玻璃工艺过程仿真器:GPS GTM-X软件并不能满足运行中的窑炉故障诊断和工艺调整的需要,GPS(玻璃工艺过程仿真器)可以弥补这一不足。GPS是以数学计算方法在GTM-X模型基础上的窑炉快速仿真器。在线应用的GPS可被看成是提供液流、温度、氧化还原和驻留时间的“软传感器”。那些更重要的操作条件,例如:发泡区的温度和位置、最少驻留时间以及玻璃的颜色也会被自动测定出来。
GPS的监视系统连接到DCS/PLC/SCADA系统上使用与GMT-X窑炉仿真软件相结合。在控制室,虽然没有直接的硬件传感器或者在线测量工艺过程的条件,但是操作人员可以实时地看到重要的工艺过程的信息。在监视的模式下,这个三维仿真的软传感器,根据可得到的测量值来推测相关的信息。在预估模式下,该系统可用来检查窑炉对于生产工艺参数的改变和其他扰动时所做出反应的未来的行为和表现;GPS系统可很快地预估并模拟参数变化对于工艺过程和玻璃质量的影响,因此,耗资费时的反复试验方法再也不需要了。
而GPS玻璃工艺过程仿真器在全部操作范围内对窑炉进行三维仿真。这一最新的玻璃工艺过程数学模型仿真器将原来的零维过程信息详细到三维状态:如玻璃温度、氧化还原、废气中含氧量、炉压等这样的零维数据发展到三维温度分布、三维氧化还原分布、热点位置和温度、氧化氮排放水平、能耗平衡和效率、三维液流、驻留时间分布、三维玻璃颜色、蓄热室效率及显示窑炉和料道性能特征等的详细数据。
在传统的玻璃生产工艺过程中,玻璃的生产过程通常被称为“黑匣子”,对于生产过程中所遇到和将要遇到的各种情况,完全借助于相关的实际经验来判断和解决。尽管多年来人们非常希望能了解玻璃窑炉的内部情况和玻璃熔化的过程以及其他相关内容,但是却无法实现。然而现在有了这个玻璃工艺过程仿真器,我们使这个曾经的“黑匣子”变成透明了。玻璃窑炉内部的窑炉情况、玻璃熔化过程以及其他所有相关的内容,我们都可以通过这个以一个主模型为主的仿真器进行模拟而得出,从而对玻璃生产过程做出全面的判断和理解,并以事实为依据,以知识为保证对生产中的问题做出正确决定。从而实现了对玻璃工艺的改善,保证了产品质量。
模型预估控制系统:RMPC在过去的几年里,控制系统已经应用于窑炉或料道的一点或者多点温度的自动控制。如果想在长时间滞后情况下,以及多变量相关的情况下正确地控制生产过程的动态,那么就需要借助于RMPC(基于严格模型的预估控制)控制系统。这一高性能的控制系统在其性质上是独一无二的,它使用GTM-X为多变量控制器INCA提供所需的预估过程信息。
常规的模型预估控制器采用现场测试而建立的模型,即在生产线上用阶跃测试的方法获得数据而建立数学模型,从而对生产产生较大的扰动,使生产受损;而高性能的基于严格模型的预估控制系统采用的是快速仿真模型,因而避免了为建模而影响生产。因此在建模的速度上和设计的范围上都大大优于传统方法。
RMPC处在监控层并置于任何型号的PID/DCS/PLC/SCADA系统之上;它取代了操作员的工作,由RMPC控制器来动态地改变底层的PID控制回路设定值并能实实在在地实现最高的控制性能。
在过去一段时间里,RMPC控制系统已经被广泛地在窑炉或者料道上测试过。以容器玻璃生产为例,熔化池控制器的主要任务是稳定流液洞的平均温度以及温度分布,也就是稳定而均匀地提供熔化池出口的玻璃温度以此来提高玻璃的质量。而玻璃的质量很大程度上取决于玻璃液的粘度,也就是取决于玻璃熔化的温度及温度分布。
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