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　　一、概述
　　
　　在平板玻璃生產(chǎn)過程中，玻璃原料需要在熔窯中通過加熱至1500度以上的高溫變成液態(tài)后，再經(jīng)過風冷或者水冷等環(huán)節(jié)使之成型。我公司采用的是浮法工藝生產(chǎn)平板玻璃，該方法從生產(chǎn)投料到退火成型，無論是控制玻璃溫度還是高溫設備的冷卻當中都需要大量的循環(huán)冷卻水。循環(huán)水如果供應不穩(wěn)定或者斷水，所造成的損失是非常嚴重的，停產(chǎn)是必然的，工廠里大量的一千多度以上的高溫設備也將在頃刻間變成一堆廢鐵，這種后果是不堪設想的。我公司浮法生產(chǎn)線原循環(huán)回水池一直是靠人工控制水位和輸水壓力，由于工人的疏忽出過幾次事故，控制效果不是很理想。為了有效控制循環(huán)水的供應，保證安全、生產(chǎn)，在2009年我和廠內(nèi)電氣相關(guān)人員合作共同對該環(huán)節(jié)進行了技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)了對循環(huán)水的自動化控制，該控制系統(tǒng)運行至今未出現(xiàn)重大安全事故，為我公司的正常生產(chǎn)提供了有力的保障。
　　
　　二、我公司浮法生產(chǎn)線原循環(huán)水系統(tǒng)簡介
　　
　　我公司新的浮法玻璃生產(chǎn)線于2007年正式點火投產(chǎn)，冷卻循環(huán)用水由管路匯集于一、二號兩個五米高的回水池，兩個回水池各配有兩臺90kw離心式水泵（一備一用）作不停機運行將水輸送至生產(chǎn)線循環(huán)使用。離心泵電氣控制需由人工控制（自藕變壓器降壓），回水池液位及輸水壓差也由人工操作工調(diào)節(jié)水泵閥門控制，所以泵房值班室設有崗位，安排三班人員一人一班24小時值班操作。因為所有環(huán)節(jié)都依賴人工操作，由于操作工的一時疏忽，造成水池抽干或池滿溢水等事故在所難免，在運行過程中發(fā)生過幾次供水不穩(wěn)和停水、停泵事故，給公司的安全生產(chǎn)造成了嚴重的負面影響，也給公司的經(jīng)濟造成了重大的損失，該系統(tǒng)的技術(shù)升級迫在眉睫。
　　
　　三、浮法生產(chǎn)線原循環(huán)水系統(tǒng)自動化控制改造
　　
　　我作為公司生產(chǎn)線電氣維護負責人，和同事一起對浮法生產(chǎn)線循環(huán)水系統(tǒng)進行了自動化控制改造，zui初設計有兩套方案。方案一是在水池處裝一浮球，取高低兩個液位信號來控制高位啟動，低位停止。這套方案zui終被否決，原因有二：一、因電機功率太大不適合作頻繁啟動；二、水泵是離心式的因功率負荷大，啟動時需要工作人員將閥門關(guān)閉，啟動后還要排氣再將閥門慢慢打開才可順利泵水。因此在不能停機控制的前提下，需要加裝變頻器來實現(xiàn)自動控制。經(jīng)過研究后確定啟用第二套方案：
　　
　　1、將原兩水池中間隔墻打通，兩池貫通為一池用，因原四臺水泵輸出管路是通一管出的。主電路部分現(xiàn)用丹佛斯變頻器VLT6000配一臺水泵，其余三臺不變作手動備用。
　　
　　2、控制部分接入生產(chǎn)線中央控制系統(tǒng)DCS控制。
　　
　　3、加裝一投入式液位變送器測量水池0~5米實際水位（二線制4~20mA）。
　　
　　控制系統(tǒng)原理：系統(tǒng)正常運行時水池的液位變送器對水池液位進行數(shù)據(jù)采樣，傳輸至系統(tǒng)DCS，與操作者設定的液位值進行比較，將結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號送至變頻器；變頻器調(diào)節(jié)水泵的電源頻率，進而調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速；DCS控制水泵的運轉(zhuǎn)。通過對水泵的啟動及其中變頻轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，將水池的液面高度恒定于操作者預先設的液位值，達到液位自動控制目的。
　　
　　中央控制系統(tǒng)（DCS）簡介：
　　
