автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматическое управление процессами формования и ориентационного вытягивания полимерного оптического волокна

Ни правах рукописи

СОФРОНОВ Сергей Владимирович

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ФОРМОВАНИЯ И ОРИЕНТАЦИОННОГО ВЫТЯГИВАНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА

Специальность 05.13.07 — Автоматизация технологических процессов н производств (пром ышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 1996

Работа выполнена в Ивановском государственном энергетическом университете (ИГЭУ).

Научный руководитель —

доктор технических наук, профессор Тарарыкин С. В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Староверов В. А., кандидат технических наук, доцент Таламанов С. А.

Ведущая организация —

Научно-производственный центр полимерного оптического волокна (НПЦ ПОВ), г. Тверь.

Защита состоится « » . . . . 1996 г.

^С/

в ! часоз на заседании диссертационного совета

Д 063.10.01 Ивановского государственного энергетического

университета по адресу: 153548, Иваново, ул. Рабфаковская, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГЭУ. Автореферат разослан » . 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ТАРАРЫКИН С. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В последние года все солее широкое применение в линиях связи находят кварцевые и полимерные оптическое полокна; Они позволяют 110 только экономить дбфиципшо металлы, но и передавать большие потоки информации,- обладают высокой помехозащищенностью. малыми габаритными размерами и весом.

Полимерные оптические волокна. но сравнению с кпарцоеыми. имеет большие оптические потери. Однако их применение на небольших расстояниях (до 2-3 км) предпочтительней вследствии низкой стоимости, высокой гибкости и лучшей обрабатываемости.

Важнейшими показателями качества световодов являются оптические потери энергии на поглощение, обусловленные в основном химическим составом полимеров и наличием примесей. и потери на рассеяние, определяемые, главным образом, флукт.уациями диаметра волокна.

Наиболее эффективными для оперативного управления геометрическими размерами полимерного волокна являются воздействия на скоростные режимы процессов экструзионного 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 достижения указанной цели необходимо било решить следующие задачи .1. На основе анализа технологических процессов и оборудования для производства полимерных оптических волокон гпмиир, требования к системе их автоматизации.

2. разработать адекватную модель процессов Формования и ириентационного вытягивания длинномерных полимирных материалов.

3. Разработать и исследовать рациональные варианты построения системы управления геометрическими размерами полимерных

световодов.

<1. Разработать ьффективные средства автоматизации настройки управляющих устройств.

5. Осуществить аппаратно-программную реализацию разработанных алгоритмов управления.

Сня:|Ь с целевыми программами. Работа выполнялась в соответствии с Межвузовской комплексной научло-техничеокой программой (НТП) "ОПТИМУМ"; 1ГГ11 "Текстиль России" Государственного комитета ТЧ> но высшему образованию; приказом Мипхимпрома СССР (N32 от ll.01.uy г.) о создании линий по производству полимерных оптических волокон и кабелей; планом бюджетных ПНР ИГЭУ по теме "Разработка прецизионных синхронизирующих систем взаимосвязанного электропривода"; хозяйствонними договорами на создание научно-технической продукции N111/00 "Создание автоматизирванных электроприводов для установок и линий по получению полимерных оптических волокон и кабеля", Ни/ьу "Разработка оптимальных микропроцессорных систем для управления Формованием и иытиккой полимерных оптических волокон". N20/92 "Создании микропроцессорной системы управления диаметром бикомпонетного волокна при формовании". N4/93 "Создание микропроцессорных систем управлении Формованием полимерного оптического волокна", Н1и/М "Создание микропроцессорной системы управлении Формованием оптоволокна" и N1/95 "Разработка информационно-управляющих систем для производства оптоволокна" с ВНИИ синтетического волокна. Инженерным и Научно-производственным центрами полимерного оптического волокна !•. Твери.

• Д-11'1 решения поставленных задач использовались Методы идентификации. Теории планирования ьксперимента. спектрального анализа, адаптивного управления, оптимизации и методы имитационного моделирования.

