Разработка и реализация цифровой системы управления форматором-вулканизатором

Автор: Алексеев М. В., Кудряшов В. С., Авцинов И. А., Гаврилов А. Н., Иванов А. В., Козенко И. А., Медведев А. В.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Химическая технология

Статья в выпуске: 2 (100) т.86, 2024 года.

Бесплатный доступ

При модернизации системы управления процессом вулканизации шин на ЗАО «Воронежский шинный завод» требовалось обеспечить контроль и регулирование технологических параметров, а также управление оборудованием вулканизатора на базе управляющего контроллера. Разработана структура автоматизированной системы управления, подобраны датчики температуры и давления, исполнительное устройство, модули ввода и вывода, а также управляющий контроллер SIMATIC S7-1500. В среде WinCC разработан проект автоматизированного рабочего места оператора участка вулканизации для сенсорной панели SIMATIC 6АV6647-0АF11-3АХ0. В рамках проекта сформированы информационные каналы данных, разработаны мнемосхемы узлов вулканизации шин, реализованы логические зависимости для захвата и перемещения шин, а также алгоритм цифрового регулирования температуры плит при вулканизации (программирование контроллера выполнено в среде TIA Portal). При этом архивируется информация о выполненных операциях, а также фиксируются возникающие аварийные ситуации. Выполнен синтез алгоритма цифрового каскадного регулирования давления (промежуточный управляемый параметр) расходом пара с коррекцией по температуре плит. Настройки цифровых регуляторов внутреннего и внешнего контуров рассчитывались с помощью программ оптимизации численным градиентным методом по критерию минимум интегрально-квадратичной ошибки по полученным в результате идентификации дискретным динамическим моделям каналов объекта управления (по экспериментальным кривым разгона). Расчет на моделях показал более высокую эффективность алгоритма каскадного регулирования по сравнению с одноконтурной схемой стабилизации температуры плит (колебания температуры при регулировании снизились на 5-7 °С). Система введена в эксплуатацию.

Еще

Форматор-вулканизатор, система управления, управляющий контроллер, рабочее место, цифровые регуляторы, оптимизация, градиентный метод

Короткий адрес: https://sciup.org/140306937

IDR: 140306937   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2024-2-262-268

Список литературы Разработка и реализация цифровой системы управления форматором-вулканизатором

  • Дик Дж.С. Технология резины: рецептуростроение и испытания. СПб.: НОТ, 2010. 620 с.
  • Резниченко С.В., Морозов Ю.Л. Большой справочник резинщика. Том 1. Каучуки и ингредиенты. М.: Техинформ, 2012. 744 с.
  • Резниченко С.В., Морозов Ю.Л. Большой справочник резинщика. Том 2. Каучуки и ингредиенты. М.: Техинформ, 2012. 648 с.
  • Ikeda Y., Kato A., Kohjiya S., Nakajima Y. Rubber Science A Modern Approach. Springer, Singapore. 2018. 226 p.
  • Bhowmick A.K., Mangaraj D. Vulcanization and curing techniques // Rubber Products Manufacturing Technology. 2018. P. 315-396.
  • Ridha R.A., Curtiss W.W. Developments in tire technology // Rubber Products Manufacturing Technology. 2018. P. 533-564.
  • Забаев А.П., Савчиц А.В., Ефремкин С.И. Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом вулканизации покрышек // Наука сегодня: глобальные вызовы и механизмы развития: материалы международной научно-практической конференции. 2018. С. 26-28.
  • Митрохин А.А., Гусев К.Ю., Бурковский В.Л. Управление потенциально опасным процессом вулканизации производства автомобильных шин // Современные технологии в науке и образовании - СТНО2017: Сб. трудов II Международной научно-технической и научно-методической конференции. 2017. С. 50-52.
  • Альбеков Д.К., Путилов М.В. Автоматизация технологического процесса вулканизации // Научные достижения и открытия современной молодёжи: Актуальные вопросы и инновации: Сб. статей победителей международной научно-практической конференции. 2017. С. 70-74.
  • Медведев А.В., Алексеев М.В. Разработка и реализация алгоритма цифрового управления температурой плит в процессе вулканизации шин: материалы студенческой научной конференции за 2023 г. Воронеж, 2023. С. 149-150.
  • WinCC flexible 2005 Компактная Стандартная Расширенная. Руководство пользователя. Siemens AG, 2005. 146 с.
  • Das R., Dutta S., Sarkar A., Samanta K. Automation of tank level using Plc and establishment of Hmi by Scada // IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE). 2013. V. 7. №. 2. P. 61-67.
  • Программирование с помощью STEP 7 V5.3: Руководство. Siemens AG, 2004. 602 с.
  • Zamzow A. TIA Portal V16: Grundkurs. Vogel Communications Group, 2022. 290 p.
  • Кудряшов В.С., Алексеев М.В. Моделирование систем. Воронеж, 2012. 208 с.
  • Kudryashov V.S., Ivanov A.V., Chertov E.D., Ryazantsev S.V. et al. Design of a Robust Digital Control System for the Rectification Column Used in the Production of Divinyl // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. V. 53. P. 668-673.
  • Ge X., Yang F., Han Q.L. Distributed networked control systems: A brief overview // Information Sciences. 2017. V. 380. P. 117-131.
  • Zheng Y., Yang S., Cheng H. An application framework of digital twin and its case study // Journal of ambient intelligence and humanized computing. 2019. V. 10. P. 1141-1153.
  • Afram A., Janabi-Sharifi F. Theory and applications of HVAC control systems-A review of model predictive control (MPC) // Building and Environment. 2014. V. 72. P. 343-355.
  • Nise N.S. Control systems engineering. John Wiley & Sons, 2020.
Еще
Статья научная