CZ20031931A3 - Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavicích vanách - Google Patents

Description

Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách, zejména k jednoduché a zároveň pevně strukturované regulaci stupně pokrytí surové taveniny sklářským kmenem, shromažďování sklářského kmene v axiálním a radiálním směru jako zprostředkovaného měřítka proudění skleněné taveniny a dobře regulovatelných parametrů hladiny skleněné taveniny, které mohou být opticky měřeny. Jsou pevně nebo manuálně zadány předem stanovené požadované hodnoty optických parametrů hladiny skleněné taveniny, jako je pokrytí sklářským kmenem, batchdrift a poloha horkého bodu v příčném směru, které reprezentují intenzitu proudění skleněné taveniny a prostorovou separaci skla a čeřící složky ve spodní části pece, což je doplněno rychlým regulačním obvodem, kterým je regulační obvod délky plamene.

Dosavadní stav techniky

Dosavadními způsoby regulace pecí se regulují od kvality vzdálené parametry v horní části pece nebo nejasné a u sklářských tavících van s pomalou regulační odezvou navíc stěží regulovatelné souvislosti.

Kontinuální tavení skla je technologicky náročný proces, který se až dosud vyznačuje dlouhými prodlevami a mnohoznačnými reakcemi regulačních drah. Přímá regulace stavových veličin, považovaných dosud za veličiny určující kvalitu skla, troskotají • · ··· · • ·· · buď již na jejich měření nebo na příliš dlouhých regulačních odezvách. Z regulace malé a tedy rychlejší modelové pece, použité k řešení tohoto problému, vyplývá, že tato cesta je zdánlivě beznadějná, protože toto lze označit pouze za řešení z nouze.

Motivací k využití regulace teploty klenby pece, která z hlediska regulace určuje stav pece, je rychlá regulační odezva této teploty. Z technlogického hlediska je však tato regulace nevýhodná, protože je často tak řečeno slepá, protože tavit se nemá klenba, nýbrž její protějšek při výměně tepla, to jest sklo. Pro převážnou část rušivých vlivů a opatření při vytápění pece plamenem například platí, že vyšší hodnoty naměřené teploty klenby znamenají chladnější sklo, o které však vlastně jde a na které má být regulace zaměřena. Tento způsob regulace tedy v žádném případě nemůže být jediným nadřazeným regulačním obvodem v kaskádě nebo sérii v pokrokově nové nebo dokonce z hlediska automatizace uzavřené koncepci regulace, protože je v rozporu s takovou koncepcí.

Výrazné systémové nedostatky rychlé regulace teploty klenby odstraňuje staré řešení, známé z dokumentu P3610365.9 jako BTRregulace, které jako Způsob aktuálně technologické regulace vytápění horní části pece sklářských tavících van obsahuje také regulaci podle řídicích veličin z nadřazeného tepelného počítačového modelu. Protože však provozovatele může v mnoha směrech mýlit a od skutečných souvislostí vnitřních procesů odvést již tak relativně přehledný regulační obvod jako je regulace teploty klenby, jak již bylo vylíčeno, je zde nebezpečné regulovat jakékoliv jevy podle jakýchkoliv řídicích veličin, jak je toto podstatným znakem tak zvaných fuzzy-regulací, například podle dokumentu EP 0 976 685 TI. Tato koncepce regulace je pro nevyhnutelně potřebnou, trvale prováděnou analytickou práci · · · · · · ·· · · · · • · · · · · · ······ ·· ·· · · • ··· · · · · • ·· · · · · · technologů v oboru tavení skla nevýhodná a může přinést pouze krátkodobé úspěchy v řešení úzkých a dobře známých technologických problémů.

Všem těmto koncepcím je ale společné to, že hlavním předmětem regulace ani jejím výslovným cílem není rozdělení reakčního prostoru na taveninu a čeřící složku a také jakost určující hydrodynamikou podmíněné míšení skla ve spodní části pece a zejména princip příčného proudění. Zmíněné koncepce se zaměřují na parametry v horní části pece a jsou tudíž již předem nevhodné, popřípadě nejsou určeny, pro přímou a relativně nezávislou regulaci parametrů ve spodní části pece, tedy místa vlastního vzniku skleněné taveniny.

Regulace, kterou se má zajistit kvalita skla však musí být s ohledem na ostatní mimořádně rozmanité a dynamické okrajové podmínky logicky jasně zaměřena na tyto kvalitu určující parametry a má být pokud možno srozumitelná a transformovatelná na přímo měřitelné parametry, které lze dobře regulovat. Uvedené znamená, že poměr doby vyrovnávání k časové prodlevě by měl být u těchto parametrů regulační dráhy pokud možno velký.

Problém ale spočívá v tom, že regulovat se musí především pro kvalitu skla rozhodující parametry ve spodní části pece nebo skleněné lázně tam, kde sklo vzniká, aby se sklo ve vanových pecích mohlo efektivně vyrábět cíleně s vysokou stabilitou.

Úkolem vynálezu je proto nalezení způsobů, které umožní získávat nepřímé měřené hodnoty parametrů určujících kvalitu surové taveniny, vyhodnocovat je a regulovat takl, aby se proces výroby skla ve vanových pecích stabilizoval a zdokonalil jak z hlediska kvality, tak i nákladů.

• · 9 · 9 ·

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší a nedostatky známých řešení tohoto druhu do značné míry odstraňuje způsob způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavičích vanách, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se jako vstup skutečné hodnoty reguluje opticky měřený podíl pokrytí hladiny skleněné lázně sklářským kmenem, a to pomocí regulačního obvodu pokrytí, sklářským kmenem, jehož požadovanou hodnotou je stupeň pokrytí sklářským kmenem a jehož výstupem je celkový přívod energie.

Je výhodné, jestliže se prostřednictvím axiálního zpětného vytlačování v hroudách zaváděného sklářského kmenu reguluje intenzita hlavního recirkulačního proudění skla v blízkosti hladiny skla, přičemž regulace opticky měřeného gradientu stupně pokrytí sklářským kmenem ve směru podélné osy vany se pomocí batchdrift-regulátoru provádí jako vstup skutečné hodnoty, kde batchdrift-regulátor je podřízen regulačnímu obvodu celkového množství paliva a jeho výstup představuje řídicí veličinu pro následující regulační obvod, který nepřímo řídí proudění skla ve spodní části pece.

Předmětem vynálezu je rovněž způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách s příčnými plameny, který je patrný na bočním zpětném vytlačování ve tvaru V po hroudách přiváděného sklářského kmene. Tento způsob se vyznačuje regulací intenzity příčného recirkulačního proudění skla v blízkosti hladiny, přičemž se reguluje poloha opticky změřeného těžiště horkého bodu stopy plamene ve směru jeho osy na hladině skla, která je vstupem skutečné hodnoty pro procesní regulátor plamene, jehož • · *· ·· ·· · · · ·· · • « · · 9 9 · · · ··· · · · 9 9 9

9999999 99 99 · ·

9 9 9 9 9 9 9 9

9 · ·· * ** · · požadovanou hodnotou je střední poloha horkého bodu v příčném směru vany a jehož výstupem je řídicí veličina následujícího regulačního obvodu, kterou se nastavuje délka plamenů.

Předmětem vynálezu je dále způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavičích vanách a řízení plamenů z hlediska šetření pece. Tento způsob se vyznačuje regulací skutečné hodnoty, která je opticky měřenou polohou těžiště horkého bodu teplotního pole plamene portu spalovacího vzduchu, přičemž regulačním obvodem je regulační obvod délky plamene se skutečnou hodnotou, která je představována polohou horkého bodu ve směru osy plamene.

Je výhodné, jestliže následující regulační obvod regulací tvorby bublin v blízkosti zdroje ve shodném smyslu reguluje proudění skla ve spodní části pece.

Dále je výhodné, jestliže následující regulační obvod regulací tvorby bublin v blízkosti zdroje ve shodném smyslu reguluje přídavným elektrickým topením proudění skla ve spodní části pece.

Kromě toho je výhodné, jestliže u sklářských tavících van s příčnými plameny následující regulační obvod regulací rozložení paliva zesiluje prouění skla ve spodní části pece na port tak, že do zdrojového portu a/nebo portu 1 se zavádí poměrově zvýšené množství paliva.

