Программный комплекс моделирования системы охлаждения каландровых линий для проектирования и управления производством полимерных пленок

• Автор: Сергеев, Николай Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Характеристика процесса производства полимерных пленок. Задачи проектирования и управления. Литературный анализ существующих математических моделей охлаждения на валках

1.1. Описание процесса производства полимерных материалов на каландровых линиях

1.2. Формализованное описание процесса каландрования

1.3. Задачи проектирования и управления системой охлаждения каландровых линий

1.4. Описание конструктивной схемы охлаждающей системы каландровой линии, основных типов охлаждающих валков
1.5. Влияние режимов охлаждения на качество производимой пленки, описание основных моделей охлаждения полимерных материалов на валках охлаждающих систем
1.6. Сравнительная характеристика математических моделей теплофизических процессов, происходящих в тонких пленках на охлаждающих валках
Глава 2. Математическое, алгоритмическое и информационное обеспечения программного комплекса моделирования системы охлаждения каландровых линий

2.1. Информационное обеспечение

2.2. Обоснование структуры и параметров разрабатываемых моделей
2.3. Система автоматизированного синтеза геометрических моделей систем охлаждения каландровых линий
2.4. Разработка структуры математических моделей
2.4.1. Разработка статической модели
2.4.2. Разработка динамической модели
2.5. Алгоритмы решения математических моделей
2.5.1. Решение статической модели
2.5.2. Решение динамической модели
2.6. Алгоритм расчета начальных температур охлаждающих жидкостей для обеспечения заданного профиля охлаждения
Глава 3. Описание разработанного программного комплекса. Алгоритмы проектирования и управления охлаждающей системой
3.1. Основные требования к программному продукту
3.2. Описание программного комплекса моделирования системы охлаждения каландровых линий.
3.3. Описание подсистемы мониторинга и контроля толщины полимерного материала.
3.4. Алгоритмы проектирования и управления охлаждающей системой
Выводы
Глава 4. Проверка адекватности и исследование разработанных математических моделей. Внедрение программного комплекса
4.1. Анализ адекватности разработанных моделей системы охлаждения каландровых линий
4.1.1. Анализ адекватности статической модели охлаждающей системы
4.1.2. Анализ адекватности динамической модели охлаждающей системы
4.2. Исследование влияния различных параметров охлаждающей системы и параметров пленки на результирующий температурный профиль охлаждения полимерного материала по разработанным математическим моделям
4.3. Внедрение разработанного программного комплекса в опытнопромышленную и промышленную эксплуатацию
Выводы
Выводы
Список литературы


Плнки применяют в автомобильной, авиационной и других отраслях промышленности и сельского хозяйства. К сожалению, в России на данный момент количество производимых полимерных пленок значительно меньше потребляемого объема. Поэтому значительная часть потребности российских предприятий в изделиях из полимерных материалов покрывается за счет импорта. Однако уже сегодня в Российской экономике намечаются тенденции выделения собственных ресурсов, а также привлечения западных инвестиций для увеличения производственных мощностей внутри страны. Таким образом, становится все более актуальной задача автоматизации управления и увеличения экономической эффективности производства получения полимерных пленок. Непрерывный рост потребления плночных материалов объясняется большой экономической эффективностью, получаемой в результате их применения. Плночные материалы изготовляют высокопроизводительным непрерывным способом. Но, с другой стороны, при производстве полимерных пленок каландровым методом возвратные материальные потери могут составлять до , что снижает эффективность использования оборудования, увеличиваются энергетические потери. Поэтому в ходе управления процессом каландрования часто встает задача определения для заданного целевого продукта узкого места технологической схемы, изза которого происходит снижение производительности всего производства. Одним из важнейших этапов в производстве полимеров является процесс охлаждения пленки, т. Поэтому создание системы позволяющей проектировать и анализировать этот этап является важной задачей. Целью работы является разработка программного комплекса моделирования охлаждающей системы каландровых линий настраиваемого на различные конфигурации охлаждающих систем, различный ассортимент выпускаемой продукции, производительность и требования качества при проектировании и управлении производством полимерной пленки. России и Германии. Широкие возможности компьютерной системы по настройке на различные типы пленок и каландровых линий обеспечиваются за счет математических моделей, поэтому актуальной становится задача разработки математических моделей физических процессов этапа охлаждения как для перенастройки системы охлаждения при переходе с производства одного вида пленки на другой, так и для управления процессом охлаждения полимерного материала. В первой главе дана краткая характеристика процесса каландрования, представлено формализованное описание процесса производства полимерных пленочных материалов, описываются особенности процесса охлаждения происходящего на валках системы охлаждения, ставятся задачи проектирования и управления охлаждающей системой каландровой линии, представлены результаты аиазиза литературы, посвященной существующим математическим моделям процессов охлаждения тонких материалов на валках. Во второй главе описаны разработанные информационное, математическое и алгоритмическое обеспечения программного комплекса моделирования охлаждающей системы каландровых линий, которые позволяют решить поставленные в данной диссертационной работе задачи и значительно облегчают работу проектировщика и оператора каландровой линии. В третьей главе описывается разработанный программный комплекс, обобщающий все разработанное информационное, математическое и алгоритмическое обеспечение. Приводятся алгоритмы проектирования и
управления охлаждающей системой каландровой линии на основе созданного комплекса. В четвертой главе проводится проверка адекватности разработанных моделей, и описываются результаты исследования процесса охлаждения но разработанным моделям. Таким образом, разработка программного комплекса, позволяющего синтезировать геометрическое и математическое описание любой конфигурации охлаждающей системы каландровой линии, рассчитывать температурные профили охлаждения полимерного материала для заданных характеристик материала и валков охлаждающей системы, а также рассчитывать необходимые значения характеристик системы охлаждения для обеспечения заданного качества пленки позволяет существенно повысить эффективность всего производства.