辽宁阜新旭科光伏玻璃有限公司（以下简称为旭科公司）是一家生产高白、超白、翠绿料等综合日用玻璃制品的大型民营玻璃制造企业。日产浮法玻璃一千吨，总部位于辽宁省阜新市海洲区高新工业区，拥有一大批富于管理和生产经验的员工，总占地面积200多万平方米。

旭科公司500t/d浮法玻璃生产线改造前采用的是某进口品牌的控制系统，但由于其设备老化，备件昂贵，服务不能及时到位等原因，旭科公司通过对玻璃行业了解和市场调查，结合公司现状决定采用山东鲁能控制工程有限公司的LN2000 DCS系统代替原来的某进口控制系统。

LN2000DCS系统应用当今流行的通信协议及网络结构，构成了系统的通讯网络。本系统具有两层网络结构：上层为高速以太网，是操作员站、工程师站及过程控制站间的信息通路，又称实时数据网；下层为目前在工业控制领域迅速发展，且具有广泛应用前途的CAN协议现场总线，作为过程控制站与I/O模块间的通讯网路。过程控制站作为两层网络的桥梁，既能接收工程师站下装的组态信息又能采集I/O模块数据，执行控制策略，通过I/O模块控制生产过程。

LN2000DCS在浮法玻璃生产线中主要是实现对三大热工部分进行监控及控制：熔窑、锡槽、退火窑。该系统配置1台工程师站（兼做历史站）、2台操作员站、1台打印机、2对过程控制站、1面电源柜及两面控制柜。本套系统将熔窑部分定为#1（51）过程控制站，锡槽、退火窑两个部分定为#2（52）过程控制站，模块分装在两个控制柜中，整套系统共处理现场信号的数目为：模拟量输入信号（AI）248个，模拟量输出信号（AO）136个，数字量输入信号（DI）144个，数字量输出信号（DO）32个。
1.熔窑总貌如图1

图1  熔窑总貌

a、换火示意图如图2

图2  换火示意图

换火程控逻辑如图3

图3  换火程控逻辑图

b、玻璃液面自动控制：窑头玻璃液面的高度是窑头最重要的参数之一，玻璃液面的稳定是通过自动控制投料机来实现的，旭科公司配有两台投料机，并列放置，同时运行，要求两台投料机投料速度基本一致。但是玻璃窑的容量很大，投料机是安装在玻璃窑的最前端，液面测量装置是放置在窑头的末端，窑内玻璃液不是水平的，所以测量值的滞后相当严重，由于现场测量装置的缺陷，投料机的PID控制不能完全投入，经与厂内技术专工探讨，制定如下控制策略，并取得了良好效果。具体设计方法如下：

手动控制方式：手动设定两台投料机的频率。

自动控制方式：两台投料机都投入自动，1#投料机设定玻璃液面的高度，2#投料机给定频率偏置，2#投料机频率=1#投料机频率+偏置。

半自动控制方式：画面设置4个按钮（慢速、中速、快速、复位），3种速度可由操作工自由设置。两台投料机都投入自动，选择慢速、中速、快速的任意一种，1#投料机以相应的频率转动，2#投料机频率=1#投料机频率+偏置。选择复位，切换为第二种方式（自动控制方式）。控制逻辑图如图4

图4  玻璃摇液位逻辑图

c、窑压自动控制：窑压也是窑头最重要的参数之一，窑压的稳定是通过自动控制窑压闸板来实现的，窑头一般配有两个窑压闸板（1/3窑压闸板、2/3窑压闸板），1/3窑压闸板通常放在全开位，2/3窑压闸板投入自动控制调节窑压。窑压控制总貌如图5

