太阳能光伏玻璃生产线压延成型控制智能系统

宋方轲 黄广楠

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720057

摘要：该系统通过PLC、变频器等智能设备基于OPC通信模式，结合博图及WINCC控制软件开发的具有远程通信，智能检测，数据统计，优化协调等功能的智能系统。此系统紧密结合生产信息化管理系统（MES）实现制造数据管理、生产调度管理、制造协同管理统一平台。

关键词：PLC；智能控制；变频器；MES系统

我国工业发展的历史经历了机械化、电气化、自动化。 现阶段正是从自动化到智能化转型的过程中。然而我国现在玻璃生产线仍然处于工业“自动化”阶段，与“智能化”阶段还有一段比较遥远的距离。

实现玻璃生产线智能化的首先需要让工厂中的所有设备具有网络通信功能，这是最基础也是最核心。传统压延机仍然处于“自动化”阶段，不具备网络通信功能。

本系统就是希望对玻璃熔化工艺深刻把握的基础上，设计一套具有统计计算、远程通信、自动控制、优化协调相结合的太阳能光伏玻璃生产线压延成型控制智能系统。使压延机具有“网络化，生产数据可视化、智能化”功能。使压延机能够根据生产计划客观、合理、精准适应生产过程的实际需要。

传统压延机缺点：

传统压延机无信息数据库作为支撑，只是单机设备自行运转。所以其智能化程度比较低，信息化水平不高，虽然其能够实现上压延辊、下辊压延机、过渡棍以及接应棍和传动站能够自动控制，但是其协调性比较差，需要人工参与，而且不能够根据实际玻璃规格型号自动滚动优化各个辊道的速度及压力，更不能够通过预设不同工艺参数以满足不同规格的产品生产，做到一键改板。这就导致传统压延机生产成本高，效率低，很难做到玻璃成品率批量升高。

在生产过程中，压延机传动部分需要保持油路的畅通，传统压延机是通过人工巡检的方式更换润滑油，机械磨损情况，也是通过人工观察判断是否需要更换，耗费相当的人力。若检修不及时有可能会给玻璃厂带来巨大损失。

传统压延机作为单机设备不具备上层控制系统通信功能。压延机的控制及监控参数很难及时传送到中央控制系统。所以不能够和MES系统进行实时通讯，无法根据生产订单改变生产数据，销售系统数据不能通过中央控制系统垂直管理压延机设备的运行。

一、此光伏玻璃生产线压延成型控制智能系统主要改进的功能

（1）实现压延机的实时运行数据与故障、维护信息相结合。通过过程监控、生产指挥、调度管理，对压延机进行预警，预防事故发生。

（2）智能统计压延机故障停机记录，并根据统计记录分析停机原因及压延机的使用情况，同时利用历史数据分析停机、故障的根本原因。

（3）能够固定周期（每周、每月的某个时间）发送报表或及时报警事件。通过报表中的相关情况进行压延机的检修及预维护等。

（4）能够和中央控制系统建立实时通信，根据生产订单改变生产数据。

（5）通过预值参数，可以进行一键改板。通过对压延机的生产过程参数进行自动检测、数据采集、自动控制及统一管理，实现压延机的智能控制。

二、此光伏玻璃生产线压延成型控制智能系统实现的过程

（1）硬件配置上选用具有profinet通信功能的PLC、变频器等电气设备。PLC主要选用的是西门子S1500系列。此系列PLC处理速度快，联网能力强和安全性高。并且其集成了3个PROFINET接口，通过PROFINET通信方式实现了Internet浏览器访问CPU。

变频器采用具有OPC功能的丹佛斯FC302系列，此系列变频器能够实时监测电机的功率、频率、电压、电流、转速、转向、转矩、温度等参数。通过配置配置MC305运动控制器。实现高度精准的动态运动控制。应用层提高了压延机的运动精度。

（2）软件上通过博图开发工具实现生产数据和能源数据及设备信息数据的及时上传，建立数据分析系统，信息处理系统，故障报告系统。对壓延机的磨损、机油的使用情况、运行状态、运行时间等信息及时准确的进行分析，进而对正在发生的事件进行预测和控制。

（3）通过建立统计数据库统计压延机的故障次数、分析故障原因，结合智能变频器实时采集电机参数如电流、电压、

频率、功率等数据。实现运行数据、故障信息和维护信息相结合的目的，以便维修人员能够快捷及时的发现问题、解决问题。也能够使企业能够做到预防性维护，使资产更优化。

（4）通过和MES系统通信，跟踪生产情况，实现生产数据电子化存档、智能化，并定时向中央控制系统发送生产报表。

（5）通过设置一个玻璃厚度目标，系统可以自动调节压延机的压杆压力，压延辊及辅辊，过渡辊实时速度，同时控制退火窑传动速度来完成生产。这样就实现了通过预设不同工艺参数达到生产不同规格的产品，实现一键改变生产不同的玻璃规格。

三、结语

《中国制造2025》提出后，智能化车间、信息化工厂成为一个企业竞争实力的决定性因素，此光伏玻璃生产线压延成型控制智能系统，为玻璃生产线实现智能化车间、信息化工厂提供了智能制造的基础。不仅提高了压延玻璃生产线的制造水平，更为企业节约了资源。

作者简介：宋方轲（1982），男，汉族，安徽砀山人，本科，中级，研究方向：工业40工业自动化。