Научная_н11низна заключается ь следующем:

1. Нцлилсны общий закономерности и специфические оФФекты. присущий процессам эксч рузионного Формования и ориеитационного витягивани>1 полимерных волоконных материалов, позволивший дать оценку доминирующих возмущений .1 создать информационную основу для мешчмти■ н*и кого описания чмко'о рода ооьектоп управления.

2. По результатам экспериментальных и теоретических исследований составлены модели зоны Формования полимерного материала, адекватно отражающие взаимосвязь его геометрических размерен и натяжения со скоростными режимами приводных устройств. Разработана и реализована на ПЭВМ программа численного расчета стационарных и динамических 'режимов Формования тонких полимерных материалов.

3. Разработаны принципы автоматического управления диаметром бикомпонентного волокна в обьслинсноя технологической установке Формования и ориенташюшюго вытягивания. основанные на реализации принципов программного управления, прогнозирования и адаптации.

4. Разработана методика автоматизации расчета. выбора параметров и настройки управляющих устройств на стадиях проектирования СЛУ и ввода ее в зкеплуапшию.

Плактачео1сам_1^!1шост . Полученные по упше результаты

могут служить основой для создания систем автоматического управления (САУ) технологическим оборудованием по производству полимерных волоконных и пленочных материалов различного назначения.

С 1900 по 1995 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 запатентован!! 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 Венардосовские чтения. Иваново. 1909): на IV республиканской НТК "Использование вычислительной технике и САПР в НИР и 01СР" (Владимир. 1989) ; на II Всесоюзной НТК "Микропроцессорные системы автоматики" (Новосибирск. 1990); на Всесоюзном научно-техническом семинаре (НТС) "Математическое моделирование процессов и аппаратов" (Иваново. 1991): на НТС "Электроприводы с циФрсьым и циФроаналоговы.ч управлением" (Ленинград. 1991); на международных НТК "Состояние и персноктппы развития 'олектротохнологии" IV и ЧЧ

Ьепардосоискио чтения. Иваново. 1991. 1992); на НТК 'Со^ерШОНСТНОЬаНИО оборудования для произБодсства химических НИЮИ И ВОЛОКОН" (ЧернШОВ. 1992).

ПУбли.КгШ'Ш- По Тиме диссертации опубликовано 21 научная работа.' из них 2 статьи в центральных журналах. 3 статьи в тематических сборниках и ^ отчетов о НИР: получено 2 патента Российской Федерации.

Работа состоит из введения. пяти глав. вывидоь по результатам работы. списка литературы (104 наименования) и приложений. Основная часть содержит 138 страниц Машинописного текста, ЬЗ рисунка и 2 Таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность томи, определены цоль и задачи диссертационной работы. а также ее научная новизна и практическая значимость.

П.Л!>.1_1и.^11).а>! посвящена анализу процессов производства полимерных оптических волокон и существующих средств их автоматизации.

Анализ основных технологических операций показывает. что Наиболее перспективным для получения полимерных световодов является непрерывный процесс, включающий ректификацию. Фильтрацию и полимеризацию мономеров сердцевины и оболочки. совместную окструзию расплавов полимеров через Фильерный узел, охлаждение полученного волокна в шахте, прием, ориентационное вытягивании и намотку готового изделия.

Важном преимуществом такого способа получения полимерного оптического волокна является максимально возможной сохранение чистоты исходного продукта. что позволяет снизить оптические потери в световоде, обусловленные действием внутренних Факторов. Однако остается нерешенной проблемма снижения потерь, вызванных Флуктуациями диаметра волокна.

Наибольшие потенциальные возможности управления геометрическими размерами световодов, к которым относятся диаметр волокна и толщина отраяатщей оболочки, содержат технологические процессы и оборудование, относящиеся к. Заключительной стадии формирования продукта. Сюда входят операции экстру^ионного Формования и ОрИЙЬТаЦИОШЮГО вытяпшания.

Проведенный исследования позволили установить,- чти ншсю'неэффективным способом оперативного воздействия на гоимотрпчо.-.кио размеры полимерных волокон в стадии Формования лклятч-.я соответствующие изменения скоростных режимов рабочих машин.

