專利名稱：浮法玻璃生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能效跟蹤、設(shè)備管理和智能控制的智能化節(jié)能控制裝置，尤其是一種浮法玻璃生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置。
背景技術(shù)：
浮法玻璃在平板玻璃中占著主導(dǎo)地位，占總量中的近70％。作為當(dāng)今世界玻璃生產(chǎn)最高技術(shù)的浮法工藝自1959年發(fā)明至今，仍以無可替代的優(yōu)勢占居全球平板玻璃工業(yè)的龍頭地位。我國的浮法玻璃產(chǎn)量約占世界浮法總數(shù)的四分之一。
隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全國總能耗在逐年增長，浮法玻璃工業(yè)能耗也呈上升趨勢，但中國浮法玻璃行業(yè)能源利用率和國際水平相比相差甚遠(yuǎn)，具有很大的節(jié)能潛力。目前，中國的浮法玻璃工業(yè)控制系統(tǒng)主要是分布式集散控制系統(tǒng)、可編程邏輯控制系統(tǒng)及傳統(tǒng)的智能儀表控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)僅僅是實(shí)現(xiàn)浮法玻璃工業(yè)各生產(chǎn)線的集中監(jiān)視與控制，沒有考慮能源利用率的問題，不能實(shí)現(xiàn)對浮法玻璃企業(yè)能源進(jìn)行集中管理、分析及預(yù)測，因此浮法玻璃企業(yè)對能源管理無法實(shí)現(xiàn)智能管理與智能控制，更是無法提供經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)能方案。
雖然浮法玻璃企業(yè)目前大多都采用了變頻調(diào)速技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，但目的只是為了實(shí)現(xiàn)單一的集中控制，監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀況、控制現(xiàn)場設(shè)備及設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)等，不具有能源優(yōu)化模型及先進(jìn)節(jié)能控制技術(shù)，設(shè)備不能按需耗能，浪費(fèi)大量能源。

發(fā)明內(nèi)容針對浮法玻璃行業(yè)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果好、管理方便、分析準(zhǔn)確，診斷、維修方便的浮法玻璃生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置。
一種浮法玻璃生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置，包括信號采集裝置、電能質(zhì)量控制器，可編程控制器、可視化現(xiàn)場操作站、智能模糊控制器、操作員控制站、工程師控制站和能源管理站；信號采集裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊與采集溫度信號、濕度信號、風(fēng)壓信號、風(fēng)量信號、風(fēng)速信號和電能信號的傳感器，信號采集裝置通過屏蔽電纜與對應(yīng)的傳感器連接，信號采集裝置和可編程控制器通過系統(tǒng)總線連接。
所述的信號采集裝置是綜合數(shù)據(jù)采集模塊，綜合數(shù)據(jù)采集模塊與可編程控制器連接；綜合數(shù)據(jù)采集模塊使用歐姆龍生產(chǎn)CJ1W-AD081-V1或西門子生產(chǎn)的6ES7331-7KF02-0AB0；傳感器包括溫、濕度傳感器、風(fēng)壓傳感器、風(fēng)量傳感器、風(fēng)速傳感器，電流互感器。溫濕度傳感器的實(shí)際安裝位置及數(shù)量要根據(jù)各風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況及作用來現(xiàn)場確定，風(fēng)壓傳感器、風(fēng)量傳感器、風(fēng)速傳感器安裝在個(gè)風(fēng)機(jī)的送風(fēng)管道上。溫度傳感器用歐銳特科技有限公司生產(chǎn)的WR系列熱電偶，濕度傳感器用BTHS-3型支持0-10V/4-20MA標(biāo)準(zhǔn)信號輸出的傳感器，風(fēng)壓傳感器使用HONEYWELL的CPC系列風(fēng)壓傳感器，風(fēng)量傳感器使用常州三恒自動化儀表有限公司的KGF2型智能風(fēng)量傳感器，風(fēng)速傳感器使用前景惠邦溫室控制技術(shù)公司的LT/FS系列，電流互感器是德力西的LM系列。
