一、概述

     隨著科學技術的迅速發(fā)展，鋼化玻璃的用途越來越廣泛，其產品越來越豐富，事實上鋼化玻璃早已成為玻璃深加工家族中的最大成員，鋼化玻璃已成為人類生活中不可缺少的重要材料。鋼化玻璃是通過加熱和急冷使玻璃獲得很大的永久應力，所以又稱為預應力玻璃。若想消除這種應力，只有再次加熱玻璃至接近軟化狀態(tài)。

二、工作原理

1. 玻璃鋼化的工藝原理：是將經(jīng)過切、磨、洗后的普通優(yōu)質平板玻璃送入鋼化爐，通過加熱（680℃~715℃）和淬冷，使玻璃內產生很大的永久應力—表面為壓應力，內部為張應力，即玻璃產生了一種均勻而有規(guī)律分布的內應力，從而提高了玻璃的強度和熱穩(wěn)定性。

其生產工藝流程是：

玻璃原片→檢驗 →切裁 → 掰邊 →洗滌 →干燥→鋼化→檢驗→ 包裝→入庫

鋼化工藝流程是：

入片→加熱→淬冷→緩冷→卸片

2. 鋼化玻璃的主要特點

1) 機械強度大：當鋼化玻璃受到荷載的壓力、彎曲或沖擊等外力作用時，其著力表面受到壓應力，而另一個表面受到張應力。隨著荷載的增加，這個張應力被鋼化玻璃表面原有的壓應力逐漸沖減，直至完全抵消后才變?yōu)閺垜?。由于玻璃的耐壓強度要比抗張強度幾乎?0倍，結果玻璃在鋼化后不但使表面得到增強，而且也使其薄弱環(huán)節(jié)得以轉移。所以鋼化玻璃的耐壓強度，抗彎強度一般提高4~5倍，而抗沖擊強度可提高5~8倍。

2) 熱穩(wěn)定性好：鋼化玻璃熱穩(wěn)定性的提高如同機械強度的增加一樣，也與其內部應力的大小和分布有關。當玻璃表面受到急熱時，內層尚處于冷卻狀態(tài)，這樣受熱面處于壓應力，而內層受張應力。當溫差過大、張應力超過玻璃的抗張強度時即引起玻璃炸裂。而鋼化玻璃表層原有的壓應力能夠抵消部分熱膨脹，緩解內層的張應力，所以鋼化玻璃的熱穩(wěn)定性可提高1.5~2倍。

3) 安全性強：玻璃的破裂是以裂紋缺陷為起點引起超過抗張強度的結果。雖然鋼化玻璃的薄弱點（張應力區(qū)）是在中心，通常并不存在微裂紋缺陷，但在高速沖擊、內部結石等條件下，也會在張應力層形成破裂起點，裂紋在張應力作用下向四周急劇擴展、傳播，形成布滿許多裂紋、大小不同的集合群體。又由于鋼化玻璃是在壓應力的封閉條件下突然破裂，所以破碎時其碎片是蜂窩狀小顆粒，成均勻無尖角的網(wǎng)狀顆粒，不易傷人，因此具有較好的安全性能，屬安全玻璃的一種。

三、系統(tǒng)配置：

1. 裝片臺、加熱區(qū)、鋼化冷卻區(qū)、卸片區(qū)、操縱臺、電氣控制柜組成。其中裝片臺、加熱區(qū)、冷卻區(qū)及卸片臺均通過擺線針輪減速機帶動鏈條傳動，鋼化冷卻區(qū)由鼓風機進行迅速風冷，風道設置上下風柵，控制玻璃鋼化的成品率。

2. 水平軌道鋼化爐電氣控制系統(tǒng)

水平軌道式鋼化爐的電氣系統(tǒng)主要由裝片臺傳動電機、加熱區(qū)傳動電機、冷卻區(qū)傳動電機、卸片臺傳動電機、加熱冷卻風機電機、監(jiān)控計算機（HMI）、PLC、變頻器和各種現(xiàn)場儀表傳感器組成。全自動水平軌道式鋼化爐具有手動、半自動、自動多種控制方式。鋼化爐的各個單元的啟動、停止、參數(shù)設定全部通過HMI完成，同時HMI監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，阿爾法變頻器在整個控制系統(tǒng)中作為動力驅動元件具有及其重要的作用。

