CN108829049B - 一种液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，属于自动控制技术领域。通过能够直接采集的料重信息和预先设定的值，建立科学合理的数学模型，然后根据建立的数学模型，利用DCS下位设计组态工具进行程序组态，并通过上位设计流程图画面，链接对应的数据项，实现在上位机操作站能够在线实时监控各料仓投料速度、投料量和总投料速度、投料量；并且能够根据各料仓投料速度、投料量和总投料速度、投料量的实时数据信息，通过***组态建立相应的历史趋势图，为分析质量波动、改进生产工艺提供重要的依据，降低了自动控制***的风险，提高了生产运行效率。
Description
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种液晶玻璃基板制造实时监测投料速度和投料量的方法。
背景技术
集散控制***，简称DCS，是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制***。实时监控功能一般是将智能仪表测量产生的4～20毫安信号送入DCS***，在DCS功能组态阶段，在DCS***内部建立相应的模型，将其模拟信号转为数字信号并在操作站实时显示，从而实现各种工艺参数实时监控。
在现有的液晶玻璃基板的生产线中，熔化→通道→成型工序中，只能通过设置在各一级投料仓的仪表，获取实时的料重信息，无法直接获取投料速度和投料量的信息。而投料速度和投料量是玻璃制作过程中的重要参数，对于控制产品质量尤为重要：投料速度和投料量直接决定液面的稳定，液面的稳定直接影响玻璃液引出量的稳定，引出量的稳定直接决定液晶玻璃基板板重的稳定性。同时，投料速度也是判断一级螺旋下料设备是否运转正常的重要依据，在线实时监测投料速度和投料量是直接工艺控制的重要手段，投料速度和投料量的历史趋势图是分析质量波动的重要依据。但是在现有技术中，无法直观地观测投料速度和投料量的实时数据。
发明内容
为了解决上述缺陷，本发明的目的在于提供一种液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，该方法利用DCS***，通过采集可直接测量的数据信息，建立数学模型，实现对投料速度和投料量的实时监控。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，通过DCS***实现，包括以下步骤：
1)设定DCS***中控制模块CM的执行周期t0和时间计数目标值N；定义料灌一次加料的持续时间为t＇，时间计数器为t，将总投料速度v和总投料量W增加为标准历史数据采集项；设置一级料仓料重M的报警值；
2)采集一级料仓的料重信息M，此时料重记为起始点料重M1，时间计数器t的初值为0；当采集的一级料仓料重信息M小于或等于报警值时，发出报警信号，开启料灌加料开关F；
3)采集料灌加料开关F的信息，若料灌加料开关F关闭，转步骤4)；若料灌加料开关F开启，转步骤6)；
4)采集时间计数器t的数值信息，如果时间计数器t＝时间计数目标值N，转步骤5)；如果时间计数器t≠时间计数目标值N，令时间计数器t＝t+1，转步骤3)；
5)采集一级料仓的料重信息M，将此时料重记为终点料重MN，时间计数器t恢复初值0，按下式计算出总投料速度v和总投料量W并存入***：
各个一级料仓投料量Wi＝起始点料重M1-终点料重MN；
总投料速度v＝∑各个一级料仓投料速度vi；
总投料量W＝∑各个一级料仓投料量Wi；
将计算出的总投料速度v和总投料量W，实时记录并发送至DCS***后台；
然后转步骤2)，直至生产任务完成或***停机；
6)此时令时间计数器t＝0，料灌一次加料持续时间t＇结束后，按下述方法计算出总投料速度v和总投料量W，并记录：
各个一级料仓投料速度vi为料灌加料开关F开启前CM的最后一个执行周期时的投料速度vi＇，则有：
各个一级料仓投料量Wi＝vi＇×t＇；
总投料速度v＝∑各个一级料仓投料速度vi＇；
总投料量W＝∑各个一级料仓投料量Wi；
将计算出的总投料速度v和总投料量W存入***；然后转步骤2)，直至生产任务完成或***停机；
7)根据步骤5)和步骤6)实时记录的总投料速度v和总投料量W，DCS***下位设计程序组态能够进行控制，上位设计流程图画面组态能够生成实时监控料仓的投料速度和投料量的历史趋势图。
优选地，各个一级料仓投料量Wi、总投料量W按照CM的执行周期t0显示；
优选地，各个一级料仓投料速度vi、总投料速度v按照时间间隔t0×N显示。
优选地，时间计数目标值N的设定原则遵循：使时间间隔t0×N内的料重减少量＞料重测量仪器的量程×料重测量仪器的精度。
优选地，时间计数目标值N的设定原则遵循：时间间隔t0×N为标准历史数据采集时间间隔的整数倍。
优选地，料灌在向各个一级料仓的加料量+加料前最后一个执行周期时各个一级料仓的料重＜各个一级料仓的最大容量。
