[發明專利]垂直攪拌和閘板控制系統

在審

• 申請號: 201611043943.8
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106774107A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 邢寶山;陶洪洋;鄭纖秀;盧佩慶;徐超;黃嗣熠;丁蕾;楊華龍;沈永;吳順生;王文智
• 申請（專利權）人: 蚌埠凱盛工程技術有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 方琦

技術領域：

本發明涉及玻璃行業生產機械領域，具體的是一種垂直攪拌和閘板控制系統。

背景技術：

攪拌器是改變玻璃液的熱均勻性及玻璃液的化學均勻性的設備。最早期的是水平攪拌器，使用便攜性不高、暫用玻璃廠房空間大，近幾年垂直攪拌器逐漸取代水平攪拌器，常用的設計是用一個電機帶多個攪拌軸，或者多個電機帶多個攪拌軸的設計，相比較水平攪拌器有了很大的進步，但是還不夠理想，尤其是幾年來傳統玻璃行業已經飽和，高精尖玻璃市場卻一直被國外玻璃公司（如德國、日本等）壟斷，我們企業為了中國玻璃的敢追到領跑，有著義不容辭的責任。

流道閘板裝置位于錫槽前端，是玻璃液從熔窯出來后的第一個設備，通過調節閘板的高度來調節玻璃液浸入錫槽的流速，進入配合后端的設備對玻璃的厚度和寬度進行控制和調節。近幾年這個裝置基本停留在前五年的水平，控制系統的創新進步迫在眉睫。

熱端的垂直攪拌器和流道閘板控制都是單獨的設備，兩者之間沒有根本的聯系，這樣做的缺點有：

1、兩套獨立的控制設備從制造成本上遠大于一套有聯系的整個系統；

2、生產使用時需要兩個不同的人員看管兩個設備，增加了人力成本；

3、同樣作為熱端玻璃液控制的重要設備，分開控制不便于提高最終玻璃液流入錫槽的質量，這點在高端玻璃線上顯得尤為重要。

發明內容：

本發明的目的是是為了解決現有技術的不足，提供了一種垂直攪拌和閘板控制系統。

本發明采用的技術方案為：

垂直攪拌和閘板控制系統，包括上位機、交換機、PLC、安裝的人機界面、模塊化變頻器和編碼器等，其特征在于：

所述上位機通過通信線路串聯兩個交換機，其中一個交換機上并聯若干模塊化變頻器、另一個交換機上并模塊化變頻器、PLC、人機界面和若干編碼器，若干編碼器在交換機上依次串聯；

其中上位機采用PROFINET-開放式以太網標準，選用西門子SCALANCE XB008工業以太網交換機或者普通交換機，將帶PROFINET接口的編碼器、人機界面、上位機和PLC通過交換機連接，每個設備設置獨立的網絡地址；

PLC對本系統的整個網絡進行硬件組態，定義變頻器、人機界面在網絡中的地址，讀寫各個站點信息和實時監控，選用CPU 1511-1PN作為系統的大腦，選用相適應的數字量輸入和輸出模塊作為和外部設備交流的通道，選用熱電阻模塊監控現場冷卻水的溫度，選用模擬量輸入模塊監控現場水流量的大小，處理后同時在上位機上顯示閘板的實時開度；

模塊化變頻器自帶PROFINET接口，通過交換機和PLC通訊控制垂直攪拌站變頻器的啟停和速度，同時根據各電機后面編碼器傳給PLC的信號，經PLC處理后對SINAMICS G120變頻器進行閉環控制，變頻器利用數字量固定頻率輸出功能，設置高速和低速兩種固定速度以控制流道閘板裝置；

人機界面采用SIMATIC KTP600 Basic color面板，設置同一網段內不同地址通過PROFINET進行通訊，與PLC實時通訊。

所述的垂直攪拌和閘板控制系統，其特征在于：

所述編碼器連接顯示器并顯示實時的閘板開度，同時變換傳輸一路4~20ma的信號給PLC，經過PLC處理后，在中控室同時實時顯示閘板開度，垂直攪拌站電機后面采用PROFINET口的絕對值編碼器，與PLC通訊，反饋電機的實時轉速。

主要創新點有：

1、利用垂直攪拌方式代替老式水平攪拌方式。攪拌器螺旋漿葉對玻璃液生產流的機械攪拌來消除或降低窯內自然均化不能克服的缺陷，保證進入成形區玻璃液的溫度均勻性和化學均勻性，從而生產出光學性能和表面質量優良的浮法玻璃。這不僅僅是現代熔窯操作的需要，也是優質高產的需要。但由于種種原因，原先水平攪拌器在使用中沒能發揮其優越性，普遍存在著運行周期短、設備維護費用高及嚴重影響生產等問題。垂直攪拌器的出現擬補了水平攪拌的缺陷。

2、垂直攪拌器減速機尾部使用工業以太網口的絕對值編碼器串聯后接入交換機和PLC通訊，在經濟的基礎上實現相鄰攪拌站之間角速度基本一致。閘板裝置使用空心軸編碼器直接在顯示器上顯示閘板開度。

3、流液道閘板裝置首次使用PLC控制，安全可靠性進一步加強。從而玻璃液的均勻性更好，設備的穩定安全性能更高。

4、以往垂直攪拌器電控和流液道閘板電控都是獨立的控制，此套設備共用同一套PLC控制，在中控室實現集中控制，方便操作的同時，節約了制造成本。