【中玻網】自上世紀50年代起，許多研究玻璃窯爐的學者對熔化過程的數學模型發生了非常大興趣。他們認為通過建立數學模型設計窯爐，在窯爐運行中的調整具有重大意義。但是數十年來，真實能用于實際的數學模型并不是十分完善，隨著計算機技術的發展，基于CFD（計算的流體動力學）的數學模型才越來越有實用價值。現代控制理論早已非常成熟，但在玻璃工業上的應用，卻十分罕見，這是因為玻璃工藝過程十分復雜，人們只能將其視為黑匣子，借助于玻璃窯爐數學模型和模仿器，我們正在找到玻璃生產過程先進控制的打破口。
　　
　　在玻璃生產的自動控制中，我們必須十分了解工藝過程的條件與玻璃產品質量（按不同產品的合格率分）之間的關系。目前，過程模仿早已被采用，以預估各種工藝過程的影響，例如，窯爐內的燃燒狀態、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家生產過程的水平，而工藝水平的提高會相應提高玻璃產品的質量。由于有了詳細的監控信息，玻璃廠家就可以輕松地了解工藝過程與產品質量的關系，并且幫助他們在較佳的生產條件下生產出較佳質量的產品。
　　
　　LEONARDO軟件套裝是專門為玻璃工藝生產過程設計的。多年來，該軟件在運轉的窯爐上進行離線評估和硬件設計上已得到廣泛應用，而且這個軟件工具也是工程設計和安裝在線操作支持系統（玻璃過程模仿器）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）。有相關人士認為LEONARDO的技術打破翻開了窯爐優化設計和過程控制的的新篇章。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可以在不同的生產線上根據不同的玻璃類型建立數學模型，而INCA則是控制系統的內核軟件，它可以用于互相關聯的多變量控制系統，是許多先進過程控制系統（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，監督控制生產過程，同時便于操作員的操作。
　　
　　玻璃工藝過程數學模型：GTM-X在過去的20年中，實質性的程序研究、軟件開發、工業應用與驗證已經使較新的玻璃工藝過程數學模型GTM-X這個較有經驗的、較準確的玻璃窯爐模仿軟件現實可用。這套玻璃離線工具軟件，包括以CFD（計算的流體動力學）為基礎的整體化嚴格的工藝過程模型。GTM-X不僅可以對穩態過程進行模仿，同時還可以對窯爐的動態行為進行模仿，并為包括燃燒過程、熔化過程、均化過程、澄清過程，以及料道溫度調整過程等提供出詳細的可顯示的信息。而該軟件的另一大優勢是適用于任何窯爐和料道類型上以及任何的玻璃類型。GTM-X包含了專項使用的模型和數據庫，其中有玻璃模型、燃燒模型、耐火材料模型和實用窯爐技術模型，可方便地用于窯爐的設計、優化和解決故障等。因為它是模塊化組態的，用戶可根據不同需求自由組態。
　　
　　LEONARDO軟件套裝中，GTM-X是靠前個層次的軟件。通常客戶提供其窯爐的技術圖紙，包括一些材料的性質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，然后進行模仿，較后對模擬出來的數據進行分析。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間。另外，玻璃生產廠商都很在意耐材的情況，GTM-X同樣可以向用戶顯示出窯爐內耐火材料的侵蝕程度。
　　
　　玻璃工藝過程模仿器：GPSGTM-X軟件并不能滿足運行中的窯爐故障診斷和工藝調整的需要，GPS（玻璃工藝過程模仿器）可以彌補這一不足。GPS是以數學計算方法在GTM-X模型基礎上的窯爐快速模仿器。在線應用的GPS可被看成是提供液流、溫度、氧化還原和駐留時間的“軟傳感器”。那些更重要的操作條件，例如：發泡區的溫度和位置、較少駐留時間以及玻璃的顏色也會被自動測定出來。
　　
　　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，雖然沒有直接的硬件傳感器或者在線測量工藝過程的條件，但是操作人員可以實時地看到重要的工藝過程的信息。在監視的模式下，這個三維模仿的軟傳感器，根據可得到的測量值來推測相關的信息。在預估模式下，該系統可用來檢查窯爐對于生產工藝參數的改變和其他擾動時所做出反應的未來的行為和表現；GPS系統可很快地預估并模擬參數變化對于工藝過程和玻璃質量的影響，因此，耗資費時的反復試驗方法再也不需要了。
　　
　　而GPS玻璃工藝過程模仿器在全部操作范圍內對窯爐進行三維模仿。這一較新的玻璃工藝過程數學模型模仿器將原來的零維過程信息詳細到三維狀態：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展到三維溫度分布、三維氧化還原分布、熱點位置和溫度、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。