Мехатронный комплекс экструзионной обработки полимеров

• Автор: Сагиров, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 226 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АКТУАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ РАЗВИТИЯ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ЭКСТРУЗИОННЫХ ЛИНИЙ
1.1. Современные экструдеры для обработки полимеров и направления их совершенствования
1.2. Современное математическое описание процессов при экструзии полимеров
1.3. Математическое и компьютерное моделирование процессов в мехатронных системах управления экструзией
1.4. Мехатронные комплексы экструзионного производства и их компоненты
1.5. Выводы, постановка задачи и определение методов исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ
И КОМПОНЕНТОВ МЕХАТРОННОГО КОМПЛЕКСА
2.1. Анализ особенностей процесса экструзии как объекта управления
2.2. Структура мехатронной системе экструзионной обработки полимеров
2.3. Математическое описание процесса движения и преобразование формы полимеров при экструзии
2.4. Компьютерное моделирование процессов в экструдере
Выводы
3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
3.1. Разработка функциональной схемы системы управления процессом экструзии

3.2. Разработка и исследование системы управления мехатронным комплексом
3.3. Алгоритмическая и программная реализация идентификатора состояния
Выводы
4. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАТРОННОГО КОМПЛЕКСА ЭКСТРУДЕРА
4.1. Структура и компоненты экструзионной линии
4.2. Разработка и исследование аппаратных средств управления мехатронным комплексом экструдера
4.3. Программное обеспечение системы
4.4. Экспериментальные исследования и промышленные испытания серийного экструдера ПЧ
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Исходный код программы управления экструзионной линией
Приложение 2. Внешний вид мехатронной системы
Приложение 3. Документы об использовании результатов диссертационной работы
Приложение 4. Документы об участии в конкурсах

Введение
Мехатроника - приоритетное научное и прикладное направление, определяющее формирование технологического базиса XXI в. Ее развитие в настоящее время происходит под влиянием практических потребностей совершенствования систем управления движением в различных областях техники и на основе новых возможностей реализации сложных алгоритмов работы с использованием достижений современных средств
микроконтроллерной и силовой электроники [1].
Важнейшим приложением мехатроники являются промышленные автоматизированные комплексы и технологические агрегаты в различных отраслях промышленности, в том числе, при экструзионной технологии обработки полимеров. Назначение мехатронных систем в этом случае -выполнение механической работы по изменению физического состояния полимера, управления его движением в канале экструдера, и формирование изделия продавливанием материала, обладающего высокой вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы, а также координация всех подсистем экструзионной линии [2]. Интеграция разнородных компонентов в такой системе определяет методологическую основу ее разработки параллельное проектирование, т.е. одновременный и взаимосвязанный синтез физически разнородных компонентов комплекса: электрических,
механических, тепловых, электромеханических и информационных [3].
В практике экструзионной обработки полимеров переход к технике управления нового поколения характеризуется функциональным и конструктивным объединением электромеханических преобразователей с энергетическими и информационными компонентами с высоким уровнем

1. '/огтсЬеск: Один единственный процесс измерения определяет толщину стенки всего поперечного сечения профиля. Это, исходя из типично комплексной геометрии пластмассовых профилей, облегчает работу.
2. рготех IX,: Интегрированная в экструзионную линию данная система контролирует уже во время экструзии выдерживание заданных размеров геометрии профиля. Этот 100% контроль позволяет проводить близкую по времени корректировку;
3. Автоматическое опознавание профиля: Система идентифицирует предназначенный для измерения профиль и автоматически избирает проводимые команды измерения. Таким образом предупреждаются потери времени и ошибки.
Оборудование «Бауеота!» является гравиметрической системой, которая в состоянии осуществлять получение, сбор и анализ данных о различных изменениях массового расхода, осуществляя на их основе высокоточное гравиметрическое регулирование технологических процессов. Таким образом, система «зауеотаО) позволяет добиваться высочайшей стабильности по следующим параметрам технологического процесса:
• весу погонного метра;
• толщинам стенок;
. рецептурам продукции.
Инновационные достижения:
1. Самооптимизация. Применяемый способ получения и обработки измеренных значений позволяет определять их с высокой точностью. Любые нарушения и отклонения, вызываемые, например, заторами подаваемых материалов или колебаниями в интенсивности втягивания материала подающим шнеком, устраняются за счет принятия соответствующих мер конструкционного плана или интеллектуальным электронным измерительным оборудованием рассматриваемой системы. Электронное