機械設備電氣工程自動化技術在光伏玻璃生產中的應用研究

劉勝華 楊鳳霞 曾會麗

【摘? 要】光伏玻璃生產中機械設備電氣工程自動化在機械制造行業的地位愈加顯得重要了。機械設備在生產制造的過程中，機械設備的適用性，穩定性以及機械設備的生產效率一直是機械設備制造行業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中實際生產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和生活的過程中一直占據著相當重要的地位，而人們對于一個機械設備評價的好壞一般都體現在該機械設備的適用性，穩定性以及機械設備的生產效率，所以在機械設備的制造生產過程中，生產廠家對于機械設備的適用性，穩定性以及機械設備的生產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狀，我們可以從機械設備電氣工程自動化在實際的生產生活過程中的應用和機械設備電氣工程自動化專業技術人員的培養兩個現狀對我國機械設備電氣工程自動化的現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中的應用

隨著光伏玻璃生產技術的大幅度提升，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，大力培養機械設備電氣工程自動化專業的技術人才。

2.DCS系統簡介

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

首先，DCS的骨架——系統網絡，它是DCS的基礎和核心。由于網絡對于DCS整個系統的實時性、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的系統網絡來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內完成信息的傳送。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完成，而這個時間限度則是根據被控制過程的實時性要求確定的。因此，衡量系統網絡性能的指標并不是網絡的速率，即通常所說的每秒比特數（bps），而是系統網絡的實時性，即能在多長的時間內確保所需信息的傳輸完成。系統網絡還必須非常可靠，無論在任何情況下，網絡通信都不能中斷，因此多數廠家的DCS均采用雙總線、環形或雙重星形的網絡拓撲結構。為了滿足系統擴充性的要求，系統網絡上可接入的最大節點數量應比實際使用的節點數量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節點，另一方面也可以使系統網絡運行于較輕的通信負荷狀態，以確保系統的實時性和可靠性。在系統實際運行過程中，各個節點的上網和下網是隨時可能發生的，特別是操作員站，這樣，網絡重構會經常進行，而這種操作絕對不能影響系統的正常運行，因此，系統網絡應該具有很強在線網絡重構功能。 其次，這是一種完全對現場I/O處理并實現直接數字控制（DOS）功能的網絡節點。一般一套DCS中要設置現場I/O控制站，用以分擔整個系統的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的失效，提高系統可靠性，也可以使各站點分擔數據采集和控制功能，有利于提高整個系統的性能。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）功能的網絡節點。系統網絡是DCS的工程師站，它是對DCS進行離線的配置、組態工作和在線的系統監督、控制、維護的網絡節點，其主要功能是提供對DCS進行組態，配置工作的工具軟件（即組態軟件），并在DCS在線運行時實時地監視DCS網絡上各個節點的運行情況，使系統工程師可以通過工程師站及時調整系統配置及一些系統參數的設定，使DCS隨時處在最佳的工作狀態之下。與集中式控制系統不同，所有的DCS都要求有系統組態功能，可以說，沒有系統組態功能的系統就不能稱其為DCS。

3.DCS控制系統在光伏玻璃生產中的應用

DCS控制系統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、現場控制站、通訊網絡等部分組成，其中操作站設有5臺，主要完成參數顯示、報警、報表、控制操作等功能，各站之間可以根據需要互為備用，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，現場控制臺站主要作用是進行數據檢測、處理控制算法，執行控制操作，完成退火窯的加熱、冷卻、驅動等控制。

操作站、通訊網絡、現場控制站的控制器，DCS系統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、系統組態軟件、系統管理軟件、歷史趨勢軟件、網絡通訊軟件等部分組成。主要監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控制系統與熔制DCS控制系統通過以太網進行連接，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

[1]梁昌鑫，賈廷綱.工業自動化現狀與[J].發展趨勢，2010，5.

[2]費仁元，張慧慧，鄭剛.機電接口技術的內涵和發展[J].北京工業大學學報，2011，6.

[3]光伏玻璃生產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。