优选地，步骤2)中，通过设置在一级料仓的测量仪器采集一级料仓的料重信息M。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，通过能够直接采集的料重信息和预先设定的值，建立科学合理的数学模型，然后根据建立的数学模型，利用DCS下位设计组态工具进行程序组态，并通过上位设计流程图画面，链接对应的数据项，实现在上位机操作站能够在线实时监控各料仓投料速度、投料量和总投料速度、投料量；并且能够根据各料仓投料速度、投料量和总投料速度、投料量的实时数据信息，通过***组态建立相应的历史趋势图，为分析质量波动、改进生产工艺提供重要的依据。DCS***中的组态能够实现对自动化过程和装备的监视和控制，能从自动化过程和设备中采集各种信息，并将信息以图形化等更易于理解的方式进行显示，将重要的信息以各种手段传送到相关人员，对信息执行必要分析处理和存储，发出控制指令。本发明能够降低自动控制***的风险，提高生产运行效率。
附图说明
图1为本发明的DCS***流程图。
具体实施方式
下面结合图1对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图1所示为本发明的DCS***流程图，分为以下步骤：
1)在***的初始状态，根据生产实际经验，设定DCS***中控制模块CM的执行周期t0和时间计数目标值N，根据对象测控的需要，需要创建若干个控制模块CM，每一个CM都是一个控制方案，实现某些功能的功能块就放在控制模块CM里；
定义料灌一次加料的持续时间为t＇，将总投料速度v和总投料量W增加为标准历史数据采集项，当总投料速度v和总投料量W计算出后，***会自动记录；设置一级料仓料重M的报警值；令时间计数器t＝0；然后接步骤2)。
在本步骤中，为防止数据失真，时间计数目标值N的设定遵循以下原则：①使时间间隔t0×N内的料重减少量＞料重测量仪器的量程×料重测量仪器的精度；②时间间隔t0×N为标准历史数据采集时间间隔的整数倍。为防止一级料仓中的原料溢出，料灌向各个一级料仓的加料量+加料前最后一个执行周期时各个一级料仓的料重＜各个一级料仓的最大容量。
2)通过设置在一级料仓的测量仪器实时采集一级料仓的料重信息M，可以采用重量传感器、电子秤等，此时料重M为起始点料重M1，时间计数器t的初值为0，接步骤3)；
当采集的一级料仓料重信息M小于或等于报警值时，发出报警信号，料灌加料开关F开启。
3)采集料灌加料开关F的信息，如料灌加料开关F关闭，转步骤4)；若料灌加料开关F开启，转步骤6)。
4)采集时间计数器t的数值信息，如果时间计数器t＝时间计数目标值N，转步骤5)；如果时间计数器t≠时间计数目标值N，令时间计数器t＝t+1，转步骤3)；
5)采集一级料仓的料重信息M，将此时料重为终点料重MN，时间计数器t恢复初值0，按下式计算出总投料速度v和总投料量W并存入***：
各个一级料仓投料量Wi＝起始点料重M1-终点料重MN；
总投料速度v＝∑各个一级料仓投料速度vi；
总投料量W＝∑各个一级料仓投料量Wi；
将计算出的总投料速度v和总投料量W，实时记录并发送至DCS***后台；
然后转步骤2)，直至生产任务完成或***停机。
6)此时使时间计数器t＝0，料灌一次加料持续时间t＇结束后，按下述方法计算出总投料速度v和总投料量W并记录：
此时无法计算出实际的投料速度，在此规定各个一级料仓投料速度vi为料灌加料开关F开启前CM的最后一个执行周期时的投料速度vi＇，以保持数据的连续性，则有：
各个一级料仓投料量Wi＝vi＇×t＇；
总投料速度v＝∑各个一级料仓投料速度vi＇；
总投料量W＝∑各个一级料仓投料量Wi，
将计算出的总投料速度v和总投料量W存入***；然后转步骤2)，直至生产任务完成或***停机；
转步骤2)，直至生产任务完成或***停机。
7)根据步骤5)和步骤6)实时记录的总投料速度v和总投料量W，DCS***下位设计程序组态能够进行控制，上位设计流程图画面组态能够生成实时监控料仓的投料速度和投料量的历史趋势图。
为方便实时监控，可以设置各个一级料仓投料量Wi、总投料量W按照CM的执行周期t0显示，各个一级料仓投料速度vi、总投料速度v按照时间间隔t0×N显示。还可以根据各个一级料仓投料速度vi、总投料速度v、各个一级料仓投料量Wi和总投料量W的实时数据信息，通过***组态建立相应的历史趋势图。为分析质量波动、改进生产工艺提供重要的依据。
下面结合一组数据来对本发明的效果进行直观的描述，如表1为采用本发明方法的DCS***中导出的某个一级料仓的一个时间段里的部分数值，标准历史数据采集时间间隔为60s，设定t0＝1s，N＝600，则t0×N＝600S。为方便生产统计，投料量以累计投料量的形式显示。
7:22:00～7:41:00时间段内，一级料仓投料，料灌加料开关F关闭，***每隔600S计算一次投料速度vi；7:44:00～7:45:00时间段内料灌加料开关开启，进行加料，投料速度vi等于料灌加料开关F开启前CM的最后一个执行周期时的投料速度，7:46:00～7:47:00时间段内，加料结束，料灌加料开关关闭，7:47:00时t＝0，***继续保持每隔600S计算一次投料速度vi。同时，料仓料重和累计投料量历史数据保存在***内，作为对生产、质量的分析及改进的参考。
