CN208432894U - 一种钢化玻璃生产线控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢化玻璃生产线控制系统，属于建筑材料领域。本实用新型包括上位机，用于集中监视管理功能，上位机包括PC和工控机；其还包括下位机，各下位机分散在现场实施分布式控制，下位机包括可编程控制器PLC和智能变频器，所述的可编程控制器PLC和智能变频器及工控机间采用PROFIBUS‑DP总线进行通讯；所述的可编程控制器用于控制现场的接近开关、报警器、温度检测元件和温度控制元件；所述的智能变频器通过电压信号实现对各电机的控。本实用新型采用分散控制系统，分散控制，集中管理，将可编程控制器和工控机组合，结合现场总线技术，使得控制系统体积小、可靠性高、造价低。

Description

一种钢化玻璃生产线控制系统

技术领域

本实用新型涉及建筑材料领域，更具体地说，涉及一种钢化玻璃生产线控制系统。

背景技术

将普通玻璃加热至软化点，然后急剧风冷使玻璃内部具有很大的张应力，而在其表面产生更大的压应力，这种经过热处理的玻璃就是钢化玻璃。经钢化的玻璃由于表面形成压应力，内部形成张应力，在承受外力时，首先要抵消表层压应力，从而提高了承载能力，改善了玻璃抗拉强度。与普通玻璃相比具有安全性、高强度和热稳定性，其生产过程可概括为上片，自动往复加热，往复急冷，往复吹风，取片五个工艺阶段。钢化玻璃工业控制系统一般采用传统的PID控制方法，一定条件下难以得到实时性的保证。玻璃钢化过程中的参数具有不确定性和非线性，且具有复杂的外界干扰，所以很难采用传统控制实现高品质、强鲁棒性的控制。钢化炉是钢化玻璃生产线的重要组成部分。钢化炉是一种工业加热炉，是一个比较复杂的工业设备，有几十个测量参数。控制参数和扰动参数，它们之间相互作用，相互影响，存在明显的或不明显的复杂因果关系，而且测控参数也经常变化，存在一定的非线性特征，这一切都给加热炉的控制增加了难度，使得生产产品质量不稳定或者在较低的水平徘徊。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种钢化玻璃生产线控制系统，采用分散控制系统，分散控制，集中管理，将可编程控制器和工控机组合，结合现场总线技术，使得控制系统体积小、可靠性高、造价低，“工控机+PLC——智能变频器+PROFIBUS-DP”的现场总线控制系统具有全自动、半自动、手工等多种控制功能；且炉温控制系统采用Fuzzy-PI复合控制器具有高度的稳态精度和较快的动态响应特性。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种钢化玻璃生产线控制系统包括上位机，用于集中监视管理功能，上位机包括PC和工控机；其还包括下位机，各下位机分散在现场实施分布式控制，下位机包括可编程控制器PLC和智能变频器，所述的可编程控制器PLC和智能变频器及工控机间采用PROFIBUS-DP总线进行通讯；所述的可编程控制器用于控制现场的开关、报警器、温度检测元件和温度控制元件；所述的智能变频器通过电压信号实现对各电机的控制；其中，炉温控制器采用Fuzzy-PI复合控制器，F控制器和P控制器的切换由温度检测偏差e控制，所述的Fuzzy-PI复合控制器与D/A转换模块连接，所述的D/A转换模块与调压器连接，所述的调压器调节钢化炉的加热电压，所述的钢化炉内温度由热电偶测温，所述的热电偶通过变送器和A/D转换模块将温度信号反馈给Fuzzy-PI复合控制器。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的可编程控制器采用西门子S7-300PLC。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的PC和工控机采用以太网进行通讯。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的接近开关采用光电开关。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种钢化玻璃生产线控制系统，采用集散控制系统，集中管理，分散控制，管理和控制相分离，上位机用于集中监视管理的功能名下未及下放到现场实现分布式控制，上下位机之间用控制网络互联进行信息传递，这种分布式的控制体系结构有力地客服了集中式数字控制系统中对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。

(2)本实用新型的一种钢化玻璃生产线控制系统，采用现场总线控制系统，可互操作的网络将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用，且把挂接在总线上的智能设备连接成网络系统，进一步构成自动化系统。

