Введение к работе
Актуальность. В последние годи все солее широкое применение в линиях связи находят кварцевые и полимерные оптическое полокна; Они позволяют не только экономить дефицитные металлы. но и передавать большие потоки информации.- обладают высокой помехозащищенностью, малыми габаритными размерами и весом.
Полимерные оптические волокна, по сравнению с кварцевыми. имеет большие оптические потери. Однако их применение на небольших расстояниях (до 2-3 км) предпочтительней пследствии низкой стоимости, высокой гибкости и лучшей обрабатываемости.
Важнейшими показателями качества световодов являются оптические потери энергии на поглощение, обусловленные с основном химическим составом полимеров и наличном примесей. и потери на рассеяние, определяемые, главным образом, флукт.уациями диаметра волокна.
Наиболее эффективными для оперативного управления геометрическими размерами полимерного оолокна являются воздействия на скоростные режимы процессов экструэионного формования и ориента-ционного вытягивания.
Значительная протяженность установок и необходимость частой смены артикула волокна практически исключают возможность ручного управления технологическим процессом. Использование известных средств автоматизации затруднено наличном распределенных параметров обьекта управления, значительным транспортным запаздыванием информационных сигналов и переменными коэффициентами передачи от скоростей рабочих органов к диаметру волокна.
Поэтому целью данной работы является разработка, исследование и практическая реализация автоматической системы управления процессом производства полимерного оптического волокна, позволяющей обеспечить оптимальные условия выполнения технологических операций, улучшение качества выпускаемой продукции за счет повышения точности, быстродействия и гибкости управления геометрическими параметрами полимерных волоконных материалов.
Для достияения указанной цели необходимо било решить следующие задачи.-
1. На основе анализа технологических процессов и оборудования для производства полимерных оптических волокон ІНІМИНР, требования к системо их автоматизации.
-
Разработать адекватную модель процессов Формования и ирисіїтационного вытягивания длинномерных полимерных материалов.
-
Разработать и исследовать рациональные варианты построения системы управления геометрическими размерами полимерных сьетоводов.
5. Осуществить аппаратно-программную реализацию разработанных алгоритмов управления.
Свянь с целевыми программами. Работа выполнялась в соответствии с Межвузовской комплексной научно-технической программой (НТП) "ОПТИМУМ"; 111*11 "Текстиль России" Государственного комитета РФ по высшему образование; приказом Нинхимприма СССР (N32 от г.) о создании линий но производству полимерных оптических волокон и кабелей; планом бюджетных ПИР ИГОУ по теме "Разработка процизиишшх синхронизирующих систем взаимосвязанного электропривода"; хозяйствонними договорами на создание научно-технической продукции NKi/Oij "Создание автоматизирванных электроприводов для установок и линий по получению полимерных оптических волокон и кабеля", НИ/ьу "Разработка оптимальних микропроцессорных систем для управления Формованием и иытмхкий полимерных оптических волокон". N20Y92 "Создание микропроцессорной системы управления диаметром бикомпонетного волокна при формовании". N4/93 "Создание микропроцессорных систем управления Формованием полимерного оптического волокна", Nlu/y-" "Создание микропроцессорной системы управлении Формованием оптоволокна" и N1/95 "Разработка информационно -управляющих систем для производства оптоволокна" с БНИй синтетического волокна. Инженерным и Научно-производственным центрами полимерного оптического волокна Г.Твери.
У^ТіУійКі'-_.І!Ь';іЕ'И1^!ий.Л'і';Є;Пл;ЛО!і^'ІпШ Дли рошения поставленных задач использовались Методы идентификации. Теории планирования ьксперииента. спектрального анализа, адаптивного управления, оптимизации и методы имитационного моделирования.
Иау.чная_ні!низпа заключается в следующем:
1. Выявлены общий закономерности и специфические ОффеКТЫ.
ПрИСУЦИО ПрС'НеССаМ ЭКС] рУЗИеШіоГО ФорМоЬаІШЯ и ориеитациоішого
вытягивания полимерных волоконных материалов, позволившие дать оценку доминирующих возмущений .1 создать информационную основу для матс-млтичеокото описания ч'акого рода обьектоп управления.
-
По результатам экспериментальных и теоретических исследований составлены модели зоны Формования полимерного материала, адекватно отражающие взаимосвязь его геометрических размерен и натянения со скоростными режимами приводных устройств. Разработана и реализована на ПЭВМ программа численного расчета стационарных и динамических 'режимоп Формования тонких полимерных материалов.
-
Раораоотани принципи автоматического управления диаметром бикомпонентного волокна в обьелшюноя технологической установке Формования и ориенташюниого шітягнвания. основанные на реализации принципов программного управления, прогнозирования и адаптации.
А. Разработана методика автоматизации расчета. выбора параметров и настройки управляющих устройств на стадиях проектирования СЛУ и ввода ее в эксплуатацию.
Плакті»чео;сам_іи!ішост^раб.дти. Полученные научные результаты могут служить основой для создания систем автоматического управления (САУ) технологическим оборудованием по производству полимерных волоконных и пленочных материалов различного назначения.
С 1900 по 199D гг. на лабораторных и опытно-производственных установках ВНИИ синтетического волокна. Инженерного и Научно-производственного центров полимерного оптического волокна г. Твери внедрены и находятся в стадии активной эксплуатации четыре микропроцессорных системы. обеспечивающие управление геометрическими размерами оптического волокна в процессах экструзионного Формования и ориентационпого вытягивания. Основные технические решения запатентованы и переданы НИЦ ПОВ в рамках соответсвующих лицензионных соглашений.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной научно-технической конференции (НТК) "Современное состояние, проблемны и перспективы энергетики и технологии в энергостроении" (IV Венарлосовскио чтения. Иваново. 1909) : на IV республиканской НТК "Использование вычислительной технике и САШ1 в НИР и 0ІСР" (Владимир. 1909) ; на II Всесоюзной НТК "Микропроцессорные системы автоматики" (Новосибирск. 1990); на Всесоюзном научно-техническом семинаре (НТО "Математическое моделирование процессов и аппаратов" (Иваново. 1991): на НТО "Электроприводы с ниФрсьым и циФроаналоговы.ч управлением" (Ленинград. 1991); на международных НТК "Состояние и перспективы развития іміектротс-хнологни" (V и VI
Ьеііардоосиские чтения. Иваново. 1991. 1992); на НТК
'Совершенствование оборудования для произБодсетиа химических
НИ 1'иИ И волокон" (ЧерНИІоЦ. 1992).
1\У('Ш*:\ШЯ- "о Тиме диссертации опубликовано 21 научная работа.' из них 2 статьи в центральних журналах. 3 статьи в тематических сборниках и 5 отчетов о НИР: получено 2 патента Российской Федерации.
,?ГЕ,У&ТУра.У_ооьі.м_работи. Работа состоит из введения, пяти гл.ііі. выводов по результатам работы, списка литературы (104 наименовании) н приложений. Основная часть содержит 138 страниц Машинописного Текста. зЭ рисунка и 2 таблицы.