　　生產(chǎn)線所有電氣設備都集中于該線所設中央控制室做集散控制。該中央控制系統(tǒng)是引用ABB公司AC800F控制系統(tǒng)（AC800F控制器是ABB公司推出的一套世界的自動化控制系統(tǒng)，集DCS與PLC優(yōu)點于一體，持多種總線標準。它既具備DCS的復雜模擬回路調(diào)節(jié)能力，友好的人機界面，又具有PLC指標相當?shù)母咚龠壿嫼晚樞蚩刂菩阅?。通過使用一個完整的工程工具（ControlBuilderF）來配置組態(tài)整個控制系統(tǒng)，包括自動化功能，操作員界面顯示和紀錄，以及組態(tài)現(xiàn)場總線設備和設備參數(shù)設定；提供系統(tǒng)全局范圍的用戶應用程序統(tǒng)一檢查，覆蓋過程控制站，操作員站到智能的現(xiàn)場設備，包括對用戶程序的完整性和一致性檢測；寬泛的功能塊庫，用戶自定義的功能塊也可以添加到其中，宏庫和圖形符號可以為用戶自定義功能塊建立圖形和操作面板；）采用Profibus接口進行網(wǎng)絡通訊，它有眾多的輸入輸出模塊接口，能處理各種模擬及開關(guān)量信號。所有系統(tǒng)控制對象的運行狀態(tài)窗口主要由幾個操作站界面顯示出來，操作者只須在中控室監(jiān)控操作就能掌握全線生產(chǎn)狀況。
　　
　　整改該液位控制具體分下面三步進行：
　　
　　1、將現(xiàn)場水位通過液位變送器作實際信號值接入DCS系統(tǒng)PID功能塊中的AI模塊，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，運算后輸出，把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，再從AO模塊輸出信號驅(qū)動變頻器。
　　
　　2、在電腦界面加設一水位顯示及控制狀態(tài)界面
　　
　　3、組態(tài)方面：運用DCS系統(tǒng)PID功能塊以達到自動跟蹤控制目的
　　
　　4、量程設定：液位變送器水位量程0~5米對應輸出4-20mA（AI輸入）。
　　
　　輸出控制信號：0~-→4-20mA對應變頻器0--60Hz（AO輸出）
　　
　　變頻器設定：加/減速時間15S，頻率下限20Hz、上限60Hz、額定電流180A。經(jīng)過反復的參數(shù)調(diào)整調(diào)試后，控制已達預期效果，于是很快地就切換投入使用。但在正常運行了將近一個月，意想不到的事情發(fā)生了，中控室操作員向我們反映水位失控，我立即到現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)水池已滿正向外溢水而變頻器卻處于20Hz頻率運行，而界面設定的控制水位（SP）是2.7m，但顯示的實際水位（PV）卻只有零點幾米。后來查出原因是由于液位變送器損壞失靈，導致無信號輸出而系統(tǒng)只能誤認為是低水位而停止輸出，因此造成這種現(xiàn)象。這主要是由于當時設計時沒有考慮到這一點而隱患，針對這項疏漏，我又在水池里裝設了超高、超低二個信號利用浮球進行探測。然后將兩個信號加入DCS系統(tǒng)功能塊
　　
　　當液位控制器因故障，水位失控時，假設水位超低信號反饋進入系統(tǒng)，系統(tǒng)將立即暫停PID輸出而優(yōu)先切換至“REAL-L”功能快指令（內(nèi)設30%輸出）作低頻率（20Hz）運行。反之當超高信號進入系統(tǒng)或水位漲至超高位，系統(tǒng)同樣暫停PID輸出而切換至“AEAL-H”功能塊指令（內(nèi)設輸出）變頻器作zui高頻率（6OHz）運行而將水位降低。加設了這項保護可以預防當液位變送器實際水位信號中斷或錯亂，其液位都可控制在所限制超高/超低水位范圍內(nèi)，避免水池抽干或溢水事故。繼整改之后在無須人監(jiān)守的情況下，該系統(tǒng)已正常運行三年了至今未出現(xiàn)過問題，其穩(wěn)定的冷卻水為生產(chǎn)提供了有利的保障。
　　
　　四、改造前后生產(chǎn)實效影響
　　
　　這次設備整改從經(jīng)濟角度上不但為公司減少了崗位人員編制，也降低操作者的勞動強度。并且少用了一臺90KW水泵，自動控制液位對水泵，電機也起到了很好的保護作用和有效地節(jié)約了電能的消耗。電機軟啟動，具有短路保護，過流保護功能，工作穩(wěn)定可靠，延長了設備的使用壽命。而且該系統(tǒng)的操作也非常方便，凡是需要修改的參數(shù)都可以在中央控制室操作站界面直接輸入，如變頻器的起/停、運行頻率、每個PID控制回路的參數(shù)值等。通過這次改造從意義上使我更深刻地認識到時代在不斷地進步，*更是突飛猛進，日新月異，特別是在許多大中型企業(yè)電氣控制都逐步走向系統(tǒng)化、模塊化、自動化程度越來越高，作為新時期電氣工作者，我認為不能因循守舊而墨守成規(guī)，我們應勇于突破傳統(tǒng)，敢于開拓通過努力學習，鉆研，緊隨科技，才能趕上時代步伐與時俱進，才可以在本行業(yè)內(nèi)生存發(fā)展下去。