Разработка и исследование автоматизированной системы оптимального управления процессом нанесения гальванического покрытия

• Автор: Аликов, Алан Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 141 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Исследование особенностей технологических процессов

гальванопокрытия

1.1. Анализ и определение основных параметров электротехнических процессов. Гальванопроцесс

1.2. Влияние различных факторов на структуру и свойства гальванопокрытий

1.3. Постановка задачи автоматизированного управления технологическим процессом гальванопокрытия

1.4. Анализ существующих методов измерений толщины гальванопокрытий

1.5. Анализ работ по математическому описанию гальванических процессов

1.6. Выводы

Глава 2. Разработка математических моделей гальванических процессов

2.1. Классификация математических моделей гальванопроцссса
2.2. Построение математических моделей различных видов гальванических процессов
2.3. Построение математических моделей изменения концентрации электролита в гальванической ванне
2.4. Выводы
Глава 3. Формализация и решение задач оптимального управления
гальванопронессом
3.1. Решение систем уравнений математических моделей гальванопроцессов
3.2. Оценка адекватности математических моделей объекту управления
3.3. Формализация задач оптимального управления гальваническими процессами
3.4. Оптимальное управление гальваническими процессами по критерию производительности
3.5. Выводы
Глава 4. Разработка автоматизированной системы оптимального
управления
4.1. Требования к системе автоматизированного управления
4.2. Разработка и обоснование применения преобразователей импеданса при проектировании системы управления гальванопроцессом
4.3. Разработка структурной схемы системы управления
4.4. Разработка методики контроля средней толщины гальванопокрытия
4.5. Разработка алгоритма управления технологическим процессом
4.5. Выводы
Заключение
Литература


Разработаны прецизионные ПИ и обосновано их применение в высокоэффективных автоматизированных системах оптимального управления процессами нанесения гальванопокрытия. Предложен принцип построения подсистемы контроля контактного сопротивления на подвесках, обеспечивающей энергосберегающий режим гальванопокрытия. Предложены методика и алгоритм оптимального управления гальванопроцессом, обеспечивающие существенную экономию материала гальванопокрытия. Внедрение результатов работы. ПИ, инвариантных к сопротивлениям линий связи. Система внедрена на заводах “Электроцинк”, “Победит” г. Владикавказ. Апробация работы. Научно-техническая конференция СКГТУ, Владикавказ, . Межрегиональная конференция “Студенческая наука - экономике научно - техническою прогресса”, Ставрополь, . Вторая межрегиональная конференция “Студенческая наука - экономике России”. Ставрополь, . По итогам выступления на второй межрегиональной конференции “Студенческая наука - экономике России” с докладом на тему “Автоматизированная система управления 1альванопроцсссом” автор был удостоен диплома 1 степени. Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 6-и печатных работах. Глава 1. В настоящее время категория промышленных электротехнических потребителей постоянного тока весьма широка. Первая группа - это потребители, связанные с процессами электрохимии: установки электролиза цветных металлов, гальванопокрытий, электрохимической обработки, заряда аккумуляторных батареи. Другая большая группа включает в себя потребителей, связанных с процессами электротермии: электродуговые печи, низковольтные плазмотроны, установки электросварки (). Поскольку деление их на более мелкие группы и классы довольно условно, то определим общие параметры питания таких установок. Их значения для различных установок приведены в табл. Например, для различных электрохимических процессов значения рабочего напряжения могут лежать в пределах от 6 В до 0 В, значения рабочей плотности тока -от 0, А/дм2 до А/дм2, значение скважности импульсов тока может составлять от 1 до 0А []. Таблица 1. Вид процесса Диапазон изменения ном. А Диапазон изменения ном. Электролиз цветных металлов 6. Гальванопокрытия 0. Электрохимическая обработка 0. Заряд аккумуляторных батарей 0. Электродуговые печи . Плазмотрон ия 0. Электросварка 0. Вес это обуславливает отчетливо выраженную специфику схемотехнического построения агрегатов питания и систем управления таких установок. Рассмотрим особенности параметров электротехнических потребителей технологических процессов электрохимии, из которых наибольший интерес представляет в настоящее время гальванопроцесс, рассматриваемый далее. Процесс гальванопокрытия характеризуется осаждением и кристаллизацией на одном из электродов ванны атомов металла электролита. Структура и качество получаемых при этом осадков зависят от степени поляризации электролита [7]. Например, если степень поляризации достаточно высока, то осадок получается неравномерным. При слишком малой степени поляризации он становится рыхлым и нестойким. Для правильной оценки параметров технологических процессов гальванопокрытия, нужно выявить необходимые условия, которые оказывают определяющее значение на качество получаемых результатов. RT Inf/- i/iJ/nF, (1. Const. Это объясняется тем, что для получения качественного покрытия необходимо поддержание постоянной скорости осаждения ионов металла на катод. Особенностью гальванопропесса является также зависимость параметров процесса от требуемого качества покрытия, которое оценивается по прочности, блеску, шероховатости, толщине (1). Если покрытие декоративное или защитно-декоративное, то основными критериями для оценки его качества являются блеск и шероховатость. Таким образом, для каждого типа покрытия необходимо определение и поддержание своих, часто противоречивых параметров. Процесс гальванопокрытия заключается в образовании и росте на исходной поверхности кристаллов заданного металла. Внешние условия, влияющие на процесс роста кристаллов, и определяют качество получаемого осадка.