溢流法玻璃生产线及其自动控制系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种溢流法玻璃生产线及其自动控制系统及方法，其中自动控制系统包括：用于获取数据的玻璃数据检测机构；用于数据分析的数据分析模块；用于参数调整的参数修正模块；参数修正模块根据检测及分析所得数据对玻璃生产系统的相关参数进行实时调整。本发明可提高溢流法玻璃生产的自动化程度，进而提高玻璃品质。
【专利说明】
溢流法玻璃生产线及其自动控制系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及溢流法玻璃生产技术领域，特别涉及一种溢流法玻璃生产线及其自动控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]溢流法玻璃生产系统是一种先进的玻璃生产系统，尤其适用于玻璃基板的规模化生产。玻璃基板对厚度的要求较为敏感，并且对批量产品的品质稳定性要求极高。
[0003]当前的溢流法玻璃生产控制系统为开环控制系统:玻璃在通道加热系统的调控下，从通道中流出，并保持流量的相对稳定。从通道流出的玻璃进入成型区域，并依次通过成型区域的马弗炉、成型炉及退火炉，玻璃流出马弗炉时，拉边机夹持玻璃两边以保持玻璃稳定展开。玻璃流出成型炉后，牵引辊对玻璃进行牵引以控制玻璃的厚度。玻璃流出退火炉后，进入半成品加工区域，横切机将玻璃切断，机器人将切割后的玻璃掰断并转移到后续工位进行包装。玻璃的厚度、厚度斜率及流量等部分品质指标需通过离线测量后再反馈到生产线上，由生产线工艺控制人员根据离线测量数据判读后追加工艺调整;或部分指标虽然可以在线测量，但需各工序的生产线工艺控制人员进行实时判读。由于前述各工序操作人员均通过对后续工位所反馈的信息进行主观判断后，再进行工艺对策，并根据判读结果进行工艺调整，导致工艺调整存在滞后性，同时受工艺人员的主观性影响较大。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明实施例提供一种溢流法玻璃生产的自动控制系统，主要目的是提高溢流法玻璃生产的自动化程度，进而提高玻璃品质。
[0005]为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案:
[0006]—方面，本发明实施例提供了一种溢流法玻璃生产的自动控制系统，包括:
[0007]玻璃数据检测机构，在线获取玻璃速度、玻璃板长、玻璃非流向厚度和玻璃重量的相关数据；
[0008]数据分析模块，对获取的实时数据进行在线分析，得到板重统计值、板重变化斜率、流量值、厚度斜率值和厚度平均值；
[0009]参数修正模块，根据检测及分析所得数据对玻璃生产系统的相关参数进行实时调整。
[0010]作为优选，所述参数修正模块根据获取的玻璃速度，实时调整横切机和机器人的下行分量与玻璃速度同步。
[0011]作为优选，所述参数修正模块根据玻璃板长与板长标准值的差，调整横切机启动时间偏差，保证玻璃板长在误差许可范围之内。
[0012]作为优选，所述参数修正模块根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内。
[0013]作为优选，所述参数修正模块根据厚度平均值与理论厚度值的关系调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内。
[0014]作为优选，所述参数修正模块根据厚度斜率的变化量调整马弗炉加热器输出功率，以保证玻璃的厚度斜率稳定性。
[0015]作为优选，所述参数修正模块根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整通道加热系统功率，以保证流量的稳定性。
[0016]作为优选，所述玻璃数据检测机构包括玻璃速度测量机构、玻璃厚度检测机构和玻璃重量称量机构，其中
[0017]玻璃速度测量机构，对自退火炉流出的玻璃的运行速度进行实时检测，得到玻璃速度，并进一步得到切割后的玻璃板长；
[0018]玻璃厚度检测机构，对玻璃的非流向厚度进行检测；
[0019]玻璃重量称量机构，获取切割后的玻璃的重量；
[0020]所述数据分析模块包括板重信号分析模块和厚度分析模块，其中
[0021]板重信号分析模块，接收玻璃重量测量机构实时反馈的玻璃重量数据，对当前板重及历史板重、理论板重进行统计分析，输出板重统计值、板重变化斜率和流量值；
[0022]厚度分析模块，接收玻璃厚度测量机构实时反馈的玻璃非流向厚度数据，对实时厚度数据进行统计分析，输出厚度斜率值和厚度平均值；
[0023]所述参数修正模块包括横切机、机器人速度跟踪模块、牵引速度修正模块、马弗炉加热功率修正模块和通道加热修正模块，其中
[0024]横切机、机器人速度跟踪模块，接收玻璃速度测量机构提供的玻璃的实时速度，并将实时速度分别输送至横切机伺服系统和机器人伺服系统，从而控制横切机和机器人的下行分量与玻璃速度同步，根据玻璃板长与板长标准值的差，向横切机伺服系统发送调整横切机启动时间指令，保证玻璃板长在误差许可范围之内；