Анализ технологического процесса позволил определить требования к системе управления геометрическими размерами полимерного оптического волокна. СЛУ должна обеспечивать:

- программное управление пуско-заправочными операциями:

- стабилизацию диаметра волокна в диапазоне 10.-1 с абсолютной погрешностью не более 1 мим,- поддериание кратности орионтационного вытягивания в пределах от 0.5 до 4.0 с абсолютной погрешностью не более О.ОО'з-.

- оперативное изменение артикула волокна.- исключение аварийных режимов при сбоях в работе измерительных устройств .-

- управление толшиной оболочки в пределах от <10 до 1СЮ мкм с относительной погрешностью не более юг.

Предварительные экспериментальные исследования технологического оборудования показали. что объекту управления присуши значительное транспортное запаздывание н перемерный ког-Ф-Ипшент передачи, которые могут изменяться в десятки и сотни раз при вариациях артикула Формуемого полокна. Вследствии отаго известные средства автоматизации не позволяют обеспечить высокое качество управления во всех технологических режимах.

Таким образом возникает необходимость разработки автоматической системы управления процессами Формования и ориенгаииошюго вытягивания на основе использования новых принципов адаптивного и программного управления, для чего требуется прогости углубленное исследование обьекта управления.

Глава вторая посвящена вопросам экспериментальных и аналитических исследований процессов Формирования полимерных волокон.

На объединенной технологической установке прог едены зкепг-.ри-ментальные исследования процессов Формования и ориентанионного вытягивания полимерных световодов. . В процессе экспернментеп решались задачи определения динамических характеристик оГ:ъ«чс га при воздействии по различным каналам управления и оценки статистических характеристик основных возмущений. прояг.лямщихоч в изменениях диаметра и натяжения волокла.

Были выявлены оОшии Черты и о.шлнон>Ч<1гости. ппиоуинс пр <«••• сам окструзноппого .Формования и огиг-нтациенног^

среди которых можно наделить их идентичность, наличие переменного транспортного запаздывания и значительные вариации коэффициентов передачи от скоростей подачи полимера и приема волокна к диаметру в различных технологических режимах.

Анализ полученных в ходе ¡эксперимента спектрограмм диаметра волокна показал, что со всем рабочем диапазоне состав помех неизменен. В частотном диапазоне возмущений преобладают низкочастотные составляющие с периодами от 20 до 100 с. а также высокочастотная составляющая с периодом порядка 10 с.

Полученная взаимная корреляционная Функция диаметра и натяжения волокна позволила сделать вывод о том. что связь между диаметром и натяжением можно считать близкой к безынерционной.

Наиболее полно объяснить взаимосвязи входных и выходных' координат позволяет аналитическое исследование процессов Формования в динамических режимах.

Благодаря усилиям ряда исследователей в настоящее время сформировалась и стала общепризнанной так называемая "теория тонкой нити", описывающая процессы продольного течения при растяжении в условиях Формования из расплава и одностадийного вытягивания тонких струй прядомой жидкости.

Обобщенная математическая модель объекта была составлена на основе четырех нелинейных ураьнений в частных производных, описывающих процессы деформации эатиердоваыщей тонкой нити: уравнения неразравности (постоянства объема полимера), уравнения движения, реологического уравнения деформации вязкоупругой нити Ньютона или Максвелла и уравнения теплового баланса.

Модель отражает распределенный характер параметров объекта по оси движения нити от Фильеры к приемному узлу и позволяет исследовать как стационарные режимы, так и динамику поведения волокна при управлении подачей, температурой рассплава. диаметром Фильеры и скоростью'приема.

На основе "теории тонкой нити" разработана и реализована на ПЭВМ комплексная программа численного расчета стационарных и динамических режимов Формования полимерного оптического волокна. Программа обеспечивает существенное ускорение исследований процессов Формования волокон, возможность установления причинно-следственных связей без проведения дорогостоящих натурных экспериментов. Результаты ее применения подтвердили общий характер тех эффектов, которые были выявлены в процессе исследований отдельных технологических устаноьок.

-- б -

Рис. 1. Эквивалентная модель зоны Формования волокна.