表1
通过表1中的数据可以看出，本发明能够实现对投料速度和投料量的实时监控，对生产管理和质量改进有着重要的指导作用，降低了自动控制***的风险，提高了生产运行效率。
Claims (7)
1.一种液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，其特征在于，通过DCS***实现，包括以下步骤：
1)设定DCS***中控制模块CM的执行周期t0和时间计数目标值N；定义料灌一次加料的持续时间为t＇，时间计数器为t，将总投料速度v和总投料量W增加为标准历史数据采集项；设置一级料仓料重M的报警值；
2)采集一级料仓的料重信息M，此时料重记为起始点料重M1，时间计数器t的初值为0；
当采集的一级料仓料重信息M小于或等于报警值时，发出报警信号，开启料灌加料开关F；
3)采集料灌加料开关F的信息，若料灌加料开关F关闭，转步骤4)；若料灌加料开关F开启，转步骤6)；
4)采集时间计数器t的数值信息，如果时间计数器t＝时间计数目标值N，转步骤5)；如果时间计数器t≠时间计数目标值N，令时间计数器t＝t+1，转步骤3)；
5)采集一级料仓的料重信息M，将此时料重记为终点料重MN，时间计数器t恢复初值0，按式(1)～(4)计算出总投料速度v和总投料量W并存入***：
各个一级料仓投料速度
各个一级料仓投料量Wi＝起始点料重M1-终点料重MN； (2)
总投料速度v＝∑各个一级料仓投料速度vi； (3)
总投料量W＝∑各个一级料仓投料量Wi； (4)
将计算出的总投料速度v和总投料量W，实时记录并发送至DCS***后台；然后转步骤2)，直至生产任务完成或***停机；
6)此时，令时间计数器t＝0，料灌一次加料持续时间t＇结束后，按下述方法计算出总投料速度v和总投料量W，并记录：
各个一级料仓投料速度vi为料灌加料开关F开启前CM的最后一个执行周期时的投料速度vi＇，则有：
各个一级料仓投料量Wi＝vi＇×t＇；
总投料速度v＝∑各个一级料仓投料速度vi＇；
总投料量W＝∑各个一级料仓投料量Wi；
将计算出的总投料速度v和总投料量W存入***；然后转步骤2)，直至生产任务完成或***停机；
7)根据步骤5)和步骤6)实时记录的总投料速度v和总投料量W，DCS***下位设计程序组态能够进行控制，上位设计流程图画面组态能够生成实时监控料仓的投料速度和投料量的历史趋势图。
2.如权利要求1所述的液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，其特征在于，各个一级料仓投料量Wi、总投料量W按照CM的执行周期t0显示。
3.如权利要求1所述的一种液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，其特征在于，各个一级料仓投料速度vi、总投料速度v按照时间间隔t0×N显示。
4.如权利要求1所述的一种液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，其特征在于，时间计数目标值N的设定原则遵循：使时间间隔t0×N内的料重减少量＞料重测量仪器的量程×料重测量仪器的精度。
5.如权利要求1或4所述的一种液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，其特征在于，时间计数目标值N的设定原则遵循：时间间隔t0×N为标准历史数据采集时间间隔的整数倍。
6.如权利要求1所述的一种液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，其特征在于，料灌内向各个一级料仓的加料量+加料前最后一个执行周期时各个一级料仓的料重＜各个一级料仓的最大容量。
7.如权利要求1所述的一种液晶玻璃基板制造实时监控投料速度和投料量的方法，其特征在于，步骤2)中，通过设置在一级料仓的测量仪器采集一级料仓的料重信息M。
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Application publication date: 20181116 Assignee: Hunan Shaohong special glass Co.,Ltd. Assignor: CAIHONG GROUP Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980042112 Denomination of invention: A Method for Real Time Monitoring of Feeding Speed and Quantity in the Manufacturing of Liquid Crystal Glass Substrates Granted publication date: 20191206 License type: Common License Record date: 20230922 |