[0025]牵引速度修正模块，分析板重信号分析模块输出的板重统计值、板重变化斜率和流量值，从而向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；分析厚度分析模块输出的厚度平均值，根据厚度平均值与理论厚度值的关系，向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；
[0026]马弗炉加热功率修正模块，根据厚度分析模块输出的厚度斜率的变化量，向马弗炉加热器输出功率调整指令，以保证玻璃的厚度斜率稳定性；
[0027]通道加热修正模块，分析板重信号分析模块输出的板重统计值、板重变化斜率和流量值，根据流量值的变化量，向通道加热系统输出功率调整指令，通过调整通道加热系统功率，以保证流量的稳定性；
[0028]所述自动控制系统还包括自反馈主模块，所述自动反馈模块控制参数修正模块的数据发送、接收及存储。
[0029]作为优选，所述牵引速度修正模块包括第一牵引速度修正模块和第二牵引速度修正模块，所述第一牵引速度修正模块分析板重信号分析模块输出的板重统计值、板重变化斜率和流量值，从而向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；所述第二牵引速度修正模块分析厚度分析模块输出的厚度平均值，根据厚度平均值与理论厚度值的关系，向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内。
[0030]作为优选，所述参数修正模块为PLC。
[0031]作为优选，所述玻璃速度测量机构为激光光幕式测量机构、超声波定位测量机构、CCD照(摄)像比对测量机构、机械位移传感器测量机构或LVDT位移传感器测量机构。
[0032]作为优选，所述玻璃速度测量机构包括测速元件和计算单元，所述测速单元具有测量区，所述测试单元检测玻璃的前端进入及穿出测量区的时间，所述计算单元根据测量区的长度及玻璃的前端进入及穿出测量区的时间得到玻璃速度。
[0033]作为优选，当流量值Q与理论流量QO之差ΔQ的绝对值大于流量阈值Cl时，8卩| Δ Q>C1，则第一牵引速度修正模块向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，其中，当板重变化斜率t大于O时，增速，板重变化斜率t小于O时减速。
[0034]作为优选，当厚度平均值T与理论厚度TO之差AT的绝对值大于厚度阈值C2时，即AT|>C2时，第二牵引速度修正模块向牵引辊伺服系统发出速度调整指令，其中，厚度平均值T大于理论厚度TO时，增速;厚度平均值T小于理论厚度TO时，减速。
[0035]作为优选，当厚度斜率γ大于O时，马弗炉加热功率修正模块发出降低马弗炉加热器功率值的指令，当厚度斜率γ小于O时，马弗炉加热功率修正模块发出增加马弗炉加热器功率值的指令。
[0036]作为优选，当流量值Q与理论流量QO之差ΔQ的绝对值大于流量阈值Cl时，8卩| Δ Q>C1，则通道加热修正模块向通道加热系统发出功率增加或降低指令，其中，当板重变化斜率t大于O时，降低通道加热系统功率，板重变化斜率t小于O时，增加通道加热系统功率。
[0037]另一方面，本发明实施例提供了一种溢流法玻璃生产线，包括通道加热系统、牵引辊伺服系统、横切机伺服系统、机器人伺服系统和马弗炉加热器，还包括上述实施例的自动控制系统，所述自动控制系统通过参数修正模块自动调整通道加热系统、牵引辊伺服系统、横切机伺服系统、机器人伺服系统和马弗炉加热器的工作参数。
[0038]另一方面，本发明实施例提供了一种溢流法玻璃生产的自动控制方法，包括如下步骤:
[0039]获取实时数据，在线获取玻璃速度、玻璃板长、玻璃非流向厚度和玻璃重量的相关数据；
[0040]数据分析，对获取的实时数据进行在线分析，得到板重统计值、板重变化斜率、流量值、厚度斜率值和厚度平均值；
[0041]参数修正，根据获取的实时数据及数据分析结果对玻璃生产系统的相关参数进行实时调整;其中
[0042]根据获取的玻璃速度，实时调整横切机和机器人的下行分量与玻璃速度同步；
[0043]根据玻璃板长与板长标准值的差，调整横切机启动时间偏差，保证玻璃板长在误差许可范围之内；
[0044]根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；
[0045]根据厚度平均值与理论厚度值的关系调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；
[0046]根据厚度斜率的变化量调整马弗炉加热器输出功率，以保证玻璃的厚度斜率稳定性；
[0047]根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整通道加热系统功率，以保证流量的稳定性。
[0048]作为优选，通过PLC实现数据的分析及参数调整。
[0049]作为优选，当流量值Q与理论流量QO之差ΔQ的绝对值大于流量阈值Cl时，8卩| Δ Q>C1，则向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，以调整牵引辊转速，其中，当板重变化斜率t大于O时，增速，板重变化斜率t小于O时减速。
