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(fēng)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(shè)備的冷卻當(dāng)中都需要大量的循環(huán)冷卻水。循環(huán)水如果供應(yīng)不穩(wěn)定或者斷水，所造成的損失是非常嚴(yán)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(shè)備也將在頃刻間變成一堆廢鐵，這種后果是不堪設(shè)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(yīng)，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(duì)該環(huán)節(jié)進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了對(duì)循環(huán)水的自動(dòng)化控制，該控制系統(tǒng)運(yùn)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(jiǎn)介
　　
　　我公司新的浮法玻璃生產(chǎn)線于2007年正式點(diǎn)火投產(chǎn)，冷卻循環(huán)用水由管路匯集于一、二號(hào)兩個(gè)五米高的回水池，兩個(gè)回水池各配有兩臺(tái)90kw離心式水泵（一備一用）作不停機(jī)運(yùn)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(shè)有崗位，安排三班人員一人一班24小時(shí)值班操作。因?yàn)樗协h(huán)節(jié)都依賴人工操作，由于操作工的一時(shí)疏忽，造成水池抽干或池滿溢水等事故在所難免，在運(yùn)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(yán)重的負(fù)面影響，也給公司的經(jīng)濟(jì)造成了重大的損失，該系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)迫在眉睫。
　　
　　三、浮法生產(chǎn)線原循環(huán)水系統(tǒng)自動(dòng)化控制改造
　　
　　我作為公司生產(chǎn)線電氣維護(hù)負(fù)責(zé)人，和同事一起對(duì)浮法生產(chǎn)線循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行了自動(dòng)化控制改造，zui初設(shè)計(jì)有兩套方案。方案一是在水池處裝一浮球，取高低兩個(gè)液位信號(hào)來控制高位啟動(dòng)，低位停止。這套方案zui終被否決，原因有二：一、因電機(jī)功率太大不適合作頻繁啟動(dòng)；二、水泵是離心式的因功率負(fù)荷大，啟動(dòng)時(shí)需要工作人員將閥門關(guān)閉，啟動(dòng)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(jī)控制的前提下，需要加裝變頻器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(tái)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(tái)水泵，其余三臺(tái)不變作手動(dòng)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(cè)量水池0~5米實(shí)際水位（二線制4~20mA）。
　　
　　控制系統(tǒng)原理：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)水池的液位變送器對(duì)水池液位進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，傳輸至系統(tǒng)DCS，與操作者設(shè)定的液位值進(jìn)行比較，將結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號(hào)送至變頻器；變頻器調(diào)節(jié)水泵的電源頻率，進(jìn)而調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速；DCS控制水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。通過對(duì)水泵的啟動(dòng)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(yù)先設(shè)的液位值，達(dá)到液位自動(dòng)控制目的。
　　
　　中央控制系統(tǒng)（DCS）簡(jiǎn)介：
　　
　　生產(chǎn)線所有電氣設(shè)備都集中于該線所設(shè)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(dòng)化控制系統(tǒng)，集DCS與PLC優(yōu)點(diǎn)于一體，持多種總線標(biāo)準(zhǔn)。它既具備DCS的復(fù)雜模擬回路調(diào)節(jié)能力，友好的人機(jī)界面，又具有PLC指標(biāo)相當(dāng)?shù)母咚龠壿嫼晚樞蚩刂菩阅?。通過使用一個(gè)完整的工程工具（ControlBuilderF）來配置組態(tài)整個(gè)控制系統(tǒng)，包括自動(dòng)化功能，操作員界面顯示和紀(jì)錄，以及組態(tài)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備和設(shè)備參數(shù)設(shè)定；提供系統(tǒng)全局范圍的用戶應(yīng)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(chǎng)設(shè)備，包括對(duì)用戶程序的完整性和一致性檢測(cè)；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(hào)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(jìn)行網(wǎng)絡(luò)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(hào)。所有系統(tǒng)控制對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)窗口主要由幾個(gè)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(jìn)行：
　　
　　1、將現(xiàn)場(chǎng)水位通過液位變送器作實(shí)際信號(hào)值接入DCS系統(tǒng)PID功能塊中的AI模塊，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，運(yùn)算后輸出，把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再從AO模塊輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)變頻器。
　　
　　2、在電腦界面加設(shè)一水位顯示及控制狀態(tài)界面
　　
　　3、組態(tài)方面：運(yùn)用DCS系統(tǒng)PID功能塊以達(dá)到自動(dòng)跟蹤控制目的
　　
　　4、量程設(shè)定：液位變送器水位量程0~5米對(duì)應(yīng)輸出4-20mA（AI輸入）。
　　
　　輸出控制信號(hào)：0~-→4-20mA對(duì)應(yīng)變頻器0--60Hz（AO輸出）
　　
　　變頻器設(shè)定：加/減速時(shí)間15S，頻率下限20Hz、上限60Hz、額定電流180A。經(jīng)過反復(fù)的參數(shù)調(diào)整調(diào)試后，控制已達(dá)預(yù)期效果，于是很快地就切換投入使用。但在正常運(yùn)行了將近一個(gè)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(chǎng)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(yùn)行，而界面設(shè)定的控制水位（SP）是2.7m，但顯示的實(shí)際水位（PV）卻只有零點(diǎn)幾米。后來查出原因是由于液位變送器損壞失靈，導(dǎo)致無信號(hào)輸出而系統(tǒng)只能誤認(rèn)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(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到這一點(diǎn)而隱患，針對(duì)這項(xiàng)疏漏，我又在水池里裝設(shè)了超高、超低二個(gè)信號(hào)利用浮球進(jìn)行探測(cè)。然后將兩個(gè)信號(hào)加入DCS系統(tǒng)功能塊
　　
　　當(dāng)液位控制器因故障，水位失控時(shí)，假設(shè)水位超低信號(hào)反饋進(jìn)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(shè)30%輸出）作低頻率（20Hz）運(yùn)行。反之當(dāng)超高信號(hào)進(jìn)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(shè)輸出）變頻器作zui高頻率（6OHz）運(yùn)行而將水位降低。加設(shè)了這項(xiàng)保護(hù)可以預(yù)防當(dāng)液位變送器實(shí)際水位信號(hào)中斷或錯(cuò)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(yùn)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(shí)效影響
　　
　　這次設(shè)備整改從經(jīng)濟(jì)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(dòng)強(qiáng)度。并且少用了一臺(tái)90KW水泵，自動(dòng)控制液位對(duì)水泵，電機(jī)也起到了很好的保護(hù)作用和有效地節(jié)約了電能的消耗。電機(jī)軟啟動(dòng)，具有短路保護(hù)，過流保護(hù)功能，工作穩(wěn)定可靠，延長(zhǎng)了設(shè)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(yùn)行頻率、每個(gè)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(rèn)識(shí)到時(shí)代在不斷地進(jìn)步，*更是突飛猛進(jìn)，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(dòng)化程度越來越高，作為新時(shí)期電氣工作者，我認(rèn)為不能因循守舊而墨守成規(guī)，我們應(yīng)勇于突破傳統(tǒng)，敢于開拓通過努力學(xué)習(xí)，鉆研，緊隨科技，才能趕上時(shí)代步伐與時(shí)俱進(jìn)，才可以在本行業(yè)內(nèi)生存發(fā)展下去。