隨著我國玻璃工業(yè)走向國際化，對電氣自動化產(chǎn)品和技術(shù)也提出了國際化的要求。一方面，國內(nèi)浮法玻璃企業(yè)承接國外玻璃項目，國外用戶會對自動化產(chǎn)品提出國際標(biāo)準(zhǔn)的要求；另一方面，國外玻璃企業(yè)在我國投資設(shè)廠，帶來了國際上先進(jìn)的電氣自動化設(shè)備和技術(shù)，為國內(nèi)玻璃企業(yè)提高電氣自動化設(shè)備和水準(zhǔn)提供了示范樣板。我國的浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)和電氣自動化水準(zhǔn)已經(jīng)有了較大的提高。本文對原料、熔制、成型、退火、冷端各工序的電氣自動化現(xiàn)狀進(jìn)行分析。
2008年年底全國共有186條浮法玻璃生產(chǎn)線，浮法玻璃占平板玻璃總量的近90%。隨著我國平板玻璃產(chǎn)能的快速增長，國內(nèi)市場競爭加劇；我國浮法生產(chǎn)技術(shù)和裝備水準(zhǔn)的提高，對電氣自動化設(shè)備控制精度、可靠性也提出了較高的要求。
適應(yīng)國際化要求
隨著我國玻璃工業(yè)走向國際化，對電氣自動化產(chǎn)品和技術(shù)也提出了國際化的要求。一方面，國內(nèi)浮法玻璃企業(yè)承接國外玻璃項目，國外用戶會對自動化產(chǎn)品提出國際標(biāo)準(zhǔn)的要求；另一方面，國外玻璃企業(yè)在我國投資設(shè)廠，帶來了國際上先進(jìn)的電氣自動化設(shè)備和技術(shù)，為國內(nèi)玻璃企業(yè)提高電氣自動化設(shè)備和水準(zhǔn)提供了示范樣板。我國的浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)和電氣自動化水準(zhǔn)已經(jīng)有了較大的提高。本文對原料、熔制、成型、退火、冷端各工序的電氣自動化現(xiàn)狀進(jìn)行分析。
目前高檔玻璃原料配置的配料成套技術(shù)多采用國外的技術(shù)，有名的國外成套供應(yīng)商有德國EME公司、ZIP公司和芬蘭RautePrecision公司，多用于高端的玻璃生產(chǎn)線。例如洛玻的超薄玻璃線和浙江巨石的玻纖線，采用了EME的技術(shù)和西門子的控制設(shè)備；南玻、臺玻、明達(dá)、福耀等多條浮法線采用了芬蘭RautePrecision公司的技術(shù)。這些技術(shù)和設(shè)備均符合歐洲、美洲、國際電工的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，所以得以順利在全球推廣銷售。這些技術(shù)在我國的使用，極大地提高了浮法玻璃的配比品質(zhì)，提高了產(chǎn)品等級。當(dāng)然，隨著我國自主研發(fā)水平的進(jìn)步，原料輸送、儲存、稱量、混合、控制和品質(zhì)監(jiān)控的整體電氣自動化技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)接近世界水準(zhǔn)。據(jù)了解，我國自主開發(fā)的電子稱重系統(tǒng)的動態(tài)精度達(dá)到1/1000以上，靜態(tài)精度達(dá)到1/2000以上，已經(jīng)在國內(nèi)外的一些浮法線上使用。
三大熱工設(shè)備
控制系統(tǒng)現(xiàn)在多采用的控制系統(tǒng)有西門子的PCS7和PLC系統(tǒng)；EMERSON系統(tǒng)等；國產(chǎn)的DCS為Hollysys的HS1000、HS2000、MACS、MACSSmartPro(FCS)等。目前國產(chǎn)的電氣自動化產(chǎn)品比較少具有匯流排通訊界面，應(yīng)該加強(qiáng)這方面的技術(shù)進(jìn)步。
目前，就玻璃工藝工程數(shù)學(xué)模型與仿真優(yōu)化控制軟體而言，特別是玻璃熔窯的專家控制軟體，國內(nèi)外專家都在積極研發(fā)。玻璃熔窯不僅是玻璃生產(chǎn)的關(guān)鍵部位，同時也是能耗最大的部分。通過專家控制軟體的應(yīng)用，對提高窯爐的熔化率、提高玻璃質(zhì)量、延長熔齡、降低能耗、減少二氧化硫的排放都有著重要意義。實現(xiàn)最佳的燃燒控制是各生產(chǎn)廠家借助于先進(jìn)的DCS系統(tǒng)所追求的目標(biāo)。它不僅有良好的經(jīng)濟(jì)效益，也有巨大的社會效益。在這方面國外的一些廠家起步早，做得較好。如捷克的GS公司、荷蘭的TNO玻璃集團(tuán)、德國的UAS公司、STG公司等。它們在國外的浮法生產(chǎn)線上都有成功應(yīng)用的實例。捷克GS公司的ESIII專家控制已在洛玻集團(tuán)的一條電子玻璃生產(chǎn)線取了成功的應(yīng)用，控制效果顯著。國內(nèi)的廠家目前已認(rèn)識到這方面產(chǎn)生的效益，多個廠家已開始了這方面的應(yīng)用探索。這是一個非常好的開端，以后各玻璃生產(chǎn)廠家必將由現(xiàn)在的注重硬體裝備轉(zhuǎn)變?yōu)檐浻搀w并重。