本實(shí)用新型的工作過程如下系統(tǒng)啟動，進(jìn)入節(jié)能控制系統(tǒng)軟件主畫面，工作人員可選擇節(jié)能運(yùn)行方式或工頻運(yùn)行方式。在節(jié)能運(yùn)行方式下通過系統(tǒng)信號采集裝置采集現(xiàn)場溫度、濕度、風(fēng)壓、風(fēng)量、風(fēng)速以及電能質(zhì)量的相關(guān)參數(shù)，與專家數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)參數(shù)比較，中央控制器和能效分析控制軟件綜合分析運(yùn)算得出得到系統(tǒng)運(yùn)行偏差，根據(jù)偏差系統(tǒng)選擇智能模糊控制方式智能模糊節(jié)能控制方式1當(dāng)偏差＜0時(shí)，選擇智能模糊節(jié)能控制方式1，在保證終端負(fù)載需求的情況下，根據(jù)專家數(shù)據(jù)庫有關(guān)參數(shù)計(jì)算得出最佳運(yùn)行參數(shù)，再經(jīng)過模糊控制器整定輸出給控制設(shè)備，從而使設(shè)備運(yùn)行在最佳狀況，達(dá)到最優(yōu)控制。智能模糊節(jié)能控制方式2當(dāng)偏差＞＝0并且小于專家數(shù)據(jù)庫有關(guān)參數(shù)運(yùn)算得出的偏差最大值時(shí)，選擇智能模糊節(jié)能控制方式2，在保證終端負(fù)載需求的情況下，專家數(shù)據(jù)庫參數(shù)和當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)比較運(yùn)算，得到偏差，然后將偏差數(shù)據(jù)回饋，再經(jīng)過比例積分微分(PID)運(yùn)算，得出最佳運(yùn)行參數(shù)，再經(jīng)過模糊控制器整定輸出給控制設(shè)備，從而使設(shè)備始終運(yùn)行在最佳狀況，達(dá)到最優(yōu)控制。智能模糊節(jié)能控制方式3當(dāng)偏差＞＝專家數(shù)據(jù)庫有關(guān)參數(shù)運(yùn)算得出的偏差最大值時(shí)，選擇智能模糊節(jié)能控制方式3，在保證終端負(fù)載需求的情況下，根據(jù)專家數(shù)據(jù)庫有關(guān)參數(shù)計(jì)算得出最佳運(yùn)行參數(shù)，再經(jīng)過模糊控制器整定輸出給控制設(shè)備，從而使設(shè)備始終運(yùn)行在最佳狀況，達(dá)到最優(yōu)控制。
在工頻運(yùn)行方式下，用戶可手動或自動啟動生產(chǎn)線上的各臺風(fēng)機(jī)，并記錄風(fēng)機(jī)的啟動停止時(shí)間以及運(yùn)行時(shí)間，采集系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù)。當(dāng)節(jié)能運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，中央控制站會自動彈出報(bào)警畫面提示工作人員并自動切換到工頻運(yùn)行；當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，系統(tǒng)會自動切換到備用風(fēng)機(jī)運(yùn)行并自動彈出報(bào)警畫面提示工作人員。
能效分析控制軟件對浮法玻璃生產(chǎn)線的每臺風(fēng)機(jī)的能源消耗按天統(tǒng)計(jì)、月統(tǒng)計(jì)及年統(tǒng)計(jì)，并且根據(jù)用戶給定能源價(jià)格計(jì)算能源成本，并自動生成報(bào)表及曲線；能效分析控制軟件對所有能耗進(jìn)行分析，與同期能耗進(jìn)行比較，并且運(yùn)算出能效數(shù)據(jù)通過總線輸出給可編程控制器，為可編程控制器進(jìn)行能耗控制提供依據(jù)，能效數(shù)據(jù)可以曲線和棒圖的形式表示；能效分析控制軟件把設(shè)備能耗數(shù)據(jù)及其它重要參數(shù)自動生成時(shí)報(bào)表、日報(bào)表、月報(bào)表及年報(bào)表進(jìn)行管理，還提供故障預(yù)警、報(bào)警、自診斷、打印功能，保障系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。能效分析控制軟件記錄設(shè)備啟動及停止時(shí)間、設(shè)備節(jié)能及工頻運(yùn)行累計(jì)時(shí)間，計(jì)算節(jié)電率及節(jié)約成本，使用戶實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)設(shè)備能耗情況，方便成本管理、控制。
本實(shí)用新型一方面實(shí)現(xiàn)對浮法玻璃生產(chǎn)線各風(fēng)機(jī)的集中管理與控制，使浮法玻璃生產(chǎn)線各風(fēng)機(jī)協(xié)調(diào)工作，達(dá)到最優(yōu)工作狀況，從而提高浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)的能源利用率；另一方面對能源信號進(jìn)行在線自動監(jiān)測和修正計(jì)算，能效分析控制軟件對能源數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和匯總分析能源數(shù)據(jù)，為用戶提供曲線、報(bào)表管理及故障報(bào)警，及時(shí)向調(diào)度人員和領(lǐng)導(dǎo)提供能源信息和情報(bào)，以便做出相應(yīng)的節(jié)能決策，提高浮法玻璃生產(chǎn)線設(shè)備的管理整體水平及能源管理水平。工藝節(jié)能與技術(shù)節(jié)能相結(jié)合1、工藝節(jié)能根據(jù)各風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況及工藝要求，有的風(fēng)機(jī)所需要的風(fēng)源為冷風(fēng)，而有的風(fēng)機(jī)所需要的風(fēng)源為熱風(fēng)，首先通過工藝保證需要冷風(fēng)源的風(fēng)機(jī)吸入低溫冷風(fēng)，避免出現(xiàn)冷熱風(fēng)交叉的現(xiàn)象，以達(dá)到更好的降溫效果，冷風(fēng)被風(fēng)機(jī)吹到所要降溫的高溫設(shè)備上后，吸收高溫設(shè)備的熱量后，冷風(fēng)的溫度相對升高，采用余熱回收裝置將熱風(fēng)進(jìn)行采集，輸送給需要熱風(fēng)源的風(fēng)機(jī)，使風(fēng)量進(jìn)行有效循環(huán)，將熱風(fēng)進(jìn)行有效利用，即提高了高溫設(shè)備的降溫效果，又降低了需要熱風(fēng)源的風(fēng)機(jī)對風(fēng)進(jìn)行加熱時(shí)的能源消耗，達(dá)到工藝節(jié)能。