Předmětem vynálezu je rovněž způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách a řízení plamenů z hlediska šetření pece. Tento způsob se vyznačuje tim, že výstupem regulačního obvodu délky plamene je • · ·· ··♦· ·· ···· • · · ·· · · · · ···«··· ·· · · · · • · · · · ···· • · · * · · · · · · · regulační veličina, která v opačném smyslu reguluje délku plamene tlakem rozprašovacího plynu u olejových hořáků.

Je výhodné, jestliže výstupem regulačního obvodu délky plamene je regulační veličina, která nesymetrickým rozložením paliva na hořáky portu reguluje délku plamene, přičemž se zesílením nastavuje nerovnost delších plamenů.

Požadovaná hodnota regulačního obvodu délky plamene se s výhodou využívá jako řídicí veličina pro procesní regulátor plamene a jeho výstup je řídicí veličinou, kterou se nastavuje délka plamene.

Je také možné, že požadovaná hodnota regulačního obvodu délky plamene se využívá jako řídicí veličina pro procesní regulátor plamene a pro sledování mezní délky plamene se využívá obvod poruchové veličiny.

Předmětem vynálezu je rovněž způsob získávání měřených hodnot vyhodnocováním obrazu prostoru pece, při kterém se vyhodnocování obrazu provádí místně v rámci výřezu obrazu, který v perspektivě kamery zahrnuje viditelnou hladinu skleněné taveniny včetně na ní plovoucího sklářského kmene, avšak bez bočních stěn horní části pece.

Vyhodnocování obrazu se v čase provádí s výhodou v časové periodě vytápění a místně v rámci výřezu obrazu, který v perspektivě kamery zahrnuje viditelný horní prostor pece, přičemž přiřazení teplotního pole plamene k plameni se provádí na základě porovnání symetrie s osou plamene, předvolenou v obrazu.

Je výhodné, jestliže v rámci výřezu obrazu se vážením • * · · AAAA A A AAAA

AAA A A AAA *

AAAA · A · · AAA A • · · · · A A · obrazových bcdů koriguje perspektivní zkracování vzdáleností mezi řádky a sloupci obrazové matrice, přičemž toto vážení je proporcionální druhé mocnině vzdálenosti mezi příslušným reálným objektem a objektivem ve směru snímání obrazu.

Perspektivní zkracování vzdáleností v rámci výřezu obrazu se s výhodcu koriguje výlučně mezi řádky obrazové matrice, přičemž každému řádku obrazových bodů ve výřezu obrazu se jedinečně přiřazuje úhel α mezi podélnou osou vany v rovině skleněné taveniny a objektivem zařízení pro snímání obrazu a korekční faktor perspektivy je přitom 1:cos o.

Ve výřezu obrazu, který zahrnuje přibližně hladinu skleněné taveniny tavící zóny sklářské tavící vany, se pokrytí sklářským kmenem vyhodnocuje jako suma povrchů hrud sklářského kmene a pokrytím sklářským kmenem je poměr plochy sklářského kmene vztaženo ke konstantní ploše hladiny skleněné taveniny sklářské tavící vany.

Ve stanoveném výřezu obrazu se stanovuje linearizovaný přírůstek pokrytí sklářským kmenem v oblasti hnaných hrud sklářského kmene, přičemž vyhodnocením obrazu se plocha volného pokrytí sklářským kmenem stanovuje jako pole řádků, které obsahuje obrazové body jak v hodnotami jasu jako kriteriem odlišené světlé třídě, tak i v alternativní tmavé třídě, po řádcích se szanovuje poměr počtu tmavých obrazových bodů k počtu bodů v řádku a určuje se linearizovaný nárůst pokrytí sklářským kmenem a konstanta nárůstu pokrytí sklářským kmenem jako funkce počtu obrazových řádků, v podélné ose sklářské taviči vany a proti směru proudění k odběru, je charakteristickou hodnotou impulzu recirkulačního proudění a vstupní veličinou batchdriftregulátoru.

Prahová hodnota obrazových bodů jako kriterium se s výhodou stanovuje ze střední hodnoty jasu prvního obrazového řádku v patě výřezu obrazu a střední hodnoty jasu posledního obrazového řádku.

Osa směru pohledu je s výhodou orientována tak, že s výškou výřezu obrazu a podélnou osou sklářské tavící vany leží přibližně ve společné rovině, která je kolmá k hladině skleněné taveniny, přičemž na kolmicích k ose směru pohledu se nacházející obrazové body jsou vyhodnocovanými obrazovými řádky a že číslování vyhodnocovaných obrazových řádků roste od základny výřezu obrazu.

Dále je výhodné, jestliže prahová hodnota jasu jako kriterium se nahrazuje intenzitou barev, zejména červené a zelené, přičemž malé složky červené barvy indikují tavící se a/nebo chladný sklářský kmen a malé složky zelené barvy přitom indikují studený sklářský kmen, takže tmavý se nahrazuje složkou červené barvy blízkou nule a malou složkou zelené barvy, nikoliv však blízkou nule, a světlý se nahrazuje předem nastaveným porovnáním, přičemž složka modré barvy je velmi velká a složky červené a zelené barvy jsou obě malé nebo středně velké, obě však nejsou blízké nule.

Prahové hodnoty intenzity modré, zelené a červené barvy jako kriterium se s výhodou vytvářejí z jejich střední hodnoty středních hodnot prvního a posledního řádku.

Kromě toho je výhodné, jestliže pokrytí sklářským kmenem je realitě odpovídající plochou proto, že se vytváří poměr počtu tmavých obrazových bodů ve výřezu obrazu s jejich váhovou hodnotou k počtu všech obrazových bodů ve výřezu obrazu, včetně jeji*ch váhové hodnoty.

• · · * »♦♦· ·* «·♦· »»♦ ·♦ ··» · ··» »·· ·«· • ···· · · · » ««· · • · · · · *··« ··♦ · «· · *· ·»

- 9 Sledování mezní délky plamene v přestávce vytápění v návaznosti na periodu odvádění spalin na předtím odtahové straně pece se s výhodou provádí tak, že se provádí porovnání středních hodnot jasu dvou výřezů obrazu, přičemž první výřez obrazu zahrnuje hrany ústí portu, kterým se předtím odtahovaly spaliny, a druhý výřez obrazu je vnějším okolním polem uvedeného prvního výřezu obrazu s výjimkou samotného prvního výřezu obrazu, přičemž překročení mezní horní tolerance spustí chybový signál pro sledování mezní délky plamene.

Konečně je také výhodné, jestliže měření se v čase provádí v přestávce při změně stran vytápění.

Překvapivě se zjistilo, že vysokou vypovídací hodnotu o zpětném proudění má celkové pokrytí sklářským kmenem a zejména rozložení sklářského kmene, to jest jeho místní gradient v axiálním směru sklářské taviči vany, tak zvaný batchdrift. Protože dopředný pohyb hrud sklářského kmene závisí na mechanických impulzech od zavážecího zařízení, na hnacím účinku plamenů a na rozdělovacím tlaku na hladině, což jsou vlivy obecně stabilní nebo je lze udržovat stabilní, je pro konstantní taviči výkon míra kompaktnosti nebo shromažďování hrud sklářského kmene měřítkem vratného účinku povrchového zpětného příčného proudění.

