机械设备电气工程自动化技术在光伏玻璃生产中的应用研究

刘胜华 杨凤霞 曾会丽

【摘  要】光伏玻璃生产中机械设备电气工程自动化在机械制造行业的地位愈加显得重要了。机械设备在生产制造的过程中，机械设备的适用性，稳定性以及机械设备的生产效率一直是机械设备制造行业所关心和注意的问题，而机械设备电气工程自动化对于解决机械设备的上述问题有着其他技术不具有的独特性。因此机械设备电气工程自动化的应用对于机械设备制造行业有着非比寻常的意义。本文针对机械设备电气工程自动化技术在光伏玻璃生产中实际生产中的应用做一个简单的探索和讨论。

【关键词】机械设备;电气工程;自动化;DCS;应用

引言

机械设备在人类的生产和生活的过程中一直占据着相当重要的地位，而人们对于一个机械设备评价的好坏一般都体现在该机械设备的适用性，稳定性以及机械设备的生产效率，所以在机械设备的制造生产过程中，生产厂家对于机械设备的适用性，稳定性以及机械设备的生产效率就看的比较重要了。而机械设备电气工程自动化对于解决机械设备的上述问题有着其他技术不具有的独特性。因此机械设备电气工程自动化的应用对于机械设备制造行业有着非比寻常的意义。针对我国机械设备电气工程自动化的现状，我们可以从机械设备电气工程自动化在实际的生产生活过程中的应用和机械设备电气工程自动化专业技术人员的培养两个现状对我国机械设备电气工程自动化的现状做一个简单的讨论。

1.机械设备电气工程自动化在光伏玻璃生产中的应用

随着光伏玻璃生产技术的大幅度提升，而机械设备电气工程自动化对于人力资源的利用是一次大的跨越，机械设备电气工程自动化是利用机械来进行机械设备的加工制造，人力在其中只是扮演着一个监督者，对于人力资源的利用是一次大的跨越。机械设备电气工程自动化的应用范围非常广阔，公司在10余年的光伏玻璃生产中机械设备电气工程自动化被广大一线机电技术人员进一步熟练掌握。

对于我司机械设备电气工程自动化目前现状来讲，尤其随着光伏900T/D项目落地，以及与中建材的合作，使得我司机械设备电气工程自动化全面提升。机械设备电气工程自动化的发展步入正轨。在制定的过程中，我们应该大胆引用西方国家的管理理念，从根本上解决我国机械设备电气工程自动化的现存问题。针对我国机械设备电气工程自动化的实际情况，积极地引进消化吸收发达国家的机械设备电气工程自动化的技术及设备了，大力培养机械设备电气工程自动化专业的技术人才。

2.DCS系统简介

DCS系统即所说的分布式控制系统，在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。

首先，DCS的骨架——系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。 其次，这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制（DOS）功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Human Machine Interface或operator interface）功能的網络节点。系统网络是DCS的工程师站，它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。

3.DCS控制系统在光伏玻璃生产中的应用

DCS控制系统是光伏玻璃退火窑电气控制的核心，光伏900T/D共5条线，硬件配置主要由工程师站、操作员站、现场控制站、通讯网络等部分组成，其中操作站设有5台，主要完成参数显示、报警、报表、控制操作等功能，各站之间可以根据需要互为备用，工程师站设有一台，选用AOC品牌工控计算机，作用是生成控制软件，可以操作员站合并使用，现场控制台站主要作用是进行数据检测、处理控制算法，执行控制操作，完成退火窑的加热、冷却、驱动等控制。

操作站、通讯网络、现场控制站的控制器，DCS系统电源都采用冗余技术保证了DCS可靠运行。

DCS的软件配置主要由应用软件、系统组态软件、系统管理软件、历史趋势软件、网络通讯软件等部分组成。主要监控管理和操作画面有总貌画面、控制组画面、流程图画面、趋势图画面、集中报警画面、操作指导画面。

退火窑DCS控制系统与熔制DCS控制系统通过以太网进行连接，可以相互通讯，其工程师站和操作员站与窑炉的工程师站和操作员站互为冗余。

参考文献

[1]梁昌鑫，贾廷纲.工业自动化现状与[J].发展趋势，2010，5.

[2]费仁元，张慧慧，郑刚.机电接口技术的内涵和发展[J].北京工业大学学报，2011，6.

[3]光伏玻璃生产工艺与设备培训教材》2010年8月 安彩高科股份有限公司编

作者简介：刘胜华（1970.7-），男，汉族，河南安阳人，本科，工程师，研究方向为机械电子工程。