(3)本实用新型的一种钢化玻璃生产线控制系统，采用“工控机+PLC——智能变频器+PROFIBUS-DP”的结构模式构建一个现场总线控制系统，具有全自动、半自动、手工等多种控制功能

(4)本实用新型的一种钢化玻璃生产线控制系统，Fuzzy-PI复合控制器的使用，比单个模糊控制器具有更高的稳态精度，比PI控制器具有更快的动态响应特性。

(5)本实用新型的一种钢化玻璃生产线控制系统，结构简单，使用方便，适合推广使用。

附图说明

图1为本实用新型一种钢化玻璃生产线控制系统的模块示意图；

图2为本实用新型中加热炉控制系统的模块示意图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1，本实施例的一种钢化玻璃生产线控制系统，包括上位机，用于集中监视管理功能，上位机包括PC和工控机，PC和工控机采用以太网进行通讯；其还包括下位机，各下位机分散在现场实施分布式控制，下位机包括可编程控制器PLC和智能变频器，所述的可编程控制器PLC和智能变频器及工控机间采用PROFIBUS-DP总线进行通讯；所述的可编程控制器采用西门子S7-300PLC，用于控制现场的接近开关、报警器、温度检测元件和温度控制元件，接近开关采用光电开关；选用的S7-300PLC，负责从现场设备接收数据，检测各状态量、对实时数据按算法处理、向执行机构发布命令、与上位机通讯、各PLC协调工作等，PLC的控制程序的设计用STEP7软件完成。所述的智能变频器通过电压信号实现对各电机的控制；其中，炉温控制器采用Fuzzy-PI复合控制器，F控制器和P控制器的切换由温度检测偏差e控制，所述的Fuzzy-PI复合控制器与D/A转换模块连接，所述的D/A转换模块与调压器连接，所述的调压器调节钢化炉的加热电压，所述的钢化炉内温度由热电偶测温，所述的热电偶通过变送器和A/D转换模块将温度信号反馈给Fuzzy-PI复合控制器。

Fuzzy-PI复合控制器的切换过程：如图2所示，PI为常规比例积分调节器，FLC(Fuzzy)为模糊控制器，K为由偏差e控制的软开关，电炉丝为被控对象，炉内温度T是被控参数，T0是温度给定值，220V交流电通过双向晶闸管调压后向电炉丝供电，同时热电偶检测炉内实际温度，检测出的电信号再经温度变送器、A/D转换器，送至系统的输入端与给定温度相比较，得到温度偏差e，再根据e的大小决定使用PI控制器还是FLC控制：当e大于阀值时选择FLC控制，若e小鱼阀值时选择pi控制，算出的控制输出量Uc，经D/A转换为模拟量以控制晶闸管触发点了的导通角，调节路子的供电电压的有效值，实现炉温控制。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种钢化玻璃生产线控制系统，其特征在于：其包括上位机，用于集中监视管理功能，上位机包括PC和工控机；其还包括下位机，各下位机分散在现场实施分布式控制，下位机包括可编程控制器PLC和智能变频器，所述的可编程控制器PLC和智能变频器及工控机间采用PROFIBUS-DP总线进行通讯；所述的可编程控制器用于控制现场的接近开关、报警器、温度检测元件和温度控制元件；所述的智能变频器通过电压信号实现对各电机的控制；其中，炉温控制器采用Fuzzy-PI复合控制器，F控制器和P控制器的切换由温度检测偏差e控制，所述的Fuzzy-PI复合控制器与D/A转换模块连接，所述的D/A转换模块与调压器连接，所述的调压器调节钢化炉的加热电压，所述的钢化炉内温度由热电偶测温，所述的热电偶通过变送器和A/D转换模块将温度信号反馈给Fuzzy-PI复合控制器。

2.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃生产线控制系统，其特征在于：所述的可编程控制器采用西门子S7-300PLC。

3.根据权利要求2所述的一种钢化玻璃生产线控制系统，其特征在于：所述的PC和工控机采用以太网进行通讯。

4.根据权利要求3所述的一种钢化玻璃生产线控制系统，其特征在于：所述的接近开关采用光电开关。