[0050]作为优选，当厚度平均值T与理论厚度TO之差AT的绝对值大于厚度阈值C2时，即AT|>C2时，向牵引辊伺服系统发出速度调整指令，以调整牵引辊转速，其中，厚度平均值T大于理论厚度TO时，增速;厚度平均值T小于理论厚度TO时，减速。
[0051]作为优选，当厚度斜率γ大于O时，发出降低马弗炉加热器功率值的指令，当厚度斜率γ小于O时，发出增加马弗炉加热器功率值的指令。
[0052]作为优选，当流量值Q与理论流量QO之差ΔQ的绝对值大于流量阈值Cl时，8卩| Δ Q>C1，则向通道加热系统发出功率增加或降低指令，其中，当板重变化斜率t大于O时，降低通道加热系统功率，板重变化斜率t小于O时，增加通道加热系统功率。
[0053]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0054]本发明实施例提供的溢流法玻璃生产的自动控制系统使玻璃厚度统计平均值对流量波动的敏感性大幅降低，厚度品质指标的稳定性大幅提升。大幅降低产线工艺调整频度，减少了工艺人员主观性对产线运行的影响，提高了产线运行的自动化程度。厚度稳定性大幅提高的同时，成型区设备的温度稳定性得于提升，应力等品质指标稳定性也同步提升。
[0055]图附说明
[0056]图1为本发明的溢流法玻璃生产的自动控制系统的结构示意图；
[0057]图2为本发明的溢流法玻璃生产线的示意图；
[0058]图3a和图3b为本发明的玻璃速度测量机构的原理图。
【具体实施方式】
[0059]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0060]参见图1和图2，本发明实施例提供了一种溢流法玻璃生产的自动控制系统，包括:[0061 ]玻璃数据检测机构，在线获取玻璃速度、玻璃板长、玻璃非流向厚度和玻璃重量的相关数据；
[0062]数据分析模块，对获取的实时数据进行在线分析，得到板重统计值、板重变化斜率、流量值、厚度斜率值和厚度平均值；
[0063]参数修正模块，根据检测及分析所得数据对玻璃生产系统的相关参数进行实时调整。
[0064]本发明实施例提供的自动控制系统通过对在线实时反馈的数据进行分析后，再对生产线的相关参数进行自动修正，以此达到玻璃4的生产速度、厚度、斜率及流量等的自动控制，提高了玻璃的生产稳定性、品质稳定性及产线的自控能力，减少了工艺人员的主观能力对生产品质稳定性的影响。
[0065]作为上述实施例的优选，参数修正模块根据获取的玻璃速度，实时调整横切机和机器人的下行分量与玻璃速度同步。本实施例实现了横切机和机器人下行的自动跟踪，保证了与玻璃速度同步，避免了因横切机和机器人与玻璃之间的速度差而影响产品质量甚至影响整个生产线的运行。
[0066]作为上述实施例的优选，参数修正模块根据玻璃板长与板长标准值的差，调整横切机启动时间偏差，保证玻璃板长在误差许可范围之内。本实施例根据玻璃速度及时调整横切机的启动时间，从而保证了玻璃板长与设计长度相一致，避免超出该规格运行的误差范围，而导致的残次品的生成。
[0067]作为上述实施例的优选，参数修正模块根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内。本实施例通过实时调整牵引速度，实现玻璃厚度的调整，保证了玻璃厚度的均匀性及与设计厚度的一致性。避免了因线下测量、人工调整，不能针对流量等变化做出及时调整，而导致的玻璃薄厚不均或超出允许的厚度误差而造成残次品的产生。
[0068]作为上述实施例的优选，参数修正模块根据厚度平均值与理论厚度值的关系调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内。本实施例根据实际厚度与理论厚度(设计厚度)的差异来调整牵引辊转速，从而保证了玻璃厚度指标。
[0069]作为上述实施例的优选，参数修正模块根据厚度斜率的变化量调整马弗炉加热器输出功率，以保证玻璃的厚度斜率稳定性。本实施例通过厚度斜率变化及时调整马沸炉加热器的输出功率，从而调整玻璃在马沸炉内的流动状态，使流动状态稳定，从而保证了产品质量的稳定及生产线运行的稳定。
[0070]作为上述实施例的优选，参数修正模块根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整通道加热系统功率，以保证流量的稳定性。本实施例通过及时调整通道加热系统功率来调整流量，保证玻璃流量的稳定，使生产线稳定运行，提高产品质量的稳定。
[0071]作为上述实施例的优选，所述玻璃数据检测机构包括玻璃速度测量机构、玻璃厚度检测机构和玻璃重量称量机构，其中
[0072]玻璃速度测量机构22，对自退火炉流出的玻璃的运行速度进行实时检测，得到玻璃速度，并进一步得到切割后的玻璃板长；
[0073]玻璃厚度检测机构26，对玻璃的非流向厚度进行检测；
[0074]玻璃重量称量机构25，获取切割后的玻璃的重量；
[0075]所述数据分析模块包括板重信号分析模块和厚度分析模块，其中