图5  窑压控制总貌

d、流道温度自动控制：流道温度也是窑头最重要的参数之一，流道温度的稳定是通过自动控制稀释风机的频率来实现的，旭科玻璃厂配有两台稀释风机，一用一备。由于玻璃液温度相当高（约1100℃），稀释风机作用很微弱，所以大多玻璃厂的稀释风机都未投自动。

e、燃油/助燃风量（油风比）自动控制：燃油量是保证玻璃窑正常运行和经济性的重要指标，助燃风量要时刻跟随燃油流量的变化，既不能过量影响窑内温度，又不能欠量导致重油不能完全燃烧。旭科公司窑头设六个小炉，1-5号小炉每个小炉配3支油枪，6号小炉配1支油枪，1-6号小炉每个小炉配一个助燃风通道。燃油流量是通过自动控制油枪油阀开度来实现的，旭科公司的油枪控制是一阀一喷嘴控制（每个喷火嘴配一个油阀），相对于其他玻璃厂的一阀一小炉（三喷嘴）控制，其火焰更稳定。因为燃油流量在换火的时候波动比较大，所以助燃风流量没有采取跟随燃油流量的控制方式，只是单独投入自动，人工给定设定值。燃油流量控制逻辑如图6

图6 燃油流量控制逻辑图

 (2)  锡槽部分

a、拉边机的控制

控制其转速和拉边齿轮与玻璃带前进方向的角度，使玻璃带的厚度发生变化，形成符合工艺要求的玻璃带。

拉边机的转速随生产玻璃的品种和玻璃产量而定，通常2~3个月变换一次。转速数值依具体的锡槽而不同，需要长时间的经验积累。

b、保护气体：

在锡槽内，玻璃带是与锡液表面接触的，当锡槽内有氧气存在时，在锡液表面上就会有一层氧化锡，并粘在玻璃带面上，当玻璃在加工后（如烘弯、钢化再加热）在显微镜下能看到玻璃表面上有一连串的皱纹，这些皱纹回衍射格子，使白光线分解为虹彩，必须进行抛光处理才能消除。为了尽量减少玻璃带的氧化，应该使锡槽内部保持还原性气氛，通常通过通入H2和N2来完成。

c、锡槽在生产中要绝对避免各类事故的发生，特别是满槽事故。主要是显示槽内、罩内、槽底钢板等部位的温度、压力，氮、氢气流量等，对锡槽出口温度进行控制。
锡槽出口温度有很大的惯性，PID算法中采用了强比例弱积分，加适量微分，控制精度为±1℃。锡槽参数总表如图7

图7 锡槽参数总表

(3)  退火窑部分
    主要是对退火窑纵向五个区A、B、C、RET1、RET2的温度进行控制，其中有一部分是分程控制。这也是浮法生产线中的控制难点。
    退火窑分程控制是退火窑温度过程值直接进入PID算法，在PID算法的输出项上加上两个折线算法使输出开度0％~50％对应风阀开度100％~0％；输出开度50％~100％对应电加热开度0％~100％；当输出开度为50％时，风阀和电加热的开度均为零。考虑到风阀和电加热对被控对象作用会有差别如使用相同的PID参数就很难达到好的控制效果，于是又在控制算法中加入参数选择，即：当输出开度0％~50％时自动选择风阀的PID参数，当输出开度50％~100％时自动选择电加热的PID参数，这样虽然PID算法的参数比较难整定，但控制效果较好。退火窑的一般温度控制（不分程的控制回路）基本与锡槽出口温度控制类似。在正常生产时退火窑温度大部分控制在±1.5℃左右。在退火窑部分的画面中，把所有的风阀、电加热输出开度都用填充颜色的棒状图表示。所有设备的运行状态一目了然。退火窑控制总图如图8

图9 退火窑控制图

LN2000作为国内知名DCS品牌之一，在立足电力的基础上，不断扩大自己的市场占有率和行业应用范围， 经过鲁控人的不懈努力，先后在化工、水泥、冶金以及生物质等方面有了良好的应用业绩。LN2000 DCS在旭科公司500t/d浮法玻璃生产线上的成功应用再一次证明了我们的产品具有广泛的应用空间。

图9 用户证明