1前言

溫家寶總理在十屆全國人大三次會議的政府工作報告中，提出了大力發展具有一定競爭力的信息制造業的戰略方針。從現階段來看，加快企業信息化建設，用信息技術改造傳統產業，是提升企業競爭力目標的關鍵所在，也是企業面臨的緊迫問題。

玻璃纖維是一種性能優異的新型無機非金屬材料，是現代材料家族中的重要一員。具有不燃、耐高溫、電絕緣、拉伸強度高、化學穩定性好等優良性能，已被越來越廣泛地應用于交通、運輸、建筑、環保、石油、化工、電子、電器、機械、航空、航天、國防軍工等產業部門，在國民經濟中發揮著不可替代的作用。

我國無堿玻璃纖維生產方式從小型的坩堝窯，發展到現在的萬噸級單元池窯甚至于更高噸位的4萬噸生產線，其中制約其發展的重要因素之一就是自動化控制技術的應用。開發先進的計算機控制系統不僅使生產過程各環節建立了有機聯系，而且避免了人工勞動中工作量大、數據多、難控制、易出差錯等現象，有效地控制了玻璃纖維復雜的生產工藝，使各項生產效率和產品質量取得較大提高。

2項目概況

泰山玻纖擁有國內首條萬噸級池窯拉絲生產線，該生產線工控系統從美國貝利公司引進，技術先進，性能可靠，使用8年來應用效果十分顯著；相比之下，國內工控系統卻相對落后，大量的實時信息仍靠人工采集，信息系統時效差、不穩定、準確性低，造成工藝參數難控制，產品質量不穩定、合格率低、能耗物耗高等缺陷。為了進一步提高生產效率，開發大噸位玻璃纖維池窯拉絲生產線，急需進一步提高計算機控制系統性能，保證系統穩定性。為此，我們在原基礎上重點對配料工控系統、熔制工控系統、拉絲工控系統進行了開發，率先在我國玻纖工業上采用自行研制開發的較先進的控制軟件和國產化ＤＣＳ相結合的池窯拉絲控制系統，在控制精度、控制效果、ＰＬＣ的通訊能力等各方面均有所突破，滿足了大噸位、高質量無堿玻璃纖維紗生產工藝的要求。我們經過充分考察論證，技術性能比較，認為自行研制開發的玻璃纖維計算機工控系統更適合了企業自身生產實際；系統自2004年運行以來，各項性能技術指標均達到了設計要求，運轉狀況良好，為公司的穩產、高產奠定了基礎，取得了顯著的經濟效益。

3幾個關鍵技術的開發與設計

大型4萬噸無堿玻纖池窯拉絲生產線計算機控制系統涉及從配料到拉絲控制的全過程。整個系統分為3個子系統：

3.1配料工控系統:在參考N-T公司的軟硬件基礎上，結合公司萬噸級池窯計算機控制系統應用成果，全面采用PLC加上位機的順序過程控制系統，保留下列功能：配方輸入、修改、貯存，自動稱量管理、稱量顯示、故障報警、表格打印等。為了加強配合料與熔制工藝過程的管理一致性，將配合料控制室與熔制室合二為一，采用同一型號的上位機，并經網絡與DCS通訊，從而改善配合料與熔制的管理。

配料工控系統:中心PLC控制系統上位機監控操作系統電子稱量系統動作執行機構。配料系統運行的關鍵是采用氣力控制、氣力輸送，完全實現了全自動控制，正常情況下無需人工干預，具有原料稱量準確、效率高、低污染的特點。

3.2熔制工控系統：從投料、池窯熔化到漏板溫度的整個熱工過程采用DCS系統，選用國產MACSV1.5E控制系統。其中漏板自動升溫控制系統是自主開發首次在我國玻纖行業大規模使用。單元窯自動控制系統由下列環節組成：

3.2.1DCS具有與配合料PLC通訊功能：DCS能夠實施觀察配料情況、配料記錄、設備運轉情況，在特殊情況下可介入配合料的控制；但同時配合料控制系統不能取得或干涉熔制工控系統的操作數據。

3.2.2窯溫、窯壓控制：包括窯溫重油串級控制，油氣比例雙交叉限幅控制。即：窯溫、燃油、助燃風、霧化風四個控制回路全部自動調節，并且能夠任意設定油/風比、油/氣比達到最佳燃燒效果。采用超前反饋對窯爐燃燒氣氛進行控制，實現了窯溫、窯壓和液面的最優化控制。

3.2.3玻璃液面控制：采用美國TN公司的核子液面儀,其特點是精度高，技術成熟，維護量極小，技術水平已經達到國際先進。液面檢測儀與左右投料機構成串級控制，并結合玻璃液面調節滯后時間長的特點，采用了采樣PID算法進行控制。

3.2.4CCTV：火焰燃燒采用鎮江設計院的內窺式工業電視，用于監視爐內火焰燃燒與玻璃溶質狀態。CCTV能在冷卻水、冷卻氣封和壓縮空氣氣壓低的情況下進行自動退出、異常報警，以保證設備安全。

3.2.5H型通路溫度控制：原3#窯H型通路全部采用獨立控制小系統，4#窯則采用了大系統工藝布局，但電動機構都受通路溫度、燃氣壓力的約束，并需采用二級自動保護裝置。新開發控制系統采用空間溫度與燃氣串級控制系統，保證通路玻璃液溫度長期穩定不變；其精確度為±1℃左右。