[0076]板重信号分析模块，接收玻璃重量测量机构实时反馈的玻璃重量数据，对当前板重及历史板重、理论板重进行统计分析，输出板重统计值、板重变化斜率和流量值；
[0077]厚度分析模块，接收玻璃厚度测量机构实时反馈的玻璃非流向厚度数据，对实时厚度数据进行统计分析，输出厚度斜率值和厚度平均值；
[0078]所述参数修正模块包括横切机、机器人速度跟踪模块、牵引速度修正模块、马弗炉加热功率修正模块和通道加热修正模块，其中
[0079]横切机、机器人速度跟踪模块，接收玻璃速度测量机构提供的玻璃的实时速度，并将实时速度分别输送至横切机伺服系统和机器人伺服系统，从而控制横切机和机器人的下行分量与玻璃速度同步，根据玻璃板长与板长标准值的差，向横切机伺服系统发送调整横切机启动时间指令，保证玻璃板长在误差许可范围之内；
[0080]牵引速度修正模块，分析板重信号分析模块输出的板重统计值、板重变化斜率和流量值，从而向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；分析厚度分析模块输出的厚度平均值，根据厚度平均值与理论厚度值的关系，向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；
[0081]马弗炉加热功率修正模块，根据厚度分析模块输出的厚度斜率的变化量，向马弗炉加热器输出功率调整指令，以保证玻璃的厚度斜率稳定性；
[0082]通道加热修正模块，分析板重信号分析模块输出的板重统计值、板重变化斜率和流量值，根据流量值的变化量，向通道加热系统输出功率调整指令，通过调整通道加热系统功率，以保证流量的稳定性；
[0083]自动控制系统还包括自反馈主模块，所述自动反馈模块控制参数修正模块的数据发送、接收及存储。。
[0084]本实施例的自动控制系统可实现数据的快速反馈及处理，使生产参数得到及时修正，保证了产品质量的稳定。当然也可在本实施例的基础上调整各模块处理数据的范围或者采用与本实施例完全不同的模块组成的系统来实现数据采集、分析、处理及反馈等。如牵引速度修正模块包括第一牵引速度修正模块和第二牵引速度修正模块，所述第一牵引速度修正模块分析板重信号分析模块输出的板重统计值、板重变化斜率和流量值，从而向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；所述第二牵引速度修正模块分析厚度分析模块输出的厚度平均值，根据厚度平均值与理论厚度值的关系，向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内。作为上述实施例的优选，上述的各模块可以为PLC。具体的，横切机、机器人速度跟踪模块、板重信号分析模块、厚度分析模块、第一牵引速度修正模块、第二牵引速度修正模块、马弗炉加热功率修正模块、通道加热修正模块和自反馈主模块可以是单独的PLC，也可以是其中的两个或多个共用一个PLC，多个PLC组成PLC系统。采用PLC具有简单易行，控制准确快速等优点。
[0085]作为上述实施例的优选，玻璃速度测量机构为激光光幕式测量机构、超声波定位测量机构、CCD照(摄)像比对测量机构、机械位移传感器测量机构或LVDT位移传感器测量机构。或者是采用其他任何可用来测速的机构。玻璃速度测量机构一般包括测速元件和计算单元，测速单元具有测量区，测试单元检测玻璃的前端进入及穿出测量区的时间，计算单元根据测量区的长度及玻璃的前端进入及穿出测量区的时间得到玻璃速度。参见图3a和图3b，以激光光幕式测量机构为例对玻璃速度测量机构及其工作原理进行说明。图3a和图3b中，测速元件包括激光源221和激光接收装置222，激光源221和激光接收装置222之间形成测量区，当玻璃4的前端进入测量区时，触发激光源开始测速，记录玻璃4的前端进入测量区的时间11，当玻璃4的前端穿出测量区时，测量结束，记录璃4的前端穿出测量区的时间t2，根据测量区域的长度S，即可计算得到玻璃速度V，V = S/(t2-tl)。当玻璃4被横切机16切断，机器人17将切断的玻璃4移走后，通过检测下一块玻璃前端进入测量区的时间t3，结合上一块玻璃边缘进入测量区的时间tl，再结合上一块玻璃所计算出的玻璃速度V，可计算刚刚切割后得到的玻璃板长1丄=奴〖341)。
[0086]作为上述实施例的优选，第一牵引速度修正模块根据板重信号分析模块提供的数据发出相应的指令，具体为，当流量值Q与理论流量QO之差△ Q的绝对值大于流量阈值Cl时，即I AQ|>C1，则第一牵引速度修正模块向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，板重变化斜率t>0时，流量处于逐步升高状态，而板重变化斜率t〈0时，流量处于逐步降低状态，因此，当板重变化斜率t大于O时，增速，板重变化斜率t小于O时减速。Cl的具体值根据工艺需要设置，以保证平均厚度在许可范围之内。
[0087]作为上述实施例的优选，当厚度平均值T与理论厚度TO之差△T的绝对值大于厚度阈值C2时，即I AT|>C2时，第二牵引速度修正模块向牵引辊伺服系统发出速度调整指令，其中，厚度平均值T大于理论厚度TO时，增速;厚度平均值T小于理论厚度TO时，减速DAT = T-T0，C2具体的值根据工艺需要设置，以保证平均厚度在许可范围之内。
