密炼机混炼工艺参数的控制研究

摘要

密炼机的生产过程基本实现了自动化，由于诸多因素的干扰，混炼工艺完成后胶料的物理性能不稳定。由于混炼过程胶料的受热过程是影响胶料性能的关键，本文提出了混炼过程中根据混炼温度曲线对转子转速和冷却水温度进行调整，使得胶料受热过程尽可能相似，然后通过支持向量机预测模型对排胶指标进行预测和修正，从而保证密炼机生产的混炼胶物理性能稳定。
　　本文以某公司橡胶自动生产线为基础，介绍了密炼机基本结构和工作原理，阐述了密炼机的混炼工艺，分析了密炼机的控制系统。密炼机的控制系统主要控制上项栓压力、冷却水温度和转子转速三个工艺参数，结合参数的工艺需求，给出了调整工艺参数的实现方法。改变混炼工艺参数会影响排胶的控制指标，为了便于过程控制中修正控制指标，建立了工艺参数与控制指标之间的数学预测模型，对比了多元线性回归、神经网络和支持向量机算法的预测结果，结果证明支持向量机算法在混炼指标预测上具有优越性。
　　本文针对转子转速和冷却水温度两个工艺参数进行了深入地研究。转子转速是唯一能够立即改变混炼状态的控制参数。根据转子转速与混炼温度之间的关系，本文建立了计算模型和类比模型，针对类比模型设计了参数自整定模糊PID控制器，对比了模糊PID与传统PID仿真结果，发现模糊PID具有更好的动态特性。冷却水温度是混炼过程的重要参数。根据密炼机温度控制系统，本文设计了基于永宏PLC的温度控制实验，实验发现在PLC中进行PID参数的在线修正是必要和可行的，然后提出了PLC中进行PID参数在线修正的实现方法，并且进行了仿真分析。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外发展概述

1．2．2 国内研究现状

1．3 现有研究的不足之处

1．4 论文的主要研究内容

2 密炼机组成与原理

2．1 密炼机结构与工作原理

2．1．1 基本结构

2．1．2 工作原理

2．2 密炼机混炼工艺

2．2．1 配合剂分散过程

2．2．2 自动控制工艺流程

2．2．3 混炼工艺参数

2．3 密炼机控制系统

2．3．1 气动控制系统

2．3．2 温度控制系统

2．3．3 传动控制系统

2．4 本章小结

3 混炼过程排胶指标的预测

3．1 混炼过程排胶的控制方法

3．1．1 单一的控制方法

3．1．2 组合的控制方法

3．2 混炼过程排胶指标的预测方法

3．2．1 多元线性回归法

3．2．2 BP神经网络法

3．2．3 支持向量机算法

3．3 预测精度与分析

3．3．1 预测精度计算方法

3．3．2 预测结果分析

3．4 本章小结

4 转子转速的控制研究

4．1 电机变频调速技术

4．1．1 三相异步电机调速原理

4．1．2 变频调速技术

4．2 建立控制系统模型

4．2．1 转速与温度关系的计算模型

4．2．2 转速与温度关系的类比模型

4．3 自整定模糊PID控制系统设计

4．3．1 模糊控制系统工作原理

4．3．2 模糊PID控制器设计

4．4 模糊PID控制系统仿真与分析

4．4．1 建立模糊PID仿真模型

4．4．2 仿真结果分析

4．5 本章小结

5 冷却水温度的控制研究

5．1 冷却水温度控制系统

5．1．1 系统结构

5．1．2 控制系统的特点

5．2 建立温度控制实验

5．2．1 实验准备工作

5．2．2 温度测量与控制原理

5．2．3 常规开关控制

5．3 温度控制实验内容

5．3．1 静态参数整定

5．3．2 动态控制试验

5．4 温度控制仿真研究

5．4．1 建立仿真模型

5．4．2 仿真结果分析

5．5 本章小结

6 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和出版著作情况