1、引言
唐山玻璃集團某玻璃製品生產線主要由煤氣站?熔窯?退火窯三個子系統組成。煤氣站子系統中，以煤為原料，以蒸汽為氣化劑，在煤氣發生爐中進行化學反應，產生煤氣。熔窯子系統利用煤氣站產生的煤氣，與空氣混合后，在熔窯內進行充分燃燒，將玻璃原料加熱融化，產生的玻璃原液經供料道送至玻璃製品機，進行玻璃製品半成品的生產。退火窯子系統則實現半成品的高溫燒成去應力和冷?。
由於歷史原因，整條生產線的自動控制水平比較低，基本上由現場工人根據儀錶顯示進行手動操作，以實現加氣?送風?溫度調節和窯壓調節等功能。手動控制不僅效果差?原材料能源浪費大，而且經常由於三個子系統之間不能協調工作而出現停窯等生產事故，因此實現生產線的自動控制顯得尤為重要。
整條生產線檢測控制點多?現場環境惡劣?物理距離遠，並且要求控制系統可靠性高?安全性好?維修簡單?價格低廉。經過仔細考察比較，系統最終選用了I-7000系列遠程數據採集模塊，在此基礎上設計實現了生產線的監測控制系統。
2、系統的硬體結構
根據生產線的實際情況，結合當前工業控制技術的發展方向，控制系統採用了工業控制計算機與分散式I/O模塊相結合的方式。上位機採用了RACK600工業控制計算機。考慮I-7000模塊種類多?可靠性高?抗干擾能力強?價格低廉等，系統採用了I-7000模塊作為分散式I/O模塊。為確保生產線的安全可靠，系統採用了上位機雙機冗餘的方式，主機和從機可自動無擾切換。在系統檢修或故障時，可通過轉換開關，將系統切換為原手動控制，保證了生產過程的可靠性。
系統硬體物理上可分為兩部分：一部分放置在煤氣站控制室，負責煤氣站子系統的信號採集與輸出，其餘部分（包括上位機）放置在熔窯控制室（作為中央控制室），負責熔窯和退火窯子系統的信號採集和輸出。所有信號經RS485網路匯總到上位機，以實現整條生產線的監測與控制，具體描述如下。
2．1煤氣站子系統
煤氣站子系統有8路4-20ma壓力輸入信號?4路溫度輸入信號?4路開關量報警輸出信號?3路4-20ma電流輸出信號，採用I-7017?7018?7042?7024模塊各一塊。
I-7017為8通道模擬量輸入模塊，最大輸入量程為±10V。在7017的每一?通道並聯一?250Ω3 的精密電阻，可將8路4-20ma電流信號轉化為1-5V電壓信號，作為現場壓力信號，送入控制系統。
I-7018為8路熱電偶輸入模塊，可直接採集熱電偶信號。煤氣站的4路溫度信號均為K型，共享一塊7018。
I-7042為13路隔離型集電極開路輸出模塊，配合RM104功率繼電器板可實現繼電器輸出功能。系統設有一次風壓?煤氣溫度等超限報警。報警時，7042控制RM104驅動現場的24V報警指示燈亮，同時報警電鈴?。
I-7024為4通道模擬輸出模塊，可輸出標準的電壓和電流信號。煤氣站的一次風機採用變頻器控制，2路蒸汽採用電動調節閥控制，3路控制信號均為4-20ma標準電流信號，共享一塊7024。
2．2熔窯子系統
熔窯子系統有16路溫度輸入信號?6路數字輸入信號?3路4-20ma壓力輸入信號?4路繼電器輸出信號?2路4-20ma電流輸出信號?1路0-1V液位輸入信號。共享4塊I-7018?1塊7024?1塊7042?1塊7052和1塊7017。
16路溫度信號有6路K型熱電偶，4路S型熱電偶，4路J型熱電偶和兩路S型熱電偶，分別用4塊7018實現溫度信號的採集。
4路壓力信號為4-20ma標準電流信號，經250Ω精密電阻轉換為1-5V電壓信號，由7017實現壓力信號的採集。7017模塊同時完成液位信號的採集。
4路繼電器輸出信號為空氣和煤氣換向輸出信號，由I-7042驅動RM104完成。
I-7050為7路數字輸入模塊。現場的6路換向到位信號經繼電器隔離后，轉換為干接?信號，由7050實現換向到位信號採集。
二次風機採用變頻器控制，控制信號為4-20ma電流信號，煙囪吸力調節控制信號也是4-20ma電流信號，2路信號輸出由一塊7024來實現。
2．3退火窯子系統
退火窯為單獨的子系統，根據廠家要求，暫不做控制。
3、系統的軟體原理
系統上位機採用Windows NT 4.0 作為操作系統，Intellution公司的FIX軟體作為工業測控軟體平台，Visual C 5.0和Visual Basic 5.0作為編程語言。在控制演算法上，採用了軟嵌入式自學習多變數模糊控制器（MF控制器）。
3．1系統控制原理
? 煤氣站到熔窯，系統最終的控制目標是：熔窯溫度TR保持在1500±5℃，窯壓PR保持在15±1Pa。，熔窯溫度TR通過調節煤氣站的煤氣出口壓力PM來實現，同時TR受PR的影?。PM是通過調節煤氣發生?的風量來實現控制的，而風量的變化，必然會引起煤氣站混合氣溫度的變化。為保證煤氣發生?中的化學反應充分，混合氣溫度必須