Λ

Proudění taveniny směrem dolů se sacím účinkem, které se zvětšuje se sacím výkonem, má podpůrný účinek v tomtéž směru. Povrchové recirkulační prouděni samotné určuje vtavování sklářského kmene konvekcí a dominuje zároveň intenzitě míšení a rozdělování reakčního prostoru na surovou taveninu a oblast čeření a je jako diferenciální dílčí proudění mimořádně signifikantní. Lze je stěží vypočítat, lze je však na povrchu sledovat nebo měřit. Toto proudění umožňuje příčinný hluboký náhled tam, kde vzniká sklo a je měřítkem dynamiky vtavování. Jeho intenzita je závislá na ·© © · • · ·· »··· © © © · ♦ © • « © © « * • ···«©© · © • · · · · ·©♦ · ©· © tavícím výkonu a indikuje dosažení optimálního stavu, jehož dodržování nebo odchylku lze způsobem měření podle vynálezu reprodukovatelně numericky určovat. Pro charakteristické shlukování sklářského kmene lze zjednodušeně použít Newtonův zákon proudění v jeho obecně platném tvaru pro třecí sílu F mezi deskou a kapalinou:

F = -n*A*dv/dx

Výraz dv/dx je zde gradient rychlosti kapaliny podle svislé vzdálenosti od desky. Veličina A je zde styčná plocha desky s rovnoběžně kolem ní proudícíkapalinou (recirkulačního vratného proudění skla) a n je zde dynamická viskozita kapaliny. Jestliže se deska koberce sklářského kmene bude zjednodušeně předpokládat jako plně plovoucí, lze Newtonův zákon o tření použít ke stanovení vratné třecí síly, kterou na hroudu sklářského kmene působí recirkulační vratné proudění. Při znalosti dynamické viskozity skla ve vratném proudění lze jednoduchou úpravou zákona o tření vypočítat gradient rychlosti proudění. Pro volitelnou, s výhodou stále stejnou hloubku skleněné lázně pod sklářským kmenem lze z toho vypočítat relativní rychlost, která charakterizuje rychlost vratného proudění skla. Jestliže síly dopředného pohybu sklářského kmene ze zaváděcího impulzu a pohybu se svahu kontinuálně klesají a místně se dostávají do rovnováhy s třecími silami vratného proudění skla blízko u hladiny, je zde pro každou velikost hroudy sklářského kmene dána definovaná rovnovážná poloha ve směru dopředného pohybu sklářského kmene, v závislostí na zmenšující se velikosti těchto hrud. Dopředný pohyb sklářského kmene není pro menší staré hroudy daleko od zavážecího zařízení po spádu, ani v údolí před zdrojovým bodem nulový, protože dále existuje rostoucí relativní odtavená hmota hrud s převážně (v důsledku relativně silného povrchového odporu pevného tělesa v tomto směru) vratně orientovaným impulsem * * ♦» ··»· ·« ··♦· «·* » « ··» ♦ » ···« «»»» ,·· · * · «·· ·«»· ·«« ♦ *· · »· ·» odtavování a relativně vyšším vnikáním taveniny do mezilehlých štěrbin. Při protisměrné síle recirkulačního proudění lze zároveň ze dvou důvodů předpokládat útlum, kterým je rovněž podporován dopředný pohyb malých starých hrud. Za prvé, rychlost vratného proudění v podélné ose je z důvodu bilance poměrně konstantní, jeho teplota však na zpětné cestě od počátku kontaktu se stále kompaktnější a kompaktnější pokrývkou sklářského kmene klesá, a to v důsledku vmíchávání chladnější taveniny a současného zastínění tepelného záření pokrývkou sklářského kmene nad taveninou. Stoupá přitom viskozita taveniny a podle Newtonova zákona o tření také vratná síla, protože rychlost zůstává konstantní. Za druhé, daleko zahnané hroudy sklářského kmene se na své cestě směrem ke zdrojovému bodu stávají stále tenčími a tenčími a přibližují se vzrůstající měrou k v úvodu přijatému zjedušenému předpokladu na hladině spočívající desky. Zásluhou toho se ale také zmenšuje jejich čelní odpor, který výrazně závisí na tlouštce hroudy. Přinejmenším tyto dva vlivy podporují relativně dlouhou dráhu dopředného pohybu starých hrud před koncem jejich existence.

Pro způsob měření podle vynálezu je výhodná zejména zřejmá nepřítomnost silně působících mechanismů, které by působily proti nastavení rovnovážné polohy ostrůvků sklářského kmene v závislosti na jejich tvaru. Na tomto v podstaě spočívají vyhlídky na úspěšnost způsobu podle vynálezu, to jest stanovení relativní intenzity recirkulačního proudění z rozložení sklářského kmene. Přes v praxí velkou dynamiku obrazu se překvapivě zjistilo, že polohování dílčích ploch sklářského kmene lze jak obecně, tak i s přihlédnutím ke komplexnosti procesu popsat signifikantně lineární závislostí. Toto platí pro oblast, která navazuje na kompaktní koberec sklářského kmene bezprostředně za oblastí jeho zavážení. Zvláště překvapivé a příjemné však je, že nárůst této * « ·· ·*»« ·· ···· ♦»» ♦· · · » · « «··· ♦··» ♦·· · • · »♦« ·««· ·«· » ·♦ · ♦· ·» oblasti je skutečně překvapivě měřítkem intenzity vratného recirkulačního proudění. Je přitom nepodstatné, zejména s přihlédnutím ke složitosti a neostrosti popisu na modelu, jak lze tuto korelaci exaktně definovat. I při nejvyšší technologické úrovni je nevyhnutelně zapotřebí reprodukovatelné kontinuální měření způsobem, které je předmětem předloženého vynálezu.

V prvních aplikacích je pro stanovení relativní intenzity recirkulačního proudění z obrazu pokrytí skleněné taveniny sklářským kmenem vzata za základ a využita tangenciální funkce (nebo nárůst) pokrytí sklářským kmenem v podélné ose sklářské taviči vany (s výhodou) proti hlavnímu směru proudění skleněné taveniny. Pro účely měření nebo jako skutečná hodnota pro regulace je přitom plně vyhovující pouze měřítko relativní rychlosti. Měření shlukování sklářského kmene nebo kompaktnosti hrud sklářského kmene, vyjádřené stoupáním přímky, vede při rovnoměrném provozu zavážecího zařízeni skutečně k vysokému souladu s intenzitou diagnosticky měřeného povrchového recirkulačního proudění.

Podstatnou součástí vynálezu je objasnění a logické propojení dynamicky příznivých regulačních parametrů za účelem zajištění kvality skla.

K rozlišení ploch pokrytých sklářským kmenem od volných ploch ve volně volitelném výřezu obrazu hladiny skleněné lázně je použita metoda vyhodnocení obrazu, kterou se na hladině skleněné lázně po řádcích rozlišují jasy v obrazových bodech. Na základě toho lze určit úbytek pokrytí sklářským kmenem ve směru tavení, který jev přímé souvislosti s intenzitou recirkulačního proudění při hladině a indikuje zejména jeho stabilitu. Toto je potřebná měřená hodnota skutečné hodnoty pro vybudování • · φφ φφφφ φφ φφφφ φφ φ · · φφφ · • φφφφ φφφφ φφφ φ φ φ φφφ φφφφ φφφ φ φφ φ φφ Φ· regulačního obvodu, který bude relevantní ke kvalitě skla. Aby mohl být příslušný regulační obvod pro recirkulační proudění uzavřen, je však kromě toho zapotřebí i vhodná akční veličina. Musí se přizom překonat staré zatvrzelé meze technologických možností, které se až dosud uplatňují u sklářských tavících van s příčnými plameny, zejména co se týká rozdělování paliva.

Až dosud většinou empiricky volené a stále dosud zatvrzele konstantně udržované rozdělení paliva přitom dostává novou dynamickou funkci akční veličiny v regulačním obvodu. Regulační obvod však přitom v hiearchii regulace pece nemusí stát na nejvyšším místě. Na druhé straně je však úspěšnost nové regulace přímo závislá na vhodném začlenění této regulace do struktury regulace pece. Nabízí se hiearchicky nadřazená regulace podle nároku 16 opticky zjištěného stupně pokrytí sklářským kmenem způsobem podle nároku 1, přičemž výstupem této regulace je akční veličina, která určuje přísun paliva nebo přísun celkového množství energie. Na nejvyšším místě regulační hiearchie může být také regulace přísunu paliva na konstantní hodnotu nebo BTRregulace, které jsou však méně výkonné.

Začlenění do fuzzy-regulace nebo koncepce regulace teploty horní části pece na vrcholu regulační kaskády je pro způsob podle vynálezu naproti tomu absurdní. Při BTR-regulaci je výhodné, že jsou bezesporu zachovány dobré bezpečnostní parametry regulace teploty klenby, a to dokonce se zlepšenou dynamikou.

