Управление процессом формования многослойной полимерной изоляции при производстве кабелей среднего напряжения

• Автор: Казаков, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 95 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Общее положение и состояние проблемы

1.1. Реологические и теплофизические свойства полимеров.

1.2. Процесс тепломассопереноса в кабельной головке.

1.3. Выводы по главе и постановка задач исследования

2. Постановка задачи оптимизации и управления технологическим процессом экструзии многослойной изоляции.

2.1. Процесс формования изоляции как объект управления

2.2. Выбор управляющих воздействий

2.3. Постановка задачи оптимизации и управления процессом формования

2.4. Выводы по главе

3. Математическое моделирование процесса стратифицированного течения .
3.1. Постановка математической модели.
3.2. Метод решения
3.3. Экспериментальное определение реологических характеристик расплавов полимеров на приборе ИИРТАМ.
3.4. Проверка адекватности счетного метода
3.4.1. Изотермическое однослойное течение.
3.4.2. Неизотермическое однослойное течение.
3.4.3. Неизотермическое многослойное течение
3.4.4. Проверка стабильности решения
при различных граничных условиях
3.5. Моделирование исходной геометрии и головка
альтернативной конфигурации.
3.6. Оценка влияния свойств материалов и параметров
технологического процесса.
3.7. Выводы по главе
4. Методика и алгоритмы автоматизированного управления технологическим процессом наложения нескольких слоев полимерной изоляции
4.1. Определение оптимального режима экструзии
4.2. Режим адаптивного управления.
4.3. Процедура параметрической идентификации модели.
4.4. Результаты применения методик и алгоритма автоматизированного управления технологическим процессом экструзии
4.4.1. Расчет оптимального режима наложения многослойной изоляции .
4.4.2. Расчет адаптивного управления
4.5. Выводы по главе
Заключение
Литература


Введение. Реологические и теплофизические свойства полимеров. Процесс тепломассопереноса в кабельной головке. Постановка задачи оптимизации и управления технологическим процессом экструзии многослойной изоляции. Математическое моделирование процесса стратифицированного течения . Постановка математической модели. Экспериментальное определение реологических характеристик расплавов полимеров на приборе ИИРТ-АМ. Изотермическое однослойное течение. Неизотермическое однослойное течение. Режим адаптивного управления. Процедура параметрической идентификации модели. Расчет оптимального режима наложения многослойной изоляции . Качество и эксплуатационные характеристики кабельного изделия в значительной степени зависят от правильности выбора технологического режима его изготовления. Соблюдение всех нормативных параметров кабеля, в частности толщин накладываемых на токопроводящую жилу полимерных изолирующих и полупроводящих слоев, является весьма нетривиальной задачей, поскольку в ходе технологического процесса экструзии существует ряд параметров, влияющих на качество готового изделия. На сегодняшний день подавляющее большинство предприятий, выпускающих кабели с многослойной полимерной изоляцией, подбирают технологические режимы экструзии лишь на основании общих рекомендаций производителей оборудования, натурных экспериментов и практического опыта технологов, что, безусловно, не являться оптимальным с точки зрения качества конечного продукта и производительности линии в целом. Поэтому одной из актуальных задач кабельной промышленности является автоматизация процесса управления формованием многослойной полимерной изоляции и подбора рациональных режимов данного процесса. Объектом исследования являлся процесс течения полимеров в каналах кабельной головки при формовании многослойной полимерной изоляции. Цель работы. Разработка методики и алгоритмов автоматизированного управления процессом формования многослойной полимерной изоляции при производстве кабелей, обеспечивающего заданное качество выпускаемой продукции. Задачи исследования. Методы исследования. Поставленные в работе задачи решены с использованием теорий тепло-массопереноса, теории управления, методов математического моделирования, а также натурных и вычислительных экспериментов. Реализация результатов работы. С использованием разработанных методик внедрены на ООО «Камский кабель» (г. Достоверность полученных результатов и выводов обеспечивается анализом практической сходимости численных решений, а так же удовлетворительным совпадением результатов с данными численных и натурных экспериментов других авторов. Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на IX Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (г. Нижний Новгород, г); -ой Зимней школе по механике сплошных сред (г. Пермь, г. Международной интернет-конференции молодых ученых, аспирантов, студентов (г. Пермь, г. Зимней школе но механике сплошных сред (г. Пермь, г. Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (г. Алушта, г. Юбилейной Международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (г. Томск, г. Автоматизированные системы управления и информационные технологии» (г. Пермь, - г. Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в печатных работах, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК.