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Samkoon HMI在鋼化玻璃制造行業的應用

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一 引言

鋼化玻璃(Tempered glass/Reinforced glass)屬于安全玻璃,是一種預應力玻璃,為提高玻璃的強度,通常使用化學或物理的方法,在玻璃表面形成壓應力,玻璃承受外力時首先抵消表層應力,從而提高了承載能力,增強玻璃自身抗風壓性,寒暑性,沖擊性等。鋼化爐是用物理或化學的方法生產鋼化玻璃的設備,包括物理方式玻璃鋼化設備和化學方式玻璃鋼化設備兩種。

物理方式玻璃鋼化設備通過對平板玻璃進行加熱、而后再急冷的技術處理,使冷卻后的玻璃表層形成壓應力,玻璃內部形成張應力,從而達到提高玻璃強度,使普通退火玻璃成為鋼化玻璃的設備。由于此種鋼化方式并不改變玻璃的化學組成,因此稱為物理方式玻璃鋼化設備。

化學鋼化設備是通過改變玻璃表面的化學組成來提高玻璃的強度,目前有表面脫堿、堿金屬離子交換等方法;由于此種鋼化方式改變了玻璃的化學組成,因此稱為化學方式玻璃鋼化設備。

本文主要講述Samkoon觸摸屏在化學玻璃鋼化生產線鋼化爐上的應用。

二 系統原理與設計要求

化學鋼化玻璃的原理:

化學鋼化玻璃是采用低溫離子交換工藝制造的,所謂低溫系是指交換溫度不高于玻璃轉變溫度的范圍內,是相對于高溫離子交換工藝在轉變溫度以上,軟化點以下的溫度范圍而言。低溫離子交換工藝的簡單原理是在400℃左右的堿鹽溶液中,使玻璃表層中半徑較小的離子與溶液中半徑較大的離子交換,比如玻璃中的鋰離子與溶液中的鉀或鈉離子交換,玻璃中的鈉離子與溶液中的鉀離子交換,利用堿離子體積上的差別在玻璃表層形成嵌擠壓應力。大離子擠嵌進玻璃表層的數量與表層壓應力成正比,所以離子交換的數量與交換的表層深度是增強效果的關鍵指標。

離子交換鋼化玻璃與物理鋼化玻璃的應力分布不同,前者表面層的壓應力厚度較小,與其平衡的內部拉應力不大,這是化學鋼化玻璃的內部拉應力層達到破壞時也不像物理鋼化玻璃那樣碎成小片的原因。由于離子交換層較薄,所以化學鋼化玻璃方法用于增強薄玻璃效果顯著,對厚玻璃的增強效果不甚明顯,特別適合增強2~4mm厚的玻璃。

 

三 Samkoon人機畫面設計

1. 觸摸屏畫面設計要求

本系統采用Samkoon SA-10.2A型號觸摸屏,該型號為10.2”寬屏,440MHz CPU可以實時顯示溫度曲線,歷史溫度曲線,實時事件,歷史事件,歷史數據,工藝流程。

2. 觸摸屏畫面設計:

觸摸屏手動畫面可以手工控制預熱、吊籃下降、吊籃上升、爐門關閉、爐門打開、爐體前移、爐體后移、冷風機啟動/停止、熱風機啟動/停止。
觸摸屏的手動操作畫面如下圖所示:

觸摸屏的工藝流程畫面可以顯示設備運行的流程,可以查看設備運行到哪一步,如果運行過程中有條件未達到,點擊按鈕彈出窗口顯示未達到的條件,方便調試檢測。同時可以顯示爐內、爐側面的溫度、運行特定步的所需時間。

預熱工藝參數畫面設定鋼化爐的PID各段預熱時間、預熱溫度、預熱功率,退火時間,退火溫度、以及鋼化時的鹽離子交換時間。

設備參數畫面設置鋼化爐的一些初始化的參數,如超溫報警、溫度修正、超時設定等設備點動運行以及連動運行切換。

四 總結

本系統采用Samkoon SA-10.2A觸摸屏和PLC的控制系統在玻璃制造行業鋼化爐上的應用,該系統采用PID閉環調節控制各鋼化爐溫度的控制,通過調整PID的參數實現精確的控制效果。并且可以保存整個工藝過程中的溫度變化趨勢,和查閱歷史報警信息。該系統實現了更精確,更穩定,更方便的操作控制要求。

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