3.2.6燃油、燃氣與霧化系統：采用了Honeywell（霍尼威爾）執行機構以及橫河川儀智能變送器三級聯動，具有測量、報警、穩壓與流量控制等功能。

3.2.7DCS八臺操作站與一臺工程師站和四個現場控制柜組成局域控制網。可分散控制、分散危險；集中操作、集中觀察；同時操作站互為備用，任何一臺即可控制全局。

3.2.8余熱利用與廢氣處理：自行設計了余熱利用系統，并采用了北京恩菲科技的廢氣處理系統，系統與DCS系統實行對接。

3.2.9電助熔：采用了英國F.I.C.公司的電助熔系統。采用該系統節能效果明顯，并使單元窯生產能力提高30%左右。

本DCS系統具有對上述各回路的信息反饋控制、數據采集、流程顯示、報警、打印表格等功能，并具有與上位機或網絡通訊功能，可以為今后構成第三層管理網絡留有開發空間和余地。該系統體現了高效、可靠、先進、快捷等特點，并能有效控制復雜的生產過程，具有抗干擾性好、功能擴充性強，工藝參數控制測量精確以及系統實時處理速度及時、便于操作，可與各種不同設備、相對獨立過程的建立關聯和動態調整等優越性能。

3.3拉絲工控系統：每臺漏板均由DCS直接完成溫度控制。把漏板系統的二臺操作員站與漏板控制盤單獨放在漏板控制室以便管理；加強漏板控制系統的抗干擾能力；拉絲機變頻控制系統控制精度不變，簡化軟硬件以節約投資。

本系統把窯爐熔制好的玻璃液從漏板流出后經拉絲機卷繞而成原絲的控制過程，同時也包括對原絲的后序烘干加工處理。在拉絲卷繞中包括對涂油器及拉絲機的控制，且涂油器及拉絲機聯鎖控制；系統具有微機自動與現場手動兩種選擇，但不論那種選擇，均有故障報警及提示。本系統不但有實時監控功能，還具有數據采集、記錄、歷史等功能。確保在窯齡范圍內能夠正常拉絲不出現大的設備事故。原料在經窯爐熔化成玻璃液經漏板流出后，在冷卻片和冷卻風的強制冷卻作用下，經涂油輥附著浸潤劑形成原絲，在此基礎下，拉絲機把原絲卷繞成絲餅，根據烘干工藝及原絲品種分別送入間歇爐、隧道爐、微波爐進行烘干。其關鍵控制在于拉絲成型、浸潤劑附著以及烘干工藝的調整，它是以PLC為中心的控制系統。

4使用前后對比分析

在試用調試過程中，我們重點對配料工控系統、熔制工控系統、拉絲工控系統進行了充分考察論證，經過技術性能比較，認為自行研制開發的計算機工控系統適合了企業生產實際。

4.1技術性能分析：（1）在工業環境中，關鍵指標全部達到控制要求，其中窯壓控制在±2Pa以內；（2）系統精度大大提高，控制精度：±0.5%以內，檢測精度：±0.05%以內，其中漏板溫度控制由原來的±1.5℃降低到現在±0.5℃范圍以內；（3）抗干擾性能大大增強；（4）數據采集準確，信息傳遞速度快，且準確可靠；調節速度快捷、方便；可編程、接口，便于事故的分析與處理；（5）系統開放性好，完全兼容TCP/IP，易于擴展；（6）控制點數規模達到2000多點，具有功能更強、可靠性更高、維護工作量少、操作簡單等優點。

MACSV1.5E體性能優于INFO90，并且節約了大量資金。MACSV1.5E在抗干擾性和控制精度上也明顯優于INFO90，比如漏板控制部分，INFO90系統對漏板溫度控制能力只能達到±1.5°C，而MACSV1.5E對漏板溫度控制能力精確控制在±0.5°C以內。這為拉絲工藝的穩定性提供了可靠的保障。MACSV1.5E系統為全中文操作界面，操作更容易，組態更方便，算法更具體，編程更簡單，現場大量采用了智能變送器，體積更小，安裝更簡單，計算更精確，可在控制室內對現場所有變送器進行組態，修改參數，減少了維修人員大量的體力勞動。

4.2經濟效益分析

大型4期無堿玻纖池窯拉絲生產線計算機控制系統自2004年7月投入運行以來，系統運行良好，性能穩定，經濟效益顯著。

4.2.1生產效率顯著提高。該系統具有自動化程度高、功能強、可靠性強、維護工作量極少、操作簡單等優點。系統自2004年7月1日至12月31日，累計生產無堿玻璃纖維及其制品20800噸，新增銷售收入19180萬元，新增利稅5650萬元，極大地提高了生產效率。如配合料工段，配一付料（619Kg）耗時原來的12分鐘降低到9分鐘，即每配一付料工作效率提高25%。

4.2.2生產成本大大降低。在生產過程中，該系統做到了控制準確、有效，降低了事故停產率和事故檢修率，維護費用大大減少，提高了加工生產能力，減少了能耗，綜合生產成本下降200元／噸以上。

4.2.3勞動力資源得到充分優化。與原工控系統相比，勞動力成本大為降低，配合料工段比2線節省勞動力50%；熔制工段單元窯勞動力由原來每班3人降為2人，降幅達30%；拉絲工段單班人數由原來22人降為16人，降幅為14%。

5結論

綜上分析，隨著信息技術的普及應用，越來越多的企業已經把信息化作為一種提高生產和工作效率的直接手段。一個優秀的信息化解決方案既要立足于技術和經濟上的可行性，更要立足于企業信息化應用績效。也就是說，企業通過實施信息化項目，可以促使企業管理水平、生產力水平和競爭力水平有一些明顯的改進和提高。