橡膠擠出機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、橡膠電纜相較于一般的PE、PVC電纜（塑料電纜）具有更好的柔軟性、防水性、阻燃性和抗腐蝕性，因此它被廣泛應(yīng)用于高速鐵路、風(fēng)力發(fā)電、核能發(fā)電以及海洋石油平臺等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)階段我國在這些行業(yè)的不斷投入，高性能橡膠電纜的市場需求必然將出現(xiàn)長時間的井噴。近期國內(nèi)許多電纜制造企業(yè)都將大量的資金投入到了橡膠擠出生產(chǎn)線的購置和改造上，以期能夠在激烈的市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢。橡膠擠出機(jī)作為橡膠電纜生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其工作性能的優(yōu)劣將越來越受到重視。

2、>　　 本文的研究對象是橡膠擠出機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，其對橡膠擠出溫度的連續(xù)性控制能力將直接影響到整個橡膠電纜生產(chǎn)過程的效率和質(zhì)量。由于擠出機(jī)溫度在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中常常受到許多環(huán)境因素的干擾，屬于典型的非線性、時變系統(tǒng)，如果要在考慮到所有的環(huán)境因素的前提下建立精確的數(shù)學(xué)模型，難度很大，因此本文擬采用模糊控制方法來實(shí)現(xiàn)該溫度控制系統(tǒng)，從而避免了復(fù)雜的模型建立過程。
　　 本文首先分析了橡膠擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)和工藝流程，并根據(jù)其特點(diǎn)從加熱器、

3、冷卻器、溫度檢測元件、控制部分和人機(jī)界面這五個部分著手，完成溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計。其中控制部分采用S7-300 PLC配合Profibus和MPI網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)的可靠性、靈活性以及高效性。
　　 然后結(jié)合擠出機(jī)溫度控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計基于模糊邏輯的溫度控制器。該控制器根據(jù)不同的溫度偏差值，通過預(yù)設(shè)的模糊規(guī)則計算出所需要的最優(yōu)結(jié)果，并將該結(jié)果轉(zhuǎn)化為精確的控制量。實(shí)踐表明，該控制方法能夠在保證獲得所需的控制精度和響應(yīng)速度的前

4、提下，避免了繁瑣的數(shù)學(xué)模型建立過程，并且具有對控制對象特性以及各種環(huán)境條件變化的較強(qiáng)適應(yīng)性能。
　　 接著進(jìn)行溫控系統(tǒng)的軟件設(shè)計。結(jié)合STEP7編程組態(tài)軟件，完成控制系統(tǒng)PLC、輸入/輸出模塊、各通訊模塊及人機(jī)界面等的硬件組態(tài)，同時完成輸入/輸出信號轉(zhuǎn)換、模糊控制功能和系統(tǒng)邏輯功能等的程序編制。
　　 最后，采用InTouch軟件設(shè)計相應(yīng)的人機(jī)界面，并實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面與PLC之間的數(shù)據(jù)交換。該人機(jī)界面主要實(shí)現(xiàn)擠出機(jī)溫控系統(tǒng)的