一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统及其控制方法，涉及超薄玻璃生产技术领域。一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统，包括窑炉，窑炉内部设有若干小炉，所述窑炉内部被划分为多个温度控制区域，数据采集系统用于采集温度控制区域内的数据，多变量前馈自动控制系统用于对各温度控制区域进行温度前馈调节。应用于上述控制系统的控制方法，控制器按照1级、2级、2级的优先级次序对应执行主前馈逻辑、天然气流量自动控制逻辑和助燃风流量自动控制逻辑。本发明专利技术通过多变量前馈自动控制系统，在实现前馈调节的基础上集成了多变量输入自动控制，从而实现了预防性调节并有效保证了调节的准确性。调节的准确性。调节的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及超薄玻璃生产
，具体为一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]在高铝超薄玻璃的生产过程中，对熔制温度的要求相较于普通玻璃要更为严苛；具体来说，窑炉内烧制温度的稳定性，直接决定了玻璃的良率、产量，以及成品玻璃的各项性能和质量。
[0003]在目前的超薄玻璃生产技术中，对窑炉温度的控制大多依靠人工实现；具体来说，通过热电偶或传感器测量、监控窑炉内温度以及其它与温度相关的参数，而后人工对窑炉温度变化趋势进行研判，并据研判结果相应控制加减燃料量。然而，上述方式在实际使用中存在两大主要问题：第一，人工研判方式大部分需要依靠研判者的工作经验，并且具有一定的主观性和波动性，因此会使得研判的准确度不受控制；第二，玻璃生产窑炉吨位大、温度高、蓄热量大，在通过热电偶或传感器进行参数测量和监控时，对窑炉内部整体的温度波动检测和反馈的滞后性非常严重，从而会使得温度经常呈周期性大幅上升或下降，进而导致玻璃生产效果不理想。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统及其控制方法，以解决现有窑炉温度调节所采用的人工控制方式和反馈监控方式中，由于存在研判标准不精确和不统一、温度波动检测和反馈滞后性严重而导致玻璃性能及品质受到较大影响的问题。
[0005]本专利技术是采用以下技术方案实现的：
[0006]一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统，包括窑炉，窑炉内部设有若干小炉，所述窑炉内部被划分为多个温度控制区域，数据采集系统用于采集温度控制区域内的数据，多变量前馈自动控制系统用于对各温度控制区域进行温度前馈调节。
[0007]上述方案中，根据窑内温度特点、将窑炉内部进行区域划分，可形成相对独立的多个温度控制区域，并且多个温度控制区域与窑内各工艺环节相对应，从而有助于系统对各温度控制区域内温度的精确控制；通过多变量前馈自动控制系统，在实现前馈调节的基础上集成了多变量输入自动控制，从而实现了预防性调节并有效保证了调节的准确性。
[0008]进一步的，所述多个温度控制区域包括化料区、热点区和澄清区，化料区、热点区和澄清区内均设有主控温度点。
[0009]上述方案中，主控温度点用于反映所对应温度控制区域的实际温度数值，也就是说，通过测量主控温度点的温度，可判断某温度控制区域的实际温度数值是否与温度标准数值相一致，从而根据判断结果做相应反馈调节。
[0010]进一步的，所述主控温度点的温度由数据采集系统中的温度传感器检测，数据采集系统还包括热值检测仪器、流量计和氧含量传感器。
[0011]上述方案中，温度传感器用于检测主控温度点的实际温度，热值检测仪器用于测量窑炉的实际天然气热值，流量计用于测量窑炉内天然气和助燃风总流量以及各小炉天然气和助燃风流量，氧含量传感器用于检测各小炉残氧含量。
[0012]进一步的，所述多变量前馈自动控制系统包括控制器和控制阀，控制器用于执行多变量前馈自动控制逻辑，控制阀用于对温度控制区域执行天然气流量调节。
[0013]上述方案中，控制器接收数据采集系统采集到的参数信息、并根据参数信息执行控制逻辑，相应控制阀接收控制器下达的指令、并根据指令进行调节。
[0014]进一步的，所述多变量前馈自动控制逻辑包括表层逻辑和内层逻辑，内层逻辑包括主前馈逻辑、天然气流量自动控制逻辑和助燃风流量自动控制逻辑。
[0015]上述方案中，表层逻辑为各小炉天然气流量和助燃风流量进行自动前馈调节；通过执行内层逻辑，实现对窑炉内温度的前馈、多变量输入自动控制调节，最终使得窑炉内温度和气氛符合工艺稳定要求。
[0016]一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统的控制方法，应用于以上所述的一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统，所述控制器按照1级、2级、2级的优先级次序对应执行主前馈逻辑、天然气流量自动控制逻辑和助燃风流量自动控制逻辑。
