機械設備電氣工程自動化技術在光伏玻璃生產(chǎn)中的應用研究

劉勝華 楊鳳霞 曾會麗

【摘? 要】光伏玻璃生產(chǎn)中機械設備電氣工程自動化在機械制造行業(yè)的地位愈加顯得重要了。機械設備在生產(chǎn)制造的過程中，機械設備的適用性，穩(wěn)定性以及機械設備的生產(chǎn)效率一直是機械設備制造行業(yè)所關心和注意的問題，而機械設備電氣工程自動化對于解決機械設備的上述問題有著其他技術不具有的獨特性。因此機械設備電氣工程自動化的應用對于機械設備制造行業(yè)有著非比尋常的意義。本文針對機械設備電氣工程自動化技術在光伏玻璃生產(chǎn)中實際生產(chǎn)中的應用做一個簡單的探索和討論。

【關鍵詞】機械設備;電氣工程;自動化;DCS;應用

引言

機械設備在人類的生產(chǎn)和生活的過程中一直占據(jù)著相當重要的地位，而人們對于一個機械設備評價的好壞一般都體現(xiàn)在該機械設備的適用性，穩(wěn)定性以及機械設備的生產(chǎn)效率，所以在機械設備的制造生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)廠家對于機械設備的適用性，穩(wěn)定性以及機械設備的生產(chǎn)效率就看的比較重要了。而機械設備電氣工程自動化對于解決機械設備的上述問題有著其他技術不具有的獨特性。因此機械設備電氣工程自動化的應用對于機械設備制造行業(yè)有著非比尋常的意義。針對我國機械設備電氣工程自動化的現(xiàn)狀，我們可以從機械設備電氣工程自動化在實際的生產(chǎn)生活過程中的應用和機械設備電氣工程自動化專業(yè)技術人員的培養(yǎng)兩個現(xiàn)狀對我國機械設備電氣工程自動化的現(xiàn)狀做一個簡單的討論。

1.機械設備電氣工程自動化在光伏玻璃生產(chǎn)中的應用

隨著光伏玻璃生產(chǎn)技術的大幅度提升，而機械設備電氣工程自動化對于人力資源的利用是一次大的跨越，機械設備電氣工程自動化是利用機械來進行機械設備的加工制造，人力在其中只是扮演著一個監(jiān)督者，對于人力資源的利用是一次大的跨越。機械設備電氣工程自動化的應用范圍非常廣闊，公司在10余年的光伏玻璃生產(chǎn)中機械設備電氣工程自動化被廣大一線機電技術人員進一步熟練掌握。

對于我司機械設備電氣工程自動化目前現(xiàn)狀來講，尤其隨著光伏900T/D項目落地，以及與中建材的合作，使得我司機械設備電氣工程自動化全面提升。機械設備電氣工程自動化的發(fā)展步入正軌。在制定的過程中，我們應該大膽引用西方國家的管理理念，從根本上解決我國機械設備電氣工程自動化的現(xiàn)存問題。針對我國機械設備電氣工程自動化的實際情況，積極地引進消化吸收發(fā)達國家的機械設備電氣工程自動化的技術及設備了，大力培養(yǎng)機械設備電氣工程自動化專業(yè)的技術人才。

2.DCS系統(tǒng)簡介

DCS系統(tǒng)即所說的分布式控制系統(tǒng)，在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎上發(fā)展、演變而來的。在系統(tǒng)功能方面，DCS和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實現(xiàn)方法上卻完全不同。