Podle vynálezu je proto pro sklářské tavící vany podle nároku 2 navržena regulace gradientu pokrytí sklářským kmenem, která v kaskádě nebo jako následující regulátor vstup pro celkové množství paliva nebo přísun energie z fosilních zdrojů, jako požadovanou hodnotu využívá gradient pokrytí sklářským kmenem ·♦ ··«· » ·# · • · ·»·>

• * » * * 4 9 4 • 4 14 9

4 4 4 4

14 41

- 14 z o sobě zr.ámého vyhodnocení obrazu z CCD-kamery a na malé gradienty pokrytí sklářským kmenem, to jest na daleko dopředu hnaný sklářský kmen ve volných hroudách reaguje přemístěním přísunu energie směrem ke zdrojovému bodu, a který má regulační odezvu, která při těsně shluknutému sklářskému kmenu s gradientem pokrytí sklářským kmenem, který je menší než předem zadaná požadovaná hodnota, upraví rozložení energie u sklářských tavících var. s příčnými plameny podle nároku 7 silněji k portu 1 v oblasti zavádění energie nebo k portu u zdrojového bodu a takto podpoří recirkulační proudění. V případě U-van a van s příčnými plameny jsou zvýšení tvorby bublin podle nároku 5 a elektroboosting podle nároku 6 v oblasti zdrojového bodu ve stejném smyslu působícími akčními veličinami batchdriftregulačního obvodu. Proudění skla je do značné míry tvořeno laminárními plíživými proudy, které stejně jako v případě vratného recirkulačního proudění mají pouze jeden směr a mají jen velmi malý účinek na míchání v příčném směru.

Je známo, že podstatnými předpoklady pro homogenizaci skla, tedy pro kvalitu skla, jsou kromě teploty ve zdrojovém bodu pro čeření skla caké dobré oddělení reakčních prostorů a dobré míšení vysokými střižnými silami ve skle.

Účinného míšení křížovým prouděním se dosáhne teprve kombinací axiálního recirkulačního proudění s radiálním recirkulačním prouděním, tedy zejména posílením dosud podceňované složky příčného míšení. Ve sladěné kombinaci obou těchto proudění spočívá podstatně vyšší potenciál mísícího účinku ve spodní části pece, který zaručuje tavící výkon a kvalitu skla. Podle vynálezu je k tomu navržena postupná regulace, jejíž řídicí regulátor má jako skutečnou hodnotu numerický signál z o sobě známého optického vyhodnocovacího systému obrazu, to jest optical • · ·* ♦·«· ·· ···· ·«· * ♦ · · ♦ » ··· · · · · · · • ···· ··** ··· · • · ··♦ · · · ♦ ·«· · »· « »« ·· melting control (OMC), přičemž výpovědí měření je poloha těžiště nejméně jednoho horkého bodu uvnitř teplotního pole v ose plamene na hladině skleněné taveniny v příčné ose sklářské tavící vany, jehož požadovanou polohou je délka, která je polohou maxima teplotního pole s výhodou v polovině příčné osy sklářské tavící vany. Výstupem této regulace je řídicí veličina pro délku plamene, která jako skutečná hodnota postupného regulátoru má jako vyjádření délky plamene pomocí optického vyhodnocovacího systému obrazu změřenou polohu těžiště tepeného zdroje, přičemž postupný regulátor má výstup, který představuje řídicí veličinu ke změně délky plamene nastavením vířivého tělesa nebo tlaku rozprašovacího plynu nebo nastavením rozložení zatížení portu. U sklářských tavících van s příčnými plameny se přitom nejdříve pomocí optického vyhodnocovacího systému obrazu nastaví postupným regulátorem těžiště zavádění tepla do skleněné taveniny v teplotním poli ve směru osy plamene, s výhodou pro každou osu plamene. U regeneračně vytápěných sklářských tavících van se toto děje s výhodu v každé přestávce mezi střídáním stran. Toto těžiště zavádění tepla se v procesním regulátoru porovnává s obsahově ve stejném smyslu působící požadovanou hodnotou, kterou je s výhodou polovina šířky sklářské tavící vany. Při shodě požadované hodnoty se skutečnou hodnotou jsou nej lepší podmínky pro zesílení příčného proudění, protože lokální horký bod, zejména těžiště příslušného plamene, se nachází v blízkosti podélné osy sklářské tavící vany v jejím středu.

Na způsobu podle vynálezu je podstatné, že rovněž podporuje příčné proudění skla způsobem podle nároku 3, čímž je zajištěno silné míšení křížovým prouděním. Přitom se v přestávkách mezi střídáním místně určí těžiště zavádění tepla a přizpůsobí se požadované hodnotě, která se nachází v podélné ose sklářské tavící vany.

• * • φ φ φ φ

φφφφ φ · φ · • ·

Tato požadovaná hodnota procesního regulátoru má takto pevnou optimální hodnotu, kterou je ve všech případech třeba z bezpečnostních důvodů modifikovat podle rušivých veličin.

S výhodou PID-výstup procesního regulátoru jev přeneseném smyslu řídicí veličinou pro délku plamene následujícího regulátoru. Je prováděnou korekturou polohy tepelného těžiště plamene, která je jako skutečná hodnota pomocí optického vyhodnocovacího systému obrazu zaváděna do následujícího regulátoru. Toto vede k tomu, že při příliš velkém blízkosti lokálního horkého bodu skleněné taveniny ke kořenu plamene se řídicí veličina pro délku plamene procesním regulátorem, i když mimořádně pomalu, zvýší. Rychlý postupný regulátor porovnává poměrně rychlou skutečnou hodnotu délky plamene se řídicí veličinou z procesního regulátoru s výhodou opět jako PID-regulátor a má řídicí výstup, kterým se nastavuje délka plamene nebo přesněji těžiště horkého bodu teplotního pole plamene. Stavěcími členy jsou přitom u olejem vytápěných sklářských tavících van redukční ventil tlaku rozprašovacího plynu a při vytápění palivem obecně rozdělovači ventily pro rozdělování paliva na portu. Na řízení přitom zvláště citlivě reagují plameny, které byly předem nastaveny jako konvergující. V případě plynových hořáků jsou řídicími veličinami pro následuje! regulátor s výhodou vířivá tělesa, která zvyšují intenzitu turbulencí, nebo poloha vzduchového stavěcího ventilu o sobě známého přívodu hnacího vzduchu, který se s výhodou nachází uprostřed hořáku. Délku plamene ovšem nelze uvnitř pece nastavit neomezeně velkou. Podstatné jsou bezpečnostně-technické požadavky, které nedovolují příliš dlouhý plamen. Přehřátím nesmí být ohrožen zejména port na straně odvodu spalin. Zaprvé se tedy pomocí optického měřicího systému tavení známým srovnáním s okolím stanoví a změří mezní hodnota přehřátí jako gradient teploty, nově ale na hranách ústí hořáků. Za druhé může být případně podle subjektivních požadavků provozovatele stanovena a pomocí

0« 000 0

0 · 0 0· ♦·* • 0000 0000 0 0 0 «

- 17 jako mezní hodnota viditelného konce optického měřicího systému tavení průběžně měřena maximální délka plamene jako místo plamene, která se označuje jako délka vyhoření plamene. Obě porovnání jsou alternativními poruchovými veličinami pro procesní regulátor, které se při překročení mezní hodnoty odečítají od jeho požadované hodnoty, takže požadovaná poloha horkého bodu na skle se ze střední polohy posune směrem ke straně, ze které hoří plameny. S posunutím za střední polohu se nepočítá.

Jiné řešení tohoto problému spočívá v tom, že k hořákům se vede porovnání světelné výtěžnosti z integračního produktu jasu a vyplnění plochy s výhodou tří s bočními stěnami paralelních a symetrických pruhů obrazu, a to v časovém prostoru srovnávaných požadovaných hodnot přísunu paliva. Stanoví se přitom mezní hodnota podílu pruhu obrazu u odtahu spalin na sumě všech tří pruhů obrazu. Začlenění překročení mezní hodnoty do regulace se pak provede již výše popsaným způsobem.