Уф. О - скорость приема волокна и расход полимера: й. Т — диаметр и натяжение волокна.-

К,. Т,. Т2 - коэффициент передачи и постоянные времени для апериодической составляющей переходного процесса по диаметру; К,. Т} - коэффициент передачи и постоянная времени для колебательной составляющей переходного процесса; С. К,. Ху - параметры затухания колебаний диаметра и натяжения:

- переменное транспортное запаздывание; К«. К7. К8. Т4. Т, - коэффициенты передачи и постоянные времени в канале натяжения;

К5. К« - коэффициенты, отражающие изменения установившегося уровня натяжения.

- электродвигатели:

Л , . . . „ - СИЛОН'Ые

преобразователи; НУ,- - игмеритбЛН угла: КН - измеритель натякения: 11С - измеритель диаметра: ББР - блок, вычисления

расхода; ВВС - блок вычисления

скорости; БВЛ - блок, вычисления

диаметра: А?.£ - адаптивный регулятор

диаметра; ФИ - Форсирухщее звено.• БПД - блок прогнозирования

диаметра: С' - Формирователь: ЕУВ - блок управления

ЕЫТЯЕКОП: ЗОВ - зона ориентационного вытягивания.

Рис. 2. Функциональная схема системы управления диаметром полимерного оптичекого волокна.

Полученные результаты экспериментальных и аналитических исследований позволили создать эквивалентную модель зоны Формчва ния волокна, имеющую сосредоточенные параметры и способную адекватно отразить основные выпиленные эффекты (рис. 1). ьходпими воздействиями эквивалентной модели приняты скорость \1Кр приемного устройства и расход О полимера, а выходными координатами лилии гея диаметр О и натяжение К волокна.

Удобная форма составленной модели объекта, а такие полученные спектральные характеристики возмуциний позволяют осуществить непосредственную разработку и оптимизацию алгоритмов управления геометрическими размерами волокна в объединенной установке формования и ориентациошюго вытягивания.

Глава третья посвящена разработке .и исследованию системы автоматического управления производством^ полимерного оптического волокна.

Анализ технологического процесса и результатов исследований оборудования показал, что наиболее целесообразно построить САУ по принципу управления скоростью приемного узла В ФУНКЦИИ диаметра Формуемого волокна с окончательной доводкой его до требуемых размеров ь зоне ориентационного вытягивания высокоточным контуром соотношения скоростей (рис. 2).

Необходимость автоматизации пуско-эаправочних операции .1 комппенсации транспортного запаздывания в атом режиме обуславливают применение программного управления.

Оно заключается в том. что на основе заданных значений расхода С'о сердцевины, диаметра 03 волокна, толщины его оболочки Н0 и кратности вытягивания ч>3 блоками вычисления расхода (БВР) и скорости (1Л)С) определяется расход полимера оболочки о„ и расчетная скорость приемного устройства У„р:

п - - ——О.

¡'Де 11-3,-03"/ V2 и 0С,' 1)3| - 2110 - соответственно заданные значения внешнего диаметрл волокна и сердцевины на выходе зоны Формования.

Таким образом обеспечивается выпуск волокна с параметрами. олиакипи к жолаокнк. Кроме то!"), программное управление сосспепп

вает ускорений переход на выпуск -волокна нового артикула и позволяет избежать аварийных ситуаций, вызванных выходом волокна из зоны сканирования лазерного измерителя диаметра.

Точная стабилизация размера волокна производится контуром управления диаметром, построенным на базе лазерного измерителя (ИД) и адаптивного регулятора (АРД) диаметра (рис. 2).

Как показали проведенные исследования, наибольшую эффективность в управлении диаметром волокна в условиях указанных вариаций параметров обеспечивает адаптивный регулятор пропорционально-интегрального типа, передаточная Функция которого имеет вид:

Н„(в) - К„Ш31. У„р) I 1 + -^-

I зТ^Удр)

где Кя - коэффициент передачи пропорциональной части регулятора: Т4 - время изодрома.