[0088]作为上述实施例的优选，当厚度斜率γ发生变化时，表明玻璃4在马弗炉11内的流动状态发生变化，为将厚度斜率γ控制在许可范围内，需调整马弗炉加热器23的功率，通过马弗炉11内的温度变化，达到改善玻璃流动状态的目的。具体调整如下，当厚度斜率γ大于O时，马弗炉加热功率修正模块发出降低马弗炉加热器功率值的指令，当厚度斜率γ小于O时，马弗炉加热功率修正模块发出增加马弗炉加热器功率值的指令。
[0089]作为上述实施例的优选，当流量值Q与理论流量QO之差△Q的绝对值大于流量阈值Cl时，即I Δ Ql >ci，则通道加热修正模块向通道加热系统发出功率增加或降低指令，其中，当板重变化斜率t大于O时，降低通道加热系统功率，板重变化斜率t小于O时，增加通道加热系统功率。
[0090]本发明实施例中的自反馈主模块是整个模块系统的骨架，各子模块(自动控制系统中除自反馈主模块之外的其他部分)在自反馈主模块的统一管理下运行。
[0091]自反馈主模块有以下功能:1、数据管理;2、权限管理;3、报警管理;4、子模块隔离与恢复管理等。
[0092]数据管理:各子模块所采集、输出的数据均由自反馈主模块统一管理；
[0093]权限管理:各子模块、自反馈主模块设置不同的权限等级，不同等级的用户具有不同的控制权限。如用户等级共分三级:一为管理员级，为最高权限，可对所有系统及数据进行管理、操作及维护;二为维护员级，为中级权限，可对各关键工艺参数进行修改及设置;三为操作员级，只负责对系统运行数据进行检查、确认。
[0094]报警管理:对各模块运行状态及数据进行监视，当超出设定范围时，启动报警程序。报警方式可根据不同工艺需要及工艺环境采用声、光、电等各种形式。
[0095]子模块隔离与恢复管理:正常生产过程中，各子模块处于自动运行状态。当根据实际工艺需要，需将某子模块停用并于手动方式运行时，启动子模块隔离功能。启动子模块隔离功能后，该子模块所有数据及工艺控制全部转为手动运行方式，并与其余子模块数据进行隔离，以保证其余子模块的正常运行。当需要将该子模块恢复自动运行时，启动子模块恢复功能，该子模块所有数据及工艺控制全部由手动运行转为自动运行，并与其余子模块进行数据关联。
[0096]另一方面，本发明实施例提供了一种溢流法玻璃生产线，参见图2，溢流法玻璃生产线主要分为三个区域:通道区域1、成型区域2和半成品加工区域3，玻璃4首先从通道区域I中流出，在通道加热系统(21)的调控下，从通道区域I中流出的玻璃保持流量的相对稳定。从通道区域I流出的玻璃4进入进入成型区域2，在成型区域2，玻璃依次通过马弗炉11、成型炉12和退火炉14，玻璃4流出马弗炉11时，拉边机13夹持玻璃4两边以保持玻璃稳定展开。玻璃流出成型炉12后，牵引辊15在牵引辊伺服系统24的控制下对玻璃4进行牵引，以保持玻璃的厚度。玻璃4流出退火炉14后，进入半成品加工区域3，横切机16将玻璃4切断，安装在机器人底座18上的机器人17将切割后的玻璃4掰断并转移到后续工位进行包装。其中横切机和机器人分别在各自的伺服系统控制下工作，马沸炉具有马沸炉加热器23。本实施例的生产线包括上述实施例的自动控制系统，自动控制系统通过参数修正模块自动调整通道加热系统、牵引辊伺服系统、横切机伺服系统、机器人伺服系统和马弗炉加热器的工作参数。本实施例中，玻璃速度测量机构22、玻璃厚度检测机构26和玻璃重量称量机构25设于半成品加工区域3，玻璃速度测量机构22位于横切机16的下方。玻璃厚度检测机构26和玻璃重量称量机构25设于切割后的下一工位。
[0097]另一方面，本发明实施例提供了一种溢流法玻璃生产的自动控制方法，包括如下步骤:
[0098]获取实时数据，在线获取玻璃速度、玻璃板长、玻璃非流向厚度和玻璃重量的相关数据；
[0099]数据分析，对获取的实时数据进行在线分析，得到板重统计值、板重变化斜率、流量值、厚度斜率值和厚度平均值；
[0100]参数修正，根据获取的实时数据及数据分析结果对玻璃生产系统的相关参数进行实时调整;其中
[0101]根据获取的玻璃速度，实时调整横切机和机器人的下行分量与玻璃速度同步；
[0102]根据玻璃板长与板长标准值的差，调整横切机启动时间偏差，保证玻璃板长在误差许可范围之内；
[0103]根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；
[0104]根据厚度平均值与理论厚度值的关系调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；
[0105]根据厚度斜率的变化量调整马弗炉加热器输出功率调整指令，以保证玻璃的厚度斜率稳定性；
[0106]根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整通道加热系统功率，以保证流量的稳定性。
[0107]本发明实施例提供的自动控制方法使玻璃厚度统计平均值对流量波动的敏感性大幅降低，厚度品质指标的稳定性大幅提升。大幅降低产线工艺调整频度，减少了工艺人员主观性对产线运行的影响，提高了产线运行的自动化程度。并且在厚度稳定性大幅提高的同时，成型区域2内的设备的温度稳定性得于提升，应力等品质指标稳定性也同步提升。
