Автоматизированная система управления толщиной каландрованных полимерных материалов в многоассортиментных производствах

• Автор: Куликов, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Описание технологического процесса каландрования и анализ существующих систем управления каландровыми линиями.
1.1 Характеристика каландровых линий, применяющихся при производстве тонких материалов.

1.2 Характеристика автоматизированных систем управления

каландровыми линиями

1.3 Анализ влияния конструктивных и технологических параметров на толщину и равнотолщинность каландрованных тонких материалов.
1.4 Математические модели для управления толщиной и равнотолщинностыо тонких каландрованных материалов

1.5 Выводы по главе 1

2. Разработка структуры и алгоритма функционирования системы управления толщиной каландрованных полимерных материалов

2.1 Каландровая линия как объект управления

2.2 Функциональная структура системы управления толщиной
калапдрованных полимерных материалов
2.3 Алгоритм функционирования системы управления толщиной
каландрованных полимерных материалов
2.4 Выводы по главе 2
3. Разработка информационного, математического и алгоритмического обеспечения системы управления толщиной каландрованных полимерных материалов
3.1 Разработка информационного обеспечения.
3.2 Разработка математических моделей
3.2.1 Математическая модель перекрещивания валков.
3.2.2 Математическая модель контризгиба валка.
3.2.3 Математическая модель бомбировки валка
3.2.4 Математическая модель распределенной нагрузки
3.2.5 Математические модели для управления толщиной материала.
3.3 Разработка алгоритмического обеспечения.
3.3.1 Алгоритм управления толщиной каландрованных полимерных материалов.
3.3.2 Алгоритм расчета наилучших управляющих воздействий при известном значении нагрузки
3.3.3 Алгоритм распознавания наиболее вероятной причины нештатной ситуации.
3.4 Выводы по главе 3
4. Описание разработанного программного комплекса. Проверка адекватности моделей и внедрение системы управления
4.1 Возможности программного комплекса
4.2 Описание интерфейса программного комплекса
4.3 Анализ адекватности разработанных математических моделей
4.4 Проверка работоспособности системы
4.5 Интеграция программного комплекса в единую систему управления
производством.
4.6 Выводы по главе 4.
Список литературы


В связи с этим целью диссертационной работы является разработка автоматизированной системы управления толщиной полимерных каландрованных материалов, формирующей советы по управлению на базе математических моделей промышленных способов управления толщиной и подсистемы промышленного интеллекта в номинальном режиме и при возникновении брака материала по толщине. Результаты диссертационной работы изложены в четырех главах. В первой главе представлены результаты анализа литературы, посвященной особенностям производства тонких материалов различных классов каландровым способом и системам контроля толщины, а также приведены результаты сравнения систем управления этими производствами. Выполнен анализ влияния различных технологических параметров на качество целевого продукта и, прежде всего на его толщину и равнотолщинность, представлены результаты обзора существующих математических моделей для управления толщиной тонких материалов. Во второй главе на основании анализа конфигураций каландровых линий, геометрических и технологических характеристик каландровых агрегатов, параметров физических свойств перерабатываемых материалов и показателей качества продукции представлено формализованное описание процесса каландрования с точки зрения управления толщиной . Технологический процесс каландрования анализируется как объект управления. Формулируются задачи управления толщиной материала в различных режимах производства. В соответствии с поставленными задачами производится разработка структуры и алгоритма управления толщиной каландрованных полимерных материалов. Третья глава посвящена описанию разработанного информационного, математического и алгоритмического обеспечения системы управления толщиной каландрованных полимерных материалов в различных режимах производства, которые позволяют решить поставленные в данной диссертационной работе задачи и значительно облегчают работу оператора каландровой линии. В четвертой главе описывается разработанный программный комплекс, обобщающий все разработанное информационное, математическое и алгоритмическое обеспечение. Приводится краткое описание его основных возможностей, а также результаты проверки адекватности математических моделей и тестирования автоматизированной системы управления толщиной каландрованных полимерных материалов. Основные результаты работы докладывались на Международной научной конференции ММТТ-, Кострома, , Международной научной конференции ММТТ-, Воронеж, (опубликованы тезисы докладов). По материалам диссертационной работы опубликовано 6 работ, получено 2 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ. Эффективность проведенных исследований подтверждена актами о внедрении. Каландрование - непрерывный процесс продавливания размягченного полимерного материала через зазор между вращающимися друг другу навстречу обогреваемыми полыми цилиндрами (валками), при котором образуется бесконечный тонкий лист или пленка, толщину и ширину которых можно регулировать. В отличие от вальцевания при капандровании полимерный материал проходит через зазор только один раз. Поэтому для получения листа или пленки с гладкой поверхностью приходится пропускать ее через несколько (обычно два или три) зазоров [ 1 ]. Процесс каландрования характеризуется различными модификациями используемого оборудования, широким спектром продукции (по виду, качеству и количеству), сложной системой контроля и регулирования. Разработанные математические модели процесса каландрования различной степени сложности находят все большее применение для расчета оптимальных целевых параметров, например, толщины получаемой листовой заготовки или пленки. Основной конструктивный элемент каландра - пара сопряженных вращающихся валков - используется для пластикации, смешения или формования в различных отраслях, занимающихся переработкой веществ. В таблице 1. Таблица 1. Фарма! По числу валков каландры подразделяются на двухвалковые, трехвалковые, четырехвалковые и пятивалковые с вертикальным, Г-, Ь-, 7,-, Б- и У- образным, треугольным и угловым расположением валков в пространстве.