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    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行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，生產出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先進的自動化控制技術來控制玻璃生產線，保障生產出優質玻璃，減少生產中的能源消耗，降低玻璃生產成本，提高企業的經濟效益，節約我國的能源等，具有十分重要的意義。

    玻璃行業應用的控制系統大部分是DCS,其基本控制環節的控制算法仍舊是PID算法。玻璃制造工藝過程是一個的十分復雜的過程,由于PID控制算法的缺欠，致使玻璃生產線的自動控制一直存在著問題。玻璃熔窯的窯壓和退火窯的溫度是影響玻璃質量的重要參數，現有DCS中的控制算法對這些參數回路的控制不是很理想，許多回路還處于手動狀態，不但增加了工人的勞動強度，也影響了玻璃質量，降低了工廠的效益，所以尋找一種好的控制方法勢.在必行。

    沈陽耀華玻璃廠玻璃生產采用的工藝是“浮法玻璃”，浮法生產的成型過程是在通入保護氣體（N2及H2）的錫槽中完成的。玻璃原料經投料機粉碎后投放到通道中，通過通道上的傳送帶將玻璃原料投入熔窯,在熔窯中經過充分加溫熔化后變成玻璃液, 玻璃液離開熔窯進入流液道，熔融玻璃從池窯中連續流入并漂浮在相對密度大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用下，玻璃液在錫液面上鋪開、攤平、形成上下表面平整玻璃板，經硬化、冷卻后被引上過度輥臺。輥臺的輥子轉動，把玻璃帶拉出錫槽進入退火窯，經退火、切裁，就得到平板玻璃產品。玻璃原料是否能充分熔化是關系到玻璃質量的決定因素，玻璃原料能否充分熔化取決于熔窯的溫度、壓力控制的是否合適。

    熔窯的加熱方法如下圖：

       

    熔窯南北各5個小爐，每個小爐有3個噴槍，燃料是重油，霧化后由噴槍噴出配以一定比例的助燃風，使其充分燃燒，來使熔窯溫度達到工藝要求的溫度。南北兩側交替燃燒，每側每次燃燒20分鐘，熄滅后先排廢氣，然后另一側再燃燒，循環往復。熔窯溫度分布如下圖所示，1#和2#小爐控制TE-1011點的溫度，3#和4#小爐控制TE-1012點的溫度，5#小爐控制TE-1013點的溫度，每次換火溫度都會下降，只有及時調整每個小爐的噴油量才能把溫度補償上來。

　　沈陽耀華玻璃廠浮法二線300噸玻璃熔窯工藝如下圖：

        

　　玻璃原料在熔窯中充分融化以后，通過流液道進入錫槽，玻璃液在錫槽中平鋪，通過拉邊機的作用進入退火窯。玻璃原料進入退火窯后，依次經歷：A區、B區，C區，玻璃在退火窯中，通過排管中循環風及冷風的調節降溫。退火窯對玻璃溫度的調節是一個間接過程，它的過程為：通過調節循環風與冷風的配比來改變循環風的溫度，再通過調節混合后循環風的量，來改變排管的溫度。排管的溫度改變其周圍的空氣溫度，空氣的溫度再改變玻璃表面的溫度，這樣完成一個玻璃表面降溫過程，時滯大約10分鐘左右。該廠過去的生產過程控制雖然應用了DCS，但對熔窯、退火窯（A區、B區）的控制手段一直為手動，退火窯C區雖然投入自動，但控制精度一直達不到精度要求。 

       

    玻璃生產過程的控制難點分析與采用新控制方法必要和可能性

　　在該生產流程中，熔窯的溫度及壓力都是比較難控的環節，因為在玻璃生產中，每隔20分鐘就要換火，在換火過程中，窯內溫度會發生很大變化，這需要在換火后及時的補償。

　　窯壓是熔窯部分的重要參數，工藝要求熔窯壓力應始終保持微正壓4.3Pa左右。影響窯壓的因素較多如助燃風流量、煤氣流量、煙囪抽力等，使得窯壓信號波動較大。使用濾波算法去除瞬時壓力波動，并將電動執行機構的死區范圍設的稍大一些，盡量減少執行機構的頻繁動作對控制對象的影響。在換火補償時窯內壓力會突然下降，如果壓力降的過低，就會產生負壓，使外部灰塵進入窯內，使玻璃液含砂量增大，對玻璃品質產生很大影響。在換火補償溫度時，窯壓又可能升高，窯壓過高對窯體產生破壞作用，會直接威脅生產安全。玻璃熔窯是典型的大滯后、非線性的不確定性對象，無法用數學模型來精確描述，因此用常規控制方法往往控制不好。

　　退火窯C區的溫度也比較難控，因為五個風管控制五個溫度點，而五個風管中的風統一由總管送出，它們中間的耦合程度非常高，使溫度難于控制，從而產生溫度的“壓油”現象。

　　從上述分析可以看出,玻璃生產過程控制的難控點是:

　　1) 熔窯的溫度:由于換火,造成窯內溫度波動;

　　2) 熔窯的壓力: 也是由于換火,造成窯內溫度波動；

　　3) 玻璃熔窯是大時滯、非線性對象；

　　4）退火窯C區的五個溫度點的溫度存在著嚴重的耦合。

　　總之玻璃窯生產過程所形成的系統是一個具有非線性、大時滯、強干擾、強耦合的復雜系統。因而所用的控制方法必須具備控制上述復雜系統的能力。
控制效果

　　采用無模型控制技術后，在系統運行正常的情況下，A、B區控制偏差為 ，C區控制偏差 。碹頂TE-1011，TE-1012停火后，在系統運行正常的情況下，從開始執行控制程序起,在保證正常燃燒的情況下(不許冒黑煙)，最遲不超過10分鐘達到給定值，上偏差不超過 ；碹頂TE-1013在系統運行正常的情況下，控制偏差 ；熔窯燃油節省3%。

                                                               此文章摘自：中國工控網