内固化高压玻璃钢管道生产线控制系统设计

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文内固化高压玻璃钢管道生产线控制系统设计姓名：付志超申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：尤波20090301哈尔滨理工大学工学硕士学位论文内固化高压玻璃钢管道生产线控制系统设计摘要玻璃钢管道是性能优良的复合材料管道，具有耐腐蚀、强度高、重量轻、可设计性和易于成型等特点，在油田、石化、轻工、建筑、市政、环保及航空航天领域得到广泛应用。玻璃钢管道缠绕机是生产玻璃钢管道的重要设备，我国现有的玻璃钢管道生产设备有机械式和数控式。这两种玻璃钢管道生产设备的缠绕、脱模、固

2、化都是独立分开的，增加了设备和生产成本，而且管道外固化效率低、质量差。本课题以传统高压玻璃钢管道生产技术为基础，研制了仅用一台机床就能完成高压玻璃钢管道缠绕、固化、脱模三道工艺的制造系统。本论文结合国内外现有的玻璃钢管道缠绕机现状和现代数控技术，根据实际生产需要，提出开放式缠绕机控制系统方案，该方案采用主从分布式，以工业PC为主机，Trio嵌入式运动控制器为从机，通过基于Modbus协议的RS232串口通信将主从机相连，这种方式提高了控制系统的稳定性和控制的实时性。本论文对现有机械式和数控式缠绕机的

3、缠绕规律和缠绕工艺进行了理论分析和系统研究，设计出适合本缠绕机的工艺参数和控制参数。研究适合惯量变化大的非线形时变位置同步运动控制方案，并将模糊PID控制算法应用于缠绕同步运动控制中。设计内固化高压玻璃钢管道生产线控制系统的硬件和软件系统。上位机程序采用VC抖6．0开发，具有人机交互、工艺存储、运动状态显示、机床故障报警和串口通信等功能，下位机具有实时运动控制、逻辑控制及机床保护等功能。该内固化高压玻璃钢控制系统功能及主要技术指标达到要求，稳定性，快速性、准确性满足实际生产需要，长期运行良好，已在多

4、家公司得到应用。关键词内固化；玻璃钢管道；控制系统；同步运动控制ControlSystemDesignforInternal--Heating--CuredHighPressureFRPPipeProductonLineAbstractFRPpipeiSacomposhepipewithmanyadvantages，suchascorroslon-resistance，highstrength，lightweight，designableandeasytoform，whichmakeithasawi

5、deapplicationinthefieldsofoilfield，petrochemicalindustry,lightindustry,architecture，municipaladministration，environmentalprotectionandaerospace．FRPpipewindingmachineisanimportantequipmentofFRPpipeproduction．OuravailableFRPpipeproductionequipmentsareoft

6、enmechanicalwindingmachineandnumericalcontrolwindingmachinewhicharepoorInflexibilityandadaptability．Sotheircompleteopeningislimited．Besides，theseparateofwinding，curingandtakingoffmandrelequipmentincreasesthecostofequipmentandproduction．Further，external

7、curinghaslowefficiencyandpoorquality．BasedontraditionalproductiontechnologyofFRPpipe，thetechnologyofsteamheatingmandreltodesignamanufacturingsystemISadoptedinthispaper．ThesystemCallfinishthreeprocessesincludingwinding，curinganddemouldofpipeproductionby

8、onlyonemachine．CombiningwiththestatusofexistingFRPpipeswindingmachineathomeandabroadandthemodemnumericalcontroltechnology,theschemeofopeningwindingmachinecontrolsystemisproposedinthispaperaccordingtotheactualneedofproduction．Thisschemea