太陽能光伏玻璃生產線壓延成型控制智能系統

宋方軻 黃廣楠

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720057

摘要：該系統通過PLC、變頻器等智能設備基于OPC通信模式，結合博圖及WINCC控制軟件開發的具有遠程通信，智能檢測，數據統計，優化協調等功能的智能系統。此系統緊密結合生產信息化管理系統（MES）實現制造數據管理、生產調度管理、制造協同管理統一平臺。

關鍵詞：PLC；智能控制；變頻器；MES系統

我國工業發展的歷史經歷了機械化、電氣化、自動化。 現階段正是從自動化到智能化轉型的過程中。然而我國現在玻璃生產線仍然處于工業“自動化”階段，與“智能化”階段還有一段比較遙遠的距離。

實現玻璃生產線智能化的首先需要讓工廠中的所有設備具有網絡通信功能，這是最基礎也是最核心。傳統壓延機仍然處于“自動化”階段，不具備網絡通信功能。

本系統就是希望對玻璃熔化工藝深刻把握的基礎上，設計一套具有統計計算、遠程通信、自動控制、優化協調相結合的太陽能光伏玻璃生產線壓延成型控制智能系統。使壓延機具有“網絡化，生產數據可視化、智能化”功能。使壓延機能夠根據生產計劃客觀、合理、精準適應生產過程的實際需要。

傳統壓延機缺點：

傳統壓延機無信息數據庫作為支撐，只是單機設備自行運轉。所以其智能化程度比較低，信息化水平不高，雖然其能夠實現上壓延輥、下輥壓延機、過渡棍以及接應棍和傳動站能夠自動控制，但是其協調性比較差，需要人工參與，而且不能夠根據實際玻璃規格型號自動滾動優化各個輥道的速度及壓力，更不能夠通過預設不同工藝參數以滿足不同規格的產品生產，做到一鍵改板。這就導致傳統壓延機生產成本高，效率低，很難做到玻璃成品率批量升高。

在生產過程中，壓延機傳動部分需要保持油路的暢通，傳統壓延機是通過人工巡檢的方式更換潤滑油，機械磨損情況，也是通過人工觀察判斷是否需要更換，耗費相當的人力。若檢修不及時有可能會給玻璃廠帶來巨大損失。

傳統壓延機作為單機設備不具備上層控制系統通信功能。壓延機的控制及監控參數很難及時傳送到中央控制系統。所以不能夠和MES系統進行實時通訊，無法根據生產訂單改變生產數據，銷售系統數據不能通過中央控制系統垂直管理壓延機設備的運行。

一、此光伏玻璃生產線壓延成型控制智能系統主要改進的功能

（1）實現壓延機的實時運行數據與故障、維護信息相結合。通過過程監控、生產指揮、調度管理，對壓延機進行預警，預防事故發生。

（2）智能統計壓延機故障停機記錄，并根據統計記錄分析停機原因及壓延機的使用情況，同時利用歷史數據分析停機、故障的根本原因。

（3）能夠固定周期（每周、每月的某個時間）發送報表或及時報警事件。通過報表中的相關情況進行壓延機的檢修及預維護等。

（4）能夠和中央控制系統建立實時通信，根據生產訂單改變生產數據。

（5）通過預值參數，可以進行一鍵改板。通過對壓延機的生產過程參數進行自動檢測、數據采集、自動控制及統一管理，實現壓延機的智能控制。

二、此光伏玻璃生產線壓延成型控制智能系統實現的過程

（1）硬件配置上選用具有profinet通信功能的PLC、變頻器等電氣設備。PLC主要選用的是西門子S1500系列。此系列PLC處理速度快，聯網能力強和安全性高。并且其集成了3個PROFINET接口，通過PROFINET通信方式實現了Internet瀏覽器訪問CPU。

變頻器采用具有OPC功能的丹佛斯FC302系列，此系列變頻器能夠實時監測電機的功率、頻率、電壓、電流、轉速、轉向、轉矩、溫度等參數。通過配置配置MC305運動控制器。實現高度精準的動態運動控制。應用層提高了壓延機的運動精度。

（2）軟件上通過博圖開發工具實現生產數據和能源數據及設備信息數據的及時上傳，建立數據分析系統，信息處理系統，故障報告系統。對壓延機的磨損、機油的使用情況、運行狀態、運行時間等信息及時準確的進行分析，進而對正在發生的事件進行預測和控制。

（3）通過建立統計數據庫統計壓延機的故障次數、分析故障原因，結合智能變頻器實時采集電機參數如電流、電壓、

頻率、功率等數據。實現運行數據、故障信息和維護信息相結合的目的，以便維修人員能夠快捷及時的發現問題、解決問題。也能夠使企業能夠做到預防性維護，使資產更優化。

（4）通過和MES系統通信，跟蹤生產情況，實現生產數據電子化存檔、智能化，并定時向中央控制系統發送生產報表。

（5）通過設置一個玻璃厚度目標，系統可以自動調節壓延機的壓桿壓力，壓延輥及輔輥，過渡輥實時速度，同時控制退火窯傳動速度來完成生產。這樣就實現了通過預設不同工藝參數達到生產不同規格的產品，實現一鍵改變生產不同的玻璃規格。

三、結語

《中國制造2025》提出后，智能化車間、信息化工廠成為一個企業競爭實力的決定性因素，此光伏玻璃生產線壓延成型控制智能系統，為玻璃生產線實現智能化車間、信息化工廠提供了智能制造的基礎。不僅提高了壓延玻璃生產線的制造水平，更為企業節約了資源。

作者簡介：宋方軻（1982），男，漢族，安徽碭山人，本科，中級，研究方向：工業40工業自動化。