首先，DCS的骨架——系統(tǒng)網(wǎng)絡，它是DCS的基礎和核心。由于網(wǎng)絡對于DCS整個系統(tǒng)的實時性、可靠性和擴充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進行了精心的設計。對于DCS的系統(tǒng)網(wǎng)絡來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內(nèi)完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時間限度，是指在無論何種情況下，信息傳送都能在這個時間限度內(nèi)完成，而這個時間限度則是根據(jù)被控制過程的實時性要求確定的。因此，衡量系統(tǒng)網(wǎng)絡性能的指標并不是網(wǎng)絡的速率，即通常所說的每秒比特數(shù)（bps），而是系統(tǒng)網(wǎng)絡的實時性，即能在多長的時間內(nèi)確保所需信息的傳輸完成。系統(tǒng)網(wǎng)絡還必須非?？煽?，無論在任何情況下，網(wǎng)絡通信都不能中斷，因此多數(shù)廠家的DCS均采用雙總線、環(huán)形或雙重星形的網(wǎng)絡拓撲結構。為了滿足系統(tǒng)擴充性的要求，系統(tǒng)網(wǎng)絡上可接入的最大節(jié)點數(shù)量應比實際使用的節(jié)點數(shù)量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節(jié)點，另一方面也可以使系統(tǒng)網(wǎng)絡運行于較輕的通信負荷狀態(tài)，以確保系統(tǒng)的實時性和可靠性。在系統(tǒng)實際運行過程中，各個節(jié)點的上網(wǎng)和下網(wǎng)是隨時可能發(fā)生的，特別是操作員站，這樣，網(wǎng)絡重構會經(jīng)常進行，而這種操作絕對不能影響系統(tǒng)的正常運行，因此，系統(tǒng)網(wǎng)絡應該具有很強在線網(wǎng)絡重構功能。 其次，這是一種完全對現(xiàn)場I/O處理并實現(xiàn)直接數(shù)字控制（DOS）功能的網(wǎng)絡節(jié)點。一般一套DCS中要設置現(xiàn)場I/O控制站，用以分擔整個系統(tǒng)的I/O和控制功能。這樣既可以避免由于一個站點失效造成整個系統(tǒng)的失效，提高系統(tǒng)可靠性，也可以使各站點分擔數(shù)據(jù)采集和控制功能，有利于提高整個系統(tǒng)的性能。DCS的操作員站是處理一切與運行操作有關的人機界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的網(wǎng)絡節(jié)點。系統(tǒng)網(wǎng)絡是DCS的工程師站，它是對DCS進行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護的網(wǎng)絡節(jié)點，其主要功能是提供對DCS進行組態(tài)，配置工作的工具軟件（即組態(tài)軟件），并在DCS在線運行時實時地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡上各個節(jié)點的運行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數(shù)的設定，使DCS隨時處在最佳的工作狀態(tài)之下。與集中式控制系統(tǒng)不同，所有的DCS都要求有系統(tǒng)組態(tài)功能，可以說，沒有系統(tǒng)組態(tài)功能的系統(tǒng)就不能稱其為DCS。

3.DCS控制系統(tǒng)在光伏玻璃生產(chǎn)中的應用

DCS控制系統(tǒng)是光伏玻璃退火窯電氣控制的核心，光伏900T/D共5條線，硬件配置主要由工程師站、操作員站、現(xiàn)場控制站、通訊網(wǎng)絡等部分組成，其中操作站設有5臺，主要完成參數(shù)顯示、報警、報表、控制操作等功能，各站之間可以根據(jù)需要互為備用，工程師站設有一臺，選用AOC品牌工控計算機，作用是生成控制軟件，可以操作員站合并使用，現(xiàn)場控制臺站主要作用是進行數(shù)據(jù)檢測、處理控制算法，執(zhí)行控制操作，完成退火窯的加熱、冷卻、驅(qū)動等控制。

操作站、通訊網(wǎng)絡、現(xiàn)場控制站的控制器，DCS系統(tǒng)電源都采用冗余技術保證了DCS可靠運行。

DCS的軟件配置主要由應用軟件、系統(tǒng)組態(tài)軟件、系統(tǒng)管理軟件、歷史趨勢軟件、網(wǎng)絡通訊軟件等部分組成。主要監(jiān)控管理和操作畫面有總貌畫面、控制組畫面、流程圖畫面、趨勢圖畫面、集中報警畫面、操作指導畫面。

退火窯DCS控制系統(tǒng)與熔制DCS控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)進行連接，可以相互通訊，其工程師站和操作員站與窯爐的工程師站和操作員站互為冗余。

參考文獻

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[2]費仁元，張慧慧，鄭剛.機電接口技術的內(nèi)涵和發(fā)展[J].北京工業(yè)大學學報，2011，6.

[3]光伏玻璃生產(chǎn)工藝與設備培訓教材》2010年8月 安彩高科股份有限公司編

作者簡介：劉勝華（1970.7-），男，漢族，河南安陽人，本科，工程師，研究方向為機械電子工程。