2、技術(shù)節(jié)能通過工藝節(jié)能的改造，提高了能源的利用率，增加了風(fēng)機(jī)技術(shù)節(jié)能的空間，結(jié)合風(fēng)機(jī)設(shè)備的技術(shù)改造，達(dá)到更好的節(jié)能效果，降低能耗的浪費(fèi)。
本實(shí)用新型突破浮法玻璃生產(chǎn)線現(xiàn)有控制技術(shù)，集成了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、智能模糊控制技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、組態(tài)軟件技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)，并且融入了先進(jìn)的節(jié)能控制算法。
本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、技術(shù)含量高、穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果好、管理方便、分析準(zhǔn)確、診斷、維修方便的特點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是本實(shí)用新型的總電原理圖。
圖3是本實(shí)用新型中信號采集裝置電原理圖。
其中，1、能源管理站 2、工程師控制站 3、操作員控制站 4、打印機(jī) 5、可視化現(xiàn)場操作站 6、通訊接口 7、電源裝置 8、可編程控制器 9、智能模糊控制器 10、信號采集裝置 11、電能質(zhì)量控制器 12、傳感器 13、互感器 14、濾波器 15、電抗器 16、變頻器 17、智能模糊模塊；POWER SUPPLY電源，PT&DATACENTER嵌入式一體化工控機(jī)，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；SCU41通訊模塊；Transduce變頻器；ATURS232轉(zhuǎn)RS485模塊，M電機(jī)；N、U、V、W三相四線電源；R、S、T、變頻器三相電源進(jìn)線端子；USB通行串行總線；Rs232串行總線；PLC可編程控制器；CIF12RS232C轉(zhuǎn)換適配器；QF斷路器，WR溫度傳感器，BTHS濕度度傳感器，CPC風(fēng)壓度傳感器，KGF2風(fēng)量度傳感器，LT/FS風(fēng)速度傳感器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2和圖3所示，包括信號采集裝置10、電能質(zhì)量控制器11，可編程控制器8、可視化現(xiàn)場操作站5、智能模糊控制器9、操作員控制站3、工程師控制站2和能源管理站1。信號采集裝置10包括數(shù)據(jù)采集模塊與采集溫度信號、濕度信號、壓力信號、流量信號、液位信號、風(fēng)速信號和電能信號的傳感器，信號采集裝置10通過屏蔽電纜與對應(yīng)的傳感器連接，信號采集裝置10和可編程控制器8通過系統(tǒng)總線連接，電能質(zhì)量控制器11和電流互感器及A相、B相、C相電壓輸出線連接，電能質(zhì)量控制器11通過RS485通訊總線和可編程控制器8連接，智能模糊控制器9通過電纜和可編程控制器D/A模塊連接，可編程控制器8通過RS485總線和操作員控制站3連接，操作員控制站3通過通訊電纜接入工業(yè)以太網(wǎng)和工程師控制站2連接，工程師控制站2通過通訊電纜和能源管理站1連接。
所述的信號采集裝置10是綜合數(shù)據(jù)采集模塊，綜合數(shù)據(jù)采集模塊與可編程控制器8連接；綜合數(shù)據(jù)采集模塊使用歐姆龍生產(chǎn)CJ1W-AD081-V1。傳感器包括溫、濕度傳感器、風(fēng)壓傳感器、風(fēng)量傳感器、風(fēng)速傳感器，電流互感器。溫濕度傳感器的實(shí)際安裝位置及數(shù)量要根據(jù)各風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況及作用來現(xiàn)場確定，風(fēng)壓傳感器、風(fēng)量傳感器、風(fēng)速傳感器安裝在個(gè)風(fēng)機(jī)的送風(fēng)管道上。溫度傳感器用歐銳特科技有限公司生產(chǎn)的WR系列熱電偶，濕度傳感器用BTHS-3型支持0-10V/4-20MA標(biāo)準(zhǔn)信號輸出的傳感器，風(fēng)壓傳感器使用HONEYWELL的CPC系列風(fēng)壓傳感器，風(fēng)量傳感器使用常州三恒自動化儀表有限公司的KGF2型智能風(fēng)量傳感器，風(fēng)速傳感器使用前景惠邦溫室控制技術(shù)公司的LT/FS系列，電流互感器是德力西的LM系列。