電加熱在錫槽和退火窯上需要使用電加熱，也就是需要使用電加熱控制器、干式變壓器及加熱元件等。值得一提的是，有些浮法玻璃廠商為了圖便宜，一味使用質(zhì)次價低的調(diào)功器產(chǎn)品，有些調(diào)功器的不可靠造成產(chǎn)品的品質(zhì)受到影響，可以說是得不償失。目前全自動拉邊機(jī)這種裝備已實現(xiàn)了國產(chǎn)化，國內(nèi)已有兩三個廠家能夠量化生產(chǎn)，其控制精度及設(shè)備的整機(jī)穩(wěn)定性比初期已有很大的提高。如洛玻集團(tuán)西科玻璃自控裝備有限公司生產(chǎn)的全自動懸掛式全自動拉邊機(jī)已裝備了多條國內(nèi)高檔浮法玻璃及電子玻璃生產(chǎn)線并實現(xiàn)了出口。全自動拉邊機(jī)的使用大大地提高了玻璃成型工段的生產(chǎn)效率，提高了玻璃的品質(zhì)和生產(chǎn)穩(wěn)定性。這一點在大噸位浮法玻璃生產(chǎn)線上表現(xiàn)得尤為明顯。
錫液攪拌裝置和扒渣機(jī)等裝置主要是利用直線電機(jī)所產(chǎn)生的電磁力來推動錫槽中的錫液按預(yù)先規(guī)定方向緩慢流動，均衡攪拌錫槽中的錫液溫度，從而使得錫槽里高溫區(qū)域的錫液與低溫區(qū)域錫液的溫度保持均勻一致，減少了錫液中的溫度差，消除了玻璃的厚薄不均和翹曲現(xiàn)象；使得玻璃成型后平整均勻，從而提高玻璃的成型品質(zhì)。扒渣機(jī)則在專用設(shè)計的擋灰設(shè)施作用下，將錫液表面的錫灰集中在出灰口而扒出。這兩種裝備的使用，大大減少了玻璃在成型時的缺陷，提高了成品率，已經(jīng)成為現(xiàn)代浮法玻璃線的必配裝置。
配套系統(tǒng)的電氣自動化
冷端是整個浮法玻璃生產(chǎn)自動化程度最高的工段。在現(xiàn)代浮法玻璃的生產(chǎn)中，普遍要求冷端工段能實現(xiàn)線上玻璃缺陷自動檢測、打標(biāo)、優(yōu)化切割、跑偏跟蹤、速度提升、多規(guī)格的縱分、自動轉(zhuǎn)向和自動堆垛。碎玻璃系統(tǒng)實現(xiàn)供料、給料的全自動連鎖控制，確保碎玻璃不落地。
自動缺陷檢測系統(tǒng)在電腦控制下以圖像識別與處理技術(shù)對玻璃帶進(jìn)行連續(xù)的全自動缺陷檢測，并對缺陷進(jìn)行分類標(biāo)識。該系統(tǒng)與自動打標(biāo)設(shè)備通訊中的打標(biāo)機(jī)可根據(jù)其對玻璃的判燈信號，在玻璃板表面噴上相應(yīng)的玻璃等級標(biāo)志。自動缺陷檢測系統(tǒng)與切割控制系統(tǒng)連接，可實現(xiàn)切割控制系統(tǒng)對玻璃板的優(yōu)化切割控制，提高成品率。切割控制系統(tǒng)具有人機(jī)界面及上位控制系統(tǒng)，主要對測量、縱切、橫切、橫掰加速及掰邊等控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制與管理。切割壓力無極調(diào)節(jié)，很好地適應(yīng)多種厚度玻璃的切割。目前國內(nèi)多條新建高端浮法玻璃生產(chǎn)線冷端整套引進(jìn)國外的技術(shù)和設(shè)備，功能完善且自動化程度很高，設(shè)備的穩(wěn)定性可靠性良好，大量地壓縮了冷端工段的生產(chǎn)人員，提高了產(chǎn)品品質(zhì)和總的成品率。
隨著國內(nèi)浮法玻璃工業(yè)的長足發(fā)展，近年來國內(nèi)的設(shè)備制造商在冷端設(shè)備的制造中進(jìn)步很快，從自動缺陷檢測裝備到最末端的自動堆垛設(shè)備都有較好的國產(chǎn)化設(shè)備，部分設(shè)備已實現(xiàn)了出口。但這些裝備分散在不同的廠家中，各自有各自的優(yōu)勢。就單機(jī)設(shè)備而言，如含原板寬度、斷板檢測裝置的玻璃線上切割設(shè)備，其切割精度和自動控制已達(dá)到國際領(lǐng)先水準(zhǔn)；立式、水準(zhǔn)式大中板玻璃堆垛機(jī)的定位精度、堆垛規(guī)格、堆垛周期都能滿足多種厚度玻璃生產(chǎn)的要求。
