【中玻網(wǎng)】自上世紀50年代起，許多研究玻璃窯爐的學(xué)者對熔化過(guò)程的數學(xué)模型發(fā)生了非常大興趣。他們認為通過(guò)建立數學(xué)模型設計窯爐，在窯爐運行中的調整具有重大意義。但是數十年來(lái)，真實(shí)能用于實(shí)際的數學(xué)模型并不是十分完善，隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，基于CFD（計算的流體動(dòng)力學(xué)）的數學(xué)模型才越來(lái)越有實(shí)用價(jià)值�，F代控制理論早已非常成熟，但在玻璃工業(yè)上的應用，卻十分罕見(jiàn)，這是因為玻璃工藝過(guò)程十分復雜，人們只能將其視為黑匣子，借助于玻璃窯爐數學(xué)模型和模仿器，我們正在找到玻璃生產(chǎn)過(guò)程先進(jìn)控制的打破口。
　　
　　在玻璃生產(chǎn)的自動(dòng)控制中，我們必須十分了解工藝過(guò)程的條件與玻璃產(chǎn)品質(zhì)量（按不同產(chǎn)品的合格率分）之間的關(guān)系。目前，過(guò)程模仿早已被采用，以預估各種工藝過(guò)程的影響，例如，窯爐內的燃燒狀態(tài)、火焰分布、加料及配合料分布、電助熔對液流的影響、溫度分布以及氧化還原的影響等情況。而模仿結果可以清楚地告訴玻璃廠(chǎng)家生產(chǎn)過(guò)程的水平，而工藝水平的提高會(huì )相應提高玻璃產(chǎn)品的質(zhì)量。由于有了詳細的監控信息，玻璃廠(chǎng)家就可以輕松地了解工藝過(guò)程與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系，并且幫助他們在較佳的生產(chǎn)條件下生產(chǎn)出較佳質(zhì)量的產(chǎn)品。
　　
　　LEONARDO軟件套裝是專(zhuān)門(mén)為玻璃工藝生產(chǎn)過(guò)程設計的。多年來(lái)，該軟件在運轉的窯爐上進(jìn)行離線(xiàn)評估和硬件設計上已得到廣泛應用，而且這個(gè)軟件工具也是工程設計和安裝在線(xiàn)操作支持系統（玻璃過(guò)程模仿器）的基礎，并能夠支持高性能控制系統（基于嚴格模型的預估控制系統）。有相關(guān)人士認為L(cháng)EONARDO的技術(shù)打破翻開(kāi)了窯爐優(yōu)化設計和過(guò)程控制的的新篇章。這套軟件的核心部分由GTM-X（玻璃池爐模型）和INCA（IPCOS新穎的控制結構）組成。GTM-X可以在不同的生產(chǎn)線(xiàn)上根據不同的玻璃類(lèi)型建立數學(xué)模型，而INCA則是控制系統的內核軟件，它可以用于互相關(guān)聯(lián)的多變量控制系統，是許多先進(jìn)過(guò)程控制系統（APC）的基石，它可以和現存的PID、PLC、DCS等整合在一起，在不需改變操作界面的情況下，監督控制生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)便于操作員的操作。
　　
　　玻璃工藝過(guò)程數學(xué)模型：GTM-X在過(guò)去的20年中，實(shí)質(zhì)性的程序研究、軟件開(kāi)發(fā)、工業(yè)應用與驗證已經(jīng)使較新的玻璃工藝過(guò)程數學(xué)模型GTM-X這個(gè)較有經(jīng)驗的、較準確的玻璃窯爐模仿軟件現實(shí)可用。這套玻璃離線(xiàn)工具軟件，包括以CFD（計算的流體動(dòng)力學(xué)）為基礎的整體化嚴格的工藝過(guò)程模型。GTM-X不僅可以對穩態(tài)過(guò)程進(jìn)行模仿，同時(shí)還可以對窯爐的動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行模仿，并為包括燃燒過(guò)程、熔化過(guò)程、均化過(guò)程、澄清過(guò)程，以及料道溫度調整過(guò)程等提供出詳細的可顯示的信息。而該軟件的另一大優(yōu)勢是適用于任何窯爐和料道類(lèi)型上以及任何的玻璃類(lèi)型。GTM-X包含了專(zhuān)項使用的模型和數據庫，其中有玻璃模型、燃燒模型、耐火材料模型和實(shí)用窯爐技術(shù)模型，可方便地用于窯爐的設計、優(yōu)化和解決故障等。因為它是模塊化組態(tài)的，用戶(hù)可根據不同需求自由組態(tài)。
　　
　　LEONARDO軟件套裝中，GTM-X是靠前個(gè)層次的軟件。通�？蛻�(hù)提供其窯爐的技術(shù)圖紙，包括一些材料的性質(zhì)以及玻璃成分等必要的數據，GTM工程師們根據這些數據建立模型，然后進(jìn)行模仿，較后對模擬出來(lái)的數據進(jìn)行分析。GTM-X不僅可以對窯爐內部的溫度液流情況給出相應的數據，同時(shí)對鼓泡、攪拌情況、電助熔的性能給出相應的數據顯示，GTM-X還可以計算出玻璃液的駐留時(shí)間。另外，玻璃生產(chǎn)廠(chǎng)商都很在意耐材的情況，GTM-X同樣可以向用戶(hù)顯示出窯爐內耐火材料的侵蝕程度。
　　
　　玻璃工藝過(guò)程模仿器：GPSGTM-X軟件并不能滿(mǎn)足運行中的窯爐故障診斷和工藝調整的需要，GPS（玻璃工藝過(guò)程模仿器）可以彌補這一不足。GPS是以數學(xué)計算方法在GTM-X模型基礎上的窯爐快速模仿器。在線(xiàn)應用的GPS可被看成是提供液流、溫度、氧化還原和駐留時(shí)間的“軟傳感器”。那些更重要的操作條件，例如：發(fā)泡區的溫度和位置、較少駐留時(shí)間以及玻璃的顏色也會(huì )被自動(dòng)測定出來(lái)。
　　
　　GPS的監視系統連接到DCS/PLC/SCADA系統上使用與GMT-X窯爐模仿軟件相結合。在控制室，雖然沒(méi)有直接的硬件傳感器或者在線(xiàn)測量工藝過(guò)程的條件，但是操作人員可以實(shí)時(shí)地看到重要的工藝過(guò)程的信息。在監視的模式下，這個(gè)三維模仿的軟傳感器，根據可得到的測量值來(lái)推測相關(guān)的信息。在預估模式下，該系統可用來(lái)檢查窯爐對于生產(chǎn)工藝參數的改變和其他擾動(dòng)時(shí)所做出反應的未來(lái)的行為和表現；GPS系統可很快地預估并模擬參數變化對于工藝過(guò)程和玻璃質(zhì)量的影響，因此，耗資費時(shí)的反復試驗方法再也不需要了。
　　
　　而GPS玻璃工藝過(guò)程模仿器在全部操作范圍內對窯爐進(jìn)行三維模仿。這一較新的玻璃工藝過(guò)程數學(xué)模型模仿器將原來(lái)的零維過(guò)程信息詳細到三維狀態(tài)：如玻璃溫度、氧化還原、廢氣中含氧量、爐壓等這樣的零維數據發(fā)展到三維溫度分布、三維氧化還原分布、熱點(diǎn)位置和溫度、氧化氮排放水平、能耗平衡和效率、三維液流、駐留時(shí)間分布、三維玻璃顏色、蓄熱室效率及顯示窯爐和料道性能特征等的詳細數據。