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玻璃生产线温度控制系统设计摘要本文介绍了对传统玻璃生产线退火窑输送装置的改进及其温度操 纵系统完善的设计过程文中第一对玻璃生产线退火窑的国内外进展现 状，以及其温度操纵系统的结构组成和原理进行了简单介绍然后针对 连续式退火窑的结构特点，设计了一套可灵活改变输送装置的三维输送 机构结合转位机构的特点，采纳步进电机带动齿轮副，实现各输送装 置的灵活转换各类输送装置速度的调剂是采纳PLC操纵变频器来实现 的在温度操纵系统的设计方面，本设计在退火窑各个温度区均采纳周 波操纵系统，来对各温度区进行温度调剂设计后的退火窑和温度操纵 系统能够在提高玻璃制品生产效率的同时，也可使退火窑的退火质量得 以优化关键词：退火窑，输送装置，转位机构，温度操纵系统，PLC操纵Production line of the glass annealing kiln and itstemperature control system designAbstractThis paper introduces the traditional glass production line annealing kiln feeding device and the improvement of the temperature control system design process. In this paper, glass production line annealing kiln development status at home and abroad, as well as its temperature control system structure and principle were introduced. Then according to the continuous annealing kiln structure characteristics, design a set of flexible change of three-dimensional conveying mechanism conveying device. Combined with the indexing mechanism characteristics, using a stepper motor to drive the gear pair, each conveying device realize flexible conversion. Various types of conveyor speed adjustment is the use of PLC control of frequency converter to realize. In the temperature control system design, the design of each temperature zone in annealing furnace adopts frequency control system, to each temperature zone is used for temperature regulation. Design of annealing furnace and temperature control system to improve the glass products production and efficiency at the same time, also can make the annealing furnace annealing quality can be optimized.Key words: annealing kiln, conveying device, indexing mechanism, temperature control system, PLC control目录第一章 绪 论 11.1 概述 11.2 国内外进展现状及趋势 11.3 退火窑的差不多结构和温度操纵系统的工作原理 31.3.1 退火窑的差不多结构 31.3.2 温度操纵系统的工作原理 41.4 设计方案的改进 51.5 本设计的要紧完成的任务 6第二章 关于玻璃生产线退火窑的设计 72.1 玻璃的退火与退火窑 72.1.1 退火的概念、目的和过程 72.1.2 玻璃制品内应力的类型及成因 72.2 退火窑的分类及要求 82.2.1 退火窑的分类 82.2.2 对退火窑的要求 92.3 退火窑的分区 92.3.1保温区〔A区、B区、C区〕 92.3.2缓冷区〔D区、E区〕 102.3.3快冷区〔F区〕 102.4 退火窑输送装置的改进 102.4.1传统退火窑输送装置的介绍 102.4.2 改进后的退火窑三维输送装置 112.4.3 要紧零部件的设计运算与说明 13第三章 温度操纵系统的硬件组成及软件设计 163.1 温度操纵系统的硬件组成 163.1.1可编程操纵器〔PLC〕的简介、选用及端口分配 163.1.2 变频调速器的应用 173.1.3 热电偶的概述及工作原理 183.1.4 周波操纵系统的组成、原理及性能分析 193.1.5 温度操纵系统的硬件组成及性能分析 203.2温度操纵系统的软件设计 213.2.1 软件部分的组成及分析 213.2.2 顺序功能图 223.2.3梯形图 22第四章 结论 26参考文献 27致 谢 错误!未定义书签。

第一章 绪 论1.1 概述退火窑是玻璃生产线上的三大热工设备之一，也是生产线上的要紧设备在玻 璃生产实践中总结出四句话：〝原料是基础，熔化是保证，成形是关键，退火是效 益[1]〞退火是效益的缘故在于：假如退火窑设计不合理，确定的工艺参数不恰当 会直截了当阻碍玻璃的退火质量，造成严峻的经济缺失由于所需退火的玻璃制品不同，退火窑的窑型也不尽相同，但不管哪一种退火 窑都应保证实现规定的退火工艺制度，使退火窑断面上的温度保持平均；在优化质 量、降低能耗的基础上做到高效率生产；在确保退火质量的前提下尽可能使退火窑 结构简单，操作方便因此玻璃的退火工艺是玻璃生产过程中的一个重要环节，其 过程是将玻璃置于退火窑中，使其在某一温度下保持足够时刻后再缓慢冷却，从而 使玻璃应力不超过承诺值因此要实现这一目的，就要对退火窑各区温度进行有效 的操纵温度操纵系统能够实现对退火窑内保温区和非保温区的温度操纵由各操 纵部分的和谐配合，能够使玻璃的温度操纵在需要的范畴之内总之，退火窑性能的好坏直截了当阻碍玻璃制品的质量和生产成本，而退火窑 温度操纵系统不仅是生产高质量玻璃制品的前提，而且也是提高生产效率和退火窑 寿命的必要保证。