Использование передаточной Функции эквивалентной модели и самонастройки параметров регулятора К, и Т, в зависимости от величины расчетной скорости приемного устройства и заданного диаметра р3, волокна (рис. 3) позволяет компенсировать влияние нелинейности объекта управления и вариаций его транспортного запаздывания на динамику системы.

Коэффициент передачи и время изодрома адаптивного регулятора определяются на основе критерия оптимального модуля комплексной частотной характеристики системы по соотношениям:

К К 2 \?„

«пр

Ко

2 К СТ, VПр + Т2Упр + 1) Т, - ---

3 Упр [ 2 (Т1 + Т? Т, + Т2 Т? + Т? ) +

+ 2 1 (Т2 + Т, Т, + "ф + I2 (Т2 + Т,)] + 1®

12 Упр <Т2 Т,)[ Т, Т2 V*р + (Т, + Т2) У„р 1 + + 1г ] + 4 1*

коэффициент петлевого усиления контура управления, Т, и Т2 -постоянные времени объекта управления. 1 - расстояние от Фильерного узла до измерителя диамера.

где К

К

(2К +1) Упр

^пр

Рис. 3. Структурная схема адаптивного регулятора диаметра волокна.

"пр ~ расчетная скорость приема волокна; 03| - заданный диаметр волокна; Вф - Фактический диаметр волокна;

и0„ - опорное напряаение компаратора; *

АО - сигнал коррекции;

У„ - выходной сигнал регулятора диаметра;

3 - звено задержки;

Ф - Формирователь;

Д - делитель,-

К - компаратор:

С - счетчик.

С целью уменьшения ошибки управления при низкоскоростном Формовании нилчкон большого диаметра. Формирователь (ф) вырабатывает одержанный сигнал Ли коррекции, который воспринимается блоком управления вытягиванием и приводит к соответствующим изменениям заданной кратности вытяжки V,. это позволяет ликвидировать ошибки, допущенные регулятором диаметра при большом запаздывании и обьекте.

Проведенные иммитационое моделирование и исспытания на реальном технологическом оборудовании показали. что САУ с адаптивным регулятором позволяет обеспечить малоколебательные бнетропрогекающие переходные процессы в широком диапазоне изменений параметров технологических режимов оборудования.

Однако наличие значительного транспортного запаздывания позволяет компенсировать лишь низкочастотные возмущения. Выявленная взаимосвязь между натяжением и диаметром волокна создает основу для организации контура прогнозирующего управления и снижения высокочастотных Флуктуация диаметра на основе обработки соответствующей информации о его натяжении.

Пр.веденный анализ показал, что наиболее высокую точность поддержания заданной деформации волокна в зоне ориентационного вытягивания обеспечивает система управления соотношением скоростей . разработанная НИИ микропроцессорных систем управления при ИГЭУ. Предложенный способ синхронизации машин основан на использовании принципа измерения и регулирования Фазового рассогласования валов электродвигателей в режиме постоянной заводки путем непрерывных координатных преобразований их угловых перемещений.

Глард. четвертая посвящена разработке метода параметрической оптимизации и настройки управляющих устройств.

Наличие в обьекте управления неучтенных возмущений, возможное несоответствие модели реальному объекту, а также переход к цифровой системе управления затрудняют выполнение настройки САУ традиционными методами.

Известны два подхода к синтезу систем автоматического управления. Стохастический подход позволяет учесть действующие на объект случайные возмущения, но идентификация характеристик объекта и помех представляет собой слоеную задачу, требующую для речз-.пня больших затрат. Детерминированный подход, предполагающий отсутствие возму1!,:Ш!Дих воздействий, приводит более простым пут он к д;."стьуочно эффективным решениям, однако вопросы учета реальных услоли:; ока: нуаглавд оышшншгея переменными.

В качество компромисного решения предложена комбинированная методика, состоящая а сочетании детерминированных методов структурной оптимизации- САУ и расчета ее базовых параметров с поисковыми методами параметрической оптимизации, предполагающими более "тонкий" учет реальных Факторов эксплуатации объекта.

