[发明专利]垂直搅拌和闸板控制系统

说明书

技术领域：

本发明涉及玻璃行业生产机械领域，具体的是一种垂直搅拌和闸板控制系统。

背景技术：

搅拌器是改变玻璃液的热均匀性及玻璃液的化学均匀性的设备。最早期的是水平搅拌器，使用便携性不高、暂用玻璃厂房空间大，近几年垂直搅拌器逐渐取代水平搅拌器，常用的设计是用一个电机带多个搅拌轴，或者多个电机带多个搅拌轴的设计，相比较水平搅拌器有了很大的进步，但是还不够理想，尤其是几年来传统玻璃行业已经饱和，高精尖玻璃市场却一直被国外玻璃公司（如德国、日本等）垄断，我们企业为了中国玻璃的敢追到领跑，有着义不容辞的责任。

流道闸板装置位于锡槽前端，是玻璃液从熔窑出来后的第一个设备，通过调节闸板的高度来调节玻璃液浸入锡槽的流速，进入配合后端的设备对玻璃的厚度和宽度进行控制和调节。近几年这个装置基本停留在前五年的水平，控制系统的创新进步迫在眉睫。

热端的垂直搅拌器和流道闸板控制都是单独的设备，两者之间没有根本的联系，这样做的缺点有：

1、两套独立的控制设备从制造成本上远大于一套有联系的整个系统；

2、生产使用时需要两个不同的人员看管两个设备，增加了人力成本；

3、同样作为热端玻璃液控制的重要设备，分开控制不便于提高最终玻璃液流入锡槽的质量，这点在高端玻璃线上显得尤为重要。

发明内容：

本发明的目的是是为了解决现有技术的不足，提供了一种垂直搅拌和闸板控制系统。

本发明采用的技术方案为：

垂直搅拌和闸板控制系统，包括上位机、交换机、PLC、安装的人机界面、模块化变频器和编码器等，其特征在于：

所述上位机通过通信线路串联两个交换机，其中一个交换机上并联若干模块化变频器、另一个交换机上并模块化变频器、PLC、人机界面和若干编码器，若干编码器在交换机上依次串联；

其中上位机采用PROFINET-开放式以太网标准，选用西门子SCALANCE XB008工业以太网交换机或者普通交换机，将带PROFINET接口的编码器、人机界面、上位机和PLC通过交换机连接，每个设备设置独立的网络地址；

PLC对本系统的整个网络进行硬件组态，定义变频器、人机界面在网络中的地址，读写各个站点信息和实时监控，选用CPU 1511-1PN作为系统的大脑，选用相适应的数字量输入和输出模块作为和外部设备交流的通道，选用热电阻模块监控现场冷却水的温度，选用模拟量输入模块监控现场水流量的大小，处理后同时在上位机上显示闸板的实时开度；

模块化变频器自带PROFINET接口，通过交换机和PLC通讯控制垂直搅拌站变频器的启停和速度，同时根据各电机后面编码器传给PLC的信号，经PLC处理后对SINAMICS G120变频器进行闭环控制，变频器利用数字量固定频率输出功能，设置高速和低速两种固定速度以控制流道闸板装置；

人机界面采用SIMATIC KTP600 Basic color面板，设置同一网段内不同地址通过PROFINET进行通讯，与PLC实时通讯。

所述的垂直搅拌和闸板控制系统，其特征在于：

所述编码器连接显示器并显示实时的闸板开度，同时变换传输一路4~20ma的信号给PLC，经过PLC处理后，在中控室同时实时显示闸板开度，垂直搅拌站电机后面采用PROFINET口的绝对值编码器，与PLC通讯，反馈电机的实时转速。

主要创新点有：

1、利用垂直搅拌方式代替老式水平搅拌方式。搅拌器螺旋浆叶对玻璃液生产流的机械搅拌来消除或降低窑内自然均化不能克服的缺陷，保证进入成形区玻璃液的温度均匀性和化学均匀性，从而生产出光学性能和表面质量优良的浮法玻璃。这不仅仅是现代熔窑操作的需要，也是优质高产的需要。但由于种种原因，原先水平搅拌器在使用中没能发挥其优越性，普遍存在着运行周期短、设备维护费用高及严重影响生产等问题。垂直搅拌器的出现拟补了水平搅拌的缺陷。

2、垂直搅拌器减速机尾部使用工业以太网口的绝对值编码器串联后接入交换机和PLC通讯，在经济的基础上实现相邻搅拌站之间角速度基本一致。闸板装置使用空心轴编码器直接在显示器上显示闸板开度。

3、流液道闸板装置首次使用PLC控制，安全可靠性进一步加强。从而玻璃液的均匀性更好，设备的稳定安全性能更高。

4、以往垂直搅拌器电控和流液道闸板电控都是独立的控制，此套设备共用同一套PLC控制，在中控室实现集中控制，方便操作的同时，节约了制造成本。