Pouze v doporučené poloze požadované hodnoty je možná kontinuální poloha příčného zdrojového proudění nezávisle na stranách a reguluje se, přičemž délka plamene se nastavuje a podle tepelného těžiště jejího obrazu podle nároku 4 aktuálně a v periodě vytápění reguluje tak, že horké body v ose plamene leží blízko ideální polohy na podélné ose sklářské tavící vany, přičemž regulátor délky plamene podle nároku 10 je řízen regulačním obvodem podle nároku 3 . Délka plamene se podle nároku 8 u olejových hořáků nastaví delší snížením tlaku rozprašovacího plynu. Vhodným prostředkem k prodloužení plamenů je podle vynálezu nesymetrické rozdělení paliva na hořáky v rámci jednoho portu podle nároku 9, zejména když se osy plamenů navzájem kříží nebo sbíhají. Aby se předešlo nebezpečí příliš dlouhých plamenů, je podle nároku 11 k řídicí veličině délky plamenů připojována • ·* ·· ···· • · · · · · · ·*«« · · · · ««« · • · · · 9 · · ·

9 9 9 9 9 9 9 poruchová veličina, která je podle nároku 23 optickou měřenou veličinou, která v přestávkách mezi střídáním sleduje lokální přehřátí na konci plamene, zejména na hranách portu na straně odtahu spalin. Optické měření je ale zejména podle nároku 12 zaměřeno na hladinu skleněné taveniny. Hranice vyhodnocovaného výřezu obrazu se manuálně s výhodou nastaví tak, že je kompletně zahrnuta celá hladina skleněné taveniny, snímaná kamerou v prostoru pece. Skvrny od bublin nebo nečistoty na pozorovacím otvoru kamery, které zasahují do obrazu, se však z vyhodnocování jako výřezy vyřazují. Pro rozeznání horkých podů na hladině skleněné taveniny a aktuální regulaci délky plamenů je podle nároku 13 každému portu přiřazena jedna osa plamene, která se ve vyhodnocovaném obraze s výhodou viditelně nezobrazuje.

Pokrytí sklářským kmenenm a batchdrift podle nároku 1 a 2 nemají mít pokud možno žádné lichoběžníkové zkreslení a mají být podle nároku 21 realitě blízkými číselnými hodnotami. Každý obrazový bod se proto podle nároku 14 váženě kvadraticky koriguje podle své vzdálenosti od snímaného obrazu. Podle nároku 15 je připuštěno postranní zkreslení, které má za následek menší hodnotu stranou se nacházejícího sklářského kmene. Toto je podle nároku 2 výhodou v případě obrazu z V-pece a je to kromě toho algoritmicky mimořádně jednoduché.

Podle nároku 17 je shlukování sklářského kmene jako nárůst pokrytí sklářským kmenem proti směru proudění skla k odběru znázorněno s výhodou také graficky, přičemž ale numericky stanovený linealizovaný nárůst je vstupní skutečnou hodnotou způsobu regulace podle nároku 2. Kritérium rozlišení jak tónů šedi podle nároku 14, tak i při porovnávání intenzit barev podle nároku 20, co se týká sklářského kmene nebo skla, se modifikuje porovnáváním s dvěma vždy existujícím normativy obzvláště prvních ·»»·

- 19 44 ··«« • » 4 4 · · 4 • · « «444 «· 4 44 4· a obzvláště chladných řádků dynamicky se měnící situace v peci, což je pro jasy popsáno v nároku 18 a pro barvy v nároku 22. Pro vyhodnoceni obrazu je výhodné orientovat směr pohledu podle nároku 19 do podélné osy sklářské taviči vany a obrazové řádky pak orientovat v příčném směru sklářské taviči vany. Protože recirkulační prouděni, regulované podle nároku 2 a měřené podle nároku 17, směřuje proti proudění vyplývajícímu z odběru skleněné taveniny, jsou řádky číslovány v tomto směru.

Komerční výhody způsobu podle vynálezu oproti známému stavu techniky spočívají ve vyšší spolehlivosti kvality skleněné taveniny pro hromadně vyráběné skleněné předměty, ve vyšším dosažitelném měrném tavícím výkonu při srovnatelné kvalitě, ve snížení spotřeby energie a popřípadě také v prodloužení životnosti sklářské taviči pece. V řadě aplikací lze kromě toho předpokládat snížení emisí oxidů dusíku N0_x.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňuj £

- na obr. 1

- na obr. 2 na obr. 3 schematické vyobrazení regulačního obvodu podle vynálezu pro regulaci intenzity hlavního recirkulačního proudění skla v blízkosti hladiny;

výsledek měření optického měřicího systému tavení, který tvoří vstup batchdrift-regulátoru podle vynálezu;

křivka optického měření tavení podle obr. 2;

	•	··<· ©	<	©·	©	»·»© •
·· ·	©
• »»··	• »	•	•	© ·		•	<·
« ·	•	♦	•	•		•	© ©
©·» *		© ©	•		··		·©

- na obr. 4

- na obr. 5

- na obr. 6 vyobrazeni regulace v regulační dráze jako změny velikosti plamene u sklářské tavící vany s příčným plamenem;

vyobrazení tepelného zatížení čeřící zóny ve výchozí situaci a po regulaci; a schematické vyobrazení regulačního obvodu podle vynálezu pro regulaci intenzity příčného recirkulačního proudění skla v blízkosti hladiny.

Příklady provedení vynálezu

Na základě prvního příkladu provedení bude nejdříve blíže vysvětleno provádění způsobu podle nároku 2. Sklářská tavící vana s plovoucím sklářským kmenem je provozována převážně v palivovém automatickém provozu podle technologického režimu, při kterém se zadávání požadované hodnoty celkového přísunu paliva určuje v závislosti na tavícím výkonu a podílu střepů. Provádí se to pomocí regulátoru, který se stal známým jako BTR-regulátor 1 a který má výhodu souběžného sledování teploty klenby. Z principu velmi jednoduchý způsob regulace pokrytí sklářským kmenem podle nároku 1 na vrcholu regulační hiearchie je u této sklářské tavící pece ještě v dočasném pokusném zkoušení s otevřenou regulační smyčkou. Za BTR-regulátorem 1, který je v příkladu provedení použit, je zařazen běžný PID-regulátor celkového množství paliva. Všechny vstupy jsou vybaveny lambda-regulací. Každý vstup má samostatné zadávání požadované hodnoty vzduchového poměru lambda. Tím je dostatečně zajištěno, aby změny tepelného zatížení v jednotlivých vstupech dobře korelovaly s přísunem paliva do těchto vstupů a nebyly dokonce protisměrné. Rozdělení paliva na jednotlivé vstupy jako podílu celkového přísunu paliva ·· «··· •9 ···· • · · • · · · ···· · · · • · · , ··

- 21 » · · · • · · · · • · · · · • ·* ·· je zadáno ve stavěčích členech požadované hodnoty rozdělovacího zařízení 2 paliva, které jsou ručně nastavovány pomocí řídicího systému procesu. Hladina taveniny je sledována běžnou kamerou pro vnitřní prostor pece a gradient tavení sklářského kmene jev podélné ose sklářské tavící vany měřen způsobem podle nároku 17, přičemž měřicí zařízení je provedeno jako optický měřicí systém 4 tavení (OMC). Nárůst pokrytí sklářským kmenem v tavící zóně v rozsahu téměř od 0 do 100 % pokrytí sklářským kmenem je optickým měřicím systémem 4 tavení měřen řádkově v příčné ose a ve směru povrchového recirkulačního proudění určován pomocí jednoduché lineární aproximace. Její nárůst představuje skutečnou hodnotu pro batchdrift-regulační obvod 3 podle vynálezu. Provozovatel na základě dlouhodobého srovnávacího sledování jakosti a výstupu optického měřicího systému 4 tavení ve formě numerického nárůstu shlukování sklářského kmene stanovil pro tavící výkon vhodnou hodnotu nárůstu. Tento představuje zadanou požadovanou hodnotu pro batchdrift-regulátor 3.