[0108]作为上述实施例的优选，本实施例的自动控制方法中，通过PLC实现数据的分析及参数调整。可以按照上述自动控制系统来设置PLC，当然，也可重新划分功能，通过设置PLC来执行不同模块的功能。如第一牵引速度修正模块和第二牵引速度修正模块由同一 PLC来实现。
[0109]作为优选，当流量值Q与理论流量QO之差ΔQ的绝对值大于流量阈值Cl时，8卩| Δ Q>C1时，则向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，其中，当板重变化斜率t大于O时，增速，板重变化斜率t小于O时减速。通过及时调整牵引辊的速度，使玻璃厚度在允许的范围内，Cl的具体值根据工艺需要设置。
[0110]作为优选，当厚度平均值T与理论厚度TO之差AT的绝对值大于厚度阈值C2时，即Λ T I >C2时，向牵引辊伺服系统发出速度调整指令，其中，厚度平均值T大于理论厚度TO时，增速;厚度平均值T小于理论厚度TO时，减速。通过及时调整牵引辊的速度，使玻璃厚度在允许的范围内，C2的具体值根据工艺需要设置。
[0111]作为上述实施例优选，当厚度斜率γ大于O时，降低马弗炉加热器功率值，当厚度斜率γ小于O时，增加马弗炉加热器功率值。
[0112]作为上述实施例的优选，当流量值Q与理论流量QO之差△Q的绝对值大于流量阈值Cl时，8卩I Δ QI >C1，则调整通道加热系统功率，其中，当板重变化斜率t大于O时，降低通道加热系统功率，板重变化斜率t小于O时，增加通道加热系统功率。
[0113]本发明上述控制系统及生产线的实施例已经对实施本发明方法进行了描述。因此，本发明实施例提供的自动控制方法可采用上述实施例的自动控制系统实现，或将相应的数据处理、指令发送等相关功能重新划分给不同的模块，通过相应的数据分析模块对数据进行分析处理，通过相应的参数修正模块发出相应指令，对生产参数进行实时修正。在此原理基础上，以与上述实施例提供的自动控制系统不同的控制系统来实现。如第一牵引速度修正模块和第二牵引速度修正模块合并为一个牵引速度修正模块来执行两个模块的功會K。
[0114]根据本发明实施例，对现有技术进行改进。参见图1至图3(图3a和图3b)，采用本发明实施例进行玻璃生产过程如下:
[0115]S1.当玻璃4前端进入玻璃速度测量机构的测速元件之间的激光光幕时，玻璃速度测量机构开始启动，测速过程如下:
[0116]开始测速，直到玻璃4的前端超出激光光幕形成的测量区，测速结束，PLC通过测得的时间及已知的测量区长度计算并输出玻璃速度V;
[0117]玻璃被切割移走后，下一片玻璃的前端进入测量区，PLC在计算当前玻璃速度的同时，通过PLC计算上块玻璃前端及当前玻璃前端进入测量区的时间差，并通过上块玻璃速度得到玻璃板长L，或者通过计算牵引辊15线性位移，得到玻璃板长L。
[0118]S2.横切机、机器人速度跟踪系统输入玻璃速度V，并自动调整横切机16及机器人17运行速度的下行分量，使其与玻璃速度V自动匹配。通过分析玻璃板长L与板长标准值LO之误差L超出标准值，则调整横切机16启动时间偏差，保证玻璃板长L在误差许可范围之内。
[0119]S3.机器人17抓取横切后的玻璃4送入下一工位，进行称重及测厚工序，通过玻璃重量称量机构(可采用重量传感器)25称量板重，板重信号分析模块结合历史数据进行统计分析并输出板重统计值W、板重变化斜率t和流量值Q。通过玻璃厚度检测机构(可采用测厚仪)26测量非流向厚度，在线厚度分析模块对厚度数据进行分析并输出厚度斜率值γ和厚度平均值T。
[0120]S4.第一牵引速度修正模块输入板重信号分析模块的板重统计值W、板重变化斜率t和流量值Q，并与标准值进行比对，根据偏差量修正牵引辊伺服系统24以改变牵引辊15的运转速度，以保证板厚控制在标准要求范围之内。
[0121]S5.第二牵引速度修正模块输入在线厚度分析模块的厚度平均值T，并结合专家系统与标准值进行比对，根据偏差量修正牵引辊伺服系统24以改变牵引辊15的运转速度，以保证板厚控制在标准要求范围之内。
[0122]S6.马弗炉加热功率修正模块通过输入厚度斜率值γ，修正马弗炉加热器23功率值，修正玻璃厚度斜率γ，以保证玻璃整板厚度偏差符合标准要求。
[0123]S7.通道加热修正模块输入板重信号分析模块的板重统计值W、板重变化斜率t和流量值Q，自动调整通道加热系统21功率，以修正玻璃流量在许可范围内。
[0124]采用了本发明实施例的技术方案后，与改造前的现有技术相比具有如下效果:
[0125]玻璃厚度变化对流量变化的敏感性大幅降低，流量波动范围由原来的±1.5KG提高到土3KG时，玻璃厚度极差超标率无明显变化，即，提高了通道区域I的工艺宽度范围。
[0126]玻璃非流向厚度极差超标率降低，主要表现为厚度极差平均值由0.0081mm降低至
0.0072mm ；厚度极差标准差由0.0008mm降低至0.0006mm。
[0127]随着玻璃厚度稳定性的提高，成型区域2的设备的温度稳定性也同步提高，主要表现为玻璃整板应力平均值由92.4PSI降低至81.3PSI，整板应力标准差由10.3PSI降低至8.5PSL.