Анализ методой оптимизации показал, что для уточненный параметрической оптимизации наиболее удобен метод сканирования. Данный метод позволяет путем полного перебора всех возможных значений параметров регулятора в заданной области определить наилучшее их сочетание. обеспечивает надежную сходимость процедуры оптимизации и оказывается простым в реализации. Большие затраты времени в значительной степени компенсируются предварительным выбором базовых значений параметров на основе априорной информации об объекте.

Поскольку наиболее важными показателями качества системы управления процессом получения полимерного волокна »шляются ее высокой быстродействие и минимальные Флуктуации диаметра, в качестве частных критериев оптимальности выбраны интеграл от модуля ошибки и время нарастания выходной величины при ступенчатом изменении управляющего воздействия.

U приведении частных критериев к обобщенному их виса могут назначаться на основе они га и интуиции разработчика, или же. для снижения субъективизма, согласование может производиться путем их нормирования на основе Функции желательности Харрингтона в области компромиссов Парето.

С целью автоматизации расчета оптимальных параметров регулятора диаметра волокна, разработана и реализована на ГГЛЭМ комплексная программа, позволяющая учитывать влияние нелипойно-стей и возмущающих воздействий и 'получать требуемое качество Функционирования на этапе разработки системы автоматического управления, а также ввода ее в эксплуатацию.

Елава_пятая посвящена вопросам практической реализации микропроцессорной системы управления получением полимерного волокна.

Результаты виполненых исследований и разработок нашли практическое применение при автоматизации ряда лабораторных и опытно-производственных установок Формования и орентационного вытягивания полимерных световодов ВНИИ синтетического волокна. Инженерного и Научно -производственного центров полимерного оптического волокна (г. Тверь).

J 3 -

Работы по автоиатизации включали: разработку, практическую реализацию, экспериментальные исследования и промышленное внедрение систем управления процессами Формования и орентационного вытягивания полимерного полокна.

Комплексная система автоматического управления геометрическими размерами полимерных световодов построена с использованием микропроцессорных устройств КПУ 500.03. ТТ 5В0.04. КПУ 560.05 И КПУ 500.06. лазерных измерителей диаметра "BETA" и "Никроконт", измерителей натяжения нити ИНН-5. преобразователей угловых перемещений ВЕ-178 и комплектных электроприводов постоянного тока типа ЭТ-3 и ОПУ 2-2. Общий обьем программного обеспечения не превышает 4 Кбайт.

Произведенные в промышленных условиях испытания показали, что разработанная микропроцессорная система управления Формованием и ориентационным вытягиванием полимерного оптического волокна удовлетворяет современным требованиям и обеспечивает надежное регулирование геометрических размеров в широком рабочем диапазоне.

Общ и ^выводы содержат обобщение результатов диссертационной работы.

В приложениях приведены результаты экспериментального исследования объекта управления, материалы по внедрению и программа разработанной системы управления геометрическими размерами полимерного оптического волокна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты выполненых исследований. разработок и их практической реализации свидетельствуют о достижении поставленной цели диссертационной работы.

Требование стабилизации геометрических размеров полимерного оптического волокна вызывает необходимость разработки комплексной системы автоматического управления процессами их Формования и ориентационного вытягивания.

Выявлении общие закономерности и характерные эФФекты. присущие процессам экструзионного Формования и ориентации полимерного волокна, дана оценка доминирующим возмущениям.

Разработана и реализована на ПЭВМ комплексная программа численного расчета стационарных и динамических режимов Формования полимерного оптического волокна, обеспечивающая ускоренное иссле-

дование сложных технологических объектов с распределенными пара метрами, возможность установления причинно-следственных связей, объяснения и проверки экспериментально выявленных закономерностей .

Разработана эквивалентная модель Объекта управления, имеющая сосредоточенные параметры и способная обеспечить адекватное отражение взаимосвязей натяжения и диаметра формуемого волокна с изменениями скоростных режимов приемного и подающего устройств.