Na obr. 2 je znázorněn výsledek optického měření tavení, jehož systém tvoří vstup batchdrift-regulátoru 3 podle vynálezu. Na vodorovné ose 13 je vynesena délka sklářské tavící vany ve směru proudění taveniny. Na svislé ose 14 je vyneseno pokrytí sklářským kmenem. Ačkoliv se tímto systémem měří jednotlivě každý obrazový řádek, vytváří se za účelem vyhlazení rozptylu obrazových řádků vždy střední hodnota pokrytí sklářským kmenem více obrazových řádků a zobrazuje jako sloupec, který představuje procentuální pokrytí sklářským kmenem 15 skupiny obrazových řádků. Pomocí jednoduché lineární regrese se stanoví hlavní větev nárůstu pokrytí sklářským kmenem, který určuje aproximační přímku 17 pokrytí sklářským kmenem v tavící zóně. Délka jeho vodorovné odvěsny přečstavuje aktuální poměrnou délku 16 tavící zóny. Pro regulaci se jako vstupní signál použije numerická hodnota

nárůstu, který je dán poměrem vodorovné a svislé odvěsny. V příkladu činí hodnota svislé odvěsny 0,92, protože nárůst byl vypočten pro oblast 5 % až 97 % pokrytí sklářským kmenem. To znamená, že hodnota 1 byla snížena o 0,0 5 a 0,3. Hodnota vodorovné odvěsny je 0,33. Skutečná hodnota pro regulační obvod tedy činí 2,79. Úhel 18 nárůstu aproximovaného shlukování sklářského kmene je tangentou tohoto poměru a má patrnou hodnotu. Také proto se ale s výhodou pro vodorovnou odvěsnu použije její hodnota. Věcně je to odůvodněno tím, že povrchové recirkulační proudění, jehož vliv se zde určuje, má směr opačný k vodorovné ose 13, avšak z důvodu přehlednosti je délka sklářské tavící vany jako obvykla znázorněna ve směru proudění.

Na obr. 3 je znázorněna příslušná, křivka optického měření tavení. Hlavní aproximační přímka 19 křivky vykazuje dobrou korelaci s jednotlivými hodnotami až do 2 % pokrytí sklářským kmenem. Kvalitu zajištující úhel 20 nárůstu shlukování sklářského kmene je plošší než skutečná hodnota. Pro proces regulace je podstatná digitální hodnota nárůstu. Tento má ve stavu, který pro stejnou tonáž představuje skutečnou hodnotu batchdrif t-regulátoru 3, hodnotu 2,35. Regulační odchylka činí -0,44 a příklad takto ukazuje, že regulační odchylka se výrazně rozevírá, s výhodou směrem k velkým hodnotám.

Rozdělení paliva se v příkladu mění výlučně mezi porty č.

a č. 3, alternativně vůči portu č. 5, který je portem u zdrojového bodu. Regulační odchylka se v batchdrift-regulátoru vyhodnucuje v režimu PID a zavádí se jako regulační veličina do rozdělovacího zařízení 2 paliva. Tento se zmenší podíl paliva pro port u zdrojového bodu, to jest port č. 5, a současně ve stejné míře zvýší sumu podílů pro porty č. 2 a č. 3, které podělí stejným dílem. Regulačním výstupem batchdrift-regulátoru 3 je

• · · ·

- 23 ···· · · • · · tedy signál na vstupu rozdělovacího zařízení 2 paliva a přibližováním k požadované hodnotě se provádí korektura ručního zadání. V příkladu je přípustný rozsah korektury požadované hodnoty omezen na 3 % celkového přísunu paliva. Hodnoty regulační veličiny na výstupu batchdrift-regulátoru 3, které tento rozsah překračují, jsou indikovány, nejsou však realizovány. Jsou podkladem pro plán ručních zásahů a jsou za tím účelem barevně zdůrazněny na monitoru obsluhy. Celkový přísun paliva se jako požadovaná hodnota paliva objevuje ma výstupu nadřazeného, o sobě známého regulátoru 1 teploty palivem a na vstupu o sobě známého regulátoru paliva. Regulátor 1 teploty palivem obvykle po poměrně dlouhé doby udává stejnou požadovanou hodnotu paliva, čímž se předejde systematickému nebo spřaženému překrývání regulačních zákroků změnami množství paliva. Za regulátorem paliva jev příkladu provedení zařazeno rozdělovači zařízení 2 paliva. Alternativně se doporučuje, aby se jako vstup rozdělovacího zařízení 2 paliva využil řízený vstup požadované hodnoty do regulátoru paliva.

Na obr. 1 nejsou znázorněny jednotlivé regulátory paliva, které jsou ve skutečném zařízení zařazeny za rozdělovacím zařízením 2 paliva. Nastavení dynamických parametrů regulátoru spadá do rámce odborné obsluhy. V příkladu byl regulátor s ohledem na jen vždy po 20 minutách probíhající optická měření tavení provozován zpočátku jako P-regulátor, potom byla aktivně využita jeho I-složka a následně opatrně zvyšována diferenciální složka D. Zkrácení dob prodlevy pod 2 hodiny je neúčelné. Neúčelné je rovněž opakování integračního chování (I-složka) v intervalu kratším než 1 hodina.

Na obr. 4 a 5 je do očí bijícím způsobem znázorněna závislost velikosti plamene na regulačních zásazích v regulačním • · ·· 0·0 0 ·· ···· • » · 0 0 0 0 0 · *·· 0 0 0 000 0000000 00 0 0 0 0 0 0 000 0000

000 0 00 0 00 00 obvodu. Velikost plamene je přitom názorně znázorněna na dotyčném portu nebo hořáku. Na obr. 4 jsou znázorněny regulační zásahy na sklářské tavící vaně s příčným plamenem jako reakce batchdriftregulátoru 3 na regulační odchylku podle výše uvedeného příkladu při příliš shluknutém sklářském kmenu v taviči zóně. Velikost pátého plamene symbolizuje plnými konturami relativní tepelné zatížení na zdrojový bod ve výchozí situaci (5) . Toto tepelné zatížení se ručním přestavením batchdrift-regulátoru 3 zmírní, aby se zdrojový bod oslabil. Přerušovaný obrys plamene symbolicky znázorňuje relativní tepelné zatížení na zdrojový bod po zregulování. Tepelné zatížení na portu č. 2 a č. 3 ve výchozí situáci (6) je symbolizováno plochou druhého a třetího plamene. Podmínkou regulace rozdělovacího zařízení 2 paliva je, aby se suma paliva z portů č. 2+č. 3+č. 5 udržovala konstantní. Uvedené má za následek, že tepelné zatížení na portu č. 2, jakož i na portu č. 3, je po zregulování menší než ve výchozí situaci.

V případě sklářské tavící vany s U-plameny je myšlenka regulace veškerých portů pro palivo přenesena na jednotlivé hořáky. Na obr. 5 je znázorněno tepelné zatížení čeřící zóny ve výchozí situaci (9) a tepelné zatížení této čeřící zóny po zregulování (11), a to symbolicky jako zmenšené velikosti plamenů.

Při provádění způsobů podle nároku 3 a 4 měří systém pro optickou kontrolu skleněné taveniny, to jest optický měřicí systém 4 tavení na skleněné lázni intenzity modré, zelené a červené barvy. Teplotní pole jsou jak známo vymezena izotermami. Přito jsou přehodnoceny rušivé chladné oblasti (ostrůvky sklářského kmene). Uvnitř izotermy se na hladině skleněné taveniny podle nároku 3 a 12 stanoví a určí aktivní oblast. U regeneračních sklářských tavičích van se to s výhodou provede • · · ·

v průběhu přestávky ve vytápění. Určí se geometrický střed aktivní oblasti a přiřadí se k obrazovému bodu. Obrazové řádky jsou předvolbou osy plamene podle nároku 13 přiřazeny k jednomu hořákovému portu. Poloha geometrického středu teplotního pole na skleněné tavenině v ose plamene je vyhodnocena jako skutečná hodnota pro procesní regulátor 25 na obr. 6 a představuje ve směru osy plamene polohu 24 těžiště teplotního pole aktivní oblasti na skleněné lázni, jedná se konkrétně o skutečnou polohu vyjádřenou délkovým podílem na příčné ose. Ve fixní ptačí perspektivě kamery uvnitř pece ve střední ose vany tvoří střední body symetrického obrazového výřezu na skleněné lázni střední osu. Tam se má nacházet aktuální těžiště minima každého z plamenů. Toto je podle nároku 3 požadovaná poloha 25 těžiště minima teplotního pole ve směru osy plamene, s výhodou pevně nastavená požadovaná hodnota pro procesní regulátor 25, která činí polovinu šířky sklářské tavící vany. V příkladu provedení je přítomna regulační odchylka. Skutečná hodnota, představovaná polohou 24 těžiště teplotního pole aktivní oblasti ve směru osy plamene na skleněné lázni, se při pohledu od bývalého, právě vypnutého kořene plamene nachází v příkladu provedení před požadovanou hodnotou. To znamená, že plamen zřejmě ztratil svoji teplotu příliš brzo na to, aby, jak by bylo žádoucí, se ve střední ose sklářské tavící vany uvnitř teplotního pole ve směru osy plamene vytvořilo těžiště tepelného zatížení a vytvořilo stoupavé příčné proudění v centrální oblasti. Plamen je pro tento účel nastaven poněkud příliš krátký. Regulátor tepelného minima nebo procesní regulátor 25 změní řídicí veličinu velikost 26 plamene pro postupný regulátor 27, například rychlý regulátor délky plamene, směrem k větší délce plamene. Tato řídicí veličina se stane aktivní opětným rozhořením plamene na této straně a postupný regulátor 27 nyní reguluje delší plamen. Tato délka plamene je rovněž zcela podobně, avšak v periodě hoření plamene a * · ·» · ··· ·· ···· •« · ·· ··· · • · · · · · ··· 9494999 94 94 9 4