[0017]上述方案中，由于本系统为多变量输入自动调节，因此为避免各逻辑之间发生冲突，设定逻辑优先级；本方案中，优先级数值在先的逻辑先执行。
[0018]进一步的，所述控制器执行主前馈逻辑时，窑炉内部总热量变化，使得窑炉内部天然气总流量变化、各小炉的天然气流量随动，各小炉风气比更新。
[0019]上述方案中，当测得的实际天然气热值发生变化、与窑炉内部总热量不一致时，窑炉内部天然气总流量随设定天然气热值变化而变化，实现温度前馈控制，其中设定天然气热值由固定时间积分所得、调整时间与积分时间同步，总热量即总热值、总热量/总热值＝设定天然气单位热值*天然气总流量；窑炉内部天然气总流量变化后，各小炉的天然气流量按百分比自动跟踪调节，其中百分比指的是各小炉天然气流量与窑炉内部天然气总流量的百分比；风气比指的是助燃风与天然气的比值，通过调整风气比可相应控制天然气的燃烧充分度，从而使得温度发生改变。
[0020]进一步的，所述控制器执行天然气流量自动控制逻辑时，某个温度控制区域内主控点温度不达标，使得该温度控制区域内的天然气流量变化。
[0021]上述方案中，主控点温度过高时、降低对应温度控制区域内的天然气流量，主控点温度过低时、提高对应温度控制区域内的天然气流量，使得天然气燃烧情况对应温度情况调节，从而使得温度发生改变。
[0022]进一步的，所述温度控制区域内的天然气流量变化后，按照3级优先级次序，该温度控制区域内的助燃风流量随动，窑炉内部总热量更新。
[0023]上述方案中，助燃风流量按照风气比随动变化，窑炉内部总热量随某温度控制区域内的天然气流量变化而变化、即总热量更新。
[0024]进一步的，所述控制器执行助燃风流量自动控制逻辑时，某小炉残氧含量不达标，使得该小炉风气比变化、该小炉助燃风流量随动，该小炉天然气流量不变。
[0025]上述方案中，残氧量可反映天然气的燃烧充分度，因此当残氧量不达标时，相应调整助燃风流量可调节天然气的燃烧充分度，从而使温度发生改变。
[0026]本专利技术实现的有益效果是：
[0027](1)本申请中，通过多变量前馈自动控制系统对窑炉内的温度实现前馈调节，相较于现有技术中滞后性严重的人工控制方式，本系统可以实现对温度的预防性调节，从而能够有效保证炉内温度的稳定性和标准性。
[0028](2)在前馈调节方式下，本申请进一步实现了多变量输入自动控制，替代了现有技术中的人工经验控制，因此具有更高的准确性和可靠性。
[0029](3)另外，本申请中对窑炉内部进行分区监控与控制，相较于传统的整体统一控制方式，能够进一步保证监控与控制的精确度，从而使各个温度控制区域都能保持在标准温度范围，进而使得生产出的成品玻璃厚薄均匀、各项力学性能一致。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例2所述控制方法的内层逻辑结构示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例1所述控制系统的俯视结构示意图；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统，包括窑炉(1)，窑炉(1)内部设有若干小炉，其特征在于：所述窑炉(1)内部被划分为多个温度控制区域，数据采集系统用于采集温度控制区域内的数据，多变量前馈自动控制系统用于对各温度控制区域进行温度前馈调节。2.根据权利要求1所述的一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统，其特征在于：所述多个温度控制区域包括化料区、热点区和澄清区，化料区、热点区和澄清区内均设有主控温度点。3.根据权利要求2所述的一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统，其特征在于：所述主控温度点的温度由数据采集系统中的温度传感器(9)检测，数据采集系统还包括天然气分析仪器、流量计和氧含量传感器(11)。4.根据权利要求1所述的一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统，其特征在于：所述多变量前馈自动控制系统包括控制器和控制阀，控制器用于执行多变量前馈自动控制逻辑，控制阀用于对温度控制区域执行天然气流量调节。5.根据权利要求4所述的一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统，其特征在于：所述多变量前馈自动控制逻辑包括表层逻辑和内层逻辑，内层逻辑包括主前馈逻辑、天然气流量自动控制逻辑和助燃风流量自动控制逻辑。6.一种玻璃生产窑炉温度前馈控制系统的控制方法，应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：周尧，刘建勇，李凯良，于江川，
申请(专利权)人：青岛融合新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：