因此，在保证退火窑性能的基础上，优化退火窑温度操纵系统对 玻璃制品的生产具有重要意义1.2国内外进展现状及趋势我国目前的工厂广泛采纳的是连续式退火窑，缘故在于其生产效率高，连续性 强，较易形成自动化治理运行模式，能够实现大批量生产其中输送装置那么因玻 璃制品的特点而定，但速度操纵系统落后，不能实现灵活调剂，因此存在综合性不 强，生产品种单一的缺点：即一个工厂只能对一种玻璃制品进行简单退火，假设生 产玻璃制品的品种增多，那么需要相应增加退火窑的数量，如此不仅使投资成本增 加，而且使车间的空间利用率降低关于退火窑内的加热方式，目前采纳的有明焰 式、隔焰式、半隔焰式和电加热式明焰式的火焰与制品直截了当接触；隔焰式的 火焰不与制品接触，通过薄片砖或退火窑外壳体间接传热；半隔焰式的火焰部分与 制品接触，另一部分对制品间接加热三种加热方式各有自己的优缺点针对冷却介质，由于空气的来源广泛，设备简单，经济效益性好，故在国内外 得到普遍采纳但由于空气中的杂质会对玻璃制品产生一定的阻碍，在实际中又不 易通过改善风机的性能来得到净化空气的目的就这一缺陷，法国公司在生产质量 要求较高的玻璃制品时，采取水冷的方式进行冷却，成效可靠、技术成熟，玻璃制 品的质量能够得到保证，值得我国的借鉴与引用。

在退火窑结构方面，比利时克纳德〔CNUD〕式退火窑，增加了能够方便拆卸 的喷镀区，其上能够安装喷镀设备来生产镀膜玻璃在加热区增加了抽屉式电加热 器和管束式辐射冷却器，来更好地调剂退火窑顶部、底部和边部的温度管束式藹射冷却器图1-1 克纳德〔CNUD）式退火窑A区结构简图法国的斯坦因〔STEIN〕式在此方面采纳热风循环逆流间接冷却玻璃板，其中 电加热器不直截了当布置在窑内，而是安装在窑外的冷却风系统中，通过调剂辐射 冷却器进口的空气流量和初始温度来达到操纵窑内温度的目的避火雲売体网带热空气f F n n室濫空乞通巩管纠偏装琵图1-2 斯坦因〔STEIN）式退火窑热风循环逆流冷却装置1.3退火窑的差不多结构和温度操纵系统的工作原理1.3.1退火窑的差不多结构玻璃生产线退火窑为钢壳隧道式结构，按退火特点可分为间歇式、半连续式和 连续式就连续式退火窑而言，其结构一样由窑膛、传动装置、加热及温度操纵系 统组成 由于玻璃制品的不同，又可将连续式退火窑分为网带式、辊轮式和蜗杆式网带式退火窑的网带用钢丝编织而成，在退火窑的高温段，网带由无缝钢管或钢轨托住，在低温带由钢辊托住网带的传动装置包括主动轮、张紧装置和纠偏装置等。

纠偏装最000纠僞舉愛以动轮主动轮張紧幾匱图1-3 网带式退火窑传动装置简图辊轮式退火窑的辊子由吊挂式轴承支承，通过无级调速驱动传动轴，由固定在 传动轴和辊子轴端的螺旋齿轮副带动窑的宽度取决于玻璃制品的产量及窑长，一 样从1.2m〜2.5m,不期望大于2.5m窑膛的长度依照退火曲线、网带移动速度及厂房 条件等因素来确定退火窑沿长度方向可分为A区、B区、C区、D区、E区、和F区 其中，A、B、C区的钢壳内有保温层，内设电加热器和辐射冷却器，故称为保温区; D和E区为封闭钢壳结构，内设热风循环冷却装置，故为缓冷区；F区有封闭式和放 开式两种类型，内设强制冷却装置，故为快冷区退火窑的长度能够依照季节和外 部环境气温来调剂1.3.2温度操纵系统的工作原理就目前广泛采纳的连续式退火窑而言，其工作特点是玻璃制品在退火窑内连续 移动，但退火窑内各区温度恒定不变因此，合理操纵玻璃的温降速度，保持各区 温度的连续平均性，成为退火窑在退火操作中的关键在退火窑工作时，通过输送装置的连续移动，将玻璃制品以特定的速度输送到 退火窑内进行退火退火过程是专门严格的一项操作，之因此这么说，是因为关于 不同的玻璃制品，其厚度、形状、大小、质量等因素不尽相同，这就决定了其退火 曲线的不同。

退火曲线又与温度和时刻有着密不可分的联系，其中温度与时刻的比 值称为温降速度(K )，用公式表示为：K = AT At (1-1)在玻璃制品退火之前要先明确它们的退火曲线，并依照玻璃制品的形状和尺寸 选择合适的输送装置退火曲线与输送装置的合理选择是专门重要的，然而操纵合 理的温降速度才是关键的其中时刻改变量：At 二 L.v (1-2)其中玻璃退火曲线如图1-4所示:图1-4 玻璃退火曲线举例 由式〔1-1〕和〔1-2〕可得：K 二 ATv L (1-3)式中：At :温度变化量LC〕 At :时刻改变量〔s或min〕L :退火区间的长度〔m〕 v :输送装置的移动速度〔mmin〕由〔1-3〕式可得。