碳纖維原絲生產(chǎn)線控制系統(tǒng)開發(fā).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、碳纖維是一種重要的高性能纖維材料,優(yōu)質(zhì)的聚丙烯腈(PAN)原絲是制備高性能碳纖維的關(guān)鍵。PAN原絲生產(chǎn)工藝流程長,過程復(fù)雜,控制參數(shù)多且精度要求高。本文針對當(dāng)前我國碳纖維原絲產(chǎn)業(yè)的狀況和發(fā)展需要,設(shè)計開發(fā)了一套新型的碳纖維原絲生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。
   根據(jù)PAN原絲生產(chǎn)工藝的要求設(shè)計了控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),上位機選用普通PC,可編程邏輯控制器(PLC)控制系統(tǒng)選用德國倍福(Beckhoff)公司自動化產(chǎn)品,應(yīng)用軟PLC技術(shù)實現(xiàn)對生產(chǎn)

2、工藝中的溫度、壓力、流量和速度等參數(shù)進行控制,并采取-系列的抗干擾措施來保證現(xiàn)場設(shè)備和控制系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。
   上位機軟件以Microsoft.Net為開發(fā)平臺,Visual C#作為編程語言,利用Beckhoff提供的動態(tài)鏈接庫(Dynamic Link Library,DLL)完成上位機和PLC之間的通訊。上位機軟件能完成參數(shù)的保存、查詢、修改和打印等工作。
   PLC控制系統(tǒng)硬件采用模塊化結(jié)構(gòu),方便系統(tǒng)的升

3、級和維護。系統(tǒng)具有溫度控制、牽伸控制、壓力控制、流量控制等功能。其中溫度控制采用PID控制策略,PID參數(shù)既可外部手動輸入,也可以通過系統(tǒng)自整定得到,具有升溫速度快,控制精度高的特點;牽伸控制采用先進的伺服電機調(diào)速取代傳統(tǒng)的步進電機調(diào)速和變頻調(diào)速,具有調(diào)節(jié)更靈活、控制精度更高和噪聲更低等優(yōu)點。
   根據(jù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Networks,ANN)技術(shù),采用誤差反向傳播(Back Propagat

4、ion,BP)算法,利用Matlab軟件編程,建立了原絲性能預(yù)測BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。原絲性能預(yù)測BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層數(shù)為1,輸入量為原絲生產(chǎn)工藝參數(shù),輸出量為原絲性能。網(wǎng)絡(luò)檢驗結(jié)果表明,原絲性能預(yù)測值與實測值的相對誤差不到3%,網(wǎng)絡(luò)具有良好的擬合性。
   系統(tǒng)已于2009年底在合作單位投入使用,現(xiàn)場運行結(jié)果表明:系統(tǒng)設(shè)計合理,控制精度高,傳動平穩(wěn),具有良好的人機界面,功能完善,運行穩(wěn)定,該生產(chǎn)線制備的PAN原絲性能優(yōu)異,達到了設(shè)計要求

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