本實(shí)用新型一方面實(shí)現(xiàn)對浮法玻璃生產(chǎn)線各風(fēng)機(jī)的集中管理與控制，使浮法玻璃生產(chǎn)線各風(fēng)機(jī)協(xié)調(diào)工作，達(dá)到最優(yōu)工作狀況，從而提高浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)的能源利用率；另一方面對能源信號進(jìn)行在線自動監(jiān)測和修正計(jì)算，能效分析控制軟件對能源數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和匯總分析能源數(shù)據(jù)，為用戶提供曲線、報(bào)表管理及故障報(bào)警，及時(shí)向調(diào)度人員和領(lǐng)導(dǎo)提供能源信息和情報(bào)，以便做出相應(yīng)的節(jié)能決策，提高浮法玻璃生產(chǎn)線設(shè)備的管理整體水平及能源管理水平。
本實(shí)用新型突破浮法玻璃生產(chǎn)線現(xiàn)有控制技術(shù)，集成了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、智能模糊控制技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、組態(tài)軟件技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)，融入了先進(jìn)節(jié)能控制算法。
本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、技術(shù)含量高、穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果好、管理方便、分析準(zhǔn)確、診斷、維修方便的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種浮法玻璃生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置，包括信號采集裝置、電能質(zhì)量控制器，可編程控制器、可視化現(xiàn)場操作站、智能模糊控制器、操作員控制站、工程師控制站和能源管理站；其特征在于，信號采集裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊與采集溫度信號、濕度信號、風(fēng)壓信號、風(fēng)量信號、風(fēng)速信號和電能信號的傳感器，信號采集裝置通過屏蔽電纜與對應(yīng)的傳感器連接，信號采集裝置和可編程控制器通過系統(tǒng)總線連接。
2.如權(quán)利要求1所述的浮法玻璃生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述的信號采集裝置是綜合數(shù)據(jù)采集模塊，綜合數(shù)據(jù)采集模塊與可編程控制器連接；綜合數(shù)據(jù)采集模塊使用歐姆龍生產(chǎn)CJ1W-AD081-V1；傳感器包括溫、濕度傳感器、風(fēng)壓傳感器、風(fēng)量傳感器、風(fēng)速傳感器，電流互感器；溫濕度傳感器的實(shí)際安裝位置及數(shù)量要根據(jù)各風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況及作用來現(xiàn)場確定，風(fēng)壓傳感器、風(fēng)量傳感器、風(fēng)速傳感器安裝在個(gè)風(fēng)機(jī)的送風(fēng)管道上，溫度傳感器用歐銳特科技有限公司生產(chǎn)的WR系列熱電偶，濕度傳感器用BTHS-3型支持0-10V/4-20MA標(biāo)準(zhǔn)信號輸出的傳感器，風(fēng)壓傳感器使用HONEYWELL的CPC系列風(fēng)壓傳感器，風(fēng)量傳感器使用常州三恒自動化儀表有限公司的KGF2型智能風(fēng)量傳感器，風(fēng)速傳感器使用前景惠邦溫室控制技術(shù)公司的LT/FS系列，電流互感器是德力西的LM系列。
專利摘要浮法玻璃生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)節(jié)能控制裝置，包括信號采集裝置、電能質(zhì)量控制器，可編程控制器、可視化現(xiàn)場操作站、智能模糊控制器、操作員控制站、工程師控制站和能源管理站，各部分之間實(shí)行電連接或信號連接；本實(shí)用新型突破浮法玻璃生產(chǎn)線現(xiàn)有控制技術(shù)，集成了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、智能模糊控制技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、組態(tài)軟件技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)，融入了先進(jìn)節(jié)能控制算法。本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、技術(shù)含量高、穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果好、管理方便、分析準(zhǔn)確、診斷、維修方便的特點(diǎn)。
文檔編號C03B18/00GK2887858SQ20062008347
公開日2007年4月11日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者李鋼, 劉強(qiáng), 李鵬, 熊桂明, 丁欣, 劉建軍 申請人:李鋼