阿爾法變頻器在鋼化爐中的應用主要有：傳動和風機控制

傳動部分：

裝片傳動電機 2.2KW 4臺 ALPHA5000-32R2GB

加熱傳動電機 2.2KW 4臺 ALPHA5000-32R2GB

冷卻傳動電機 2.2KW 4臺 ALPHA5000-32R2GB

提彎傳動電機 5.5KW 2臺 ALPHA5000-35R5GB

風機部分：

加熱風機電機 250KW 1臺 ALPHA6000-3250P

冷卻風機電機 315KW 2臺 ALPHA6000-3315P

冷卻風機電機 75KW 2臺  ALPHA6000-3075P

冷卻風機電機 7.5KW 13臺 ALPHA6000-37R5P

4. 阿爾法變頻器在水平軌道式鋼化爐中的控制過程

1) 裝片臺傳動變頻器將玻璃制品按照設定速度輸送到加熱區(qū)加熱

2) 加熱區(qū)傳動變頻器根據(jù)設定速度反復運動，玻璃制品均勻受熱

3) 達到鋼化溫度，進入冷卻區(qū)，鼓風變頻快速冷卻

4) 冷卻區(qū)傳動變頻器反復運動，玻璃制品均勻冷卻

5) 卸片臺傳動變頻器將鋼化玻璃送出，完成一個工藝過程

6) 所有變頻器通過總線控制，頻率設定、狀態(tài)讀入自動完成

5.阿爾法變頻器在水平軌道式鋼化爐調試過程中的注意事項

1) 各個傳動變頻器速度同步，玻璃制品平穩(wěn)傳送。

2) 加熱和冷卻單元變頻器根據(jù)工藝要求頻繁反復運行，

根據(jù)工藝要求快速精確停車，注意變頻器的加減速時間和速度的調整

3) 冷卻風機的控制對于產品質量至關重要。玻璃加熱后的冷卻分急冷和緩冷兩個階段。對玻璃急冷的基本要求是快速而均勻地冷卻，使玻璃外層呈壓力狀態(tài)而內層呈張力狀態(tài)。冷卻速度愈快，溫度梯度愈大，產生的永久應力，即鋼化應力愈大，此時工藝要求風量和風壓必須在短時間內迅速建立，充分冷卻達到鋼化效果。風機加速時間過短，變頻器很容易報過流故障；風機加速時間慢很容易造成鋼化效果不佳，調試過程中必須注意變頻器參數(shù)的優(yōu)化。所謂緩冷就是在玻璃完成淬冷—產生永久應力后，為節(jié)省能耗可降低冷卻強度，使玻璃緩慢冷卻至40℃~50℃，即可進行人工卸片。

4) ALPHA變頻器對冷卻風機的控制方案

   ALPHA變頻器轉速追蹤采用硬件精準檢測電機轉速，追蹤起動非常平穩(wěn)，追蹤起動電流小。利用ALPHA變頻器優(yōu)異的轉速追蹤功能可很好地滿足冷卻風機控制的工藝要求，節(jié)能效果比其它產品常用的二段速控制更好。速度功率時間曲線見下圖：

如圖所示，紅色曲線是阿爾法的速度及能量消耗曲線由停機，此時由于風機的大慣性特性，風機降速很慢，風量完全能滿足工藝要示，此時電機完全無能量消耗，下一次急冷前現(xiàn)追蹤起動，此時起動的轉速高，起動時間短，能很好地滿足急冷工藝要求。二段速控制時，在急冷完成后，變頻器需要克服風機的大慣性降至緩冷頻率，此時電機需要消耗能量，另外下一次急冷時又需要從較低的緩冷頻率加速至急冷頻率，在上圖中T2與T1的差值是阿爾法變頻器與其他變頻器在加工時間上的減少量，陰影部分是其他變頻器與阿爾法變頻器在能量消耗上多出來的部分。

5)變頻器RS485通訊采用modbus Rtu通訊協(xié)議，節(jié)約系統(tǒng)成本。但是通訊電纜的選型和架設必須遵循相關的規(guī)范，否則通訊的調試必然會遇到很大的困難。

四、系統(tǒng)優(yōu)點

1) 散熱良好：阿爾法變頻器具有良好的散熱性能

2) 結構緊湊：阿爾法變頻器體積緊湊可以并排安裝

3) 高過載轉矩：阿爾法變頻器具有更高的過載轉矩

4) 通訊簡便：阿爾法變頻器自帶modbus通訊接口

5) 功能強大：阿爾法變頻器自帶編碼器接口，速度閉環(huán)控制方便