Автоматика стекольного завода
Система управления стекловаренной печью (ванна 50-500 тонн, температура 1500-1600 °C), фидерами, стеклоформующими машинами (IS-машины для тары, флоат-линии для листового стекла), отжигательными печами (лерами). Критична стабильность температуры и уровня стекломассы.
Автоматика стекольного завода управляет непрерывным технологическим процессом, который работает 24/7 без остановок 10-15 лет подряд — именно столько служит футеровка стекловаренной печи. Любая серьёзная авария автоматики с остановкой печи приводит к застыванию стекломассы и необходимости её выдалбливания, что обходится в десятки миллионов рублей и 2-3 месяца простоя.
Главный узел — стекловаренная печь ёмкостью 50-500 тонн стекломассы, работающая при 1500-1600 °C. Автоматика регулирует подачу шихты и стеклобоя с точностью ±0,5% массы, уровень стекломассы в ванне с точностью ±1 мм (платиновые уровнемеры погружного типа), температуру по 12-24 термопарам Pt-Rh во всех зонах, расход природного газа и кислорода на горелки (кислородное стекловарение экономит 20-30% топлива), давление в печи 0-20 Па, цикл реверса регенераторов 20-30 минут. Температура влияет на вязкость стекла и качество формования — отклонение в фидере на ±1 °C уже видно в размерах бутылки или ровности листа флоат-стекла.
Автоматика стеклоформующих машин IS (Individual Section) для тары — отдельная дисциплина: синхронизация движения капли стекла, черновых и чистовых форм, выдувного механизма с цикличностью 3-6 секунд на бутылку и производительностью до 600 бутылок в минуту с одной машины. Применяют специализированные контроллеры Emhart Glass FlexIS или Bucher Vaslin, работающие в связке с SCADA верхнего уровня. Для флоат-линии производства листового стекла (ширина 3-4 м, длина 300-500 м) ключевая задача — поддержание плоскопараллельности ленты в ванне с жидким оловом и точный контроль температурных градиентов в отжигательной печи (лере).
Типовая платформа — Siemens S7-400H с резервированием, SCADA WinCC или MasterSCADA 4D, управление горелками через частотные преобразователи вентиляторов и регулирующие клапаны газа с SIL 2 отсечкой. Основные поставщики комплексных АСУ ТП — Fives Stein, Horn Glass, SORG, Emhart Glass. РУБИКОН имеет опыт изготовления локальных шкафов автоматики для участков фидеров и леров на российских стекольных заводах.
Частые вопросы
Почему стекловаренную печь нельзя останавливать?
При остановке горения температура падает ниже температуры стеклования (900-1000 °C), стекломасса застывает в ванне монолитом. Пуск после этого — выдалбливание застывшего стекла (0,5-1 месяц работ), ревизия и ремонт футеровки (ещё 1-2 месяца), холодный пуск с постепенным разогревом по строгому графику 20-40 суток. Общий простой 3-5 месяцев, затраты сопоставимы со стоимостью новой печи. Автоматика проектируется с резервированием контроллеров, двойным ИБП, резервной горелкой — чтобы исключить такой сценарий.Какие датчики применяют для измерения температуры стекломассы?
В ванне печи — платино-платинородиевые термопары B и S типа в керамических чехлах из оксида алюминия (ресурс 1-3 года в агрессивной среде расплава). Для бесконтактного контроля поверхности ленты стекла и температуры в лере — инфракрасные пирометры 0,9-1,5 мкм (не чувствительны к пропусканию стекла). В фидере — платиновые погружные гильзы. Все сигналы заводятся на искробезопасные барьеры и далее на модули ввода контроллера.
Источники
- ГОСТ Р 54169 — Стекло листовое. Технические условия — Росстандарт
- Emhart Glass — FlexIS Control System Manual — Emhart Glass