Выявлены технологически обоснованные требования к системе управления геометрическими размерами световодов. Наиболее эФФективная автоматизация процессов Формования и ориентационного вытягивания полимерного оптического волокна достигается: программным управлением пуско-заправочными операциями, стабилизацией диаметра волокна в зоне Формования, поддержанием кратности деформации волокна в зоне ориентационного вытягивания, быстрой перестройкой на выпуск волокна нового диаметра, исключением аварийных режимов при сбоях в работе измерительных устройств, а также управлением толщиной отражающей оболочки.

разработана и исследована в лабораторных и производственных условиях система управления геометрическими размерами бикомпо-нентного волокна в объединено« технологической установке формования и ориентационного вытягивания, основанная на реализации принципов программного управления, адаптации и прогнозирования.

Разработаны и реализованы программный комплекс для ПЭВМ и микропроцессорный автомат-настройщик, позволяющие на основе заданных критериев качества выбрать оптимальные параметры управляющих устройств с учетом влияния нелинейностей и возмущающих воздействий на этапах проектирования САУ и ввода ее в эксплуатацию.

разработанная система управления геометрическими размерами полимерного оптического волокна реализована на базе микропроцессорных управляющих контроллеров, измерителей диаметра и натяжения. преобразователей угловых перемещений, а также комплектных электроприводов постоянного тока и внедрена на ряде технологических установок ОПИИ сип готического волокна. Инженерного и Научно-производственного центров Полимерного оптического волокна (г. Тверь).

Основные результаты диссертации отражены в следующих

работах:

ПАТЕНТЫ

1. Патент РФ 1756401. Устройство для управления вытягиванием волокна при формовании/ С.D.Тарарыкин. А.П.Бурков. С.В.СоФронов и др.- Бюл. N31, 1992.

2. Патент РФ 16860*47. Способ управления вытягиванием волокон при Формовании и устройство для его осуществления/ С.В.Тарарыкин, Л.П.Бурков. С.Б.СоФронов и др.- Бюл. N39, 1991.

СТАТЬИ И ДРУГИЕ ПУБЛИКАЦИИ

1. Микропроцессорные синхронизирующие системы в машинах и агрегатах/ С.Б.Тарарыкин. Е.В.Красильникьянц. С.Б.СоФронов и др.// Текстильная промышленность.- 1994.- N4.- С. 24-26.

2. Микропроцессорное управление установкой для Формования и термического вытягивания волокна/ С.В.Тарарыкин. В.М.Левин. С.Б.СоФронов и др.// Химические волокна. 1992. N1. с. 46-48.

3. Система микропроцессорного управления процессом Формования волокна/ С.Б.СоФронов. С.В.Тарарыкин. А.П.Бурков и др.// Информационный листок Neo.- Иваново: 11НТИ. 1991.- 4 с.

4. С.В.Тарарыкин. В.И.Варламов. С.Б.СоФронов. Моделирование динамики процессов Формования и термовытяжки полимерного волокна// Математическое моделирование процессов и аппаратов: Тезисы докладов научно-технического семинара.- Иваново. 1990,- С. ■19 .

15. С.Б.СоФронов. С. В. Тарарыкин. Разработка системы управления электроприводом зоны вытяжки полимерного волокна// Проблеммы электропривода и автоматизации промышленных установок: Межвузовский сборник научных трудов.- Иваново. 1989,- С. 101-106.

6. Разработка микропроцессорной системы управления электроприводом для установок по производству волоконных изделий/ С.Б.СоФронов. С.В.Тарарыкин. А.П.Бурков и др.// Полимеры и оптические волокна на их основе: Сборник научных трудов ВННИСВ.-Калинин. 1988.- С. 101-106.

7. исследование динамических характеристик установок для получения полимерных оптических волокон как объектов автоматического управления/ С.Б.СоФронов. С.В.Тарарыкин. В.Ф.Глазунов и др.// Полимеры и оптические волокна на их основе: Сборник научных трудов ВННИСВ.— Калинин. 1988.- С. 107-113.

Подписано к печати 23.02.96 г. Формат издания 60x84 1/16. Печ. л. 1,0. Усл. п. л. 0,93. Заказ 472/р. Тираж 100 экз.

Типография ГУ КПК, г. Иваново, ул. Ермака, 41