橫火焰玻璃窯爐控制系統探討 
   

玻璃配合料從加料口加入窯爐后.經高溫加熱熔化成玻璃液，進行澄清、均化、冷卻，然后經過供料通道進入成形區成型。沿窯池的縱向方向。按玻璃液的熔化過程相應地分成熔化部、工作部、供料通道。流液洞前稱為熔化部.流液洞后稱為工作部。如圖1所示。
   
   

   
    橫火焰是指窯內火焰方向從一側流向另一側，橫越熔窯的寬度。與玻璃液流方向垂直，用蓄熱室作為余熱回收設備。即助燃空氣通過蓄熱室預熱后由小爐到達熔化池內.與天然氣混合燃燒產生大量熱量傳遞給混合料及玻璃液.煙氣從熔窯一側小爐排出.流經蓄熱室的時候.將大量余熱傳給蓄熱室內格子磚.磚的溫度隨著通過煙氣的時間延長逐漸升高，經過一段時間的加熱后.換向閘板改變煙氣和助燃空氣流向。
   
    　　玻璃的熔制是一個非常復雜的過程.它包括一系列物理化學現象和反應。這些現象和反應.使各種原料的機械混合物變成了復雜的熔融物即玻璃液。大致可分為5個階段：硅酸鹽形成、玻璃形成、澄清、均化和冷卻。對于連續生產的玻璃池窯.玻璃形成過程的各個階段是在池窯的不同部位.同一時間內進行的.玻璃液在不同階段有不同的物理化學反應.對溫度有不同的要求。因此溫度是影響玻璃熔制質量的主要因素.必須沿池窯的縱向。根據玻璃熔制要求建立有利于玻璃熔制的穩定的溫度曲線。
   
    　　玻璃熔制過程中.玻璃液面有一規定高度.要求穩定.其上下波動范圍要求在±0.5 mm之內。在正常情況下.玻璃液面的波動說明投料量有波動.會造成窯內溫度的波動。玻璃液面的波動.一方面影響成型作業的穩定。從而影響玻璃的產量和質量：另一方面會加劇對池壁耐火材料的侵蝕.這不僅污染玻璃液造成許多缺陷.還會縮短熔窯使用壽命。
   
    　　窯爐內壓力大小、穩定程度也對爐內溫度、液面高低即液位有影響。筆者希望窯內壓力在熔化部接近玻璃液面處是零壓，并要求穩定。這樣既沒有冷空氣吸入.也沒有火焰從空口逸出。但零壓是臨界狀態.較難控制.通常控制在微正壓范嗣內。玻璃窯爐的投資昂貴.作為高溫設備.在它服務期限內不能輕易地停工檢修和進行更換改造?而玻璃熔化過程的復雜性、干擾因素眾多、干擾來源不易確定、調整措施見效滯后.都使得玻璃窯爐的穩定運行極為困難。生產工廠的經濟效益將在很大程度上取決于玻璃窯爐的生產狀態。為此.玻璃窯爐要求功能齊全、性能可靠的控制系統來保證工藝參數的穩定。
   
    　　1窯爐自動控制系統
   
    　　窯爐控制系統必須保證窯爐的溫度、壓力、液位、燃燒系統的流量等熱工參數的穩定.保證燃燒過程中的正常換向。在安全的前提下.控制系統對參數的控制精度是衡量整套系統的一個重要指標.目前有采用PLC控制系統和由單回路控制器冗余控制主要T藝參數。用小型PLC冗余控制換向過程：有使用DCS控制系統.用一臺微型PLC冗余控制換向過程。隨控制技術的發展，基于PLC的DCS系統目前在國內外都得到了廣泛的應用.可編程控制器(PLC)與DCS控制系統的界限區別也越來越模糊。
   
    　　2溫度控制系統
   
    　　溫度控制系統包括熔化池溫度控制、工作池溫度控制、通道溫度控制。因窯爐是一個較大的熱T對象.各個地方的溫度有很大的差異.無法全部進行測量.只能由工藝人員選擇關鍵點的測量值進行加權平均作為溫度過程值(PV)，并把這個PV作為被控量改變燃料流量。以維持該平均值的穩定。因此它義包含了燃氣控制和助燃空氣控制。
   
    　　2.1熔化池溫度控制原理
   
    　　溫度設定值(SP)與溫度過程值(PV)之間的偏差經控制器運算后.得出一個輸出值作為燃氣控制系統的設定值.同時乘以一個空燃比系數作為助燃空氣的設定值，再經PID控制器運算后調整各自的流量控制閥。保證正常的燃燒狀況.進而得到穩定的溫度。這樣就形成了溫度和燃氣的串級控制。在實際工作中.經常使用兩種方式控制熔化池溫度，一是自動控制天然氣總流量，手動分配各小爐天然氣流量的方式。圖2所示為控制天然氣總管流量控制熔化池溫度的方塊圖。
   

    二是自動控制小爐天然氣流量的方式。圖3所示為控制Ⅳ個小爐天然氣流量控制熔化池溫度的方塊圖。
   

   
    圖2、圖3中，r為溫度，Q。、Q。分別為天然氣和助燃空氣的流量，sp、pv分別為設定值和過程值。對于溫度控制器，采用過PID算法、位式控制法和模糊控制算法.由于玻璃窯爐是一個大的熱1二對象，具有熱慣性大、滯后時間長和隨機干擾多的特點.PID算法整定出合適的參數比較困難，基本上處于手動控制模式。

西門子電機6SL3120-1TE15-0AA4

S7300PLC 的下載

　　首先要選擇正確的下載路徑，即設置PG/PC 接口：

　　在“SIMATIC Manager" 主菜單“Option "的下拉菜單中選擇“Set PG/PC Interface"， 或者打開操作系統的控制面板“Start?Control Panel"， 同樣打開“Set PG/PC Interface" 進行設置。如圖5，圖6。

　　圖5：在STEP7 中設置PG/PC 接口

　　圖6：控制面板PG/PC 接口設置

　　在PG/PC 接口設置中，根據所選的下載方式（MPI/Profibus/Ethernet ）和PC 所使用的硬件（PC 適配器/CP5613/CP5512 等） 來設置正確的接口參數。詳細設置方法可參考西門子自動化與驅動集團技術支持與服務網站網上課堂PLC 課程中的“ 如何使用PC Adapter CP5611 CP5511 CP5512 建立STEP7 與PLC 通訊"這篇文章。 打開 主頁， 進入技術資源庫的網上課堂即可下載。

　　圖7： Set PG/PC Interface 設置窗口

　　B. Simatic PC 站的組態

　　步驟一：配置PC 站的硬件機架當SIMATIC NET 軟件成功安裝后，在PC 機桌面上可看到Station Configurator 的快捷圖標，同時在任務欄(Taskbar)中也會有Station Configuration Editor 的圖標。

　　圖8: Station Configurator 桌面快捷圖標 圖9： 任務欄中的圖標

　　1) 通過點擊圖標打開Station Configuration Editor 配置窗口

　　圖10：Station Configuration Editor 配置窗口

　　2) 選擇一號插槽，點擊Add 按鈕或鼠標右鍵選擇添加，在添加組件窗口中選擇OPC Server 點擊OK 即完成。

　　圖11：添加OPC Server

　　3) 同樣方法選擇三號插槽添加CP1613

　　圖12： 添加CP1613

　　插入CP1613 后，即彈出其屬性對話框。設置網卡參數，如IP 地址，子網掩碼等。

　　圖13： 網卡屬性即參數設置

WINCC/PerformanceMonitor v7.2升級. 從DOWNTIMEMONITOR升級到PerformanceMonitor，包含30個歸檔變