[0128]成型工艺调整频次统计分析值降低37.3%。
[0129]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，包括: 玻璃数据检测机构，在线获取玻璃速度、玻璃板长、玻璃非流向厚度和玻璃重量的相关数据； 数据分析模块，对获取的实时数据进行在线分析，得到板重统计值、板重变化斜率、流量值、厚度斜率值和厚度平均值； 参数修正模块，根据检测及分析所得数据对玻璃生产系统的相关参数进行实时调整。2.根据权利要求1所述的溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，所述参数修正模块根据获取的玻璃速度，实时调整横切机和机器人的下行分量与玻璃速度同步； 优选地，所述参数修正模块根据玻璃板长与板长标准值的差，调整横切机启动时间偏差，保证玻璃板长在误差许可范围之内； 优选地，所述参数修正模块根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内； 优选地，所述参数修正模块根据厚度平均值与理论厚度值的关系调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内； 优选地，所述参数修正模块根据厚度斜率的变化量调整马弗炉加热器输出功率，以保证玻璃的厚度斜率稳定性； 优选地，所述参数修正模块根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整通道加热系统功率，以保证流量的稳定性。3.根据权利要求1所述的溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，所述玻璃数据检测机构包括玻璃速度测量机构、玻璃厚度检测机构和玻璃重量称量机构，其中 玻璃速度测量机构，对自退火炉流出的玻璃的运行速度进行实时检测，得到玻璃速度，并进一步得到切割后的玻璃板长； 玻璃厚度检测机构，对玻璃的非流向厚度进行检测； 玻璃重量称量机构，获取切割后的玻璃的重量； 所述数据分析模块包括板重信号分析模块和厚度分析模块，其中板重信号分析模块，接收玻璃重量测量机构实时反馈的玻璃重量数据，对当前板重及历史板重、理论板重进行统计分析，输出板重统计值、板重变化斜率和流量值； 厚度分析模块，接收玻璃厚度测量机构实时反馈的玻璃非流向厚度数据，对实时厚度数据进行统计分析，输出厚度斜率值和厚度平均值； 所述参数修正模块包括横切机、机器人速度跟踪模块、牵引速度修正模块、马弗炉加热功率修正模块和通道加热修正模块，其中 横切机、机器人速度跟踪模块，接收玻璃速度测量机构提供的玻璃的实时速度，并将实时速度分别输送至横切机伺服系统和机器人伺服系统，从而控制横切机和机器人的下行分量与玻璃速度同步，根据玻璃板长与板长标准值的差，向横切机伺服系统发送调整横切机启动时间指令，保证玻璃板长在误差许可范围之内； 牵引速度修正模块，分析板重信号分析模块输出的板重统计值、板重变化斜率和流量值，从而向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；分析厚度分析模块输出的厚度平均值，根据厚度平均值与理论厚度值的关系，向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内； 马弗炉加热功率修正模块，根据厚度分析模块输出的厚度斜率的变化量，向马弗炉加热器输出功率调整指令，以保证玻璃的厚度斜率稳定性； 通道加热修正模块，分析板重信号分析模块输出的板重统计值、板重变化斜率和流量值，根据流量值的变化量，向通道加热系统输出功率调整指令，通过调整通道加热系统功率，以保证流量的稳定性； 所述自动控制系统还包括自反馈主模块，所述自动反馈模块控制参数修正模块的数据发送、接收及存储。4.根据权利要求3所述的溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，所述牵引速度修正模块包括第一牵引速度修正模块和第二牵引速度修正模块，所述第一牵引速度修正模块分析板重信号分析模块输出的板重统计值、板重变化斜率和流量值，从而向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内；所述第二牵引速度修正模块分析厚度分析模块输出的厚度平均值，根据厚度平均值与理论厚度值的关系，向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内。5.根据权利要求1所述的溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，所述参数修正模块为PLC。6.根据权利要求3所述的溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，所述玻璃速度测量机构为激光光幕式测量机构、超声波定位测量机构、CCD摄像比对测量机构、机械位移传感器测量机构或LVDT位移传感器测量机构。7.