制。各控制系統分別是:
　　2.5.1 配料智能自動化系統
　　(1) 自動精確稱量各種原料
　　(2) 部分原料水分在線測量和自動調節濕基量
　　(3) 使用配料專家系統進行原料各分量重量設定
　　(4) 配料時序自動控制，設備起停、連鎖和順序控制
　　(5) 混合料加水自動控制
　　(6) 窯頭料倉料位自動控制
　　(7) 全線安全聯鎖和事故報警
　　(8) 控制流程畫面顯示
　　(9) 打印報表和數據記錄
　　(10) 防止配錯料及配錯后處理
　　(11) 數據通訊，包括和廠管理計算機、系統內部等通訊
　　2.5.2 玻璃熔窯智能自動化系統
　　人工智能技術應用于工業窯爐在國外已取得成功，在國內冶金工業窯爐已開始使用，節能效果顯著，并且對改善玻璃液的質量進行至關重要的作用。玻璃窯爐智能自動化系統具體功能包括:
　　·熔窯火焰自動換向
　　·智能爐壓調節
　　·液面控制
　　·智能爐溫調節，采用模糊控制的方法
　　·空燃比尋優，采用神經元網絡及專家系統
　　·畫面調節
　　·事故報警
　　·打印報表
　　2.5.3 錫槽智能自動化系統
　　·數據采集
　　·自動控制，溫度采用模糊控制方法
　　·數據顯示
　　·數據記錄，包括打印報表、歷史數據以屏幕硬拷貝
　　·技術計算
　　·技術通訊，能全廠聯網
　　2.5.4 退火窯智能自動化系統
　　·采用先進可靠低成本PLC作為控制設備
　　·管控一體化
　　·使用大容量工業PC代替傳統的過程計算機
　　·使用人工智能技術進行控制
　　3 采用玻璃智能自動化可取得顯著經濟效益
　　(1) 投入使用后，由于提高玻璃質量，降低成本，每年可新增利潤上千萬元。
　　(2) 提高玻璃質量，通過配料中水分和重量補正，質量預測及三大熱工設備的溫度模糊控制等手段，使玻璃成品率提高、優質率提高。
　　(3) 降低產品成本。
　　① 通過玻璃配料優化，可節約購買原料費用。
　　② 通過節能降耗降低成本。
　　a 減少燃料消耗，具體途徑有:
　　·水分補正使熔窯配料易熔化，減少燃料消耗
　　·空氣-燃料比例尋優，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 節約用電:在錫槽和通火窯采用智能電加熱系統和模糊溫度控制可節約用電15-30%，降低電費。
　　d 提高窯體壽命:由原來的4年提高到5-6年。途徑:
　　·新型耐火材料且磚材匹配合理
　　·先進的控制手段
　　(4) 減少黑煙的生成，保護環境。基本上看不到黑煙冒出。
　　(5) 此技術推廣、轉讓，可獲技術轉讓費。
　　(6) 浮法玻璃生產線智能自動化技術的應用對其它行業的經濟意義也很大。
　　① 玻璃配料自動計算及優化和玻璃配料自動化系統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 玻璃熔窯智能自動化系統可以推廣到冶金加熱爐、水泥回轉窯、陶瓷窯的控制上。
　　③ 玻璃退火窯智能自動化系統對冶金退火窯的控制也有很大的借鑒作用。
　　(7) 進口整套浮法玻璃生產線從配料到退火窯的控制系統需要2000萬元，自己研制一套約300萬元，每套可節約1700萬元。全國有60多條玻璃浮法線，每年都有4-5家企業進行冷修技改。研制成功以后至少能推廣10套以上，可節約1.7億元。若每年有3條浮法線使用此技術進行技改，每條浮法線為老企業新增利潤1000萬元，累計共新增利潤3000萬元。
　　4 在浮法玻璃生產線上應用智能自動化技術的意義
　　浮法玻璃生產線上應用智能自動化技術是浮法生產線冷修的需要，是老廠技術改造的需要，是整個玻璃行業的技術水平提高的需要，是滿足市場的需要，同時也是積極響應國家的產業政策的具體表現。形成一套我國特有的浮法玻璃生產線的智能自動化技術和設備，并充分地應用于浮法玻璃生產線上，即提高了玻璃的質量，有效地節能降耗，延長熔窯使用壽命，又降低產品成本。不但能夠使浮法生產線現有的設備、技術上一個臺階，減少國家進口玻璃的數量和國內生產線的設備和技術的引進，從而節約大量的外匯。而且能夠使產品質量達到國內先進水平，自動化關鍵部分達到國際先進水平，某些技術填補國內空白。同時縮小同先進國家的差距，爭取以優勢價格和先進技術向第三世界國家輸出設備和技術。