玻璃行業正處在發展的轉折點。隨著從化石燃料向電氣化的轉變加速,控制系統也必須與時俱進。軟件定義的自動化,更具體地說,通用自動化這一概念,為玻璃行業提供了一個轉型的方向:不是簡單地增加更多復雜性,而是實現更智能、更具適應性的控制。借助通用自動化技術,我們獲得了一個新的平臺,在這個平臺上,硬件和軟件不再緊密綁定在一起,這賦予了我們選擇合適設備的自由,并能夠更智能地在整個流程鏈中協調它們。這并非追逐流行趨勢,而是切實滿足玻璃生產所真正需要的可靠性、靈活性,以及一個能夠應對日益增長的電氣復雜性、流程電氣化和數據驅動決策的系統。
傳統控制系統面臨轉型挑戰
在傳統玻璃制造中,尤其是在熔化和退火環節,我們構建的過程控制系統主要圍繞固定的基礎設施展開,比如燃氣裝置、機械聯鎖以及大型PLC。這種模式在過去是可行的,但隨著向電加熱的轉變,整個行業迎來了全新的格局。以電力中斷為例,如今它所帶來的風險比以往任何時候都要大,尤其是在浮法玻璃退火窯中。短暫的電力中斷可能會使整條生產線陷入癱瘓,其經濟損失可能高達每天上百萬元人民幣;而短暫的一分鐘電力故障,可能帶來災難性的后果,包括長達六個月的非計劃停機,根據行業分析,這可能導致每天高達150萬元人民幣的經濟損失。
然而,問題的根源并非僅僅是電力中斷,更在于系統的僵化。許多現有系統由于其緊密耦合的特性,使得在面對電氣整合、預測性維護或是遠程支持等變化時,往往需要進行大規模的改造。我們需要的不是更多的系統警報,而是一種為變化而生的控制架構。
軟件定義、面向對象的控制系統發揮價值
軟件定義的自動化和分布式智能正在發揮作用,我們可以從傳統的“硬件優先”思維模式轉向靈活的、面向對象的工程設計。這使得控制邏輯變得可移植,設備變得可插拔,在更新時不再需要拆除整個系統。
某大型國際玻璃生產商最近對其現有退火線的控制系統進行了全面改造,部署了施耐德電氣的EcoStruxure™開放自動化平臺(EAE),以提高系統的模塊化程度、縮短停機時間,并實現預測性維護。通過將控制邏輯從硬件中解耦,他們現在能夠在保持產品質量穩定的同時,為未來的擴展提供支持,且無需擔心供應商鎖定。
擁有全球業務布局的玻璃制造企業常常在將創新成果推廣至多個工廠時面臨困難。每個工廠都有不同的PLC供應商、I/O配置,以及數十年來小修小補的升級。軟件定義的玻璃生產自動化能夠實現模塊化部署,邏輯標準化,減少工程設計工時,并將調試時間縮短多達50%。采用這種方法,在巴西可行的方案同樣可以在波蘭或印度實施,無需每次都重新從頭來過一遍。這是一套能夠長期使用的系統,它能夠被復制、修改和擴展,也能夠與我們共同成長,不會將我們束縛。
玻璃廠并非存在于真空實驗室中,他們是實實在在的存在,這里有著老化的基礎設施、縮緊的預算以及捉襟見肘的團隊。未來大多數項目都將是“舊瓶裝新酒”的棕地項目,而非白紙作畫的綠地項目。我們沒有從頭開始的奢侈條件。
這就是為何真正有價值的控制策略必須能夠應對混合環境:既要兼容電氣系統與化石燃料系統,又要應對傳統的I/O接口、新興的電力控制器、水冷電極,以及越來越多的變頻器(VSD)和可控硅整流器(SCR)所反饋的數據。這種環境復雜且混亂,但只要擁有合適的架構,一切皆可掌控。
分布式、軟件定義控制的好處在于,我們可以采用逐步構建的方式。我們可以在合適的地方增添智能元素,分步驟地管理復雜性,并且即便在對底層系統進行現代化改造的同時,也能保持運營的連續性。
積極探索軟件定義的自動化在實際中的應用
我們所追求的并非萬能的靈丹妙藥,而是切實可行的系統。這樣的系統能夠經得起解釋和推敲,即便在意外狀況發生時,也不會輕易崩潰。通用自動化和軟件定義的控制為我們開辟了這樣一條道路,但我們不得不承認,并非所有客戶都已準備好迎接基于對象的工程或分布式控制架構所帶來的抽象化概念。在施耐德電氣,我們始終保持務實的態度,用實際成果而非僅僅是理論原則來說話。
在開放自動化領域,施耐德電氣已經積累了五年的工程經驗,在實際應用部署中不斷檢驗和修正產品,持續優化OT與IT的融合。除了玻璃生產外,施耐德電氣EcoStruxureTM開放自動化平臺(EAE)已廣泛應用于交通運輸、基礎設施建設、水務系統、離散制造業等領域,以及企業物流系統、廠務系統、生產線、數據中心等關鍵環節,為工業企業的現代化轉型提供新思路和新方向。