9 4 9 9 9 9 4 4

9 4 4 4 4 4 4 4 9 dlouhodobě průběžně měřena optickým měřicím systémem 4 tavení. Vytvoří se těžiště plamene uvnitř izotermy a určí se jeho relativní délka ve vztahu k šířce sklářské tavící vany, která je zjednodušeně označena jako skutečná hodnota 30 délky plamene. Plamen se přiřadí k určitému portu a regulační obvod je uzavřen tím, že příliš krátký plamen je prodloužen regulačním chováním postupného regulátoru 27, ke kterému je připojen stavěči člen 28 délky plamene. V příkladu provedení se podle nároku 8 na tomto portu sníží tlak rozprašovacího plynu v olejovém hořáku. Stav v regulačním obvodu 29 se projeví rozložením teploty na hladině skleněné taveniny a na stěnách. Toto jsou v regulačním obvodu vstupní veličiny pro zpracování obrazu optickým měřicím systémem 4 tavení. Postupný regulátor 27 pracuje v průběhu periody vytápění na základě pro první polovinu periody vytápění změněné řídicí veličiny autonomně dále a reguluje samočinně v této časové periodě podle změn v regulačním obvodu všechny změny délky plamene. Je třeba jen připomenout poruchy způsobované změnami v přívodu vzduchu k portům a kolísáním tlaku v prostoru pece, aby se osvětlila potřeba aktualizace činnosti postupného regulátoru 27. V následujícím cyklu se například zjistí zákryt nej světlejšího místa na hladině skleněné taveniny se střední osou sklářské tavící vany. V tomto případě nevyvolá procesní regulátor 25 žádnou změnu řídicí veličiny pro postupný regulátor 27 a tento pracuje v následujícím cyklu se starou řídicí veličinou pro velikost plamene. Regulační obvod délky plamene může být také od procesního regulátoru 25 odpojen a provozován pak tak, aby se stabilizovala například subjektivně požadovaná délka plamene. Řídicí veličina, kterou v kompletní konfiguraci vytváří procesní regulátor 25, se pak přibližuje k požadované hodnotě regulátoru 27 plamene. V příkladu je popsána regulace délky jen jednoho plamene podle nároku 4 pro regulování příslušného horkého bodu do středu sklářské tavící vany podle nároku 3 způsobem podle • 9

9 4 99

9 « • · · «

- 27 nároku 10. Zejména v případě sklářských tavících van s příčnými plameny se použije více takových regulačních obvodů, které ale zpravidla používají pouze jeden optický měřicí systém 4 tavení.

Úspěch způsobu je výrazně orientován na formu zavádění sklářského kmene ve tvaru písmene V a může být jako takový přítomným optickým měřicím systémem 4 tavení numericky relativně stanoven nezávisle na vynálezu. Podle nároku 2 má být stahovaný, protilehle uspořádaný port s regulovanou délkou plamene u sklářské tavící vany s příčnými plameny chráněn proti výraznějšímu přehřátí chráněn sledováním mezní délky plamene podle nároku 11. Je třeba zabránit přehřátí ústí 22 hořáku. Podle nároku 23 se pomocí optického měřicího systému 4 tavení provádí vyhodnocování celkového obrazu v pauze vytápění po příkazu oheň vypnout pro manuálně zvolený výřez obrazu na horní části boční stěny pece, který se nachází v blízkosti portu, který samotný je však vyloučen. Jako výsledek se stanoví plošné rozložení intenzit modré, zelené a žluté barvy. Téměř současně se totéž provede i se zahrnutím hran ústí 22 hořáků. Jako kriticky vyhodnocený relativní posuv modré barvy při zahrnutí hrany ústí 22 hořáku, který je nastaven ručně, vyvolá prostřednictvím optického měřicího systému 4 tavení proporcionální signál poměrného posuvu modré barvy, který se odečítá od ručně nastavené hodnoty procesního regulátoru 25, to jest požadované polohy těžiště minima 21 teploty ve směru osy plamene. Výsledkem jez hlediska bezpečnosti korigovaná požadovaná hodnota regulátoru 23 minima teploty. Tato požadovaná hodnota je vůči ideální střední poloze posunuta zpět ve prospěch ochrany stahovaného portu proti nadměrné teplotě.

V případě sklářských tavících van typu U lze rozdělení paliva do hořících portů a podpůrné rozdělení vzduchu na portech •4 4444

- 28 ·· ·♦··»♦ ««4 4 4 4 · · 4

444 444 444

4444444 4 4 44 4 ·

4 444 4444

444 4 44 4 44 44 snadno odvodit z popisu pro sklářské tavící vany s příčnými plameny a jedná se o jen mírně odlišné regulační veličiny.

..

φ φ φ φ φ Φ ^r • φ φ · · · · • · · · · φ φ ·* · · · · φ

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (24)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách, vyznačující se tím, že se jako vstup skutečné hodnoty reguluje opticky měřený podíl pokrytí hladiny skleněné lázně sklářským kmenem, a to pomocí regulačního obvodu pokrytí sklářským kmenem, jehož požadovanou hodnotou je stupeň pokrytí sklářským kmenem a jehož výstupem je celkový přívod energie.
2. 2. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách, vyznačující se tím, že se prostřednictvím axiálního zpětného vytlačování v hroudách zaváděného sklářského kmenu reguluje intenzita hlavního recirkulačního proudění skla v blízkosti hladiny skla, přičemž regulace opticky měřeného gradientu stupně pokryti sklářským kmenem ve směru podélné osy sklářské taviči vany se pomocí batchdrift-regulátoru provádí jako vstup skutečné hodnoty, kde batchdrift-regulátor je podřízen regulačnímu obvodu celkového množství paliva a jeho výstup představuje řídicí veličinu pro následující regulační obvod, který nepřímo řídí proudění skla ve spodní části pece.
3. 3. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách s příčnými plameny, který je patrný na bočním zpětném vytlačování ve tvaru V po hroudách přiváděného sklářského kmene, vyznačující se regulací intenzity příčného recirkulačního proudění skla v blízkosti hladiny, přičemž se reguluje poloha opticky změřeného těžiště horkého bodu stopy plamene ve směru jeho osy na hladině skla, která je vstupem skutečné hodnoty pro procesní regulátor plamene, jehož požadovanou hodnotou je střední poloha horkého bodu v příčném směru sklářské tavící vany a jehož výstupem je řídicí veličina následujícího regulačního obvodu, kterou se nastavuje délka plamenů.
4. 4. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavičích vanách a řízení plamenů z hlediska šetření pece, vyznačující se regulací skutečné hodnoty, která je opticky měřenou polohou těžiště horkého bodu teplotního pole plamene portu spalovacího vzduchu, přičemž regulačním obvodem je regulační obvod délky plamene se skutečnou hodnotou, která je představována polohou horkého bodu ve směru osy plamene.
5. 5. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavičích vanách podle nároku 2, vyznačující se tím, že následující regulační obvod regulací vytváření bublin v blízkosti zdroje ve shodném smyslu reguluje proudění skla ve spodní části pece.
6. 6. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavičích vanách podle nároku 2, vyznačující se tím, že následující regulační obvod regulací vytváření bublin v blízkosti zdroje ve shodném smyslu reguluje přídavným elektrickým topením proudění skla ve spodní části pece.

