Управление процессом охлаждения экструдированной полимерной изоляции при производстве электрических кабелей

• Автор: Зиннатуллин, Ренат Раилевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 108 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Общие положения и состояние проблемы.

1.1. Общее описание технологической линии по наложению

изоляции методом ЭКС фузии

1.2. Описание способов охлаждения экструдированной

изоляции1

1.3. Структурные, теплофизические и механические свойства материалов провода.

1.4. Особенности и актуальные проблемы управления

процессом охлаждения экструдированной изоляции.

1.5. Анализ математических моделей и способов управления процессом охлаждения.

1.6. Постановка задач исследования.

2. Постановка задачи оптимизации и управления технологическим процессом охлаждения полимерной изоляции
при е наложении методом экструзии.
2.1. Процесс охлаждения как объект управления
2.2. Выбор управляющих воздействий.
2.3. Постановка задачи оптимизации и управления процессом охлаждения.
2.4. Выводы по главе.
3. Математическое моделирование процесса охлаждения экструдированной полимерной изоляции.
3.1. Температурноконверсионная задача.
3.2. Механическая задача.
3.3. Теплофизические и механические свойства материалов
провода
3.4. Численная реализация задач
3.5. Определение условий образования каверн с
использованием математической модели процесса охлаждения.
3.6. Выводы по главе.
4. Методика и алгоритмы автоматизированного управления технологическим процессом охлаждения провода с полимерной изоляцией
4.1. Расчетный режим управляющего вычислительного
комплекса
4.2. Режим непосредственного управления.
4.3. Параметрическая идентификация модели процесса
охлаждения
4.4. Методические рекомендации по автоматизированному управлению технологическим процессом охлаждения
4.5. Выводы по главе
Заключение
Литература


Постановка задачи оптимизации и управления процессом охлаждения. Выводы по главе. Математическое моделирование процесса охлаждения экструдированной полимерной изоляции. Температурно-конверсионная задача. Механическая задача. Выводы по главе. Режим непосредственного управления. Качество кабельного изделия во многом зависит от правильности выбора режима его изготовления. Одной из причин выхода кабельного изделия из строя раньше установленного срока, снижающих его конкурентоспособность, являются дефекты, возникающие в изоляции на этапе охлаждения, который является обязательным при производстве кабеля методом экструзии. Это говорит о том, что существующие режимы охлаждения, которые для новых материалов обычно подбираются на основании общих рекомендаций производителей экструзионного оборудования, натурных экспериментов и практического опыта технолога, не оптимальны с точки зрения качества конечного продукта. Поэтому одной из актуальных задач кабельной промышленности является автоматизация управления процессом охлаждения полимерной изоляции и подбора рациональных режимов данного процесса. Цель работы. Разработка методики и алгоритмов автоматизированного управления процессом охлаждения экструдированной полимерной изоляции при производстве кабелей, обеспечивающего заданное качество выпускаемой продукции. Задачи исследования. Объектом исследования явились процесс охлаждения в многосекционной ванне провода с пластмассовой изоляцией при её наложении методом экструзии и алгоритмы управления технологическими режимами данного процесса. Методы исследования. Поставленные в работе задачи решены с использованием теорий тепломассопереноса, теории управления, методов математического моделирования, а также натурных и вычислительных экспериментов. Реализация результатов работы. С использованием разработанных методик внедрены на ООО «Камский кабель» (г. Пермь) и ОАО «Росскат» (г. Нефтегорск) режимы охлаждения полиэтиленовой изоляции на существующем оборудовании, а также предложены методики прогнозирования выходных показателей охлаждаемой полимерной изоляции и рекомендации по соблюдению условий обеспечения качества охлаждаемой изоляции из полиэтилена низкого давления. Достоверность полученных результатов и выводов обеспечивается строгой математической постановкой и корректным использованием математического аппарата теории тепломассоиереноса; проведением численных экспериментов по оценке сходимости алгоритмов; удовлетворительным совпадением результатов численных и натурных экспериментов. Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на XXII симпозиуме по реологии (г. Валдай, г. V Минском международном форуме по тепло- и массопереносу (г. Минск, г. VII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (г. Таганрог, г. V Международной конференции «Молодые ученые - промышленности, науке, технологиям и профессиональному образованию: проблемы и новые решения» (г. Москва, г. Зимней школе по механике сплошных сред (г. Пермь, г. IX Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (г. Нижний Новгород, г. Автоматизированные системы управления и информационные технологии» (г. Пермь, г. Всероссийской научно-технической Интернет-конференции «Энергетика. Инновационные направления в энергетике. САЬ8-технологии в энергетике» (г. Пермь, г. VI Всероссийской школе-семинаре молодых ученых «Управление большими системами» (г. Ижевск, г. Автоматизированные системы управления и информационные технологии» (г. Пермь, - г. Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в печатных работах, в том числе 1 — в журнале, рекомендованном ВАК. Структура и объем работы. Диссертации состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего наименований, приложения. Общий объем работы 7 страниц, в том числе рисунок, 4 таблицы. Работа выполнялась в Пермском государственном техническом университете на кафедре «Конструирования и технологии электрической изоляции».