Low-E玻璃生产线集散控制系统

摘要

近年来，随着我国建筑业蓬勃发展和节能减排理念的深入人心，Low-E玻璃以其良好的建筑物节能效果，成为市场的宠儿，需求量巨大。真空磁控溅射镀膜生产线作为目前主流的Low-E玻璃生产设备，在国内拥有广阔的应用和发展空间。长期以来，国内的Low-E玻璃真空磁控溅射镀膜生产线主要依赖进口，这极大地增加了企业的运营成本，限制了Low-E玻璃的市场前景。
　　 在深入研究真空磁控溅射镀膜工艺特点的基础上，分析了镀膜生产线的结构特点和工作流程，针对磁控溅射法镀膜生产线设备种类数量众多、控制逻辑复杂、受控参数众多、电磁环境复杂等特点，研究了基于DCS框架的Low-E玻璃生产线控制系统，主要研究内容如下：
　　 1.研究Low-E玻璃镀膜生产线真空抽气系统，研究了三级泵的组合抽气单元，给出了其电气控制回路和控制程序流程图，并分析了真空状态检测设备。分析了常用直流和中频交流溅射电源的结构和工作原理。设计了工艺气体流量控制系统和反应溅射的气体放电PEM监控系统。
　　 2.依据Low-E玻璃镀膜生产线的结构特点，设计了生产线传动系统控制系统，给出了控制网络拓扑结构，采用永磁同步伺服系统构建现场工位传动系统，分析了其矢量控制策略。针对玻璃在不同工位间传送对电机同步性能的要求，采用主从耦合矢量控制方法，实现了双电机的精确同步运行。
　　 3.通过对整个镀膜生产线的分析，设计了基于双S7-416 PLC控制核心的镀膜生产线集散控制系统，在模块化思想指导下使用STEP7 V5.4软件平台编制下位控制程序。在WinCC监控系统开发环境下设计了镀膜生产线DCS人机界面，实时、准确地掌控各种工况信息，实现Low-E玻璃生产过程的自动化和可视化运行。
　　 生产实践表明，整个镀膜生产线控制系统功能完备、工作可靠、维护简便，且开放性强，方便系统改造和升级，到达了预期目标。