玻璃纤维池窑拉丝是在坩埚法拉丝的基础上发展起来的，多种原材料按不同比例混合均匀送入池窑熔化成玻璃液，玻璃液经过澄清，降温后流入支路上的铂铑合金漏板。漏板上布满了100～4000个的小孔，玻璃被拉丝机从这些小孔中拉出，即成玻璃纤维。

玻璃原料的熔化工艺有多种，如坩埚熔化，池窑熔化、波歇炉熔化。国际主流工艺为池窑熔化。

熔化部分的热源，一般使用重油或天然气，助燃风为空气和纯氧。电助熔作辅助加热手段，可提高池窑产量。

节能方面：使用纯氧助燃，可减少废气带走的热量达40%，另外它也能大幅度的减少NOx的排放。目前多使用金属换热器和余热锅炉来回收热量。

池窑拉丝的自动控制，从工艺角度看，分布在4个工段：配合料、池窑、通道、漏板。

配料

特点：

1)     物料称重为静态称重，所以精度可达0.1%。

2)     配料过程有严格的顺序及时序。

3)     为保证每一种物料加料的准确性，可采用诸多方法，如目标值的提前补偿，实行快，慢加料，去皮等。

熔化

1)      池窑火焰的空间压力（窑压）：微正压

控制扰动引发的窑压变化很灵敏，现场观察约1秒左右。进入窑内的助燃风流量变化是窑压对象的****扰动，空气过剩系数在1.1～1.25范围内变化时，窑压可波动5～8Pa，而燃料流量对窑压的扰动可以不考虑。对于横向火焰的单元窑，在前墙取压，尽量缩短变送器与取样点间的管道距离，可以达到缩短取样滞后的目的。

对于有金属换热器和余热锅炉的工艺，有两个调节对象：阻压风，余热锅炉引风。在系统刚投入时，一般用阻尼风调节，余热锅炉投入且系统正常后，可关掉阻尼风机，用余热锅炉引风机调节。二者的切换是一个循序变化的过渡过程。

就实现而言，这是两个串级的PID回路，助燃风的流量变化做前馈补偿。

2)      池窑火焰的空间温度（窑温）

由于测温热偶的安装位置差异及保护套管的存在，窑温可简化为一个二阶惯性环节，有自衡特性。它的调节对象：风路=变频器+助燃风机；油路=调节阀。助燃风机的惯性大，约5-10秒，油路的滞后可以不必考虑。

控制方案：

l  窑温调油路

l  油路调风路

首先，根据加权平均求取平均窑温，作为控制的过程值，人工设定窑温期望值，比较后进行PID调节，输出控制油路阀门开度。

其次，油的实际流量与风油比（助燃风流量/油流量）相乘，作为风的期望值，风流量实际测量值作为过程值，比较后进行PID调节，输出控制风机频率。

玻璃液位

玻璃液位的测量点在主通路，取样方式有两种，连续测量（r射线、激光测量），间歇测量（移动式铂金针）。

玻璃液位控制是一个大滞后，大惯性对象，池窑投料区投入物料的变化，反应到测量点，其滞后时间约120秒，另外窑压的波动也会造成液位的虚假变化。

调节对象：投料区的给料设备，使用变频绞刀调速，连续给料

控制方案：

l  Smith预估+PI调节，Smith预估由一个纯滞后环节+一个一阶惯性组成，这是一种连续的调节方式。

l  间歇PID（或采样PID），分调节周期和等待周期，周期可调。等待周期时PID不运算。调节周期时，假如信号的变化趋势有助于缩小偏差，则PID不运算；反之，则PID运算；另外，变化趋势不明显，PID也运算。

较难指出孰优孰劣，第2)种不需要对调节对象十分清楚，但调试时间需要很长。

通路

通路的作用就是将玻璃液保持在成形所需要的温度上。

纯滞后时间10～30秒，惯性大，由于通路中玻璃液的流速变化较大，而这个扰动是不可测量和计算的，所以较难对它进行补偿。

调节对象：石油液化气LPG的调节阀，反映灵敏。

控制方案：

Smoth预估+串级PID（玻璃液温度作主调，引入Smith，空间温度作付调，不补偿）。

漏板

从控制角度看，这个模型划非常简明的，基本无滞后，惯性约1～3秒，用一个单纯的PI就可以取得非常好的效果。

工艺上对漏板的设定温度补偿比较复杂，如图：

其他

1)              其他控制及要求

逻辑控制：主要包括设备的启停、报警联锁，各PID的切手动及输出回零，池窑给料机小料仓料位等。

模拟量控制：燃油加热，助燃风放空流量，燃油的雾化风比值控制。

统计：各拉丝机的满筒、总筒数、满筒率等，燃料消耗。

控制指标

l  单元窑火焰空间温度：±3℃

l  通路玻璃液温度：±1℃

l  漏板温度：±0.3℃

l  玻璃液面：±0.3mm

l  熔化部压力：±2.0Pa