機電工程系實習報告

了三年的大學,然而大多數人對本專業的認識還是不夠，所以對本專業掌握並不是很理想。今年暑假，學院為了使我們更多瞭解自動化在機電產品、裝置，提高對機電工程製造技術的認識，加深自動化在工業各領域應用的感性認識，開闊視野，瞭解相關裝置及技術資料，熟悉典型零件的加工工藝，特意安排了我們到幾個擁有較多型別的機電一體化裝置，生產技術較先進的工廠進行生產操作實習。為期兩週的生產實習，我們先後去過了洛陽浮法玻璃有限責任有限公司，河南三鹿花花牛乳業有限公司，思達高科公司，鄭州紡織機械股份有限公司。瞭解這些工廠的生產情況，與本專業有關的各種知識，各廠工人的工作情況等等。第一次親身感受了所學知識與實際的應用，感測器在測量溫度氣壓液位裝置的應用了，電子技術在機械製造工業的應用了，精密機械製造在機器製造的應用了，等等理論與實際的相結合，讓我們大開眼界，也是對以前所學知識的一個初審。通過這次生產實習，進一步鞏固和深化所學的理論知識，彌補以前單一理論教學的不足，為後續專業課學習和畢業設計打好基礎。由於本人專業是電氣自動化，故下述將以自動控制、檢測技術、PLC及DCS方面加以論述。關鍵詞：浮法玻璃；DCS；減量稱量法；PLC；現場匯流排；智慧控制
1 簡介
洛玻始建於1956年，經過40多年的建設和發展，已成為集科研開發、生產經營、進出口貿易、金融、證券於一體的大型企業集團，擁有國家級技術中心和集團財務公司，總資產49億元人民幣，是世界三大浮法玻璃工藝之一——洛陽浮法的誕生地，是目前國內唯一一家同時具備0.7㎜～25㎜生產能力的大型玻璃製造企業。公司現在擁有13條現代化的浮法玻璃生產線，年產多種色調、多種規格的優質浮法玻璃1800多萬重量箱。經過不斷的創新，洛玻在浮法玻璃和技術加工玻璃方面取得了優勢和經驗，擁有前中國中西部生產能力最大的綜合性玻璃深加工基地，擁有先進的高科技生產工藝和技術裝備。產品包括車用安全玻璃、建築安全玻璃、裝飾玻璃等系列，年綜合加工能力1000萬平方米。公司具有國家一級資質幕牆施工資格，參與施工的工程先後獲得四項魯班獎。2 玻璃生產工藝
目前我國使用量最大的平板玻璃，按其製造工藝的區別分為三種，即引上法平板玻璃、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。前兩種工藝主要生產5mm以下的薄玻璃，用於一般工業與民用建築的門窗。這兩種平板玻璃平整度與厚薄差均較差，僅可滿足封閉與採光的要求，不能用來作深加工處理，尤其不宜用於製作各種鍍膜玻璃，但其具有價格低廉的優勢，仍較廣泛使用於低檔建築工種。浮法玻璃是採用當今最先進工藝生產的平板玻璃，各種效能均優於其他工藝生產的平板玻璃，產品厚度可在0.75~25mm範圍，能滿足建築工程的不同需求，宜用於製造各種深加工玻璃，既可用於工業與民用建築，也可用於賓館飯店等高檔建築。浮法工藝是我們到洛玻集團學習的一個很重要的環節，為了能更深刻的學習智慧控制在玻璃製作工藝中的應用，首先我們對玻璃製作工藝進行了比較詳細的學習。製作玻璃需要三大工序進行，如圖:（略）
2.1 原料製備
2.1.1 玻璃成分
SiO 2 Al 2 O 3 CaO MgO Na 2 O+K 2 0
由於一些原料有其特殊之處，所以在各個工序中都要對其加以克服才能順利而又合理的製作出合乎要求的玻璃。由於SiO2的熔點過高，大約在1710度，所以就要加入適量的氧化鈣和氧化鉀來降低熔點，而這兩種原料有相對比較貴，容易提高製作成本，就適量加一些氧化鋁，還有其他的一些原料加入，都有其中的用意，每一種原料的加入都是有原因的。2.1.2 玻璃原料
主要有：矽砂 石灰石 純鹼 長石
輔助原料：著色劑 金屬氧化物
助熔劑：螢石 CaF 2
澄清劑：碳
2.1.3 配合料的製備
1）粉料倉
上部：立方體 鋼筋混凝土結構
下部：角錐體 鋼板結構
2）輸送裝置
間歇式：汽車、叉車、剷車、吊車
連續式機械輸送：皮帶輸送機、鬥式提升機、溜管
氣力輸送：壓送式、吸入式
3）稱量裝置:
電子稱：特點是快速準確
誤差值：減量稱量法
減量稱量法是根據具體操作實踐中反覆的修改而得出來的最合適的方法進行誤差最小化。2.2 玻璃的熔化
熔化：把均勻的備料經過高溫變化成合適成型的玻璃液。溫度點的控制：熔化前段玻璃液 1300C-1100C
成型： 1100C-600C
熔窯：箱式蓄熱式橫火焰室
熔化過程如圖：（略）
2.3 玻璃成型