根据权利要求3所述的溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，所述玻璃速度测量机构包括测速元件和计算单元，所述测速单元具有测量区，所述测试单元检测玻璃的前端进入及穿出测量区的时间，所述计算单元根据测量区的长度及玻璃的前端进入及穿出测量区的时间得到玻璃速度。8.根据权利要求2所述的溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，当流量值Q与理论流量QO之差△ Q的绝对值大于流量阈值Cl时，即I Δ QI >C1，则第一牵引速度修正模块向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，其中，当板重变化斜率t大于O时，增速，板重变化斜率t小于O时减速。9.根据权利要求2所述的溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，当厚度平均值T与理论厚度TO之差Δ T的绝对值大于厚度阈值C2时，即I Δ Tl >C2时，第二牵引速度修正模块向牵引辊伺服系统发出速度调整指令，其中，厚度平均值T大于理论厚度TO时，增速;厚度平均值T小于理论厚度TO时，减速。10.根据权利要求2所述的溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，当厚度斜率Y大于O时，马弗炉加热功率修正模块发出降低马弗炉加热器功率值的指令，当厚度斜率γ小于O时，马弗炉加热功率修正模块发出增加马弗炉加热器功率值的指令。11.根据权利要求2所述的溢流法玻璃生产的自动控制系统，其特征在于，当流量值Q与理论流量QO之差Δ Q的绝对值大于流量阈值Cl时，8卩I Δ QI >C1，则通道加热修正模块向通道加热系统发出功率增加或降低指令，其中，当板重变化斜率t大于O时，降低通道加热系统功率，板重变化斜率t小于O时，增加通道加热系统功率。12.溢流法玻璃生产线，包括通道加热系统、牵引辊伺服系统、横切机伺服系统、机器人伺服系统和马弗炉加热器，其特征在于，还包括权利要求1-11任一项所述的自动控制系统，所述自动控制系统通过参数修正模块自动调整通道加热系统、牵引辊伺服系统、横切机伺服系统、机器人伺服系统和马弗炉加热器的工作参数。13.溢流法玻璃生产的自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 获取实时数据，在线获取玻璃速度、玻璃板长、玻璃非流向厚度和玻璃重量的相关数据； 数据分析，对获取的实时数据进行在线分析，得到板重统计值、板重变化斜率、流量值、厚度斜率值和厚度平均值； 参数修正，根据获取的实时数据及数据分析结果对玻璃生产系统的相关参数进行实时调整;其中 根据获取的玻璃速度，实时调整横切机和机器人的下行分量与玻璃速度同步； 根据玻璃板长与板长标准值的差，调整横切机启动时间偏差，保证玻璃板长在误差许可范围之内； 根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内； 根据厚度平均值与理论厚度值的关系调整牵引辊转速，以保证玻璃平均厚度在许可范围内； 根据厚度斜率的变化量调整马弗炉加热器输出功率，以保证玻璃的厚度斜率稳定性； 根据板重统计值、板重变化斜率和流量值调整通道加热系统功率，以保证流量的稳定性。14.根据权利要求13所述的溢流法玻璃生产的自动控制方法，其特征在于，通过PLC实现数据的分析及参数调整。15.根据权利要求13所述的溢流法玻璃生产的自动控制方法，其特征在于，当流量值Q与理论流量QO之差Δ Q的绝对值大于流量阈值Cl时，即I Δ Q I >C1，则向牵引辊伺服系统发出增速或减速指令，以调整牵引辊转速，其中，当板重变化斜率t大于O时，增速，板重变化斜率t小于O时减速。16.根据权利要求13所述的溢流法玻璃生产的自动控制方法，其特征在于，当厚度平均值T与理论厚度TO之差Δ T的绝对值大于厚度阈值C2时，8卩I Δ T I >C2时，向牵引辊伺服系统发出速度调整指令，以调整牵引辊转速，其中，厚度平均值T大于理论厚度TO时，增速;厚度平均值T小于理论厚度TO时，减速。17.根据权利要求13所述的溢流法玻璃生产的自动控制方法，其特征在于，当厚度斜率γ大于O时，发出降低马弗炉加热器功率值的指令，当厚度斜率γ小于O时，发出增加马弗炉加热器功率值的指令。18.根据权利要求13所述的溢流法玻璃生产的自动控制方法，其特征在于，当流量值Q与理论流量QO之差Δ Q的绝对值大于流量阈值Cl时，8卩I Δ QI >C1，则向通道加热系统发出功率增加或降低指令，其中，当板重变化斜率t大于O时，降低通道加热系统功率，板重变化斜率t小于O时，增加通道加热系统功率。
【文档编号】C03B17/06GK105837008SQ201610383738
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】米军哲, 崔海舰
【申请人】东旭科技集团有限公司, 东旭集团有限公司