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钢质管道三层PE防腐生产过程智能控制策略的研究

王君  
【摘要】: 针对当前钢质管道三层PE防腐成型生产过程工艺复杂、产品质量不易控制等制约钢质管道三层PE外防腐工业发展的不利因素,提出了用计算机自动监控系统取代手动生产的控制策略和设计方案。 首先在分析三层PE防腐层性能指标、工艺过程及工况条件的基础上,提出了温度复合控制和速度反馈控制的综合控制方案;考虑到三层PE生产过程中,由于受FBE胶化曲线的影响,温度和速度之间存在较强的耦合,本方案通过合理的变量搭配,实现两种变量的解耦;文中还依据传热理论、中频感应理论等提出钢管传热过程理论建模的方法,经实际验证,表现出该方案和建模方法的科学性和实用性。另外文中又对这一强耦合、大惯性、非线性、不确定系统,提出了采用智能模糊多模态分段控制策略,通过在生产现场取得的数据对该控制策略进行仿真研究,取得了良好的控制效果;还考虑到环境温度变化对FBE胶化时钢管温度的影响,提出了依据环境温度变化调整温度给定值的方法,仿真证明了该算法的有效性。 上述方案已被研发,它是我国首条自行研发的三层PE计算机自动监控生产线,上位监控软件以组态王为开发平台,对系统中的多种设备采用PPI子网、RS485子网和MPI多串卡进行了通讯集成,并对现场工艺流程进行了动画虚拟。该生产线经一年多在长庆石油勘探局靖边防腐厂运行考验系统平稳可靠,控制手段先进,性能良好。产品试样经中国石油管道公司管道研究中心综合实验室测试,远远超出SY/T4013-95标准,明显地提高了产品质量和生产效率。


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