浮法玻璃生產的成型過程是在通入保護氣體（N 2 及H 2 ）的錫槽中完成的。熔融玻璃從池窯中連續流入並漂浮在相對密度大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用下，玻璃液在錫液麵上鋪開、攤平，形成上下表面平整，硬化、冷卻後被引上過渡輥臺。輥臺的輥子轉動，把玻璃帶拉出錫槽進入退火窯。經退火、切裁，就得到平板玻璃產品。浮法與其他成型方法比較，其優點是：適合於高效率製造優質平板玻璃，如沒有波筋，厚度均勻，上下表面平整，互相平行；生產線的規模不受成形方法的限制，單位產品的能耗低；成品利用率高；易於科學化管理和實現全現機械化、自動化，勞動生產率高；連續作業週期可長達幾年，有利於穩定地生產；可為線上生產一些新品種提供適合條件，如電浮法反射玻璃，退火時噴塗膜玻璃，冷端表面處理等。3 浮法玻璃生產線上的關鍵技術
3.1 玻璃配料系統技術 採用SIEMENS S7系列PLC
·配料料方優化
·水分和重量補正
·神經元專家系統質量預測
3.2 玻璃熔窯系統技術
·全保溫技術:使用新型耐火材料,合理優化磚材匹配,改造熔窯結構
·窯溫模糊自動控制
·採用神經元網路實現空氣-燃料比例最優化
·採用相遇煤氣法自動換向
3.3 錫槽系統技術
·玻璃成型保溫技術的開發研究
·採用模糊控制進行溫度監控
·採用專家系統進行錫槽裝置診斷
·開發錫槽智慧電加熱系統
·開發一套完整的錫槽監控系統
3.4 退火窯系統技術
·退火窯保溫技術的開發
·採用模糊控制對退火窯進行溫度監控
·開發退火窯智慧電加熱系統
·採用人工智慧方法進行退火窯裝置診斷
·開發一套完整的退火窯監控系統
4 智慧自動化技術在玻璃生產線上的應用
4.1 玻璃生產裝置優化操作
利用人工智慧的方法,對玻璃生產線上的裝置優化操作.4.2 玻璃質量預測
利用人工智慧的方法,通過對玻璃原料和生產過程的分析,能夠預測玻璃質量.4.3 浮法玻璃生產線裝置診斷
利用人工智慧中的專家系統能夠對現場各種因素的綜合分析,對出故障的玻璃裝置進行診斷,分析出故障的原因,並給出相應的解決辦法.4.4 玻璃配料自動計算及優化
根據玻璃原料各組分的化學成分,價格及玻璃配方,能自動地計算出各組分的定量給定值,並且在保證質量不受影響的前提下使整個所用原料總量價格最低,從而降低玻璃成本.5 各工段控制系統並能聯網集中監控
5.1 配料智慧自動化系統
(1) 自動精確稱量各種原料
(2) 部分原料水分線上測量和自動調節溼基量
(3) 使用配料專家系統進行原料各分量重量設定
(4) 配料時序自動控制,裝置起停,連鎖和順序控制
(5) 混合料加水自動控制
(6) 窯頭料倉料位自動控制
(7) 全線安全聯鎖和事故報警
(8) 控制流程畫面顯示
(9) 列印報表和資料記錄
(10) 防止配錯料及配錯後處理
(11) 資料通訊,包括和廠管理計算機,系統內部等通訊
5.2 玻璃熔窯智慧自動化系統
玻璃窯爐智慧自動化系統具體功能包括:
·熔窯火焰自動換向
·智慧爐壓調節
·液麵控制
·智慧爐溫調節,採用模糊控制的方法
·空燃比尋優,採用神經元網路及專家系統
5.3 錫槽智慧自動化系統
·資料採集
·自動控制,溫度採用模糊控制方法
·資料顯示
·資料記錄,包括列印報表,歷史資料以螢幕硬拷貝
·技術計算
·技術通訊,能全廠聯網
5.4 退火窯智慧自動化系統
·採用先進可靠低成本PLC作為控制裝置
·管控一體化
·使用大容量工業PC代替傳統的過程計算機
·使用人工智慧技術進行控制

6 DCS在浮法玻璃生產線中的應用
浮法玻璃生產線上使用的DCS主要使用範圍在熔化
成形和退火三個工段，以順序控制和時序控制為主的原料和冷端兩個重要的生產工段通常採用PLC 處理，但隨著DCS熔窯溫度控制系統時通常有以熱點溫度為主其他各小爐碹頂溫度為輔的加權控制和各小爐碹頂溫度獨立控制兩種方式，由於浮法玻璃熔窯的大熱容特性使得溫度控制系統具有較大的慣性和較大的滯後，加之熔窯的溫度通常採取碹頂檢。如圖:（略）測方式不能反映出玻璃液的溫度以及換向過程中的擾動影響等因素在實際應用中均不能獲得理想的控制效果。