   ·· ··« · • · ·**··· ··© · · ♦ · · · ··· ··· * · · • ··♦· · * « · «·· · * · · · · · · · · ··· · ♦· » · · · *

   - 31
7. 7. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveninv ve sklářských tavících vanách podle nároku 2, vyznačující se tím, žeu sklářských tavících van s příčnými plameny následující regulační obvod regulací rozložení paliva zesiluje proudění skla ve spodní části pece na port tak, že do zdrojového portu a/nebo portu 1 se zavádí poměrově zvýšené množství paliva.
8. 8. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách a řízení plamenů z hlediska šetření pece podle nároku 4, vyznačující se tím, že výstupem regulačního obvodu délky plamene je regulační veličina, která v opačném smyslu reguluje délku plamene tlakem rozprašovacího plynu u olejových hořáků.
9. 9. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách a řízení plamenů z hlediska šetření pece podle nároku 4, vyznačující se tím, že výstupem regulačního obvodu délky plamene je regulační veličina, která nesymetrickým rozložením paliva na hořáky portu reguluje délku plamene, přičemž se zesílením nastavuje nerovnost delších plamenů.
10. 10. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách podle nároků 3 a 4, vyznačující se tím, že požadovaná hodnota regulačního obvodu délky plamene se využívá jako řídicí veličina pro procesní regulátor plamene a že jeho výstup je řídicí veličinou, kterou se nastavuje délka plamene.

    • 99 99 9 9 9 9 99«· • 9 9 9 · · · •99999 99 ·9 9 · • 999 9999
11. 11. Způsob regulace kvalitu určujících parametrů surové taveniny ve sklářských tavících vanách podle nároku 10, vyznačující se tím, že požadovaná hodnota regulačního obvodu délky plamene se využívá jako řídicí veličina pro procesní regulátor plamene a pro sledování mezní délky plamene se využívá obvod poruchové veličiny.
12. 12. Způsob získávání měřených hodnot vyhodnocováním obrazu prostoru pece, vyznačující se tím, že vyhodnocování obrazu se provádí místně v rámci výřezu obrazu, který v perspektivě kamery zahrnuje viditelnou hladinu skleněné taveniny včetně na ní plovoucího sklářského kmene, avšak bez bočních stěn horní části pece.
13. 13. Způsob získávání měřených hodnot vyhodnocováním obrazu prostoru pece pro provádění způsobu podle nároků 3 a 4, vyznačující se tím, že vyhodnocování obrazu se v čase provádí v časové periodě vytápění a místně v rámci výřezu obrazu, který v perspektivě kamery zahrnuje viditelný horní prostor pece, a že přiřazení teplotního pole plamene k plameni se provádí na základě porovnání symetrie s osou plamene, předvolenou v obrazu.
14. 14. Způsob získávání měřených hodnot vyhodnocováním obrazu prostoru pece podle nároku 12 pro prováděni způsobu podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že v rámci výřezu obrazu se vážením obrazových bodů koriguje perspektivní zkracování vzdáleností mezi řádky a sloupci obrazové matrice, přičemž toto vážení je proporcionální druhé mocnině vzdáleností mezi příslušným reálným objektem a objektivem ve směru snímání obrazu.

    • · ·» ·»·· • · · · · · • · · · · · •••••a* · · · • · · · · • · · · ·· * ·· ···· • · · * · ♦ • * · • · · · ·· ··

    - 33
15. 15. Způsob získáváni měřených hodnot vyhodnocováním obrazu prostoru pece podle nároku 12 pro provádění způsobu podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že perspektivní zkracování vzdáleností v rámci výřezu obrazu se koriguje výlučně mezi řádky obrazové matrice, přičemž každému řádku obrazových bodů ve výřezu obrazu se jedinečně přiřazuje úhel a mezi podélnou osou sklářské tavící vany v rovině skleněné taveniny a objektivem zařízení pro snímání obrazu a korekční faktor perspektivy je přitom 1:cos a.
16. 16. Způsob získávání měřených hodnot vyhodnocováním obrazu prostoru pece podle nároku 12 pro provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve výřezu obrazu, který zahrnuje přibližně hladinu skleněné taveniny tavící zóny sklářské tavící vany, se pokrytí sklářským kmenem vyhodnocuje jako suma povrchů hrud sklářského kmene a pokrytím sklářským kmenem je poměr plochy sklářského kmene vztaženo ke konstantní ploše hladiny skleněné taveniny sklářské tavící vany.
17. 17. Způsob získávání měřených hodnot vyhodnocováním obrazu prostoru pece podle nároku 12 pro provádění způsobu podle nároku 2, vyznačující se tím, že ve stanoveném výřezu obrazu se stanovuje linearizovaný přírůstek pokrytí sklářským kmenem v oblasti hnaných hrud sklářského kmene, přičemž vyhodnocením obrazu se plocha volného pokrytí sklářským kmenem stanovuje jako pole řádků, které obsahuje obrazové body jak v hodnotami jasu jako kriteriem odlišené světlé třídě, tak i v alternativní tmavé třídě, po řádcích se stanovuje poměr počtu tmavých obrazových bodů k počtu bodů v řádku a určuje se φφ φφφφ φ φ φ • · φ • · · φφφφ · · φ · φ φ φ φφφ φφφ φφφ φφ φ φ φ · • φ φ φ ♦ Φ φφ linearizovaný nárůst pokrytí sklářským kmenem a konstanta nárůstu pokrytí sklářským kmenem jako funkce počtu obrazových řádků, v podélné ose sklářské tavící vany a proti směru proudění k odběru, je charakteristickou hodnotou impulzu recirkulačního proudění a vstupní veličinou batchdrift-regulátoru.
18. 18. Způsob podle nároku 16 nebo 17, vyznačuj ící se tím, že prahová hodnota obrazových bodů jako kriterium se stanovuje ze střední hodnoty jasu prvního obrazového řádku v patě výřezu obrazu a střední hodnoty jasu posledního obrazového řádku.
19. 19. Způsob podle nároku 16 nebo 17, vyznačuj ící se tím, že osa směru pohledu je orientována tak, že s výškou výřezu obrazu a podélnou osou vany leží přibližně ve společné rovině, která je kolmá k hladině skleněné taveniny, že na kolmicích k ose směru pohledu se nacházející obrazové body jsou vyhodnocovanými obrazovými řádky a že číslování vyhodnocovaných obrazových řádků roste od základny výřezu obrazu.
20. 20. Způsob podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se tím, že prahová hodnota jasu jako kriterium se nahrazuje intenzitou barev, zejména červené a zelené, přičemž malé složky červené barvy indikují tavící se a/nebo chladný sklářský kmen a malé složky zelené barvy přitom indikují studený sklářský kmen, takže tmavý se nahrazuje složkou červené barvy blízkou nule a malou složkou zelené barvy, nikoliv však blízkou nule, a světlý se nahrazuje předem nastaveným porovnáním, přičemž složka modré barvy je velmi velká a složky červené a zelené barvy jsou obě malé • 4

    4444 ·· «44·

    - 35 nebo středně velké, obě však nejsou blízké nule.
21. 21. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že prahové hodnoty intenzity modré, zelené a červené barvy jako kriterium se vytvářejí z jejich střední hodnoty středních hodnot prvního a posledního řádku.
22. 22. Způsob podle nároku 14 nebo 15 a 16 nebo 17, vyznačující se tím, že pokrytí sklářským kmenem je realitě odpovídající plochou proto, že se vytváří poměr počtu tmavých obrazových bodů ve výřezu obrazu s jejich váhovou hodnotou k počtu všech obrazových bodů ve výřezu obrazu, včetně jejich váhové hodnoty.
23. 23. Způsob získávání měřených hodnot vyhodnocováním obrazu prostoru pece podle nároku 4 pro provádění způsobu podle nároku 11, vyznačující se tím, že sledování mezní délky plamene v přestávce vytápění v návaznosti na periodu odvádění spalin na předtím odtahové straně pece se provádí tak, že se provádí porovnání středních hodnot jasu dvou výřezů obrazu, přičemž první výřez obrazu zahrnuje hrany ústí portu, kterým se předtím odtahovaly spaliny, a druhý výřez obrazu je vnějším okolním polem uvedeného prvního výřezu obrazu s výjimkou samotného prvního výřezu obrazu, přičemž překročení mezní horní tolerance spustí chybový signál pro sledování mezní délky plamene.
24. 24. Způsob získávání měřených hodnot vyhodnocováním obrazu prostoru pece podle nároku 4, vyznačující se tím, že měření se v čase provádí v přestávce při změně stran -vytápění.